基于三层CS模式的计算机基础考试系统设计.pdf

康定民族师范高等专科学校学报 J OURN AL OF K ANGDl NG NA Tl ONALlT Y TE ACHER S COL L E GE 第 1 6卷第 3期2 0 0 7年 6月 V o 1 1 6 No 3 J u n 2 0 0 7 基 于三层 C S模 式 的 计算机基础考试 系统设计 舒涛 摘要 在 线考 试 系统 以其 良好 的 交 互性 和 自动 组 卷 功 能 将 教 师从 烦 琐 的 出J c r 作 中解 脱 出 来 本 文首 先介 绍 了三层 C S模 式和 De l p h i 对三 层 开发 的 支持 然后 详 细 阐述 了计 算机 基 础 考 试 系 统 的 功 能 和 设 计 实现 关 键词 三 层 C S结构 计 算机基 础 考试 系统 D a t a S n a p 设 计 中图分 类号 T P 3 I l l 文献标 识码 A 文章 编号 1 0 0 8 5 0 7 6 2 0 0 7 0 3 0 0 6 6 0 4 一 引 言 目前计 算机 基础 考试 系统 大多 数采用 的是 两层 结构 采 用 两层 结 构开发 考试 系统 有 简单 易开 发 的 优 点 但 同时也 有很 多缺 点 如要 有 以下 几 点 1 数 据 库 的安全 较 差 2 由于 两层 结 构 表 达逻 辑 与业 务逻 辑共 存 于 同一 个处 理过 程 程 序 有一点 改动 就得 对所 有客 户端进 行 全面 升级 维 护工 作 量 非 常大 3 两 层 结构 中每连 接 一客 户端 就 会建 立 一个 数 据库 连 接 过 多 的客 户端 会 增 加 数 据库 服 务 器 的负载 耗 尽服 务器 的资源 使 数据 库服 务器 效率 变低 且 不易 实现 多个数 据库 的负载 均衡 在 三层 结 构 中 将 表示层 业务处 理层 数 据层分 离 很好 的克服 以上缺 点 二 开 发技 术及 工具 1 三 层 C S模 式 所谓 三层 模式 是分 布式 计算 技术 的一种 实现 方式 它 由单层 模式 文件共 享 模式 C S模 式 发展 而来 其基 本 思想 是在 分 布式技 术 的基 础 上 将 信 息系 统 的功 能 或者 说 业 务 处 理逻 辑 进 行 明确 分割 划 分为 表示 层 功能 层及 数据层 三 大部分 分 别放 置于 相 同或 不 同 的硬 件平 台上 并在 逻 辑上 相互 独立 开来 如 图 1 数据嗣 瞵 器 执 慰罂 潜 远行 s Q I 或 棼 尊 陧 应用程嘲 麟 违 i吕 曝 抽 I 船 据 袱 鲸 客户端 寿 赤 屡 用户界面 接 E 用户输l入 并 向匣 I稳呈 帛I 刚醌 瑷 务浩 理结果 当然 这 里 的 层 并不 一定 与 网络 上 的具 体 物理 位 置 相 对应 它 只 是概 念 上 的层 数 据层 中的服 务器 可 以有 l到多 个 三 层 的功能 分别 为 显示 功 能 层 和 第 一层 表示 层 完成应 用 的用 户接 口部分 负责显 示信 息 和收集 数据 并 与 功能 层 通信 此 层 作者简介 舒涛 康定民族师专网络信息中心助教 四川康定 邮编 6 2 6 0 0 1 6 6 维普资讯 2 0 0 7年第 3期 舒涛 基于三层 C S模式的计算机基础考试系统设计 主要 面 向最终 用 户 因此 界 面必须 直观 易操 作 大多 数表 现为 GUI 或 WE B 第 二层 功 能层 也 称 应用 层 或 中 间层 利用 服务 器完 成 系统 的应 用 功能 负责 处 理 业 务逻 辑 根据 表 示层 的处 理请 求 根据 业务 逻辑 进行 处理 包 括 与 数据 层 的 通信 并 将 处 理结 果 发 回表示 层 此层 应 能处理 并 发用户 表示层 的请求 第 三层 数 据层 应 功 能层请 求独 立地 进行 各种 数据 库数 据处 理 并将 结果 发 回功 能 层 各 层 之间 的数据 交换 应尽 