（生物医学工程专业论文）医学多媒体在线考试系统的设计与实现.pdf

， 华中科技人学同济医学院 硕士学位论文 d e s i g n a n d r e a li z a t i o n o f m e d i c a lm u l t i m e d i a o n - ii r e t e s t s y s t e m m a s t e rc a n d i d a t e ：p e n gj i n g j i n g a c a d e miok d vis o r ：p r o f e s s o rl a ns h u n bi a b s t r a c t t o d a y ，m a n ys c h o o l 8h a v ec o n v e r t e dt h e i rt e s t i n gm e t h o d sf r o mp a p e r t e s t st oc o m p u t e rt e s t s c o m p u t e rt e s t i n g h a s a d v a n t a g e s o v e r t r a d i t i o n a lp a p e rt e s t i n gm e t h o d s c o m p u t e r a d m i n i s t e r e dt e s t ss a v e p r i n t i n g a n d p a p e rc o s t s ，l i g h t e n t e a c h e r 8t r o u b l ea n di m p r o v e e f f i c i e n c y t a k i n ga d v a n t a g e o fc o m p u t e ri n f o r m a t i o na n a l y s i s ， c a t e r i n gt oam e d i c a lu n i v e r s i t yt e s t sn e e d sa n dt h el i k e ，id e v e l o p e d am e d i c a lm u l t i m e d i ao n l i n et e s ts y s t e m m e d i c a lm u l t i m e d i ao n - l i n et h et e s ts y s t e mw a sd e v e l o p e du s i n gs q l s e r v e r2 0 0 0d a t a b a s ea n dd e l p h is o f t w a r e s e v e r a lf u n c t i o n a lm o d u l e s w e r ed e s i g n e d t h i sp a p e rd i s c u s s e ss o m et e c h n o l o g i e so ft h es y s t e m i n c l u d i n gd c o mfm d 5 | m u l t i m e d i at r a n s m i s s i o nlt r a n s a c t i o np r o c e s si n g i a n d n o r m a lt e s t t h et e s ts y s t e ms u p p o r t s m a n yf u n c t i o n s ，s u c ha s ： a u t o m a t i ce x a ms c o r i n g ，s i m u l t a n e o u st e s t i n gs t u d e n t s ，r a n d o ms e l e c t i o n o ft e s tq u e s t i o n s ，a d m i n i s t r a t i o no ft e s tq u e s t i o n s ，a d m i n i s t r a t i o no f u s e r s ，a d m i n l s t r a t i o no fs c o r e sa n ds of o r t h e s p e c i a l l yo nt h eb a s i s o ft h et r a d z t t o n a lt e x t l e s se x a m ，i ta d d e dm u l t i m e d i af u n c t i o n s ( v i d e o ， a u d i o ，p i c t u r e ) i ti sv e r yf i t f o rm e d i c i n et e s t t h ep a p e ri n c l u d e st w op a r t s ：t h ef i r s tp a r ti l l u s t r a t e ds o m e p r o b l e m st h a tm u s tb ec o n s i d e rf o rd e s i