（通信与信息系统专业论文）基于vc的网上阅卷系统设计与实现.pdf

山东大学硕士学位论文 摘要 随着国家对创新型、高素质人才需求的增加，对考生实践能力和创新意识进 行考察的发散思维和主观性试题在教育考试中所占比重越来越多，这就给评阅工 作的公平、公正性提出了新的挑战，传统手工阅卷诸多弊端逐渐显现，如何更好 的控制阅卷误差成为亟待解决的问题。随着计算机网络技术、图像处理技术以及 计算机的普及，网上阅卷应运而生。相对于手工阅卷，网上阅卷具有大幅度提高 误差控制能力；试卷电子化、易于以后查阅、主客观分数统计快捷准确、节省开 支便于保存；便于实时监控阅卷情况：便于实现考试信息深度挖掘等诸多优点。 随着高考网上阅卷的普及，势必会影响到高中甚至初中的考试模式，但是大 型考试所使用的网上阅卷系统搭建复杂、成本较高，而且一般是不能重复使用的， 这已成为网上阅卷系统在普通高中、初中学校普及的障碍。本论文致力于低成本、 搭建迅速、适合重复使用的网上阅卷系统设计与实现。在软件设计方面采用三层 c s 结构、客户端数据预处理等技术减轻服务器压力，使得无需购买价格昂贵的 服务器即可完成系统搭建；在硬件方面，除需购置高速扫描仪之外，其余硬件可 以充分利用学校现有教育资源如教学用微机室，在不影响原有教学功能的基础上 进行改造，将阅卷系统嫁接到原有系统上。 本论文首先介绍了网上阅卷国内外研究现状，其次对当前常用的b s 和c s 开发模式优缺点进行了系统分析，在充分考虑本系统实际需求之后，选择了三层 c s 模式作为开发模型。经过对多种主流商用数据库管理系统进行比较分析之后， 选择o r a c l el o g 作为数据库管理系统。随后提出了系统设计的基本目标和原则， 并对系统架构和功能架构进行设计。在概要设计中划分功能模块，并对系统的功 能模块进行描述，在详细设计中对各个模块的设计与实现进行阐述，列举了一些 关键代码帮助理解，并对系统界面中的人性化设计进行描述，最后论述了服务器 性能优化方法。 关键词：v c + + ；主观题；网上阅卷；三层c s 结构 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t w i t ht h eg r o w i n gd e m a n df o rt h ei n n o v a t i v eh i 曲q u a l i t yp e r s o n si no u rc o u n t r y , m o r ea n dm o r ed i v e r g e n tt h i n k i n ga n ds u b j e c t i v eq u e s t i o n sd e s i g n e dt oi n v e s t i g a t et h e c a n d i d a t e s p r a c t i c ea b i l i t ya n di n n o v a t i o nc o n s c i o u s n e s sr i s eo nt h ee d u c a t i o n a lt e s t s ， w h i c hn o to n l yb r i n g sn e wc h a l l e n g et ot h ep a p e rm a r k i n gw o r kb u ta l s om a k e sm a n y d i s a d v a n t a g e so ft h et r a d i t i o n a lm a n u a lm a r k i n ga p p e a r t om i n i m i z et h em a r k i n g m i s t a k e sb e c o m ea ne x i g e n tp r o b l e mt ob er e s o l v e o n l i n em a r k i n ga r i s e s 、析t l lt h e p o p u l a r i z a t i o no fn e t w o r kt e c h n o l o g y , i m a g ep r o c e s s i n gt e c h n o l o g ya n dc o m p u t e r s ， w h i c hh a ss om a n ya d v a n t a g e sa si n c r e a s i n gt h ee r r o r ss u b s t a n t i a l l y , m a k i n gt e s t i n g p a p e re l e c t r o n i c ，c o s t - s a v i n ga n dc o n v e n i e n tt ok e e p ，m a k i n gm o n i t o r i n gt h em a r k i n g s t a t u sm u c he a s i e r , e x p l o r i n gt h et e s ti n f o r m a t i o nd e e p l ya n ds oo n w i t ht h e