可 能 的简洁 应 尽量 减少 在表示 层 与功 能层 之 间进行 数 据交 换 的次 数 三 层 开发模 式具 有 如下 一些 主要 特点 1 瘦 客户机 由于把 业 务逻辑 处理 从 客户 机和数 据库 服务 器 中分离 出来 所 以客 户 机硬 件 要 求较 低 客户 机 上所需 安 装 的软件 业 务软 件 少 甚至 不需 要特 殊 的软 件 如 三层 I n t e me t 结 构 的客户 机只需 有 浏览 器 系统 具 有较强 的稳定性 操 作也 相对 简单 2 肥 服务器 由于系统 相对 集 中于几 个服 务器 上 对系统 的管理 维 护 和 扩展 都 变 得 比较 容易 升 级简 单 甚 至不需 要修 改 客户端 的程序 3 分布 式计 算模 式减 轻 了网络 负担 数 据计 算在 应用 服务 器上 完成 使得 系统 运 行效 率较 高 4 三层体 系 结构 可分 散 均衡 服 务 器 的负荷 而不 影 响客 户 环 境 具 有 很 好 的开 放 性 可 同 时 访 问多个 异构 数据 库 支 持多 种平 台 具有 很好 的伸 缩性 组 网灵 活 可扩 展性 强 简 而言之 三层体 系结 构 既有 客户 服 务器 模 式 的强 壮 性 稳 定 性 又 有 易 维 护 易 管 理 的 特 点 以及 分 布式 对 象 的灵 活 性 和可扩 展性 使 建立 的三层 结构 的应用 系统 成 为跨硬 件 平 台 跨 操作 系统 平 台 跨 图形 界 面平 台 的开放 性系 统 在易 用性 可 移植性 和 应用 效率 方 面具有 优 势 2 D e l p h i 对 三层 开发模 式的 支持 D e l p h i是 C o d e Ge a r 原 B o r l a n d公 司的 I D E开发 j j 公 司推 出 的 RA D Ra p i d Ap p l i c a t i o n De v e l o p me n t 快 速应 用 开发 工 具 其 对建 立 分 布 式数 据 库应 用 的支 持 是 通过 其 Da t a S n a p技 术 体 系 实 现 的 Da t a S n a p是 B o r l a n d公 司用来 实 现分 布式 多层数 据库 应 用 的通 用 中间件 产 品 它 是在 视 窗条 件 下 用 De l p h i 开发 多 层 应 用 系 统 的 中介 透 明引 擎 能 够 有 效 地 利 用 DC OM C ORB A HT I P S O AP和 T C P I P等 通信 协议 提 供 客户端 程 序 和应 用 服 务 器 之 间互 通 数据 库 信 息 的 机制 通 过 Da t a S n a p 不 仅 可 以开发 出高 效率 的应 用服 务器 也 可 以通过 它来 改造 客 户端 为 客户 端 应用 程 序 减肥 要 连 接 客户 端 和应 用 服务 器 实 现数据 的正确 交互 两 端都 需 要 mi d a s d l l 它 负 责将 客 户端 与应 用服 务 器需 要 传递 的数 据转 化 为数 据封 包 然 后 再 通 过 网 络 发送 给对 方 也在 一定 程 度 上 保 证 了数 据 的安 全 性 三 系统 功能 本 系统 实现 了从试题 管 理 考 试 组织 学 生考 试到 成绩处 理 的全 程 网络 化 无 纸 化 本 系统 划分 为如下 4个 子 系统 1 应 用层 服务 器 向各 个子 系统 提供 数据 连接 和 处 理 服务 并 完 成 考 生 信 息输 入 与维 护 考 试 班 级组 建 考生 机 位分 配 组卷 策略 设定 成 绩 管理 试题 管理 用 户 管理 等 2 数据 库 服务 器 后 台数据 库 采 用 S Q L S e r v e r 2 0 0 5 为保 证数 据 库 高 效 安 全并 实 现 多 台 数据 库 之 间的 负载 均衡 采 用多 台服 务器 安装 数据 库 并使 其 自动实 时 同步 3 考 试子 