（计算机应用技术专业论文）基于j2ee架构的在线考试系统的研究与开发.pdf

太原理工人学硕士研究生学位论文 基于j 2 e e 架构的在线考试系统的研究与开发 摘要 计算机网络和多媒体技术在现代社会的各个领域中被广泛应用 带来 了计算机远程教育的飞速发展 然而 随着教学内容的不断丰富和参加远 程教育人数的日益增多 对远程教育系统的要求也越来越高 在线考试系 统作为远程教育系统中的一个重要环节 对远程教育系统的优劣有重要的 影响 所以 研究和开发一个具有强大功能 且可扩充 易维护的在线考 试系统有着十分重要的现实意义 本文设计并实现了一个基于s t r u t s 框架的在线考试系统 可以为学生提 供在线考试服务 开发该系统的目的是通过网络实现试题资源的共享和快 速分发 为参加远程教育的学生提供在线测试功能 该系统采用了基于m v c 设计模式的s t r u t s 框架的三层结构 在这三层 结构中 视图层是考生看到并与之交互的界面 模型层负责业务流程 状 态的处理以及业务规则的的制定 控制层是从用户接收请求 将模型与视 图匹配在一起 s t r u t s 三层框架结构可以使得该系统结构更加清晰 而且使 该系统更具有良好的可扩展性 可维护性以及平台无关性 为了能够实现组卷系统的智能化 本文在该系统的自动组卷模块中使 用了遗传算法 并对经典遗传算法进行了一些改进 在遗传算法的编码方 式中采用分组自然数编码方式代替二进制编码方式 这样减少了染色体长 度空间 编码直接采用试题编号 省去了编码和解码的繁琐 并且在算子 选择中 我们采用了模拟小生境的方法 它能够有效地维持种群的多样性 t 太原理工大学硕十研究生学位论文 从而避免产生局部最优解 改善未成熟收敛 运用自适应理论改进了交叉 概率和变异概率 使算法本身总能找到适合于自 己 的交叉概率和变异概率 提高了系统的收敛速度 同时也避免了遗传过早进入 局部收敛 状态 关键词 考试系统 s t r u t s 框架 遗传算法 数据库 模块 s t u d ya n dd e v e l 0p m e n t0 fo n l i n e e x a m i n a r i o ns y s t e mb a s e do n j 2 e e a b s t r a c t i t r a p i d l yp r o m o t e sd e v e l o p m e n t o f c o m p u t e rr e m o t e e d u c a t i o nt h a t c o m p u t e rn e t w o r k sa n dm u l t i m e d i at e c h n o l o g y a r ew i d e l yp o p u l a r i z e di na m o d e ms o c i e t yi nv a r i o u sf i e l d s h o w e v e r w i t hc o n s t a n t l yi n c r e a s i n g o f t e a c h i n ga n dl e a m i n gr e s o u r s ea n dag r o w i n gn u m b e ro fp e o p l et a k i n gp a r t i n r e m o t ee d u c a t i o n r e m o t ee d u c a t i o ns y s t e mi sd e m a n d e dm o r ep o w e r f u lf u n c t i o n a sa ni m p o r t a n tp a r to fr e m o t ee d u c a t i o ns y s t e m a no n l i n ee x a m i n a t i o ns y s t e m h a sa ni m p o r t a n ti n f l u e n c eo naf i ta n du n f i tq u a l i t yo fr e m o t ee d u c a t i o ns y s t e m t h e r e f o r e s t u d y i n ga n dd e v e l o p i n go fap o w e r f u l a n ds c a l a b l e a n de a s yt o m a i n t a i no n l i n ee x a m i n a t i o ns y s t e mh a sav e r yi m p o r t a n tp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c e a no n l i n ee x a m i n a t i o ns y s t e mi sd e s i g n e da n da c h i e v e db a s e do ns t r u t s f r a m e w o r ki no r d e rt oo f f e rs t u d e n t so n l i n et e s ti nt h ep a p e r t h es