9台下基于BS结构的考试系统的设计与实现.pdf

山东大学硕士学位论文开源平台下基于B/S结构的考试系统的设计与实现姓名：胡凯申请学位级别：硕士专业：软件工程指导教师：龚斌20050415山东大学硕士学位论文开源平台下基于B S 结构的考试系统的设计与实现研究生：胡凯指导教师：龚斌摘要随着互联网技术的发展和普及，建立在I n t e r n e t 之上的远程教育已经被公认为是未来教育的发展方向之一，考试测评则是这其中的一个重要研究领域本文在分析我国考试系统的现状和特点的基础上，借鉴以往考试系统的开发经验，设计和实现了基于网络环境，集题库管理、联机考试、实时评判、雷同卷分析于一体的在线考试系统，并在德州市国税局的“岗位技能竞赛”中得到数次应用。针对标准化、大规模、高效率的计算机考试，本文先是对当前十分流行的企业应用平台J 2 E E 和N E T 以及开源平台( A p a c h e + M y S Q L ) 进行了详细的介绍和比较( 第三章) ；随后给出了考试系统详细的设计方案( 第四章) 和实现算法( 第五章) ；在本文的第六章，作者介绍了在系统中几个具有特色的功能模块的实现算法。并在文章的最后，针对系统将来的发展进行了展望。在考试系统的设计过程中，针对以往考试系统的缺点和不足之处，本文提出了一些新的思路和设想，并一一予以实现。1 考虑到系统的开发成本和推广，作者采用了国内非常流行的开源平台组合A p a c h e + M y S Q L ，并以免费的P H P 作为开发工具2 在试题的组卷模块中，系统实现了具有一定特色的智能组卷策略，可以根据组卷参数的设置实现智能抽题3 在试题的阅卷模块中，根据试题类型的不同系统采取了两种不同的阅卷策略：对选择题、判断题等客观题的处理，采用自动阅卷的处理方式；对简答题的处理，采用了网上阅卷的方式4 针对填空题的题型特点，提出了基于同义词库的阅卷策略，将填空题的阅卷工作纳入到自动处理中，极大的提高了阅卷效率5 针对简答题的抄袭现象，系统设计和实现了雷同卷检测模块该模块可以自动找出考生答案中的雷同卷，并将结果呈报给教师山东大学硕士学位论文随着I n t e r n e t 的高速发展，以及网络课程教学的逐渐普及，网络考试系统必将成为网络课程建设的一个重要组成部分本系统可以直接扩充和发展成远程教育中的远程考试系统，因而具有相当好的推广价值关键词开源平台，考试系统，组卷策略，阅卷策略，同义词库，雷同卷山东大学硕士学位论文A B s T R A C TW i t ht h ed e v e l o p m e n ta n dp o p u l a r i z a t i o no fI n t e r n e tt e c h n o l o g y ，f a r d i s t a n c ee d u c a t i o nb a s e do nI n t e r n e th a sb e e nc o n s i d e r e do n eo ft h et h ed i r e c t i o n so ft h ee d u c a t i o n sd e v e l o p m e n ti nt h ef u t u r e E x a me v a l u a t i o ni sa ni m p o r t a n tr e s e a r c hf i e l do fi t B a s i n go nt h es i t u a t i o na n df e a t u r e so ft h ep r e s e n te x a ms y s t e mi no u rc o u n t r ya n dc o n s i d e r i n gt h ec o d i n ge x p e r i e n c e so ft h ep r e s e n te x a ms y s t e m ，t h ep a s s a g ed e s i g n e da n dr e a l i z e dt h eo n l i n ee x a ms y s t e m ，w h i c hi sb a s e do nt h eI n t e r n e te n v i r o n m e n ta n dt h eW I N 2 0 0 0o p e r a t i o ns y s t e m T h es y s t e ma l s oh a st h ef u n c t i o n so fm a n a g i n gn e t w o r kt e s tp a p e r ss t o r e h o u s e ，c o m p o s i n gt e s tp a p e r s ，t a k i n ge x a m so nt h eI n t e r n e t ，t e s t i n go n l i n e ，v a l u i n gi m m e d i a t e l ya n da n a l y z i n gs i m i l a rp a p e r s ，t h es y s t e mh a sa p p l i e di nt h