g nam e d i c a lm u l t i m e d i ao n l i n e t e s ts y s t e m ，i n c l u d i n ga r c h i t e c t u r eo ft h et e s ts y s t e m ，ac o m p o s i t i o n a l p a r t ， f u n c t i o n a lm o d u l e s ，a n ds y s t e mi n t e r f a c e t h es e c o n dp a r t i l l u s t r a t e d i m p o r t a n t 七e c h n 0 1 0 9 i e s a n d d i f f i c u l t yr e s o l u t i o n s ， e s p e c i a l l yh o wt ou p l o a da n dd o w n l o a dam u t i m e d i af i l eo ft h es y s t e m i ti n t r o d u c e df t pf a s h i o nf o r t h i sw a y a ne v a l u a t i o no ft h et e s t i n gs y s t e ms h o w e dt h a tt h ep r o g r a mw a ss t a b l e ， a n dm e tt h eu n i v e r s i t y sn e e d sf o rac o m p u t e r i z e dm e d i c a le x a m i n a t i o n t h es y s t e mi sr e a d yt ob ed e p l o y e df o rr e g u l a ru s e k e y w o r d s ：t e s ts y s t e m ；t r a n s a c t i o np r o c e s s i n g ； m u l t i m e d i a t r a n 8 m i g s i o n jn o r m a lt e s t ：t i d f t p s e r v e r ；t i d u s e r m a n a g e r 2 毕中科技人学同济睡学院 硕士学位论文 刖罱 随着 f 算机网络技术的迅猛发展，人类正在进入数字化时代。计算机技术不 断地改变着人们的学习和生活方式，也改变了学生考试的方式，采用计算机考试 系统代替传统考试，将是时代发展的必然趋势。 传统考试的一般流程是：教师出卷印刷试卷考试( 地点：教室) 一 一教师发卷学生考试考试结束收卷阅卷( 教师手工批改) 手工 扩总考试成绩。 采用计算机进行考试流程是：教师出卷计算机生成试卷一考试( 地点： 公共机房) 教师启动考试系统服务器( 考试系统服务器加载试题库) 考 牛臀录考试( 考生使用考试系统学生端，输入学号和密码连接上服务器，获得试 卷，进行考试) 考试结束提交试卷( 考试系统服务器取得所有考生的答卷) 阅卷( 客观题系统自动批改，主观题由教师评阅) 计算机汇总考试成绩。 当前，利用局域网进行上机考试，并借助计算机代替人工完成从试题库中组 卷、发卷、收卷、阅卷已成为可能。采用计算机进行考试优势在于： l 、客观性：考试系统采用试题数据库抽题，试题抽取面广，试卷整体覆盖面 大，可基本反映考生的实际水平，从而保证考试的客观性和准确性。 2 、题型多样性：卷面考试只能考察选择题，填空题，简答题等，而采用计算 机避 j 考试，。，以进一步发展到考察学生对于音频，视频，图像( 以下简称多媒 体试题) 的掌握情况，以反映考试内容的多样性。 3 、便利性：考试系统进行考试，方便快捷，既节省了印刷试卷的成本，又减 轻了教师改卷的负担，提高了工作效率。 目前市面上已有的考试系统多数已能实现动态随机抽题、系统自动判卷、试 题管理等基本功能。但却难以满足医学专业考试形象、生动、直观的要求，即难 以考察医学生对听诊音频，解剖视频，标本图像的掌握情况。因此，研究适合医 学专业的医学多媒体在线考试系统显得非常迫切和必要。 根掘医学专业的考试特点，实现动态随机抽题、多个学生同时在线考试、系 统自动判卷、试题管理、用户管理、分数管理等基本功能，并能针对一个班或者 套试卷的考试成绩进行统计分析，以及实现多媒体技术( 音频，视频，图像) 存考试系统中的应用进行了有益的尝试和探索。因此，医学多媒体在线考试系统 能全面考察医学生掌握医学知识的情况，适合医学考试的特点。 3 华中科技人学同济医学院 硕士学位论文 第一部分考试系统的设计 1 设计考试系统要考虑的问题 本系统结构复杂，功能比较全面，在系统设计上需要解决的主要问题有： 1 1 考试系统的体系结构 从目前来看，大多数的考试系统采用了b i s 结构嘲、c s 结构、或者采用两者 相结合的混合结构“1 ，b i s 结构适合于考试环境在广域网中或者客户端数量多，且 参与考试区域分散的情况。如果考试环境在局域网中，且客户端数量不太多，考 试范围集中在定区域内，那么可以使用c l s 结构。