h a r e m e n ta n d t h eq u i c kd i s p e n s eo fp r a x i sr e s o u r c e sa r ea c h i e v e di nt h ee x a m i n a t i o ns y s t e m a n do n l i n et e s ti so f f e r e dt os t u d e n t st a k i n gp a r ti nr e m o t ee d u c a t i o n s t r u t st h r e e t i e rb a s e do nm o d e l v i e w c o n t r o l l e ri su s e di nt h ee x a m i n a t i o n s y s t e m v i e wi sr e s p o n s i b l ef o ri n t e r a c t i o nw i t he x a m i n e e m o d e l i sr e s p o n s i b l e f o rp r o c e s s i n g b u s i n e s sf l o w b u s i n e s ss t a t ea n dm a k i n gb u s i n e s sr u l e s 1 1 1 太原理工大学硕士研究生学位论文 c o n t r o l l e ri s r e s p o n s i b l e f o r r e c e i v i n g r e q u e s t f r o mv i e wa n dm o d e la n d r e l a t i n gb e t w e e nv i e wa n dm o d e l t h ei m p l e m e n t a t i o no ft h r e e t i e rs t r u c t u r e e n a b l e st h es y s t e mt oh a v ed i s t i n g u i s h e dq u a l i t yo ff l e x i b i l i t y c u r r e n c y a n d c o m p a t i b i l i t y g e n e t i ca l g o r i t h mi su s e di nt h e a u t o g e n e r a t i n gt e s tp a p e rs y s t e mi n o r d e rt oa c h i e v et h ea u t o g e n e r a t i o nt e s tp a p e rs y s t e mi n t e l l i g e n t i z i n g a n dt h e t r a d i t i o n a lg e n e t i ca l g o r i t h mi si m p r o v e da ts o m ea s p e c t s n a t u r a l n u m c o d e r e p l a c e db i n a r y c o d ei no r d e rt oi m p r o v et h et r a d i t i o n a lg e n e t i ca l g o r i t h ma t c h r o m o s o m e c o d ei nt h eg e n e t i ca l g o r i t h m t h eq u e s t i o n l di sd i r e c t l yu s e da s c h e o m o s o m e c o d ei no r d e rt os a v et h et i m eo f c o d i n ga n de n c o d i n g i t m a i n t a i n sm u l t i s e e d se f f e c t i v e l y a n da v o i d st or u ni n t ot r a po ft h ep a r tb e s t v a l u ea n dp r e c o c i o u sc o n v e r g e n c et h a ts i m u l a t e dn i c h ei si n t r o d u c e di nt h e s e l e c t i o n o p e r a t o r s i ti m p r o v e s t h ec r o s s o v e r p r o b a b i l i t y a n dm u t a t i o n p r o b a b i l i t y e n a b l e st h eg e n e t i ca l g o r i t h mt of i n dt h eo p t i m i z i n gc r o s s o v e r p r o b a b i l i t ya n dm u t a t i o np r o b a b i l i t yt os u