eo p e r a t i o ne x a m i n a t i o no fD EZ H O UN A T I o N A LR E V E N U E A c c o r d i n gt ot h ec o m p u t e re x a mw i t hh i g hs t a n d a r d ，l a r g es c a l ea n dh i g he f f i c i e n c y ，t h ep a s s a g ef i r s t l yc o m p a r e sp o p u l a re n t e r p r i s ea p p l y i n gs y s t e mJ 2 E Ea n dN E T a n dt h eo p e ns o u r c ep l a t f o r m ( A p a c h e + M y S Q L ) i nd e t a il ( t h et h i r dc h a p t e r ) 。a n dt h e ng i v e st h ec o n c r e t ed e s i g np l a n ( t h ef o u r t hc h a p t e r ) a n dt h eA l g o r i t h m ( t h ef i f t hc h a p t e r ) o fe x a ms y s t e m ：i nt h es i x t hc h a p t e r ，i tg i v e ss o m ea l g o r i t h mp r o c e d u r e so fs o m ei m p o r t a n tm o d e s A tt h ee n do ft h ep a s s a g ei tg i v e st h ea p p l i c a t i o ni n t r o d u c t i o na n dg i v es o m ea n a l y s i sa n di m p r o v e m e n ta c c o r d i n gt ot h ec e r t a i nw e a k n e s s D u r i n gt h ed e s i g na n dr e a l i z a t i o no ft h ee x a ms y s t e ma n da c c o r d i n gt os o m ew e a k n e s so fp r e s e n te x a ms y s t e m , t h ep a s s a g eg i v e ss o m en e wo p i n i o n sa n ds u p p o s i t i o n 1 C o n s i d e r i n gt h ec o s ta n d t h es y s t e m ss p r e a d 。t h ea u t h o re m p l o y st h eo p e ns o u r c ep l a t f o r mc o m b i n a t i o n ( A p a c h e + M y S Q L ) w h i c hi sp o p u l a ri no u rc o u n t r yn o w 。a ss y s t e mp l a t f o r m , a n da tt h es a m et i m ei tu s e sf r e eP H Pa sd e v e l o p i n gt 0 0 1 2 i nt h em o d u l eo ft h et e s tp a p e r sc o m p o s i t e ，t h es y s t e mi m p l e m e n tak i n d o fi n t e l l i g e n tc o m p o s i t es t r a t e g yw h i c hi sb a s e do nt h ec o m p o s i t ep a r a m e t e r s 3 i nt h ev a l u a t i o no ft h et e s tp a p e r s 。t h es y s t e mu s e st w od i f f e r e n tm e t h o d st ov a l u et h ed i f f e r e n tt y p e so ft h et e s tq u e s t i o n F o rt h eo b j e c t i v eq u e s t i o n ss u c ha sm u l t i p l ec h o i c eq u e s t i o n sa n dj u d g eq u e s t i o n s ，i tu s e sa u t o m a t i cw a y ；f o rs u b j e c t i v eq u e s t i o n ss u c ha ss i m p l ea n s w e r i n gq u e