因此，本系统采用c l s 结构。 1 2 采用的分布式技术 分布式结构中应用程序服务器的构建，基本上基于两种不同的标准：一是 m i c r o s o f t 制定的c o m d c 0 m c 嘶+ 技术( c 叫d c o m 服务器，m t s 服务器) ；二是 s u n 、i b m 、i n p r i s e 、n e t s c a p e 等众多厂商共同提倡的c o r b a 技术( c o r b a 服务器) 。 其中c o m d c o m c o m + 是以w i n d o w s 为中心的开发环境，而c o r b a 则是跨平台的开 发环境。这两种分布式技术“1 都具有可扩展性和健壮性的结构等特点，并且具有各 自不同的优势。c o m d c 0 m 适合于系统运行微软操作系统，并且其规模分布上不是 很广的情况。c o r b a ”1 则适用于异构的、大规模的分布式系统。因此，本系统采用 的是d c o m 技术。 1 3 组卷方案 系统应考虑以何种方案进行组卷，即在试题库( 包括选择题题库、填空题题 库和多媒体题题库) 中挑选试题组卷，为了准确和高效的进行组卷，此系统设计 了两种组卷方案，一种是人工组卷，由教师浏览试题库中的每一道试题，来决定 是否放在此试卷中，最后确定每道题的分数和考试时间；另一种是自动组卷，教 师选择题型、试题数目、每道题的分数和考试时间进行自动组卷。后一种方式使 用的是r a n d o m 函数，随机选择各种题型的题目个数，能提高组卷效率。 1 4 多媒体题型 根掘医学院校考试的要求和特点，本系统在实现多媒体形式的考题上采用了 考试中常见的简答题方式。考试时，学生根据一段与医学有关的视频、图片或者 声音柬凹答简答题的试题，这样能全面考察学生掌握医学知识的情况。 1 5 改卷方案 由于选择题是客观题，因此选择题可以在学生考试结束后立刻给出分数。虽 然填空题和多媒体题也能由计算机自动改卷，但由于填空题和多媒体题都是主观 题，同个含义却可以用不同句式、不同词汇柬表达，因此不能简单的用字符串 和标准答案作为判断正误的依据，如果学生多输入一个空格就会影响学生的得分。 因此，为了保证学生考试的正确性和公平性，填空题和多媒体题由教师人工阅卷。 4 华中科技大学同济医学院 硕士学位论文 2 体系结构 目前的管理信息系统有两种体系结构，一种是c s 结构，一种是b s 结构。 c s 结构提供了更安全的存取模式。由于c s 是配对的点对点的结构，适用于 局域网、安全性比较好的网络协议( 例如：舸的n e t b e u i 协议) ，安全性可以得到 较好的保证。而b s 采用一点对多点、多点对多点这种开放的结构，并采用t c p i p 这一类运用于i n t e r n e t 的开放性协议，其安全性只能靠数据服务器上管理密码的 数据库来保证。由于c s 在逻辑结构上比b s 少一层，对于相同的任务，c s 完成 的速度总比b s 快，使得c s 更利于处理大量数据。而b s 特别适用于网上信息 发布。因此c s 结构是目前建立管理信息系统的主要方式之一。本系统正是采用 的这种结构。学生在考试结束后，把相关的信息通过提交到服务器端，然后应用 程序根据服务器上的数据库信息对提交的信息进行处理，即阅卷。最后把学生的 考试分数进行登记和统计学分析。 本系统的三层c s 结构如图一所示。 图一c s 结构图 3 系统组成部分 3 1 服务器端 服务器端即r e m o t e s e r v e r 端。为实现多媒体文件的上传下载，必须在服 务器端打斤一个f t p 服务，该服务授权两个账户登录并获取上传文件，其中，学 生端的账户只拥有下载权限，只能从服务器端下载多媒体文件进行考试；教师端 的账户拥有全部权限，不仅可以用本教师端出题和上传多媒体文件，还能使用任 何f t pc l i e n t 工具对服务器端的所有多媒体文件进行管理等。 3 2 教师端 教师端即出卷和阅卷端。通过服务器端查询教师端登录的f t p 帐号和密码， 程录并h 传文件( 如服务器端f t p 为开放，教师端在上传文件过程中可远程打开 服务器端的f t p 服务) 。 3 3 学生端 学生端即在线考试端。在学生根据学号密码等信息登录后，自动查询本 华中科技人学同济医学院 硕士学位论文 次考试是否有多媒体试题，如有，则在考试正式开始之前，首先从服务器端获取 所有相关多媒体文件，保存在程序下的m e d i a d a t a 目录下，以备学生答题时播放 观看之用。 4 系统功能模块图 图二功能模块图 5 系统功能模块 5 1 教师端 教师端设计了7 个功能模块，下面分别阐述： 5 i 1 试题管理模块 增加试题 新添加选择题到b q u e s t i o n 表中，填空题到s q u e s t i o n 表，多媒体题到 m q u e s t i o n 表。并填加试题的题号，内容，难度，答案，科目等信息。 查询浏览 可以浏览已经添加到表中的所有试题，并可以根据题型、难易程度、科目、 题号来查找试题。当双击l i s t v i e w 时，弹出此选定的试题的详细信息如添加时 6 华中科技大学同济医学院 硕士学位论文 间，此题答案等。