i ti t s e l f i m p r o v e sc o n v e r g e n c es p e e d o ft h ea u t o g e n e r a t i n gt e s tp a p e rs y s t e m a n da v o i d sr u n n i n gi n t op r e c o c i o u s c o n v e r g e n c et h a ts e l f p r o p e rt h e o r yi su s e di nt h eg e n e t i ca l g o r i t h m k e yw o r d s e x a m i n a t i o n s y s t e m s t r u t sf r a m e w o r k g e n e t i ca l g o r i t h m d a t a b a s e m o d u l e i v 声明户明 本人郑重声明 所呈交的学位论文 是本人在指导教师的指导下 独立进行研究所取得的成果 除文中已经注明引用的内容外 本论文 不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果 对本文的研究 做出重要贡献的个人和集体 均已在文中以明确方式标明 本声明的 法律责任由本人承担 论文作者签名 丝盟兰量日期 加塞凌多氐j 护蛾 关于学位论文使用权的说明 本人完全了解太原理工大学有关保管 使用学位论文的规定 其 中包括 学校有权保管 并向有关部门送交学位论文的原件与复印 件 学校可以采用影印 缩印或其它复制手段复制并保存学位论文 学校可允许学位论文被查阅或借阅 学校可以学术交流为目的 复制赠送和交换学位论文 学校可以公布学位论文的全部或部分内 容 保密学位论文在解密后遵守此规定 签名 盗塑堡 隰 加9 绎s 蛾j d 日 郫弥隘聋 嘞坦遥 厶 太原理亡大学硕士研究生学位论文 1 1 选题目的和意义 第一章绪论 在我国 考试已存在了几千年 一直以来人们都采用传统的考试方式 传统的考试 是以笔试作为主要形式 这种考试方式 组织一次考试至少要经历四个步骤 人工出卷 考生考试 人工阅卷 成绩统计 随着各种考试类型的不断增加和考生数量的不断膨胀 组织考试的工作量会变得越来越大 效率变得越来越低 而且很难避免人为因素对考试 造成的影响 因此这种考试方式已越来越不能适应当今社会发展的要求 随着计算互联网的不断发展 使得考试的技术手段和载体发生了划时代的变化 计 算机技术 网络技术和考试理论的日渐成熟 使考试从传统的纸笔考试到计算机辅助考 试再发展到基于互联网的在线考试成为现实 基于互联网技术支持的在线考试系统就是 借助遍布全球的因特网 考试既可在本地进行 也可在异地进行 大大拓展了考试的灵 活性 而且智能组卷系统 自动阅卷评分和试卷分析将教师从繁重的工作中解脱出来大 大提高了工作效率 真正的实现了无纸化考试 为了适应现代教育的发展要求 本人开发了一种基于s t r u t s 框架的计算机组成原理 在线考试系统 开发这一系统可以大大提高教师工作效率 缩短考试周期 使教师有更 多的时间专注于自己的教学工作 而且通过使用该系统可以突破地域和时间的限制 任 何人都可以随时随地开始一场考试 检验自己的知识和水平 1 2 国内外研究动态 随着计算机技术 网络技术 多媒体技术和虚拟现实技术在教育领域中不断应用 i n t e m e t 向宽带 多媒体方向发展 使得信息量很大的远程教育成为现实 在国外 网络远程教育已经得到突飞猛进的发展 各大学 高职学院都积极开展相 关方面的研究和探索 英国d e r b y 大学成功运用网络远程教育技术实现了在以色列的本 科学历教育 网上考试已经成为目前普遍采用的一种考试和认证方式 通过计算机网络 进行各种认证考试 使众多学子不出国门就可以获得各种国际上通行的证书 目前网上 计算机化考试已经发展为一种产业 创造出很大的利润 例如美国的p r o m e t r i c 有限公 太原理工大学硕士研究生学位论文 司 它是全球最大的计算机化认证考试服务公司 开创了计算机化考试技术和管理标准 其客户群十分广泛 包括l t 信息产业 政府机构 国家非盈利性机构等 它在世界的6 大洲1 4 0 多个国家和地区设立了2 6 0 0 多个考试中心 可用2 5 种语言提供近百个不同类 型 一千多种考试 每年全球参加计算机化考试的人数约上千万 1 1 在国内 各种网校 在线教育 远程课程教学也随i n t e r n e t 而悄然兴起 出现了很 多网上考试 部分知名公司与名牌大学相继开办了网络远程教育课程 从事证书的考核 颁发 也有本科 硕士研究生的学历教育 例如清华大学举办的计算机专业网上硕士研 究生教育 据资料显示 全国各地参加上网咨询 报名逾万人次 上海交通大学 复旦 大学 重庆大学等院校纷纷成立网络教育课程 并取得了良好的成效 但是从整体上看 部分系统采用c s 结构 这样在易用性和扩展性方面受到限制 部分系统虽然采用了b s 的结构 但是采用a s p 技术作为服务器端脚本 来实现与数 据库和其他应用互动的w e b 网页 a s p 采用的是解释执行的方式 执行效率不高 有 些系统性能低下 同时支持的在线测试数量较少 远远达不到系统运行的规模化效应 