s t i o n s ，i tu s e st h eo n l i n ew a y 4 A c c o r d i n gt ot h ef e a t u r e so fb l a n kq u e s t i o n s ，t h es y s t e mg i v e st h eo p i n i o no fb u i l d i n gs y n o n y ms t o r e h o u s et oe v a l u a t et h ea n s w e ra u t o m a t i c a l l y ，a n di ti sm o s t l ye f f i c i e n t 5 C o n s i d e r i n gt h ep h e n o m e n o no fp l a g i a r i z ei nt h es i m p l ea n s w e r i n gq u e s t i o n s ，t h es y s t e md e s i g n sa n dr e a l i z e st h et e s t i n gm o d e ，w h i c hc a nf i n dt h es i m i l a rt e s tp a p e ra u t o m a t i c a l l ya n dg i v et h er e s u l tl山东大学硕士学位论文t ot e a c h e r s W i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fI n t e r n e t ，I n t e r n e te d u c a t i o nh a sb e e nc a r r i e do u t O n l i n ee x s J l ls y s t e mi sac o m p o n e n to fb u i l d i n gI n t e r n e tc o u r s e T h es y s t e mc a nb ei m p l e m e n t e da n dd e v e l o p e di n t of a r d i s t a n c ee x a u ls y s t e mS oi ti sw o r t hb e i n gp o p u l a r i z e d K e yW o r d sO p e nS o u r c eP l a t f o r m ，E x a mS y s t e m ，t h es t r a t e g yo fc o m p o s i n gt e s tp a p e r ，t h es t r a t e g yo fv a l u a t i n gt e s tp a p e r ，s y n o n y ms t o r e h o u s e ，t h es i m i l a rt e s tp a p e r原创性声明本人郑重声明；所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，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，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：蔓臼窒坐日期：关于学位论文使用授权的声明本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段、。保存论文和汇编本学位论文( 保密论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名：塑递导师签名：日期：j 堕墨丝山东大学硕士学位论文第一章引言1 1 课题的背景和研究意义1 1 1 课题的背景随着I n t e r n e t 和I n t r a n e t 技术的高速发展，计算机和网络的应用己经普及到各行各业尤其在大，中专院校，校园网的建设已逐步完善，大多数学生已经具备了利用网络工具进行信息交流和辅助学习的能力 1 但是经过调查和研究，我们发现无论是在教学环节还是在考试环节中，大多教师仍然过分依赖传统的教学模式和考试方式，对于网络的开发和应用程度还远远不够。尤其是在传统的考试中，手工方式的组卷、阅卷仍然是教师的首选。经过分析，我们发现它存在以下缺点 2 】 3 ：( 1 ) 工作量大考试前，教师到处寻找试题，拼凑试卷；考试结束后还要进行阅卷和成绩的统计工作整个过程工作量极大，并且效率极低，花费教师大量的时间和精力( 2 ) 周期长一次单元测验的成绩要在好多天后才能出结果。( 3 ) 反馈信息的能力弱由于试题的选择随意性较大，教师对成绩的分析仅停留在平均分、及格率等表面层次上，难以统计出学生对各个知识点的掌握程度，因此不能对症下药。