当教师发现试题有错误时，也可修改或者删除。 确定知识点 首先要选择科目，每个科目有1 0 个知识点，教师在组卷之前应在此处添加知 识点，以便分析试卷时计算某知识点的得分情况。 5 1 2 试卷管理模块 生成试卷 即教师组卷。教师有两种组卷方式。一是人工组卷，教师可根据考试的科目 分别选择填空题、选择题和多媒体题，以决定是否选择此题为本次的考题。此方 法是每一题按顺序显示出试题内容，答案，难度等，选择了一定量的试题后可存 放在p a p e r 表中，并给出此次考试的试卷号和每一小题的分数；另一种方法是自 动组卷，教师先选择考试的科目，然后选择填空题和选择题分别出多少道，按确 定即可。自动组卷的算法是利用随机函数在b q u e s t i o n 表、s q u e s t i o n 表和 m q u e s t i o n 表中随机抽取试题，每取一次题的题号都存放在一个t s t r i n g l i s t 对象 中，看t s t r i n g l i s t 对象中是否有重复的题号，如果有，则说明抽取重复，则这 次随机函数产生的题号不算数，重新计算，直到需要的试题数为止。当教师选择 试题进行组卷时，可自动记录当前时间存放在p a p e r 表中。 确定时日j 两种方法组卷完成后还需要确定整个考试要多长时间完成，也可以修改已确 定的试卷的考试时间。 浏览试卷 当组卷完成后，可以根据试卷号浏览整个试卷，如果还须修改某个试卷，也 口，以在此模块中完成。 5 1 3 考试管理模块 改试卷 为了保证阅卷的客观性，本系统设计的填空题为教师人工改卷。教师选择试 卷号和班级，则可以看到此班参加这门考试的学生的信息，点中某行学生信息， 就可以看到学生的填空题答案和标准答案，如果学生回答正确在题号前打钩，如 果错误小 j 钩，改完后，给出选择题分数，并按确定按钮，在按下此按钮的时候 自动加上选择题的得分存入s t u d e n t 表中的s c o r e 字段中，如果某题错误，在此 试题对应的知识点字段加1 。 试卷分析 可以根据试卷号和班级号进行j 下态性检验，看是否符合正态分向，并可以计 算h 某班参加某项考试的所有学牛分数的最大值，最小值，算术平均值，偏度系 数，峰度系数。 查看知识点 华中科技人学同济医学院硕士学位论文 可以选择试卷号来查看参加此考试的学生的考试出错情况。通过一个表显示 出某试卷的所有题号和对应的知识点以及此题出错的个数。 5 1 4 帐号管理模块 管理员 在登录此系统时，如果权限字段为1 的教师则是管理员，他能设置其他教师的 权限，还可添加或删除某个用户。 用户 修改此用户的密码。 5 1 5 学生管理模块 添加学生 在考试之前，教师应添加学生信息在s t u d e n t 表中。包括学生姓名、班级、 性别、学号、试卷号、考试科目、专业、成绩、是否重修。 查询成绩 此模块分为两部分，一部分是一般查询，即根据参加考试学生的姓名、学号、 试卷号等信息查询学生的成绩，还可以对查询结果根据分数或者学号进行升序或 降序排列。另一部分是高级查询，即根据一个班，考试科目或者试卷号对每个分 数段的学生人数和学生成绩的平均分，中位数，方差等进行查询。 5 1 6 数据模块 备份 备份整个数据库，以免丢失数据。 5 1 7 帮助模块 帮助 帮助中阐述了本软件的使用方法。 关于 在此描述了本软件的版本号，开发的单位，开发时间。 5 2 学生端 52 1 学生考试模块 学生在输入自己的姓名的学号登录后，才可进入考试系统进行考试。题型有 填空题，选择题和多媒体题。左边的t r e e v i e w 可看到所有的题号，并可点击跳转。 右边显示出试题号、试题、考试时间。学生可按“交卷”提前交卷。考试时间使 用倒记时的方式，提示“现在还剩多长时间”，到了规定的时间后，学生不能继续 做题，考试结束。系统自动把学生的选择题答案和标准答案进行比对，立刻给出 分数。为了保证客观性，填空题的答案由教师进行改卷。 华中科技人学同济医学院硕士学位论文 6 系统界面设计 图三新增试题界面 图四增加学生界面 9 华中科技火学同济医学院 硕士学位论文 图五组卷方式界面 图六阅卷界面 1 0 华中科技大学同济医学院 硕士学位论文 图七学生考试界面 7 数据库设计 本数据库共有9 个表，分别是s t u d e n t 表，t e a c h e r 表，b q u e s t i o n 表，s q u e s t i o n 衷，p a p e r 表，s u b j e c t 表，k n o w l e d g e 表，m q u e s t i o n 表，f t p u s e r 表。s t u d e n t 表 为学生表，记录了学生的姓名，学号，班级，性别，考试的科目，成绩，是否重 修，分数。t e a c h e r 表为教师表记录了教师的权限，帐号和密码，为了教师密码的 安全性，密码在数据库中保存的是m d 5 算法计算后的值，因此密码字段设计为 v a r c h a r3 2 位。b q u e s t i o n 表为选择题试题库记录了试题的题号，内容，难度， 答案，科目，a 、b 、c 、d4 个选项，录入的时间。