p o p u l a r i t y o fo n l i n e m a r k i n gu s e df o r t h e c o l l e g ee n t r a n c e e x a m i n a t i o n s ，i tw i l ld e f i n i t e l yi n f l u e n c et h ee x a m i n a t i o nm o d eo fs e n i o rh i 曲s c h o o l s ， e v e nt h em i d d l es c h o o l s b u tt h eo n l i n em a r k i n gs y s t e m sc o n s t r u c t e df o rt h e l a r g e - s c a l et e s t sa r eo fh i g hc o s ta n dn o tr e u s a b l e ，w h i c hh a sa l r e a d yb e c o m ea b a r r i e r f o rp o p u l a r i z i n gt h eo n l i n em a r k i n gs y s t e mi nc o m m o nh i g hs c h o o l sa n dm i d d l e s c h o o l s t h i st h e s i si sc o m m i t t e dt od e s i g na n dr e a l i z ea ni n e x p e n s i v eo n l i n em a r k i n g s y s t e mw h i c hc a n b ec o n s t r u c t e dr a p i d l ya n dw i l lb ea p p r o p r i a t ef o rs c h o o l st or e u s e f o rs o t h v a r ed e s i g n ，t h i ss y s t e mc a nr e d u c es e r v e rp r e s s u r et h r o u g ha d o p t i n g t h r e e l a y e rc ss t r u c t u r ea n dc l i e n td a t ap r e t r e a t r n e n tt e c h n o l o g y , s ot h e r ei sn on e e d f o rt h ec l i e n t st ob u ye x p e n s i v es e r v e rf o rt h es y s t e mc o n s t r u c t i o n ；f o rh a r d w a r e ，i tc a r l u s et h ee x i s t i n ge d u c a t i o n a lr e s o u r c e sl i k et h et e a c h i n gc o m p u t e rr o o m sw h i c hc a nb e r e n o v a t e dw i t h o u ta f f e c t i n gi t so r i g i n a lt e a c h i n gf u n c t i o nt og r a f tt h em a r k i n gs y s t e m o n t ot h eo r i g i n a ls y s t e m t h i st h e s i si n t r o d u c e st h eo n l i n em a r k i n gs t a t u sa th o m ea n da b r o a da tf i r s t ，t h e n d e s c r i b e st h ea d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so fc u r r e n tc o m m o nb sm o d ea n dc s m o d es y s t e m a t i c a l l ya n da f t e rt a k i n gt h ea c t u a ld e m a n do ft h i s s y s t e m i n t o c o n s i d e r a t i o n , i tc h o o s e st h et h r e e l a y e rc ss t r u c t u r ea sd e v e l o p m e n tm o d e la n d 2 山东大学硕士学位论文 o r a c l elo ga st h ed a t a b a s es o i 撕a r ea f t e rc o m p a r i n ga n da n a l y z i n gm a n ym a i n c o m m e r c i a ld a t a b a s e s t h e