( 4 ) 除了繁琐的前期和后期的工作外，在考试期间还要有大量的教师参加监考工作，浪费了大量的人力物力以外，我们还要面对由于人为因素造成的考试失误以及考试成绩存在不真实性等问题基于W E B 模式的考试系统是一种新兴的考试模式，它改变了传统的考试方式，可以客观、准确地评估人在某个知识领域的能力和水平，极大的提高考试效率，将考试这样一项浩大的工程，简单化，模式化，透明化同传统意义上的考试相比，基于W E B 模式的考试系统是传统考试和考场的延伸，它可以利用网络的无限广阔空间，随时随地的让学生进行练习、测试和考试，加上数据库技术的利用，大大简化了传统考试的过程，提高了考试和评价质量山东大学硕士学位论文以下是基于W E B 模式的考试系统的工作流程：( 1 ) 考试前，任课教师将试题数据通过网络提交给考试系统管理员，由系统管理员将考生数据和试题录入到考场服务器上( 2 ) 考试中，考生通过计算机连接到考试服务器上，通过身份验证后，进入考试系统，由服务器从题库中抽出试题，以h t m l 网页的形式发给考生，考试过程中所有考生的答案都直接存储在服务器上( 3 ) 考试结束后，由计算机自动阅卷结合教师网上阅卷，成绩被公布在网上以备考生和教师查询。1 1 2 研究意义基于W E B 的考试系统可以极大的减轻广大教师的劳动强度，提高教学质量，培养社会有用的人才它将教师从单调繁重的劳动中解放出来，使广大的高校教师有更多的时间投身于教学研究和科学研究中去。特别是随着计算机网络技术的发展，使得网络考试系统和网络试题库的研究迫在眉睫。因此研究、开发一个基于W E B 模式的考试系统有助于充分利用现有的计算机和网络资源来提高教学效率和教学质量同时，网络考试系统也为教考分离、教学资源共享、科学的评价教学效果提供有利的条件1 1 3 研究思路本研究从分析我国现有的考试系统状况和特点出发，借鉴现有题库管理和考试系统开发经验，结合我国大、中专教育的现状和实际，以现代化教育理念为指导，对大、中专院校的教育教学改革提出了一些新的思路，将先进的考试手段( 网络考试) 作为教育发展、提高教学水平的一个重要方面进行分析研究，总结出传统考试与先进网络考试系统相结合的一种模式，并将“教考分离”、“题库建设”和“提高教学质量”作为教育教学改革的一条出路，以完善和发展我国的教育教学改革1 2 考试系统技术现状在目前现存的计算机考试系统中，按照其整体结构进行，可分为三种类型：单机结构、C l S 结构、B I S 结构( 1 ) 单机结构所谓单机结构，就是在每台计算机上安装完整的考试系统，整个考试完全由单独的计算机来中完成优点：实现简单，开发难度小，系统成本低缺点：存2山东大学硕士学位论文在着维护和升级的困难，需要大量人力来安装考试系统和更新试题数据：自动化程度和效率较低，不适应大规模的考试，属于早期的计算机考试系统结构。( 2 ) C l S ( c l i e n t S e r v e r ) 结构基于C I i e n t S e r v e r ( 客户端服务器) 结构的考试系统分成两部分：客户端程序和服务器端程序每台计算机( 客户端) 通过安装客户端软件与服务器端相互通信优点：在c s 结构中，考试系统的安装和试题数据的更新完全通过网络来完成，不再需要大量人力，自动化程度和效率较高。缺点：由于其结构特点，随着客户端的增加，其工作量不断增大C S 结构的考试系统只适用于一定范围的网络内部( 局域网) ，范围难以扩展。( 3 ) B S ( B r o w e r I S e r v e r ) 结构在基于B S ( B r o w s e r S e r v e r ) 结构的考试系统中，每台的B r o w s e r ( 浏览器)通过I n t e r n e t I n t r a n e t 与W E B 服务器相互通信，所有的操作都在服务器端完成，数据经操作后，都保存在的服务器中优点：由于以上特点，B S 结构不再需要分发客户端程序，易于维护和升级，应用广泛，是目前非常流行的一种系统结构。需要网络环境的支持本系统采用目前非常流行的B S 结构，以技术成熟、通用性好、安装方便、通用可靠的为原则，使用开源平台组合A p a c h e + M y S Q L 作为系统平台，实现了考试系统常备的考试、阅卷和成绩管理、用户管理功能外，还创新性的提出和实现了具有特色的组卷策略、填空题的同义词库阅卷策略和雷同卷的检查策略。本文将在第六章节予以详述1 3 网络考试系统工作流程本考试系统以高校的考试改革为应用背景，并在德州市国税局的业务考试中得到了实际的使用。其业务流程如下所述，该流程即作为考试系统的非正式的需求规格说明书( 1 ) 考试系统数据的录入由考试单位统计考生信息，可以使用固定账号通过I n t e r n e t 登陆到考试系统中，将考生信息录入到考试系统的数据库中；或是通过电子邮件的方式将考生信息和试题数据提交给考试系统管理员，然后由管理员将数据导入到考试系统的数据库中然后管理员将考生的帐号和密码等信息反馈给考试单位( 2 ) 考试的组织考生按准考证指定的时间和地点并携带身份证参加考试，考试通过互联网进行考生提前一定的时间登录到考试页面，输入准考证号和密码，进入系统后，系统便将考生的信息显示在屏幕的左上方，监考人员据此对考生进行身份辨识确认，监考人员通过登录到考试系统可取回本考场的考生名单，在对各考生的身份进行确认否认后提交，系统仅对通过身份验证的考生发放考题监考人员还需负责考场纪律对违规依程度进行登记考试时间结束后，即使考生没有完成提交，山东大学硕士学位论文系统会自动关闭，禁止学生继续答题。