s q u e s t i o n 表为填空题试题库 记录了试题的题号，内容，难度，填空的数目，科目和答案( 每个填空题填空数 不超过4 个) ，录入的时间。p a p e r 表为试卷库，s u b j e c t 表是为了编程方便而 华中科技大学同济医学院硕士学位论文 设置的，有两个字段，分别为科目号和科目代码。k n o w l e d g e 表记录了关于知识点 的信息。包括科目号，知识点的内容等。m q u e s t i o n 表为多媒体题试题库，包括有 图片，视频和声音。记录了试题的题号，试题内容，多媒体文件所在的位置等信 息。f t p u s e r 表为权限表，确定教师上传的帐户和密码和学生下载时候的帐户和密 码。 表一s t u d e n t 表 字段类型字段长度说明 n a m 匣v a r e h 盯6 主键，学生姓名 p a p e r n ov a r e h 盯 1 0 考试的试卷号 s n ov a r e h a r8学号 c l av a r e h 盯1 0 班级 m a j o rv a r e h a r2 0专业 g e n d e rv a r e h a r2 性别 s c o r es m a l f i n t 2 分数 s u b j e c t v a r c h 盯l 参加考试的科目号码 t m d m e f i m e8 录入时阿 r eb i ti 是否重修 a n s w e rv a r h a r1 0 0 0 学生考试答案 s e l e c l a n s w e rs m a l l i n t2 选择题得分 表二t e a c h e r 表 字段类型字段长度说明 i dv a r c h a r2 0 主键，教师用户名 n a m ev a r c h a r6 教师姓名 p a s s wv a r c h a r3 2 密码 t m d a t e t i m e8 录入时间 a u t hv a r c h a r1 权限号 字段类型字段长度说明 i dv l r c h a rl o 主键，选择题题号 c o n t e n t v a r c h a r2 5 0 试题内容 e a s yv 扑c h a r4 难易度，分为简单，中等，难，最难 1 2 华中科技人学同济医学院 硕士学位论文 a n s w e rv a r c h a rl答案 k n o wv a r c h a r3 0知识点 s u b j e c t _ i d v a r c h a r1科目号 av a r c h a r5 0 选项a 内容 bv a r c h a r5 0选项b 内容 cv a r c h a r5 0 选项c 内容 dv a r c h a r5 0选项d 内容 t md a t e t i m e8 录入时间 表四 s q u e s t i o n 表 字段 类型字段长度 说明 i dv a r c h a r1 0主键，填空题题号 e a s yv a r c h a r 4 难易度，分为简单，中等，难，最难 c o n t e n t v a t c h a t2 5 0 试题内容 k n o wv a r c h a r3 0 知识点 s u b j e c t _ ! d v a r c h a rl科目号 a n s w e r lv a r c h a r4 0填空l 答案 a n s w e r 2v a r c h a r 4 0 填空2 答案 a n s w e r 3 v a r c h a r4 0 填空3 答案 a n s w e r 4v a r c h a r4 0 填空4 答案 s h u m uv a r c h a rl填空个数 t md a t e t i m e8 录入时间 表五p a p e r 表 字段 类型字段长度 说明 c o d ei n t4 主键，加一递增 p l dv a r c h a r1 0试卷号 i dv a r c h a r 1 0 试题号 s u b j e c tv a r c h a r1 科目号码 t md a t e t i m e8 生成试卷的时间 f e n s h us m a l l i n t2此小题的分数 t i md a t e t i m e8 考试所需要的时间 n u m b e ri n t4 此题做错的人数 1 3 华中科技火学同济医学院硕士学位论文 表六s u b j e c t s 表 字段类犁字段长度 说明 s u b j e c tl dv a r c h a r 1 主键，科目号码 s u b j e c t v a r e h a r 2 0 科目号码对应的值 表七 k n o w l e d g e 表 字段类型 字段长度说明 k i di m 4 主键，加一递增 s u b j e c t _ i d v a r c h a r 1 科目号码 k n o wv a r c h a r 3 0 知识点 表八m q u e s t i o n 表 字段 类型字段长度说明 i d v 盯e h a r1 0 主键，加一递增 c o n t e n t v a r c h a r2 5 0 试题内容 e a s y