n ，i tp r o p o s e st h eb a s i co b j e c t i v ea n dp r i n c i p l ef o rs y s t e m d e s i g n i n ga n dd e s i g n st h es y s t e mf r a m e w o r ka n dt h ef u n c t i o nf r a m e w o r k f u n c t i o n m o d u l ei sd i v i d e da n dd e s c r i b e di nt h eg e n e r a ld e s i g n d e s i g n i n ga n dr e a l i z i n go f e a c h m o d u l ea r ed e s c r i b e di nd e t a i l ，s o m ek e yc o d e sa r el i s t e dt oh e l pb e t t e ru n d e r s t a n d i n g a n dp e r s o n a l i z a t i o nd e s i g nf o rt h es y s t e mi n t e r f a c ei sa l s od e s c r i b e di nt h ed e t a i l e d d e s i g n f i n a l l yt h eo p t i m i z a t i o nm e t h o d sf o rs e r v e r a r ed i s c u s s e d k e yw o r d s ：v c + + ；s u b j e c t i v eq u e s t i o n s ；o n l i n em a r k i n g ；t h r e e l a y e rc ss 觚l c t u r e 3 山东大学硕士学位论文 1 1 研究背景与意义 第一章绪论 现代社会中各种各样的考试已成为各行各业选拔录用人才的重要手段，随着 考试要求、类型和规模的不断发展，普通的手工阅卷已无法满足考试形式和内容 日益复杂多样的需求。如何更好的实现公平公正，充分发挥考试的作用，使之真 正成为选拔录用人才的工具，这个问题已经成为社会关注的焦点【l 】。 计算机网上阅卷的出现可以说是我国考试领域的重大变革，近年来高考、中 考、全国英语等级考试、公务员考试等大型考试中网上阅卷备受关注，网上阅卷 系统快捷、准确、保密的特性也已经被人们认可，但是现有的网上阅卷系统由于 搭建复杂、投资巨大、无法重复利用等因素仍然无法在广大高中、初中学校中推 广【2 】。 计算机网上阅卷与传统手工阅卷相比具有以下优势：( 1 ) 减少工作人员人工 输入分数的环节，减少过程中出现错误的可能性，提高准确性。( 2 ) 减少纸质试 卷封装加工环节，节省费用开支，减少出错机率。( 3 ) 数据全部电子化，可以做 到永久保存，管理也更加方便高效。( 4 ) 具有评阅质量监控功能。由于所有阅卷 信息实时传送至服务器，所以可以实时掌握阅卷质量，如果出现偏差可以及时纠 正。( 5 ) 真正实现无干扰双评或者多评，这是传统手工阅卷所无法比拟的，而且 引入仲裁机制，尽量减小人为误差，真正实现公平公正。( 6 ) 试卷个人信息完全 加密，而且试卷为随机发送，大大提高试卷的保密性。( 7 ) 传统手工阅卷中需要 专人核对，而且需要搬用试卷，网上阅卷系统自动分配，大大节省人力。( 8 ) 数 据信息方便深度挖掘，可以作为教学和决策依据1 3 1 。 1 2 国内外研究现状 1 9 9 9 年教育部为提高高考阅卷透明度，保证高考更加公正、公平而提出一种 全新的阅卷模式网上阅卷。目前，国外在网上阅卷系统上的研究比较少，研 究主要放在网上考试系统上，如国外的g r e 考试是完全的网上考试系统。国内方 4 山东大学硕士学位论文 面，我国首次采用计算机网上阅卷是在1 9 9 9 年广西高考中。到2 0 0 2 年，“计算机 辅助评卷系统 在广东省普通高考中得到应用，当时只有语文和英语进行了网上 阅卷，随后网上阅卷系统越来越广泛的应用在各中大型考试中。到2 0 0 4 年，全国 已有上海、广东、辽宁等1 5 个省市的高考实行网上阅卷，这些省市的网上阅卷积 累了丰富的实践经验，并得到教育部的肯定和提倡。同年，成人高考网上阅卷工 作也在多省开始试点。随着网上阅卷软硬件设备、技术支持、组织管理等各方面 条件的成熟，到2 0 0 5 年，全国实行网上阅卷的省市增加到1 7 个。 自1 9 9 9 年广西高考实行网上阅卷以来，网上阅卷越来越广泛的得到应用，全 国范围内高考、成人高考、全国英语等级考试、全国公务员考试甚至普通中考都 采用网上阅卷。截至2 0 0 7 年，我国已经有多大2 0 余个省市的普通高考采用网上 阅卷，其中包括黑龙江、辽宁、广东、福建、云南、重庆、河北、贵州、上海、 吉林、江西、浙江、湖北、宁夏、广西、江苏等省市，其中广东省最早开始实行 高考、中考网上阅卷1 4 】。 随着网上阅卷越来越被人们认可，各类考试采用网上阅卷也成为当前考试阅 卷的必然趋势和发展方向，已是不争的事实。