有些系统的统计分析功能简单 仅向用户提供总分 各题得分 班级平均分 标准差等 经过简单计算的统计数据 而没有对得到的统计数据进行解释和说明 对用户的反馈信 息千篇一律 总的说来 目前国内外的网络测试系统方面的建设 无论在理论上还是在系统架构 上都还处于起步阶段 还没有统一的标准和规范 1 3 本文研究的主要内容 本文完成了一种基于j 2 e e 平台的计算机组成原理在线考试系统的开发工作 包括 系统需求分析 系统框架设计 系统模块的实现和测试 并对系统涉及的主要技术进行 了相应的分析 本文研究的主要内容如下 1 对j d b c j s p s t r u t s 等j 2 e e 核心技术的运用 2 对j 2 e e 架构和基于m v c 模式的s t r u t s 框架的分析与研究 3 用软件工程和面向对象的思想对系统的需求分析 总体设计进行了详细描述 4 运用遗传算法研究了系统的自动组卷功能 5 在该系统中实现了题库管理 试卷管理等主要功能模块 2 太原理工大学硕士研究生学位论文 2 1j 2 e e 框架 第二章相关技术介绍 2 1 1 概述 传统的互联网应用程序模型是由两层应用 也称为客户 服务器或c s 结构 来实现 的 这种模式容易配置 但难于升级或扩展 而且通常基于私有的协议 更重要的是 在w e b 时代 这种应用通常不能体现出很好的伸缩性 因而很难适应i n t e m e t 的要求 为了解决两层体系的不足 中间层开始出现在客户端和后端数据库之间 这些中间层提 供了把商业功能和数据库相结合的功能 它们把客户端从复杂的业务逻辑中分离出来 利用成熟的互联网技术使用户在管理上所花费的时间最小 逐渐形成了三层结构模型 j 2 e e 技术正是降低了这种中间层服务的成本和复杂程度 因而使得服务可以被快速的 开展 2 o 2 1 2j 2 e e 分布式模型 j 2 e e 平台使用了一个多层的分布式应用程序模型 应用程序的逻辑根据其实现的 不同功能被封装到不同的组件中 组成j 2 e e 应用程序的大量应用程序组件根据其所属 的层被安装到不同的机器中 j 2 e e 典型的结构如图2 1 所示 1 1 3 太原理工大学硕士研究生学位论文 夏 回回田团 客户应用容 w r e b 啪容器 f d b c o n t a i n e r 器 i 一一 简单 一 浏览器 w e b 服务器 b e a n 实体 一一 h 1 1 i j s p b e a n h m会话 b e a n 日 i i 一 a p p l e t i 1 7l 图2 1j 2 e e 体系结构 h g u r e2 1t h es y s t e ms t r u c t u r eo fj 2 e e 它包括五个层 表示 应用 服务 域和持续化 这些层在物理上横跨客户机和服 务器 而在逻辑上被划分为客户应用容器 w e b 容器 f o b 容器和数据库四部分 1 表示层 被划分成两个部分 客户端层 管理与用户的输入输出交互作用 提供h t m l 表示应用数据 还支持a p p l e t 等其他类型的客户 服务器端层 服务器端 表达层包括j s p 用来产生动态的w e b 内容 2 应用层 介于客户端表达层和服务层之间 根据用户请求来调用服务 包括 从用户接口收集数据 解释数据并且发回数据 为表示层保持会话的状态 处理在服务 激活期间发生的例外情况并在需要时提交给用户 s e r v l e t 对哪会话的会话管理负责 3 服务层 为商业逻辑所要求的操作提供应用程序接口 客户通过请求服务与 应用的域模型交互 但是他们接触不到实际的域对象 服务层由如下组成部分形成 简 单b e a n 会话 s e s s i o n b e a n 事务相关的组成部分 用来满足服务业 销售 金融等特 殊商务领域的需要 4 域层 是从应用的问题领域中抽象出来的模型 商业规则和语法被嵌入在域 层中的域对象中 它负责加强商业规则和过程 而且新信息的语义检查也在域层中进行 域层由实体b e a n 组成 当客户端程序执行完后 会话b e a n 和相关数据就会消失 相反 4 太原理工大学硕士研究生学位论文 实体b e a n 表示数据库的表中一行永久的记录 当客户端程序中止或服务器关闭时 就 会有潜在的服务保证实体b e a n 的数据得以保存 5 持续化层 提供了 种机制 能永久性地存储对象的状态 持续化层可以是 企业现存的管理系统 也可以是数据库 或者是已经存储了数据的大型主机 2 1 3j 2 e e 的特点 j 2 e e 为搭建具有可伸缩性 灵活性 易维护性的商务系统提供了良好的机制 它 主要有以下五方面优点 3 1 保留现存的r r 资产 由于基于j 2 e e 平台的产品几乎能够在任何操作系统和硬件配置上运行 因此j 2 e e 架构可以充分利用用户原有的投资 保留现有的操作系统和硬件 2 高效的开发 j 2 e e 允许公司把那些通用的 很繁琐的服务端任务交给中间件供应商去完成 这 样开发人员可以集中精力在如何创建商业逻辑上 相应地缩短了开发时间 一 3 支持异构环境 j 2 e e 能够开发部署在异构环境中的可移植程序 基于j 2 e e 的应用程序不依赖任何 特定的操作系统 中间件和硬件 因此 设计合理的基于j 2 e e 的程序只需开发一次就 