v a r c h a r6难易度 k n o wv a r c h a r3 0知识点 s u b j e c ti dv a r c h a r l 科目号 a n s w e rv a r c h a r 5 0 0 答案 m e d l af l l ev a r c h a r2 5 0 多媒体文件名( 使用g u i d 号) m e d l ae x tv a r c h a r 8 多媒体文件的扩展名 t md a t e t i m e8录入时间 表九 f t p u s e r 表 字段类型字段长度说明 u s e tn a m ev a r c h a r2 0主键，用户名 u s e r _ p a s s w o r d v a r c h a r2 0 密码 u s e r _ _ r i g h t ；n t4 权限代表的数字 1 4 华中科技大学同济医学院 硕士学位论文 8 e - r 图 9 数据流图 图八e _ r 图 1 0 开发环境 ( 1 ) 主要硬件环境： 主机p e n t i u m5 5 0 h l h z 以上 内存1 2 8 m b 以上 显示卡彩显v g a 图九数据流图 华中科技大学同济医学院硕士学位论文 硬盘空间2 0 0 m b 以上硬盘剩余空间 ( 2 ) 操作系统： 服务器的操作系统采用m i c r o s o f tw i n d o w ss e r v e r2 0 0 0 。客户机采用 m i c r o s o f tw i n d o w s 2 0 0 0 。 ( 3 ) 数据库服务器：s q ls e r v e r 2 0 0 0 ( 4 ) 开发语言和开发工具：d e l p h i 7 0 1 1 运行环境 本系统可以把数据库、服务器端软件和教师用机软件放在同一个主机上，也 可以把服务器和教师用机软件放在同一个主机上，而把数据库放在另一个机器上 服务器端采用w i n d o w s 2 0 0 0 以上的操作系统和s o ls e r v e r2 0 0 0 数据库，硬件采 用2 5 6 m 以上内存和p 4l g 以上c p u 。学生机，教师用机即客户端采用w i n d o w s 2 0 0 0 以上的操作系统，硬件采用1 2 8 m 以上内存和p 35 5 0 m 以上c p u 。 第二部分关键技术及难点的解决 12 关键技术及其实现 1 2 1d c o m 技术 传统的c s 结构为两层结构的应用程序。两层分别为客户端应用程序部分 ( c l i e n ta p p l i c a t i o n ) 和数据库服务 器部分( d b m s ) 。由于客户端应用程序 都是直接连接的数据库，所以数据库需 要为每个客户端程序打开一个连接通 路。而本文中增加了a p p l i c a t i o n s e r v e r 层，它介于c l i e n ta p p l i c a t l 0 n 和d b m s 之间，负责接受c l i e n t a p p l i c a t i o n 的响应，并传递给服务器 数掘库，再将数据库的数据传递给 c l i e n ta p p l i c a t i o n 。 目前，分布式结构中应用程序服务 器的构建有两中不同的标准，一种是 m i c r o s o f t 铝0 定的c o m d c o m c o m + 技 术，d c o m 是以w i n d o w s 为中心的开发 环境，并扩展了组件对象模型技术 ( c 伽) ，使其能够支持在局域网、广 图十考试系统结构图 1 6 华中科技人学同济医学院 硕士学位论文 域网甚至i n t e r n e t 上不同计算机的对象之间的通讯。另一种是c o r b a ( c o m m o n o b j e c tr e q u e s tb r o k e ra r c h i t e c t u r e ) ，用来定义“分布式对象系统”，由 o m g ( o b j e c tm e n a g e m e n tg r o u p ) 作为发起和标准制定单位。c o r b a 的目的是定义 一套协议，符合这个协议的对象可以互相交互，不论它们是用什么样的语言写的， 不论它们运行于什么样的机器和操作系统。 本系统用到的是d c o m 技术，首先在服务器端建立一个接口( i n t e r f a c e ) ， 它的父接口类型为i a p p s e r v e r ，然后才能在此基础上建立r e m o t e d a t a m o d u l e 远程 数据模块“”，使用接口可以使一个对象可以很容易地被( 实现了相同接口的) 的 另一个对象所替换。增加了代码的重用性。 在r e m o t e d a t a m o d u l e 远程数据模块上增加一个a d o c o n n e c t i o n ，这个 a d o c o n n e c t i o n 的作用是指定连接的数据库的位置，并设置a c t i v e 属性为t r u e 。 