据国家教育部相关专家介绍，鉴于 计算机网上阅卷在效率、质量和安全等方面的诸多优势，在未来2 3 年内，在全 国范围内全面推广普通高考网上阅卷势在必行，甚至在有些省市的中考阅卷中也 开始出现网上阅卷的身影，由此可见，普通高考、中考实行网上阅卷已经是大势 所趋。学校r 常考试如采用网上阅卷系统可以提高学校管理水平和教学质量，而 且减轻阅卷教师负担，学生也可以与高考、中考网上阅卷接轨，所以在广大高中、 初中的推广也是大势所趋。 1 3 论文的内容结构 本文主要介绍基于v c + + 的主观题网上阅卷系统的设计与实现过程，全文共 分为六章，具体如下： 第一章为绪论，主要介绍了主观题网上阅卷系统的背景、意义和现状。 第二章阐述了系统需求分析、系统选用的c c s 架构的优势以及四种数据库管 理系统比较与选择。 6 山东大学硕士学位论文 第三章是主观题n _ k n 卷系统总体设计，主要介绍了系统硬件架构、软件架 构、功能模块划分以及数据库表设计。 第四章是主观题网上阅卷系统的详细设计，也是本论文的核心章节，主要介 绍具体模块如任务分发模块，客户端绘图模块，分数仲裁模块等的实现，并对其 中的算法进行了详细阐述。 第五章主要介绍了阅卷系统性能优化的方法。 第六章回顾了本文的主要结果以及对进一步研究的展望。 山东大学硕士学位论文 第二章网上阅卷系统需求分析与数据库管理系统选择 2 1 网上阅卷系统需求分析 2 1 1 系统应用背景 ( 1 ) 教学管理信息化和科学化是学校教学管理的发展目标； ( 2 ) 大多数校园已经具备了校园网、多媒体教室等多种基础硬件： ( 3 ) 以人为本的管理理念促使学校在提高教学质量的同时积极寻找减轻教师 负担的途径： ( 4 ) 传统的阅卷方式及统计分析手段不能符合学校日益增长的实际工作需 要，现代化需求迫在眉睫； ( 5 ) 网络评卷带来的高质量与高效率已被广泛认同。 2 1 2 系统功能需求 ( 1 ) 系统能够在学校已经建成的校园网络上运行，不需要另行增加网络建设 需求； ( 2 ) 系统应具有与高考网络评卷系统相同的答题方式和相同的主客观题网 络评卷方式，应能达到让学生适应高考，中考要求，提高应考能力，发挥应有水 平的目的；使教师及时发现在网上阅卷模式下学生容易犯的考试错误，并及时加 以指正。 ( 3 ) 系统能对评卷教师屏蔽答卷上的考生信息，体现阅卷过程及阅卷结果的 客观公正； ( 4 ) 系统可对任意科目或题目进行双评或多评设置，最大限度降低差错率， 提高阅卷质量； ( 5 ) 评卷教师阅卷只需点击鼠标和简单操作，即可对试卷进行评阅、批注及 扫描纠错等工作，其他工作系统自动完成； 7 山东大学硕士学位论文 ( 6 ) 各种答题纸学校教师可以自行用w o r d 工具完成设计。 2 2c s 结构 2 2 1c s 结构发展 随着计算机网络技术和数据库管理技术的发展，分布式应用系统经历了以下 三个阶段：单层结构、两层客户端服务器结构和三层客户端服务器结构。 数据库系统产生初期，人们的观念是应用程序控制关系型数据库，数据库文 件与应用程序是合二为一的，不可分割，这样的数据处理模式就称为单层结构。 很明显，这种结构的数据库无法实现数据共享，而且占用计算机资源较多，因此 数据库应用开发开始转向文件服务器结构【9 】。 所谓的文件服务器系统就是将需要共享的数据库文件放在专门的文件服务器 上，各个客户端通过网络访问文件服务器进行数据传输，用户之间可以实现文件 级数据共享。 文件服务器结构虽然相对简单的实现了数据共享，但是数据库文件和应用程 序还是没有做到完全分离，因此，这种结构也被看作单层结构。在使用中很容易 发现，文件服务器结构很容易引起网络堵塞，这是因为在这种结构中，用户不论 对服务器中的多少数据进行存取操作都要将完整的数据下载到客户端计算机进行 处理，处理完成之后再上传到文件服务器。由于这些缺点，文件服务器结构很快 被客户端服务器结构所代替，也就是两层结构的出现【l o 】。 一个典型的两层结构就是传统的c s 结构，按照实现功能的不同，应用程序 被分成两大部分：一部分用来处理数据库，称之为服务器端部分；另一部分则用 来处理运行程序，请求服务等，称之为客户端部分。客户端部分主要负责执行前 台任务，如：处理数据、服务请求和管理用户接口等。服务器端部分则负责执行 后台任务，如：控制数据库的操纵、管理共享外设和接收和响应客户端请求等。 两层c s 结构工作原理如下：用户需要访问数据库时，需要通过客户端应用 程序提交数据请求，通过计算机网络将请求送达服务器端应用程序，由服务端应 用程序执行数据处理任务，完成后将结构反馈给客户端。两层c s 结构如图2 1 8 山东大学硕士学位论文 所示： 孚户端 图2 1 两层c s 模式不意图 c s 结构比较适合用户较少、规模较小、数据库单一并且快速性和安全性有 保障局域网内，它具有以下优点： ( 1 ) 交互性、专业性强。c s 模式下，客户端是专门为客户打造的软件，更 有利于完成专项任务。 ( 2 ) 数据安全有保障。c s 模式一般适合采用适用于局域网且安全性较好的 局域网协议。 ( 3 ) 网络开销较少、速度快。因为只是简单的两层结构，网络中的通信量只 包含客户端与服务器端的通信。 