系统 主要 功 能 是显 示 试 卷 中题 目的 内 容 记 录 考 生 的答 案 记 录 考试 时 间 交 卷 阅卷 异 常处 理等 4 教 师子 系统 设 计该 子 系统 的 目的是 为 了能够让 教 师按 不 同权 限远程 对试 题 进行 添加 删 除 修 改 并 能查 询 自己所 任课 班级 学生 的考 试 成绩 四 系统 实现 1 系统 配 置 服务 器端 使用 Wi n d o ws S e r v e r 2 0 0 3 考试端 和教师端 使 用 Wi n d o ws XP 前端 客 户应 用程 序 采 用快 6 7 维普资讯 第 1 6卷 第 3期 康定民族师范高等专科学校学报 2 0 0 7年 6月 速开 发工具 D e l p h i 2 0 0 6 利 用 De l p h i 所具 有 的结 构 清 晰 高 效 优 化及 其 所 支 持 的 D a t a S n a p技 术 等特 点 设 计一 个操 作 简便 稳定 安全 功 能 强 大 的三 层 C S模 式 的计 算 机 基 础 考 试 系统 数 据库 采用 S Q L S e r v e r 2 0 0 5 2 数 据 库 设 计 在 数据 库设 计方 面 主要 从数据 的冗 余性 数据 的一致性 和 程序 的复 杂性这 三方 面考 虑 结 合系 统需 求 本 系统设 计 了如 下 9张数据 表 1 考生 信 息表 用来 存放 考生 的相 关信 息 包 括 姓名 学 号 准 考证 号 院系 专 业 班 级 照 片 所 属考 试班 级 考试 机 位字段 2 成绩 信息 表 用来 存放 考生成 绩 包括 姓名 学 号 准考 证号 成绩 字段 3 管理 员表 用 来存 放登 录应 用 程 序服 务 器 的 用户 的信 息 由用 户 名 密 码 操 作 权 限字 段 组 成 4 教师 信息 表 用 于存 放 登录教 师端用 户 的信 息 由用 户名 密码 操 作权 限字 段组 成 5 非 操作 题 表 用来存 放 填 空题 单 项 和 多 项 选择 题 判 断题 由题 号 试题 标 识 试 题 内 容 知识 点 难 易 度 标 准 答案字 段组 成 6 文字 录人题 表 用来 存放 文字 录入题 用 到的范 文 由题 号 范文 内容 难 易度 组成 7 文 件操 作题 表 Wi n d o w s操 作 题 主要 考 查 考 生 对 文 件 和 文件 夹 的复 制 移 动 删 除 重命 名 属 性设 置及 新建 文件 夹 文本 文件 和快捷 方式 根 据该类 考 试 的 内容 和特 点 该表设 计 题号 知 识 点 源文 件 夹 目标 文件 夹 备 注 难 易 度等 五个 字段 8 O f c e操 作题 表 Off i c e操作 题 主要 考 查 考 生利 用 Wo r d E x c e l 进 行 文 字 表 格 处 理 为 了 便 于 自动 阅卷 设 置题 号 知识 点 难易 度 标准答 案 文件字 段 9 考试 班级 表 该表 用 于存 放 考试 班 级 的相 关 信 息 由班 级 代号 班 级 名 称 总 分 值 考 试 开始 日期 和 时间 考试 时 间 抽题 策 略字段 组成 3 系统 模 块 设 计 1 登 录模 块 只有 合法 用户 才 能登录 本系统 的各个子 系统 登 录应 用程 序服 务器 教 师子 系统需 输 人正 确 的用 户 名 和密码 登录 考试 子系 统需输 入准 考证 号 由于本 系统 是 一个 网络 考试 系统 为 防止 考生 通过 多 次 登 录系统 来获 取 系统 内 的试 题 一个 考生 只能在 设定 的时间 内登 录一 次 如果考 试途 中出现 异 常需 要 重新 登 录 必 须 由监考 人 员输入 密码才 能 登录 2 考 试 模 块 该 模块 是本 系统 的重 要组 成部分 考 生通 过本模 块 完成课 程 的在线 考试 首 先 考 生 登录 时首 先 输人 准 考证号 通过 访问 数据库 中的考生 