然后设置多个d a t a s e t p r o v i d e r 和与之对应的a d o q u e r y ，并使每个 d a t a s e t p r o v i d e r 的d a t a s e t 属性连接a d ( q u e r y 的n a m e ，每个a d o q u e r y 的 c o n n e c t i o n 属性连接a d o c o n n e c t i o n 的n a m e 属性。在客户端中建立一个 d a t a m o d o l e 本地数据模块，在此数据模块中添加一个d c o m c o n n e c t i o n 以连接服务 器端的接l ，多个c 1 i e n t d a t a s e t 和与之对应的d a t a s o u r c e ，以对应每个要用到的 数据集。客户端的每个c l i e n t d a t a s e t 的p r o v i d e r n a m e 属性连接服务器端与之对 应的d a l a s e t p r o v i d e r ，并把a c t i v e 设置为t r u e ，它的r e m o t e s e r v e r 属性连接 d c o m c o n n e c t i o n 的s e r v e r n a m e 属性。客户端的d a t a s o u r c e 的d a t a s e t 属性连接 d a t a c l i e n t s e t d e 的n a m e 属性。这样客户端用c l i e n t d a t a s e t 通过r e m o t e s e r v e r 向数据库服务器请求数据。从而对客户端屏蔽了如何进行网络连接等方面的细节。 本系统的结构如图十所示。 1 2 2m d 5 加密算法 传统的认证方式是用户在登录过程中输入用户名和口令，通常以未加密的明 文在网络中传输，并直接保存在数据库中。这种认证方式很容易遭到黑客窃听或者 被人恶意打丌数掘库，从而造成密码泄露。为了保护教师端的安全性，教师登陆 本系统的密码用到了m d 5 算法，即使数据库被人取得，也不可能知道密码具体是 什么意思，当然，密码也就不会泄露，极大程度的保护了系统的安全性。 m d 5 算法”1 在9 0 年代初由m i tl a b o r a t o r yf o rc o m p u t e rs c i e n c e 和r s ad a t a s e c u r i t yi n c 的r o n a l dl r i v e s t 开发出来，经仰2 、m d 3 和m d 4 发展而来。它 的全称是m e s s a g e d i g e s ta l g o r i t h m5 ( 信息一摘要算法) 。m d 5 以5 1 2 位分组来 处理输入的信息，且每一分组又被划分为1 6 个3 2 位子分组，经过了一系列的处 理后，算法的输出由四个3 2 位分组组成，将这四个3 2 位分组级联后将生成一个 1 2 8 位散列值。通过其不可逆的字符串变换算法“压缩”成一种保密的格式( 就是 1 7 华中科技大学同济医学院硕士学位论文 把一个任意长度的字符串变换成一定长的大整数) 。产生一个唯一的1 2 8 位的信 息摘要，即“压缩”成一种保密的格式，以防止被篡改。如果在以后的应用中， 教师密码发生了任何形式的改变( 包括人为修改等) ，重新计算m d 5 时就会发现 信息摘要不相同，显然他得到的是一个不正确的密码。因此加密后的密码，即使有 黑客窃取，也无法通过窃取到的密文得到原有密码。即使数据库被人恶意打开，也 不可能得到教师密码。 1 2 3 多媒体文件传输 。医学是- - f 实践性很强的学科，采用多媒体文件进行考试，能够图文并茂， 形象生动，感性直观，适合医学考试的特点。在本系统中，多媒体文件采取f t p 方式传输，利用著名的i n d y 组件库中的t i d f t p s e r v e r 组件和一个t i d u s e r m a n a g e r 组件嘲来实现所需功能。这里t i d u s e r m a n a g e r 组件是用来进行f t p 服务器帐户管 理的。把t i d f t p s e r v e r u s e r a c c o u n t s 属性关联到t i d u s e r m a n a g e r 组件。然后将 教师端和学生端的登录密码保存在数据库中。t i d u s e r m a n a g e r 则通过读取数据库 中的相艾数据，进行登录验证和权限分配的记录，最后由t i d f t p s e r v e r 来实行权 限控制。当教师出多媒体试题时，教师可以在界面中直接选择一个视频文件，点 击上传，程序内部将自动完成登录和上传操作。为了避免因上传的文件名相同而 造成文件名冲突的问题，教师端将自动生成一个唯一的g u i d 号来表示上传的视频 文件名，服务器端则根据该g u i d 给出服务器上的上传文件命名，从而解决了名称 冲突的问题。 在实现细节上，通过调用t i d f t p c i i e n t c o n n e c t 方法连接上服务器，并调用 t i d f t p c il e n t p u t 方法上传文件。