( 3 ) 组卷组卷就是按一定的规则从题库中抽取试题，组成H T M L 格式的试题。试题分课程存放在题库中，不同课程的试题存放在不同的题库中。试题的正文和答案以数据表的形式根据试题类型不同，分别存储在同一个试题库中，此外题库中还包含试题类型的说明信息。试卷以网页格式存放，考试时传给考生的浏览器，试卷应该便于考生答题，并可以利用表单( f o r m ) 收集考生的答案。可利用模版生成试卷。试卷答案的保存包括人工保存和机器自动保存两种方式。试卷设有答题时间限制，时间一到，系统将自动关闭。( 4 ) 成绩的统计与管理l答卷通过p o s t 方法提交，传递的是键值对，答卷通过网络提交后，系统根据存放在试题库的答案和答卷进行匹配，进行阅卷，并统计分数，生成考试成绩通知单。系统将分数记录在考生成绩表中，管理考生的成绩。( 5 ) 雷同卷的检查为了避免考生作弊，在阅卷结束后，系统需要进行雷同卷的检查工作，检查是否存在主观题的雷同现象，以判断是否存在作弊考生。4山东大学硕士学位论文2 1 可行性分析第二章考试系统的设计目标目前在社会的各行各业流行着各种各样的考试系统和试题库，但经调查发现，成熟、通用、可靠、方便的题库管理与在线考试系统很少，特别是利用局域网或校园网资源编制的网络通用题库管理与考试系统几乎没有，因此，此题目极具挑战性和实用性2 1 1 需求分析随着各级各类学校招生规模的不断扩大，教师资源的短缺己成为一个普遍而严重的问题教师的缺乏使得他们的工作量直线上升。为了减轻广大教师的劳动强度、工作负担。提高工作效率和教学质量，培养更多对社会有用的人才。各级各类学校都急需能自动出题、考试和改卷的题库管理与在线考试系统，以满足教考分离和平时随意的学生测验、模拟训练等工作；从而使考试更趋于公证、客观，更加激发学生的学习兴趣。特别是随着计算机网络技术的发展，使得网络通用题库管理与在线考试系统的研究和发展迫在眉睫。虽然本系统有着实际的开发背景，是在德州市国税局业务考试的应用需求中开发出来的，但基于上述学校中对于在线考试系统的极大需求，为本系统的普及打下了良好的基础。2 1 2 技术分析( 1 ) 考试管理系统多年来主要的困扰是对试题多样性的处理，但随着软件技术的发展，这个问题已经得到了彻底解决；( 2 ) 随着硬件技术的发展，试题库存贮数据量大和处理速度慢等因素已不再是主要考虑的问题2 1 3 应用分析随着W i n d o w s 操作系统的普及，使得计算机操作和软件的应用变得越来越智能化，操作更加简单化在题库管理与在线考试系统中，多个应用软件的混合调山东大学硕士学位论文用可使题库管理与在线考试的操作实现更加方便、高效。2 2 考试系统设计目标本考试系统设计的主要目的是在校园网上进行各科目的题库管理和在线考试，所以要实现以下几个目标：1 稳定性：基于考试这项业务的特殊性，考试系统需要非常稳定，要慎重的选择技术成熟的系统平台。2 实用性：考试系统可以在局域网或I n t e r n e t 网中使用，也可以单机使用。在局域网中使用时，多个用户可对同一科目的试题同时操作。在试题的录入环节，管理员可以从文件中导入试题，加快试题的编辑录入。在试题的管理中，教师可以将试题按需要导出生成文件，以便于修改、保存或与其他应用系统交换数据。3 完整性：考试系统要实现试题的编辑录入、试卷的自动生成、网络在线考试、网络在线评阅卷和成绩查阅等功能。4 易用性：对使用考试系统来进行题库管理和在线考试系统的用户，不管其熟悉不熟悉计算机的操作，都能在短时间内方便、快捷的使用该系统编辑输入试题，以及按要求进行网上在线考试和考试分析。设计时尽量使用目前较为通用的操作方法。5 高效率：提供多种手段进行阅卷，使教师可以在很短的时间内完成试卷的批阅工作。6山东大学硕士学位论文第三章相关知识介绍本考试系统是一个基于B S 结构的网络考试系统，具有一定的企业级应用程序的特点，是一个极为复杂的系统。所以应用平台的选择是考试系统方案设计中的一个关键问题。正因为如此，在介绍本考试系统设计方案前，先在本章的第一节介绍了目前最为流行的基于网络的企业应用开发平台：J 2 E E 、N E T 和开源平台的有关知识，并对其进行了比较：在第二节中详细介绍了本系统所采用的开源平台A p a c h e + M y S Q L 的相关知识。3 1 企业级应用平台简介企业级应用是指那些为商业组织、大型企业创建并部署的解决方案及应用。这些大型企业级应用的结构复杂，涉及的外部资源众多、事务密集、数据量大、用户数多，有较强的安全性考虑本考试系统既可以放在I n t e r n e t 上供所有人访问，也可以放在I n t r a n e t 上仅供内部学生使用，且具有事务密集、数据量大、用户多、有很高的安全要求等特点，完全符合企业级应用的特点目前最流行的商业化的企业级应用程序开发平台是J 2 E E 和N E T ，它们功能强大，技术成熟，采用三层或多层结构。J 2 E E 是一套开放标准，然而其实现成本高，技术标准由S U N 公司所控制：N E T 的技术标准由微软公司控制因此基于开源平台的企业级应用技术引起了广大开发者的极大兴趣，目前最流行的开源平台组合是A p a c h e + M y S Q L 下面将对其进行一一介绍。