信息表 提取 出姓名 学 号 院系 专 业 班级 照 片等 信 息 考 生确认 无 误后 进入模 块 的用 户界面 并 在用户 界 面显示 该 考生 的个人 资料 便 于监考 在用 户 界 面 中考 生可 以切换 浏 览 各种类 型 的题 目并 在指 定 的位 置答题 考 生按 交卷 按钮 后 可 以结 束考 试 考 试时 间 到后 系统 将强 行交 卷 考生 确定交 卷后 系 统立 即对 答卷 进行 自动 评分 计 算 出考 生本 场考 试 的成绩 并将 成绩 保存 到服 务器 上 3 考试班 级 组建模 块 考 生 由于学 科 专业 层 次不 同 对 知 识掌握 的侧 重 点 难 易度 等 均不 同 所 以应 针 对不 同类 的 考 生设 置不 同组 卷 策略 建立 考试 班级 可很好 的达 到这 个 目的 创建 考试 班级 时需 要先 设 置试 卷 的总 分值 按知识 点 类 型 难 易度抽 取试题 的数 量和 分值 考 试 开始 日期 和时 间 考 试时 间 然后 将 考 生添 加 到班级 里 并为 每个 考生 分配 机位 4 试卷 抽取 模块 考生 登 录后 该模 块会 根据 考 生所在 班级所 设定 的试 卷 信息 随 机从试 题库 中抽 取 试题 为 了减 轻服 务器 的负 担 先 只抽取 题号 放到 考试 端本地 数据 库 中 等显示 某题 时再 从服 务 器下 载该 题 的具 体 内容 到本地 数 据库 中显 示 如果 该题 内容 已经存 在 于本地 数据 库则 直接 从本 地数 据库 中读取 6 8 维普资讯 2 0 0 7年第 3期 舒涛 基于三层 C S模式的计算机基础考试 系统设计 5 自动 阅卷 模 块 根据 填 空题 选 择题 文字 录入题 文件操 作题 O ffic e操作 题 的特 点 采用 不 同 的评 卷 策略 填 空题 选 择题 将 考 生所 做答 案与标 准 答案 进行 对照 即可 完成 评分 文 字录入 题 在 考 生录入 文本 的同时 动态 与范 文进 行匹 配 文 件操作 题 该 类题 目的评分 可 通过 检测 考生 目录中 的指定 文件 或文 件夹 以获知所 要 求 的操作 结 果是 否 已经完 成 来实 现 O f fi c e操作题 利用 De l p h i 对 O L E技术 的支持 将 考生所 做 文件 与标 准答 案 文件 进行 对 比完成 评 分 6 负 载均 衡模 块 在 数据 库端 运行 一个 自行 设计 的程序 用 于获 取数 据库 服务 器资 源 的使 用情 况 并 传 送 给应用 程 序服 务 器 应用 程序 服务 器根 据各 数据 库 服务器 的资源情 况 决定 由哪个 数据库 服 务器 提 供服 务 但 为保 证 各数据 库 内容 的一 致 必须 利 用 S QL S e r v e r自身 的数据 同步功 能 实 时 同步各 数据 库 的 内容 五 安 全 性 措 施 1 数 据 库 安 全 数据 库 内存 放 了试题 成绩等 十分 重要 的信息 如 果一旦 被人 窃 取或 篡改 后 果将 十 分严 重 本 系统 从 三方 面来 保证 数据 库 的安全 一是 教师 各子 系统 必须通 过 应用 程序 服务 器才 能访 问数据库 二 是对 数 据库 内存 储 的用 户密 码 题 库 内容 考 生成 绩等 进行 加密 为保 证 信息 传输 过 程 中的安 全 减 轻服 务 器 的负担 将解 密放 在 各子 系统 中进行 三是 多 台数据库 服 务器 之 间 自动 实 时 同步 2 防作 弊 考 试 系统 应 能从 技术 上尽 可 能截 断考 生作 弊 的途径 考 生在考 试过 程 中 能获得 相关 资 f 4的路径 主 要有 本地 的软 盘 移 动存储 设备 光盘 和没 有还 原 的逻辑 分 区和 网络 本 系统通 过修 改 注册 表 和关 闭除考 试系 统所 用端 口以外 的其 它端 口实 现 退 出考试 后进行 还 原 为 防止考 生 利用 修改 本地 时