在c s 两层结构中，事务处理和数据显示的工作都由客户端来完成，从而使 得客户端需要承受双重负担，我们称之为胖客户端，相对而言服务器端任务较轻， 称之为瘦服务器。负荷不均成为了这种结构的致命缺陷，随着信息处理量的不断 增加和网络的不断发展，这种结构开始显现诸多不利方面，主要表现如下： ( 1 ) 客户端需要承担负担重。随着客户端应用程序不断发展，功能将越来越 复杂，安装程序越来越庞大，为了满足性能需求，就需要不断提高客户端的机器 配置，增加了新的投资成本。 ( 2 ) 扩展性较差，不能对原有系统兼容。 ( 3 ) 系统维护工作量大、升级复杂。客户端和服务器端都需要维护，如果系 统需要升级，所有的客户端都要随之升级。 ( 4 ) 用户界面风格各异，使用需要重新适应，不利于推广。 ( 5 ) 系统性能较低。一个普通的商业应用程序在一个单独的事务处理中往往 需要处理多个请求，每个请求中只要存取几条记录，但是不得不从服务器传送大 量数据，因此影响系统性能。 另外，随着客户端的不断增多，对服务器内存的消耗会不断增加，而客户端 函 山东大学硕士学位论文 资源利用率却很低，因此，使用c s 两层结构系统的花费会以指数增加，最终导 致系统崩溃。传统两层c s 结构在一个很长的时间内满足了人们的需求，但是由 于他的局限性，三层c s 结构的应用系统应运而生。 三层c s 结构模型是在传统两层c s 结构的服务器端和客户端之间出入中间 层应用服务器，从而构成三层结构。这个中间层的功能很广，如：响应客户 端请求、进行事务处理、综合决定如何调用服务器功能、收集服务器处理结构， 并反馈回客户端。 三层c s 模型的三层分别是：客户端表示层、应用服务器层、数据库服务器 层。它与传统的两层c s 结构有着明显的不同，主要表现在它的三层结构完全独 立，其中任何一层的变化不会影响到另外两层。 ( 1 ) 客户端应用层。这一层就是与用户面对面打交道的接口。它的作用就是 将用户与客户端连接，通常使用g u i 界面。 ( 2 ) 应用服务器层。它处于中间位置，起到承上启下的作用，他作为第一层 和第三层之间的中间接口，主要完成数据集中处理，响应客户端请求、收集数据 库服务器层反馈等任务。 ( 3 ) 数据库服务器层。它的主要功能就是响应第二层的数据处理请求，执行 结构送回第二层。这一层负责管理数据的读写操作，需要具备执行大量数据检索、 更新的能力。现在主流的商用数据库管理系统如：s q ls e r v e r 、o r a c l es e r v e r 等 i h 。 当然三层c s 结构中所说的三层，只是逻辑上的概念。在具体操作中，物理 层上的结构可能差别很大。三层c s 结构可以存在与一台物理计算机上，也可以 存在于两台、三台，甚至更多计算机上，只要这些系统在体系结构上遵循了三层 c s 结构的体系要求即可，但是在一台或者两台计算机上实现的三层c s 结构很 难发挥出它的真正优势。在三层c s 结构中，支撑每一层的应用程序都是独立的 部分，在事务处理的过程中，每台客户端只是向应用服务器发送一个请求，这样 就减少了网络开销和竞争的出现。每一个应用程序商业逻辑的部分是所有该程序 的使用者所共享的，这样做的好处是可以更好的控制商业逻辑。此外，应用服务 器层与数据库服务器层之间是一定数量的常连接，使得不需要频繁的进行数据库 连接和断开操作。三层c s 结构的特性是客户端不再发送数据请求而是服务请求， 1 0 山东大学硕士学位论文 所以随着用户的不断增加，三层c s 结构更易于扩展。三层c s 结构如图2 2 所 示： 图2 2 三层c s 结构示意图 2 2 2c s 模式与b s 模式比较 b s 模式和c s 模式各有各的特点，主要区别如下： ( 1 ) b s 模式 首先，b s 模式大大简化了客户端。在b s 模式下，不同的客户端无需安装 不同的客户端应用程序，而是只要安装一个通用浏览器软件就可以。这样做不但 可以节省客户端内存和硬盘空间，而且安装过程非常便捷，网络结构也更加灵活。 假设要召开一个讨论商品库存的研讨会，与会人员只需要从会议室的计算机上打 开浏览器就可以查看相关数据，而无需安装特定的软件，甚至与会者可以使用自 己的计算机连接服务器查询相关数据。 其次，b s 模式大大简化了系统的开发和维护成本。系统开发人员无需针对 不同级别的用户设计不同的应用软件，只需将所有的功能都放在w e b 服务器上， 并对不同的访问用户设置不同的权限就可以实现。不同用户通过h t t p 请求相应 的服务，如果在权限范围内则调用w e b 服务器中相应的处理程序，如果不在权 限内则直接拒绝，从而井然有序的完成数据的查询、更新操作。b s 模式维护上 具有更大优势，当需要作出调整时，无需对每一个客户端程序逐个升级，而只需 要对w e b 服务器进行修改即可。这样不仅能够提高运行效率，而且省去维护时 带来的不少麻烦。如果上千台机器，而且分布在各个地方，那么维护的简单性就 更加重要了。 再次、b s 模式使得用户的操作变的简单。在c s 模式中，客户端应用程序 是专门按照需求定制的，使用者需要精短一段时间的培训和适应，但在b s 模式 山东大学硕士学位论文 中客户端只是一个再普通不过的浏览器软件，无论是操作层还是决策层的人员都 不需要培训，可以直接使用。b s 模式的这个特性使得系统维护时的限制因素更 少了。 