3 。1 1J 2 E EJ 2 E E 是使用J a v a 技术开发企业级应用的一种事实上的工业标准，它是J a v a技术不断适应和促进企业级应用过程中的产物。J a v a 平台有三个版本：适用于小型设备和智能卡的J 2 M E ( J a v a2P l a t f o mM i c r oE d i t i o n ) 、适用于桌面系统的J 2 S E 和适用于企业级应用的J 2 E E J 2 E E 是一个标准，而不是一个现成的产品各个平台开发商按照J 2 E E 规范分别开发了不同的J 2 E E 应用服务器，J 2 E E 应用服务器是J 2 E E 企业级应用的部署平台由于它们都遵循了J 2 E E 规范，因此，使用J 2 E E技术开发的企业级应用可以部署在各种J 2 E E 应用服务器上 4 ( 1 ) J 2 E E 的组成目前J 2 E E 的最新版本是J 2 E EI 4 J 2 E E 本身是一个标准，而不是一个现成的产品( 虽然现在有很多符合J 2 E E 标准的产品) ，它由以下几个部分组成：山东大学硕士学位论文E J B 。J 2 E E 规范。该规范定义了J 2 E E 平台的体系结构、平台角色及J 2 E E 中每种服务和核一6 , A P I 的实现要求它是J 2 E E 应用服务器开发商的大纲。J 2 E E 兼容性测试站点S u n 公司提供的一个测试J 2 E E 应用服务器是否符合J 2 E E 规范的站点，对通过该站点测试的产品，S u n 公司将发放兼容性证书。J 2 E E 参考实现。它既是s u n 公司自己对J 2 E E 规范的一个非商业性实现，又是为开发基于J 2 E E 企业级应用系统原型提供的一个免费的底层开发环境 J 2 E E 实施指南。即B l u eP r i n t s 文档，该文档通过实例来指导开发人员如何去开发一个基于J 2 E E 的多层企业应用系统。( 2 ) J 2 E E 的开发方式对于开发人员来说，J 2 E E 平台提供给他们的开发方式有三种：J s P 、S e r v l e t 、 S e r v l e t 可以被看作是服务器端的A p p l e t ，它通过S e r v l e t R e s p o n s e 以及S e r v l e t R e q u e s t 这两个对象来输出和接收用户传递的参数，然后在内部的方法中执行操作( 如访问数据库、访问别的S e r v l e t 方法、调用E J B 等) ，将处理结果返回给客户端。可以通过集成化的开发工具来进行开发。在一般的工具中都已经构建好一个框架，程序员只需要熟悉h t m l 标签以及熟悉一般的j a v a 语言就可以进行开发。J S P 其实是一种高层的S e r v l e t 。它与以往的其他网页编写脚本有很大的相似性，但是只是在执行时有一些不同。J S P g I 擎将它和它所在的H T M L文件一起合成S e r v l e t 代码，然后它的执行就和S e r v l e t 的一样了：先编译成c l a s s 文件，然后由支持j a v a 虚拟机的服务器来执行，最后输出结果我们在使用J S P 中可以使用J a v a B e a n 来进行更加灵活的处理。 E J B 可以看作是企业级雕J j a v a b e a n 。B e a n ：是具有特殊约5 獭J a v a 类，它允许其他的元素引用其功能并产生相应的请求。J S P 利用这个技术使W e b 设计人员能够使用自己的B e a n ，从而减少出错的可能。3 1 2 N E T微软将其对于未来计算的设想命名为N E T ( d o t - n e t ) 微软认为未来的计算将是多个应用程序通过I n t e r n e t 以- - 种分布式的方式运行的世界。N E T 战略将互联网本身作为构建新一代操作系统的基础，并对互联网和操作系统的设计思想进行合理延伸，使开发人员能够创建出与设备无关的应用程序，8山东大学硕士学位论文以便轻松实现互联网连接。N E T 是一个相当广泛的产品家族，它们构建于X M L 和互联网产业标准之上，为用户提供W e b 服务的开发、管理、应用和体验。N E T 框架实现了语言开发、代码编译、组件配置、程序运行，对象交互等各个层面的功能。所有在N E T 平台上创建的应用程序运行都需要核心模块：C o m m o nL a n g u a g eR u n t i m e ( C L R ，通用语言运行期环境) 和N E TF r a m e w o r k 类库。C L R 应用程序，是一个软件引擎，用来加载、并进行相应的安全许可验证。N E TF r a m e w o r k 类库则向程序员提供软件组件，来编写在C L R 的控制下运行的代码，它们按照单一有序的分级组织提供一个庞大的功能集，包括从文件系统到对X M L 功能的网络访问的每一样功能。该类库为开发提供了三种基本编程模板：基于A S R N E T 的W e b 表单应用、基于A S I i N E T 的W e b 服务应用和基于传统G U I 交互的W i n d o w s 应用。