可部署到各种平台 这在典型的异构企业计算环境中是十分关键的 4 可伸缩性 企业必须要选择一种服务器端平台 这种平台应能提供极佳的可伸缩性去满足那些 在他们系统上进行商业运作的大批新客户 基于j 2 e e 平台的应用程序可以被部署到各 种操作系统上运行 所以现有的操作系统和硬件也能被保留使用 5 稳定的可用性 因为i n t e r n e t 是全球化的 若是意外停机 会有灾难性后果 所以一个服务器端平 台必须能全天候运转以满足公司客户 合作伙伴的需要 j 2 e e 可以部署到可靠的操作 环境中 支持长期的可用性 这是实时性很强商业系统最理想的选择 2 2m v c 模式与应用 模型一视图一控制 m o d e l v i e w c o n t r o l 简称m v c 结构是目前最常见的j 2 e e 应 用所基于的体系结构 m v c 主要适用于交互式的w e b 应用 尤其是存在大量页面及多 5 太原理t 大学硕士研究生学位论文 次客户访问及数据显示 4 1 2 2 1m v c 体系结构 m 代表模型m o d e l v 代表视图v i e w c 代表控制器c o n t r o l l e r 模型 视图 控制结 构是交互式应用程序广泛使用的一种体系结构 它有效地在存储和展示数据的对象中区 分功能模块以降低它们之间的连接度 这种体系结构将传统的输入 处理和输入模型转 化为图形显示的用户交互模型 同时也使得软件可维护性 可修复性 可扩展性 灵活 性以及封装性大大提高 m v c 体系结构具有三个层面 模型 m o d e l 视图 v i e w 和控f l j j c o n t r 0 1 每个层 面有其各自的功能作用 m v c 体系结构如图2 2 所示 m o d e l 代表应用程序状态 响应状态查询 处理业务流程 通知视图业务状态更新 v i e w 显示模型状态 接受数据更新请求 把用户输入数据传给控制器 选择视图 用户请求 状态改变 c o n t r o l l e r 接受用户请求 调用模型响应用户请求 选择视图显示响应结果 图2 2 m v c 体系结构 f i g u r e2 2t h es y s t e ms t m c n l r eo fm v c 1 模型层负责表达和访问商业数据 执行商业逻辑和操作 也就是说 这一层就 是现实生活中功能的软件模拟 在模型层变化的时候 它将通知视图层并提供后者访问 自身状态的能力 同时控制层也可以访问其功能函数以完成相关的任务 2 视图层负责显示模型层的内容 它从模型层取得数据并指定这些数据如何被显 示出来 在模型层变化的时候 它将自动更新 另外视图层也会将用户的输入传送给控 制器 6 燮 太原理工大学硕士研究生学位论文 3 控制层负责定义应用程序的行为 它可以分派用户的请求并选择恰当的视图以 用于显示 同时它也可以解释用户的输入并将它们映射为模型层可执行的操作 在一个 图形界面中 常见的用户输入包括点击按钮和菜单选择 在w e b 应用中 它包括对w e b 层的h t t pg e t 和p o s t 的请求 控制层可以基于用户的交互和模型层的操作结果来 选择下一个可以显示的视图 一个应用程序通常会基于一组相关功能设定一个控制层的 模块 甚至一些应用程序会根据不同的用户类型具有不同的控制层设定 这主要是由于 不同用户的视图交互和选择也是不同的 在模型层 视图层和控制层之间划分责任可以减少代码的重复度 并使应用程序维 护起来更简单 同时由于数据和商务逻辑的分开 在新的数据源加入和数据显示变化的 时候 数据处理也会变得更简单 2 3 基于j 2 e e 的m v c 模式的实现 s t r u t s 是一个免费的开源的w e b 层的应用框架 a p a c h e 软件致力于s t r u t s 的开发 采用s t r u t s 能开发出基于m v c m o d e l v i e w c o n t r o l l e r 设计模式的j a v a w e b 前端应用 s t r u t s 的运作机理如图2 3 所示 4 l 图2 3s t r u t s 工作流程 f i g u r e2 3t h ew o r kf l o w o fs t r u t s s t r u t s 应用有3 个部件 一个是使用s e r v l e t 实现的中心控制器及负责具体业务逻辑 处理的a c t i o n 一个是用于显示的j s p 页面且1 v i e w e r 另一个是用于封装系统状态的 业务逻辑元件 m o d e l 2 3 1m o d e l 系统状态和商业逻辑j a v a b e a n s 在s t r u t s 框架中 模型分为两个部分 系统的内部状态和可以改变状态的操作 事 7 太原理工大学硕十研究生学位论文 务逻辑 内部状态通常由一组a c t i o n f o r mj a v a b e a n 表示 根据设计或应用程序复杂 度的不同 这些b e a n 可以是自包含的并具有持续的状态 或只在需要时才获得数据 大型应用程序通常在方法内部封装事务逻辑 操作 这些方法可以被拥有状态信息 的b e a n 调用 小型程序中 操作可能会被内嵌在a c t i o n 类 它是s t r u c t u