最后，b s 模式非常适合网络信息发布，这一点是c s 模式所无法实现的， 而这种新的网络信息发布功能也正是现代企业所需要的，它可以使企业很多纸质 的文件转变为电子文档在网络中传送，大大提高人员工作效率，简化企业行政手 续，节省人力物力。 ( 2 ) c s 模式 首先，c s 固有的一个优点是交互性强。在c s 模式中，客户端应用程序是 一套完整的应用程序系统，其在在线帮助、出错提示等方面有着强大的功能，并 且可以在方便自由的在子程序间切换。虽然b s 模式由j a v a s c r i p t 、v b s c r i p t 提供 了一下交互能力，但是与c s 模式的一套完整的系统相比是有限的。 其次，c s 模式的存取操作更加安全。由于c s 模式是点对点结构模式，适 合在局域网中采用安全性较好的网络协议进行传输，所以传输的安全性可以得到 保障。在b s 模式中采用的是一点对多点，多点对多点的开放式结构模式，并且 采用的是t c p i p 之类的适用于i n t e r a c t 的开放性协议，在互联网上传输的数据安 全性难以保证，必须采取一系列的安全保障措施，比如构筑防火墙，以应对来自 互联网的威胁。 再次，采用c s 模式的网络可以降低网络通信量。b s 模式采用的是逻辑上 的三层机构，但是在物理层面上的网络结构仍然采用原来的以太网或者环形网， 所以第一层和第二层之间的通信以及第二层和第三层之间的通信使用的是同一条 网络线路。在c s 模式中只有c l i e n t 和s e r v e r 两层结构，他们之间的通信量即是 整个网络的通信量，所以c s 模式对大批量数据处理的能力是b s 模式无法比拟 的。 最后，如果选择c s 结构，系统将采用c + + 作为开发语言，c + + 是从c 语言 发展出来的而c 语言是最接近汇编的高级语言，c + + 程序编译成二进制程序，执 行时不需要解释器，执行效率高，与c 语言执行效率相差在1 0 以内。特别是在 低成本、服务器硬件资源有限的条件下实现阅卷系统，执行效率显得尤为重要。 1 2 山东大学硕士学位论文 综上所述，由于网上阅卷系统对于安全性、硬件资源限制、语言执行效率、 数据量等方面的要求，我们选用三层c s 模式开发网上阅卷系统。 2 3 数据库管理系统选择 网上阅卷系统具有数据量大，并发访问量大等特点，而且全部科目的试卷要 按照小题进行切割并保存在数据库中，这就导致数据库中记录更多，所以我们在 选择数据库管理系统时必须选择可靠、稳定的大型商业化数据库管理系统。当前 流行的中、大型数据库管理系统主要有o r a c l e 、s q ls e r v e r 、d b 2 以及s y b a s e 四 种，他们的特点和适用面各不相同，四种数据库管理系统的比较如表2 1 所示： 表2 1 主流数据比较 o r a c l e s q l s e r v e r s y b a s ea s e d b 2 能够在所有的主流只能够在能够在所有的能够在所有的 平台上运行( 包括w i n d o w s 上运主流平台上运主流平台上运 开放性 w i n d o w s 和l i n u x ) 。 行。行( 包括行( 包括 w i n d o w s 和w i n d o w s 和 l i n u x ) 。l i n u x ) 。 并行服务器能够通共存模块和并虽然有d b具有较好的并 过使用一组节点共行实施并不成s w i t c h 来支行性。d b 2 能 享同一个簇中的工熟，处理日益持并行服务，但把数据库管理 作来扩展w i n d o w s增多的用户数 d bs w i t c h 在 扩充到并行的、 的能力；可以提供量和数据量较技术层面还不多节点的环境 并行性和 高伸缩性和高使用为困难，伸缩够成熟，且只支中去。 可伸缩性 性的簇的解决方性有限。持版本1 2 5 以 案。用户还可以将上的a s e 数据库系统移植到 s e r v e r 。d b u n i x 中。s w i t c h 技术 另外需要一台 山东大学硕士学位论文 服务器充当 s w i t c h ，这就 在硬件上带来 一定麻烦。 最高级别的i s o 标没有任何安全最高级别的最高级别的 认证级别 准认证。证书。i s o 标准认证。i s o 标准认证。 多层次的网络计 c s 模式，只c s 模式，可以跨多平台，多层 算，支持各种工业支持w i n d o w s用o d b c 等网次结构，支持 应用模式 标准，可以与客户，可以与络客户连接。 j d b c 、o d b c 和客户端 j d b c 、o d b c 、o c id a o 、a d o 、 等客户。 支持 等多数网络客户连o l e d b 、 接。o d b c 连接。 长期的开发经验，完全重构的代 可以向下兼容，在大型企业得 做到完全向下兼码，经历了长 但是c t - l i b r a r y 到广泛应用，向 风险性比 容，并得到广泛应期的测试，不程序不益移植。下兼容性好，风 较 用。断出现延迟，险小。 兼容性较差。 经过比较分析，结合系统的安全性、稳定性、可扩展性等需求，以及技术的 成熟程度，最终选择o r a c l e1 0 9 作为数据库管理系统。 