但是并不是所有被支持的语言都能完全的符合N E T 框架，不过有一种语言是例外，这就是C # ( C - S h a r p ) ，它能完全地符合N E T 框架。C # 从C + + 语言继承而来，它和N E T 框架一起发布。C # 将是很多N E T 应用程序开发人员的首选语言。3 1 3 开源平台：A p a c h e + M y S O LJ 2 E E 虽然是一套开放标准，然而其实现成本高，其技术标准由S U N 公司所控制：N E T 则由微软公司控制其技术。因此基于开源平台的企业级应用技术引起了开发者的极大兴趣。本考试系统平台采用了A p a c h e + M y S Q L 的小型应用组合。在本章的下一节，将对其进行详细介绍。具体来说该组合有以下几个优点：( 1 ) 它是当前小型应用的首选，是当前比较流行的系统组合，它非常稳定，而且已经可以完全满足考试系统的需求，为系统的推广应用打下良好的基础。( 2 ) 通过它，可以方便的建立个人w e b 服务器环境，调试P H P C G I 程序。安装和配置方便快捷，在较短的时间内就可完成的个人服务器环境的搭建。( 3 ) 作为一个实际应用的系统，A p a c h e + M y S Q L 都是免费产品，从成本和费用的角度出发选择它们是理所当然的事情。3 1 4 三者的比较( 1 ) J 2 E E 的优势：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1 2 E E 是纯粹基于J a v a 的解决方案，J a v a 以其独有的开放性、跨平台性和面向网络的交互性席卷全球，具有安全性、易用性等特点，这些都是J 2 E E 优势的优势所在山东大学硕士学位论文( 2 ) N e t 的优势：对于用户来说，N e t 和J 2 E E 意味着重大的成本差异。熟练N e t 开发团队和熟练的J 2 E E 开发团队，做同一件事情，一定是N e t 团队更快完成，开发周期更短、费用更低。而且，实施N e t 系统只需要购买W i n d o w s2 0 0 0 2 0 0 3 即可，实施J 2 E E 系统却需要昴贵的应用服务器在应用系统需要分布，而且应用层要服务于多种表现层时，J 2 E E 才能够发挥其优势；( 3 ) 开源平台A p a c h e + M y S Q L 的优势：它的最大优势就是使用成本低，可以方便的建立个人W E B 服务器环境，调试P H P C G I 程序，非常适合小型应用。安装和配置方便快捷，在较短的时间内就可完成的个人服务器环境的搭建，稳定性好。缺点是无法满足大型企业级应用的要求。3 2 考试系统开发环境简介最初本考试系统是挂靠在我们学校的W E B 服务器上的，学校的服务器环境是B l u e P o i n tL i n u x2 0 + M y S Q L5 0 。该系统平时要担负学校网站的W E B 服务，提供给考试系统的服务资源非常有限，所以在使用过程中出现了如下的问题：由于考试系统中需要实时的保存考生的答题信息，有时在1 秒内会有几百个用户保存几十万条数据记录，所以当出现大量用户同时保存数据的情况时，系统的开销非常大，始终处于忙碌状态，不但无法及时的响应用户的请求，有时甚至会出现系统的资源占用过高，无法响应的情况，根本无法保证考试的正常进行，同时也影响了学校网站的正常运行。考虑到上述情况，我决定采用A p a c h e + M y S Q L 作为系统平台搭建自己的I n t r a n e t 考试环境，3 2 1 系统平台：W i n 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。3 2 2W e b 服务器平台：A p a c h eA p a c h e 软件基金会是一个开放代码组织 4 ，它下面有许多项目，如H T T PS e r v e r 、x m l 、p e r l 等，其中最著名的是H T T P 服务器h t t p d ，通常我们称它为A p a c h e服务器，该服务器软件目前有两个版本：1 3 X X 和2 0 x x ，但目前常用的还是1 3版本。作为自由软件的A p a c h e ，使用成本非常低，我们可以直接从网上下载。A p a c h e 用户可以访问一系歹d W e b 站点和新闻组，它们提供了许多有关A p a c h e 的技术资料和常见问题的解答。A p a c h e 的众多特性确保了它可以高效并稳定的运行：l O山东大学硕士学位论文( 1 ) 预生成( P r e - f o r k i n g ) 模式A p a c h e 采用一种称为预生成模式的技术来管理总数可配置的子进程许多W e b 服务器( 如U N I X 系统) 都是在收到客户端的请求后才生成子进程来处理该请求预生成模式提前生成子进程来等待客户端的请求，从而能够对请求快速做出反应这样，A p a c h e 就把大量时间用于为用户请求提供服务，提高了系统的性能，这种模式对于要处理大量数据请求的考试系统来说非常适用。