r e 框架中控制 器角色的一部分 当逻辑简单时这个方法很适合 2 3 2v i e w j s p 页面和表示组件 基于s t r u t s 的应用程序中的v i e w 部分通常使用j s p 技术来构建 j s p 环境包括了其 用途由j s p 规范来描述的一套标准的行为标记 还有一个用来定义标记的标准机制 这 些自定义的标记组织在 定制标记库 中 2 3 3c o n t r o l l e r a c t i o n s e r v l e t 和a c t i o n m a p p i n g s t r u t s 中 基本的控制器组件是a c t i o n s e r v l e t 类中的实例s e r v l e t 实际使用的s e r v l e t 在配置文件中由一组映射 由a c t i o n m a p p i n g 类进行描述 进行定义 s t r u t s 的中心控制器 接受所有来自客户端的请求 并根据系统的配置 s t m t s c o n f i g x m l 路由h 1 t p 请求到其 它a c t i o n 对象 开发者实现的o r g a p a c h e s t r u t s a c t i o n a c t i o n 的子类 在这些a c t i o n 对象 中会完成所有的业务操作 比如插入一条订单 修改一条记录等 处理完毕 由s t r u t s 的c o n t r o l l e 瑙e r v l c t 根据配置转向到适当的j s p 页面 将处理结果显示给用户 从这里可 以看出 在s t r u t s 中c o n t r o l l e r s e r v l e t 担任了重要的角色 它控制所有的程序流转 使 m v c 三个相对独立的部分协调工作 从而使系统的功能更加完善 2 4j s p 简介 j s p j a v as e r v e rp a g e s 是由s u nm i c r o s y s t e m s 公司倡导 许多公司参与一起建立的 一种动态网页技术标准 该技术为创建显示动态生成内容的w e b 页面提供了一个简捷 而快速的方法 j s p 规范是w e b 服务器 应用服务器 交易系统 以及开发工具供应商间广泛合作 的结果 在传统的网页h t m l 文件中加入j a v a 程序片段和j s p 标记 就构成了j s p 网 页 w e b 服务器在遇到访问j s p 网页的请求时 首先执行其中的程序片段 然后将执行 结果以h t m l 格式返回给客户 程序片段可以操作数据库 重新定向网页以及发送e m a i l 等等 这就是建立动态网站所需要的功能 j s p 技术在以下几个方面加速了动态w e b 页 面的丌发 8 太原理工大学硕士研究生学位论文 1 内容的生成和显示进行分离 使用j s p 技术 w e b 页面开发人员可以使用h t m l 或者x m l 标识来设计和格式化最终页面 使用j s p 标识或者小脚本来生成页面上的动 态内容 生成内容的逻辑被封装在标识和j a v a b e a n s 组件中 并且捆绑在小脚本中 所 有的脚本在服务器端运行 在服务器端 j s p 引擎解释j s p 标识和小脚本 生成所请求 的内容 并且将结果以h t m t 或者x m l 页面的形式发送回浏览器 这有助于作者保护 自己的代码 而又保证任何基于的w e b 浏览器的完全可用性 2 强调可重用的组件 绝大多数j s p 页面依赖于可重用的 跨平台的组件 j a v a b e a n s 来执行应用程序所要求的更为复杂的处理 开发人员能够共享和交换执行普 通操作的组件 或者使得这些组件为更多的使用者或者客户团体所使用 基于组件的方 法加速了总体开发过程 并且使得各种组织在他们现有的技能和优化结果的开发努力中 得到平衡 3 采用标识简化页面开发 j a v as e r v e rp a g e 技术封装了许多功能 这些功能是与 j s p 相关的x m l 标识中进行动态内容生成所需要的 标准的j s p 标识能够访问实例化 j a v a b e a n s 组件 设置或者检索组件属性 由于j s p 页面的内置脚本语言是基于j a v a 编程语言的 而且所有的j s p 页面都被编 译成为j a v as e r v l e t j s p 页面就具有j a v a 技术的所有好处 包括健壮的存储管理和安全 性 作为j a v a 平台的一部分 j s p 拥有j a v a 编程语言 一次编写 处处运行 的特点 2 5 支持j s p 的服务器软件 2 5 1 a p a c h et o m c a t 简介 t o m c a t 5 5 是s e r v l e t 和j s p 2 0 规范的官方参考实现 t o m c a t 既可以单独作为小型 s e r v l e t j s p 测试服务器 也可以集成到a p a c h ew e b 服务器 t o m c a t 和a p a c h e 一样可 以免费安装 但是 快速 稳定的a p a c h e 服务器安装和配置起来比较麻烦 t o m c a t 也 具有同样的缺点 2 5 2j a v a s e r v e rw