1 4 山东大学硕士学位论文 第三章网上阅卷系统总体设计 3 1 网上阅卷系统相关问题描述 3 1 1 网上阅卷系统运行前提条件 网上阅卷系统只针对主观题评阅进行设计，在进行评阅之前，应该保证将试 卷按小题切割，并保存在以科目名称命名的文件夹名下，各小题试卷保存在以小 题题号命名的文件夹下，试卷图像以学号或者学号的加密码命名，为安全起见， 服务器在读取试卷时会对学号信息进行二次加密。所有以科目命名的文件夹统一 放置在任意文件夹下供服务器读取试卷位置之用。如图3 1 所示： 一j 试卷图片 一。3 地理 j 1 添 3 j 4 - 5 o 6 7 一j 化学 o 1 j 2 o 3 土。历史 + 二3 生物 ，j 熬学 t 3 夕 语 + o 语文 + 。j 政治 图3 - 1 保存试卷图片目录结构 3 1 2 阅卷人员权限，职责描述 由阅卷系统的特殊性，决定了阅卷系统中需要不同的角色来完成不同的任务， 并且每种角色各自有各自的分- 1 - - f 1 2 , 1 8 j 。阅卷系统中角色的设定如表3 - 1 所示： 1 5 山东大学硕士学位论文 表3 - 1 阅卷人员权限职责描述表 权限代码职责描述 评阅服务端发送的试卷，提交 阅卷员 o 成绩；提交异常试卷 三评试卷处理；处理阅卷员提 小组长( 题组长)l 交的异常试卷；小题阅卷进度监 控。 科目内原卷进度监控；任务协 大组长( 科目组长) 2 调；处理小组长无法处理的异常试 卷。 评卷信息制定；网上阅卷各大 考务指挥 3 组管理；重大事项决策； 小组内阅卷员阅卷质量监控： 质检员 4 阅卷员阅卷方式切换；监督小组内 异常试卷的处理。 大组内阅卷员阅卷质量监控； 质检组长 5 处理质检员无法处理的事件。 软件、硬件维护；数据库管理 技术支持6 系统安装维护；根据考务指挥制定 的评卷信息初始化阅卷系统。 3 2 网上阅卷系统设计目标和原则 网上阅卷系统需要遵从准确性、稳定性、安全可靠性、快速及易用性和实时 性的设计原则，只有这样才能满足目前网上阅卷系统的需求，而且能够适应不断 增加的功能需求【2 5 1 。 准确性：网上阅卷系统的准确性直接决定考生成绩和选拔有效性，对于分数 出错、误判、漏判或者张冠李戴的情况决定不允许出现。为此我们在系统中实时 检查阅卷员分数输入过程，一旦发现异常及时提醒阅卷员或者提交至小组长。分 数提交之前应检查数据的一致性和完整性。服务器接收数据时再次进行检查，避 免非正常数据被提交。 稳定性：阅卷工作一般都具有时间限制，如何系统不稳定，不流畅的话，势 必拖慢阅卷进度，给阅卷工作来带来巨大影响。严重时有可能导致阅卷员工作量 丢失。 1 6 山东大学硕士学位论文 安全可靠性：网络的开放性和交互性给阅卷系统带来很多网络安全隐患。例 如：阅卷员使用的用户名和密码组合身份验证方式容易泄露；对阅卷员真实身份 信息进行确认。总之阅卷系统的安全可靠需要从各个方面进行保证。 快速和易用性：这里的快速包含系统搭建快速和阅卷进度快速。现在大部分 学校都会配备微机室，阅卷系统即是在微机室局域网的基础上搭建而成，只需要 很小部分的改造即可完成，而且阅卷完成可以迅速恢复。阅卷进度快速我们有以 下几个方面保证：1 、对试卷图像进行压缩，保证图像下载上传的速度；2 、系统 操作简单易于操作，阅卷前进行简单培训；3 、通过提高编程质量以及服务器性能 优化提高响应速度。 实时性：阅卷系统实时性主要是对阅卷员阅卷质量监控的实时性，阅卷系统 应该按需求实时显示阅卷员的阅卷速度、平均分曲线图、标准差曲线图、重评率 和有效给分率等信息，以及时纠正存在问题的阅卷员。 3 3 网上阅卷系统整体架构 3 3 1 系统硬件架构 该网上阅卷系统是面向学校，简单易用为主，所以系统是在学校微机室基础 上改造而成。系统的硬件架构如图3 - 2 所示： 网上阅卷系统对于客户端的性能要求较低，学校微机室的普通计算机完全可 以胜任。由于我们采用c s 三层结构，相对减轻了服务器负担，而且随着计算机 硬件性能的飞速提升，在考虑到成本的前提下，性能较好的计算机可以替代昂贵 的服务器。 1 7 山东大学硕士学位论文 3 3 2 系统逻辑架构 图3 2 网上阅卷系统硬件架构图 客户端 务器 通过对阅卷流程的分析，我们可以得到阅卷系统客户端和服务器端逻辑结构， 如下图3 - 3 和图3 - 4 所示： 圃 图3 3 网上阅卷系统客户端逻辑架构 山东大学硕士学位论文 图3 4 网上阅卷系统服务器端逻辑架构 如上图所示，由技术支持人员登录系统进行阅卷基本信息的设置，做好阅卷 前的准备工作；阅卷员凭用户名和密码登陆，服务器端分发试卷并且评阅完成后 提交，成绩以及做完标记的试卷存储在数据库相应表中，同时阅卷信息被进一步 加工，以便质检员随时对阅卷情况进行监控。服务器端在验证用户名和密码之后 等待阅卷员的提卷申请，收到申请后根据用户名提取对应科目和小题的试卷图片 发送给阅卷员。当服务器收到交卷申请时，根据之前设置的阅卷方式以及阅卷分 差等信息判断分数是否可用，同时从试卷队列中提取新的试卷图片发送，直到阅 卷结束。 3 4 网上阅卷系统功能模块划分 3 4 1 客户端模块 客户端功能模块的划分如图3 5 所示： l 、系统登录模块：负责用户名和密码输入的合法性检查；发送和接受验证信 息，验证成功，完成客户端初始化。 