( 2 ) 活动的持久连接( K e e p - A l i v ep e r s i s t e n tc o n n e c t i o n s ) A p a c h e1 2及以后的版本支持m P 1 1 协议该协议采用了一项新技术：活动的持久连接，该技术允许W e b 服务器在一个T C P 连接中为客户端的多个请求提供服务。而在此以前，旧的H T T P 协议要求浏览器每次向W e b 服务器发出服务请求前，都要进行一次T c P 连接这样，网页中的每一个元素都需要一次T C P 的连接与关闭操作，降低了服务器系统的性能( 3 ) 动态共享对象( D y n a m i cS h a r e do b j e c t ) 特性A p a c h e1 3 新增加了动态共享对象特性，允许在远行时动态装载A p a c h e 的功能模块，这就可以在需要某个模块时再把它装入r E B 服务器的进程空间D S D 特性减小了运行A p a c h e 所需的内存，降低了A p a c h e 的硬件要求，从侧面提高T A p a c h e 的性能( 4 ) A p a c h e 的网络管理。在网络管理方面，A p a c h e 为w e b 管理员提供了简单却功能强大的基于文本的系统配置方式同时，由于A p a c h e 的模块式结构，使得W e b 管理员可以根据实际需要来创建一些特定的应用。A p a c h e 在记录日志和监视w e b 服务器状态方面为管理员提供了极大的灵活性。即可以通过W e b 浏览器来监视e b 服务器的状态，也可以根据需要来定制日志文件( 5 ) 在服务器软件开发方面A p a c h e 支持通用网关接口( C G I ) 它不但遵守c G I L1 标准，还扩充了许多有用的功能，如定制环境变量和调试功能等。3 2 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 公司开发的晰s Q L 是种精巧的、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机服务器体系结构的分布式数据库管理系统。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C A P l ) ，所以在企业中的应用极为广泛 5 】M y S Q L 精巧的体系结构是F l q 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 能够在任何山东大学硕士学位论文硬件平台上运行、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M y 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功能。( 3 ) 编程接口可以帮助用户自己编写应用程序。由于M y S Q L 本身是用C 和C + +编写的，所以可以用C 编写客户机程序，通过接口进行调用：另外，它还提供了其他数据库少有的编程工具，可以用许多第三方语言编写访 佶 M y S Q L 数据库的程序，比如：J a v a 、P e r l ，P H P 、D e l p h i 等。概括来说，M y S Q L 具有以下特点： 完全多线程，适于多C P U 使用 多平台，包括S o l a r i s 、S u n O S 、A I X 、U n i x 、L i n u x 、W i n 9 x 和N T 均支持M y S Q L ( 各平台支持的功能不尽相同) 非常灵活和安全的权限系统为W i n 9 5 提供O D B C 接口，可通过A c c e s s 与之相连。另有第三方开发商提供的多种多样的O D B C 驱动程序。 可处理大型数据( 超过5 0 0 0 万个记录) ，表的大小限于O S 的文件大小：L i n u x 为2 G ，S o l a r i s2 5 1 为4 G 。 经权威商业内存泄露软件检测无内存泄露。 多种语言支持( 但是没有中文) 在考试系统中采用M y S Q L 作为服务器是从需求、成本的角度来考虑的在实际应用中，考试系统是一个针对并发访问人数不会超过几百人的内部系统，实际数据量在百万条上下，如果使用O r a c l e 和D B 2 之类的数据库会造成大量的系统资源的闲置，即使是S Q LS e r v e r 也已经很浪费了，使用M y s Q L 可以完全满足系统的要求3 2 4 开发工具：P H P ( H y P e r t e x tP r e p r o c e s s o r )P H P 是一个递归的缩写名称：“P H P ：H y P e r t e x tP r e p r o c e s s o r ”它是一山东大学硕士学位论文种H T M L 内嵌式的语言( 类似于A S P ) 其语法混合了C 、J a v a 、P e r l 以及P H P 式的新语法它可以比C G I 或者P e r l 更快速地执行动态网页 6 。1 9 9 5 年P H P 以P e r s o n a lH o m eP a g e T o o l s ( P H PT o o l s ) 开始对外发表第一个版本在早