e bd e v e l o p m e n tk i t j s w d k 简介 j s w d k 是s e r v l e t 2 1 和j s p i 0 的官方参考实现 把s e r v l e t 和j s p 应用部署到正式 运行它们的服务器之前 j s w d k 可以单独作为小型的s e r v l e t j s p 测试服务器 j s w d k 也是免费的 而且具有很好的稳定性 但它的安装和配置也较为复杂 9 太原理工大学硕士研究生学位论文 2 5 3r e s i n 简介 r e s i n 也是目前较为流行的一个支持j s p 和s e r v l e t 的w e b 服务器 目前 r e s i n 可 以支持s u n 公司的j 2 e e t o m c a t 不能直接支持 而j 2 e e 是基于j a v a 服务器端应用系 列的基础 i t一 2 6j d b c 接口技术 2 6 1j d b c 简介 j d b c j a v ad a t a b a s ec o n n e c t i v i t y 是一种用于执行s q l 语句的j a v aa p i 它由一组 用j a v a 编程语言编写的类和接口组成 j d b c 为工具 数据库开发人员提供了一个标准的 a p i 使他们能够用纯j a v aa p i 来编写数据库应用程序 s u n 定义了四种j d b c 驱动程序的基本类型 分别是对其它数据库访问a p i 映射 本地a p i 半j a v a 驱动程序 j d b c n e t 纯j a v a 驱动程序 本地协议纯j a v a 驱动程序 其中第一种j d b c o d b c 桥较常用 2 6 2j d b c 与数据库的连接 简单地说 j d b c 可做以下三件事 与数据库建立连接 发送s q l 语句 处理结果 编写一个数据库应用程序的基本流程如下 第一步 建立数据源 d a t as o u r c e 数据库可以是a c e e s s s q l m y s q l o r a c l e 或d b 2 等 第二步 加载驱动程序 r e g i s t e rd r i v e r 用语句c l a s s f o r n a m e 0 加载j d b c o d b c 第三步 建立连接 c o n n e c t i o n 建立连接有如下形式 c o n n e e t i o n e o n d r i v e r m a n a g e r g e t c o n n e c t i o n u r l u s e r n a m e p a s s w o r d 其中 u r l 为连接特定的数据源的路 第四步 建立语句对象 s t a t e m e n ts t m t c o n c r e a t s t a t e m e n t 0 这样就建立了一个用于执行s q l 的语句 第五步 如果有必要 添加新数据到数据源 第六步 获取结果集合 r e s u l t s e t 现在就可以从数据库中获取信息了 通过j d b c 的s t a t e m e n t e x e c u t e q u e r y 方法 使 1 0 太原理t 大学硕士研究生学位论文 用s q l s e l e c t 语句 将返回一个包含结果数据行的r e s u l t s e t 对象 第七步 处理数据 常用的方法包括n e x t o f f l lg e t x x x c o l u m n l n d e x 方法 其中 n e x t 0 方法是游标移动 到当前行的下一行 x x x 代表类型名 c o l u m n l n d e x 代表列序号 此方法可以定位列 第八步 如果有必要 将处理结果写回数据源 具体包含三种情况 更新 插入和删除 主要使用s t a t e m e n t 对象的e x e c u t e u p d a t e 方法 并配合s q l 语句 第九步 关闭对象 依次关闭r e s u l t s e t 对象 s t a t e m e n t 对象和c o n n e c t i o n 对象 第十步 处理警告 异常 j a v a 提供了一个非常有用的捕获异常的机制 主要有两个异常类 s q l e x c e p t i o n 和 s q l w a r i n g 2 7 考试系统开发环境简介 2 7 1 系统平台 w i n d o w s x p 选择w i n x p 作为系统平台 是因为它的应用非常普遍而且系统的稳定性和兼容性 都不错 使得考试系统的安装非常简单 快捷 为将来的推广和应用打下良好的基础 2 7 2w e b 服务器平台 本系统将采用e c l i p s e 和t o m c a t 相结合的形式作为系统的服务器平台 t o m c a t 是一 个免费的开源的s e r v l e t 容器 它是a p a c h e 基金会的j a k a r t a 项目中的一个核心项目 由 a p a c h e s u n 和其他一些公司及个人共同开发而成 由于有了s u n 的参与和支持 最新 的s e r v l l e t 和j s p 规范总能在t