2 、试卷图像显示与标记保存模块：负责将由文件收发模块接收到的试卷图片 显示在客户端的评阅区，并对评阅区用户操作做出相应反应，将原图像与记录下 评阅信息合成新的图像存储在内存中，等待交卷申请命令的到来。 1 9 山东大学硕士学位论文 3 、分数计算与合法性检查模块：负责知识点得分和总分的合法性检查，如小 数限制，最大分数限制等；将知识点得分计算得到总分数并显示在总分输入框， 减轻阅卷员负担。 4 、文件收发模块：负责与服务器端控制信息、文件以及分数的收发。 5 、异常卷提交和处理模块：对出现异常的试卷，选择其异常类型，填写备注， 交给文件收发模块处理；对接收到的异常试卷，显示异常备注以及异常类型。 3 4 2 服务器端模块 图3 - 5 客户端模块划分图 服务端功能模块的划分如图3 6 所示： l 、系统初始化模块：负责阅卷开始前阅卷系统各项参数的确定，包括科目信 息，试题编号，评阅方式，最大分数，允许分值，双评允许误差等；数据库的连 接、基本表的创建。 2 、质量检查模块：负责响应质检员的检查请求，计算相应指标后传送给客户 端，如：阅卷平均分，评分分布曲线，标准差曲线，出卷率等。 3 、成绩检查与合成模块：负责成绩合法性检查；根据评卷方式对阅卷成绩进 行处理；科目成绩合成；考生总成绩合成。 4 、任务生成与分配模块：负责阅卷任务的分配，包括普通阅卷任务和指定阅 卷任务；评卷任务的调整。 5 、用户管理模块：负责添加删除修改用户的基本信息，如用户名、密码、科 目、权限等；角色权限管理。 山东大学硕士学位论文 3 5 数据库表的设计 图3 _ 6 服务器端模块划分图 网上阅卷系统选择使用o r a c l e1 0 9 作为后台数据库管理系统。o r a c l e1 0 9 是 一个功能完备，性能强大的商业数据库管理系统，它支持标准的s q l 语言、开发 引擎、扩展性能( 如q l a p 、复制、分析) 等多种功能，稳定性好、安全性能高， 很好的支持大容量数据的存取。前台与数据库的连接采用基于o r a c l e 特有的标准 接口与数据库进行连接，能够统一访问多种非关系和关系数据库，并且由访问速 度快、编程接口多、运行性能高、可扩展性好和容易使用等诸多优点。 应用程序数据的存取、系统运行时数据的存取以及日志对账等数据服务都是 由数据库管理系统来实现的，主要包括：应用程序数据的存储，就是具体应用程 序操作的数据的存取，比如：考生试卷图像，阅卷人员个人信息都统一保存在内 容数据库中，后台的管理员可以通过相应的管理界面完成对数据的删除、添加、 更新等操作，而且每次更新的信息都会被自动记录在系统同志表中。系统运行时 数据的存取就是对应用程序运行中的数据进行存取，这部分的数据不要通过数据 库的库交换方式，保存系统运行中的中间数据，并且向请求数据的服务进程提供 数据支持。 本系统中部分数据库表如下： ( 1 ) 任务分配表：用于评阅任务的分配； ( 2 ) 异常试卷存储表( a b n o r m a i ，p a p e r ) ：用于存储异常事件相关信息。 ( 3 ) 阅卷员阅卷情况表：用于存储阅卷员阅卷信息，可以从中提取相关信息。 ( 4 ) 成绩暂存表( r e s u l tt e m p ) ：用于中间成绩的保存和处理。 ( 5 ) 阅卷人员信息表( r e s u l t ) ：用于保存阅卷人员基本信息，如：姓名、 2 1 山东大学硕士学位论文 权限等。 1 、任务分配表，一个小题对应一张表格，表命名方式为科目小题，表结构 如下： 别名列名数据类型注释 加密码j m m v a r c h a r 2 ( 2 4 ) 对学号进行加密后形成的加密码 科目代码k m d mv a r c h a r 2 ( 2 4 ) 小题代码x t d m v a r c h a r 2 ( 2 4 ) 根据评阅方式设置不同可阅次数，可阅次 可阅次数 k y c sn 、l t e g e r 数为0 ，记录删除 试卷指定需要某阅卷员评阅时，填写阅卷 指定阅卷员 z d y j y v a r c h a r 2 ( 2 4 ) 员用户名 特殊标记字段t s b j v a r c h a r 2 ( 2 4 ) 仲裁试卷使用 2 、异常试卷存储表：a b n o m lp a p e r 别名列名数据类型注释 加密码j m mv a r c h a r 2 ( 2 4 ) 对学号进行加密后形成的加密码 科目代码k m d m v a r c h a r 2 ( 2 4 ) 小题代码x t d m v a r c h a r 2 ( 2 4 ) 异常类型 y c l x 烈t e g e r 将雷同，图像不清等异常情况分类 需要指定某用户处理时使用，默认为 指定阅卷员 z d y j y v a r c h a r 2 ( 2 4 ) 该科目，该小题的小组长 处理次数 c l c sn 、j t e g e r 处理结果 c l j g v a r c h a r 2 ( 10 0 )处理结果登记 3 、阅卷员阅卷情况表，命名方式为用户名。 别名列名数据类型注释 加密码j m m v a r c h a r 2 ( 2 4 ) 科目代码k m d