上传的路径和文件名保存在数据库中，供学生 端答题时获取文件相关信息并下载播放。学生端启动后，首先从数据库中提取f t p 帐户和密码，然后用t i d f t p c i i e n t 连接服务器端，调用t i d f t p c i i e n t c o n n e c t 函数，连接成功后，使用t i d f t p c i i e n t g e t 函数开始从指定目录中下载多媒体文 件。将这些文件下载并保存在学生端程序所在目录下的一个名为m e d i a d a t a 目录 中。下载完成后，学生即可进入考试系统答题，在回答视频试题时，将调用内嵌 的w jn d o w sm e d i ap l a y e r 来播放已经下载的视频文件，学生看完视频后可以根据 刚j 看到的视频回答问题。 为了最大限度减少网络传输的负荷，在上传和下载的过程中，程序使用z l i b 趣缩算法对数据进行压缩。i n d y 组件库已经内置了z l i b 压缩算法，在服务器端、 学生端和教师端分别放上一个t i d c o m p r e s s o r z l i b e x 组件，并分别和对应的 t l d f t p s e r v e r 组件、t i d f t p c ii e n t 组件相关联，那么在传输过程中，相关数据就 会在发送和接收的过程中自动进行压缩和解压。通常每次考试的所有多媒体文件 可以控制在5 m 一1 0 m 。这样，在1 0 0 n 的局域网中，当服务器性能比较好的情况下， 1 8 华中科技大学同济医学院 硕士学位论文 如有1 0 0 台学生机同时下载，在1 分钟内就可以下载完毕。 1 2 4 事务处理 当学生考试结束后，教师可了解学生掌握知识点的情况，可以知道每道题有 多少学生回答错误，以及对应的知识点。k n o w 表为知识点表，字段有知识点，科 目号，知识点。每门课程设置了1 0 个知识点，知识点的内容由教师决定，在考 试| ； 输入。当学生考试完后，系统能自动将考试信息反馈，找到出错的题号、对 应的知识点、记数，记数用k 。表示，此字段在考试开始前为0 ，当有学生答完题 提交时就把记数字段自动加l 。如果有多个学生同时考试完毕，并同时把考试信息 提交到数据库时，则会产生死锁。为了保证数据库的一致性，采用了事务处理中 的一级封锁协议，当一个学生提交出错的题号时，锁定知识点表，这样能防止并 发操作引起的丢失修改导致的数据不一致性。当所有的学生考试完后，就可以立 刻统计出学生出错的知识点个数s ，使老师能了解某个班参加考试的学生掌握各个 知识点的情况。t a d o c o n n e c t i o n 类封装了a d o 连接对象。通过i s o l a t i o n l e v e l 属 性设置事务隔离级别，利用b e g i n t r a n s 函数启动事务和获得事务嵌套级别。并判 断事务执行状态，采用d e l p h i 的异常处理语句，当有异常发生时回滚事务，否则 提交事务“”。关键原代码如下： s e r v e r i s o l a t i o n l e v e l ：= i s o l a t e d ：s e r v e r 为a d o c o n n e c t i o n 组件，i s o l a t e d 为最高级 别，对褴个表锁定。 尢在服务器端定义一个过程，此过程如下： p r o c e d u r et r e m o t e _ s e r v e r u p d a t e k n o w l e g e c o u n t ( c o a s tp a p e r i d q u e s t i o n i d ：w j d e s t r i n g ； i n c r e a s e c o u n t ：i n t e g e r ： v a re r r o r s t r ：v i d e s t r i n g ) ： v a r t r a n s l d ：i n t e g e r ； s q l c o m m a n d ：s t r i n g ： a d o c o m m a n d ：t u o o c o m m a n d ： b e g i n e r r o r s t r ：= ”： s e r v e r i s o l a r i o n l e v e l ：= i s o l a t e d ； t r a n s l d ：= s e r v e r b e g i n t r a n s ： t r y s q l c o m m a n d ：= f o r m a t ( u p d a t ep a p e rs e tn u m b e r = n u m b e r + dw h e r ei d = ”s + ，a n d p i d = ”s 。 i n c r e a s e c o u n t ，q u e s t i o n i d , p a p e r i d ) ： a d o c o m m a n d ：= t a d o c o m m a n d c r e a t e ( n