o m c a t 中得到体现 而且t o m c a t 是基于a p a c h e 许可证下 开发的自由软件 所以可以在t o m c a t 的官方网站免费下载 选择t o m c a t 作为本系统的服务器 是因为它有如下技术特点 1 部署简单 与传统的桌面应用程序不同 t o m c a t 中的应用程序是一个w a r w e b a r c h i v e 文件 你只需将你的w a r 放到t o m c a t 的w e b a p p 目录下 t o m c a t 会自动检测到这个文件 并将其解压 另外t o m c a t 也提供了一个应用管理器 通过 这个应用 辅助于f t p 你可以在远程通过w e b 部署和辙销应用 当然本地也可以 可 太原理工大学硕士研究生学位论文 见一个w e b 应用在t o m c a t 中的部署与管理都是如此的简单方便 t o m c a t 短小精悍 配 置方便 能满足实际的需求 这种情况下所以要选择t o m c a t 2 安全管理 j j t o m c a t 提供r e a l m 支持 r e a l m 类似于u n i x 里面的g r o u p 在u n i x 中 一个g r o u p 对 应着系统的一定资源 某个g r o u p 不能访问不属于它的资源 t o m c a t 用r e a l m 将不同的 应用 类似系统资源 赋给不同的用户 类似g r o u p 没有权限的用户则不能访问这个 应用 在t o m c a t 还可以利用s e r v l e t 2 3 提供的事件监听器功能 来对应用程序程序或者 s e s s i o n 实行监听 进行权限控制 t o m c a t 也提供其他的一些特征 如与s s l 集成到一 块 实现安全传输 3 集成方便 t o m c a t 也可以与其他一些软件集成起来实现更多的功能 如与j b o s e c u p s e w e b s p h e r ea p p l i c a t i o ns t u d i o n e t b e a n s j b u i l d e r 等i d e 软件 它们能够方便地集成 t o m c a t 的各种版本 这些i d e 软件在开发中能够自由的配置指向t o m c a t 的安装路径 可以随意选择t o m c a t 的不同安装版本 在开发环境中即可嵌入t o m c a t 运行环境 进行 集成调试 4 可与e c l i p s e 完美组合 e c l i p s e 是替代i b mv i s u a la g e f o rj a v a i v j 的下一代i d e 开发环境 但它未来的 目标不仅仅是成为专门开发j a v a 程序的i d e 环境 根据e c l i p s e 体系结构 通过开发插 件 它能扩展到任何语言的开发 甚至能成为图片绘制的工具 更难能可贵的是 e c l i p s 是一个开放源代码的项目 任何人都可以下载e c l i p s e 的源代码 并且在此基础上开发 自己的功能插件 比如在现有的j a v a 开发环境中加入t o m c a t 服务器插件 可以无限扩 展 而且有着统一的外观 操作和系统资源管理 这也正是e c l i p s e 的潜力所在 但是单纯的一个e c l i p s e 是不可以和t o m c a t 集成使用的 它需要使用相关的插件才 能够用来开发t o m c a tw e b 应用 m y e c l i p s e 就是一个非常强大的插件 安装上这个插件 后 就可以进行基于s t r u t s 框架下的w e b 开发 2 7 3 数据库服务器 m y s q l 由瑞典t c x d a t a k o n s u l ta b 公司丌发的m y s q l 是一种精巧的 多用户 多线程 跨平台的关系型数据库管理系统 同时也是一种具有客户和服务器体系结构的分布式数 t 2 太原理 c 大学硕士研究生学位论文 据库管理系统 由于它功能强大 灵活易用 快速稳定 而且具有丰富的应用程序接口 a p l 所以在企业中的应用极为广泛 m y s q l 精巧的体系结构是由s q l 数据库服务器 访问该服务器的客户机程序和编 程接口三部分组成 1 s q l 数据库服务器 s q l 数据库服务器是一个位于存放数据的机器上的程序 是用来提供对数据库进行访问的引擎 它负责监听网络上传来的客户机端的请求 并执 行相应的操作 然后将结果信息集返回给客户端 m y s q l 能够在任何硬件平台上运行 处理与其他流行数据库同一个数量级的大型数据库 并且具有更快的执行速度 2 客户机程序 客户机程序可以向服务器发送请求 以便将用户的需求传送给 服务器 它由一个交互式的查询查看程序 m y s q l 和多个辅助操纵服务器的应用程序 组成 其中 查询查看程序 m y s q l 允许直接输入指令执行并浏览结果 应用程序中的 脚本s q la d m i n 可以对服务器进行管理和控制 m y s q li m p o r t 和m y s q ld u m p 则分别 对数据进行导入和导出 其他的一些应用程序可以实现对数据库 权限等的其他管理和 操作 3 编程接口可以帮