基于Ｊ２ＥＥ的在線考試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要：考試是教學(xué)過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，該文給出了一種基于J2EE的在線考試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了模塊劃分，給出了數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方案，討論了自動(dòng)組卷策略算法。

關(guān)鍵詞：在線考試；B/S模式；J2EE；自動(dòng)組卷

中圖分類號(hào)：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044(2008)29-0391-03

The Design and Implementation of Online-test System Based on J2EE

QIN Jing-xiang

(Siping Vocational College，Siping 136002，China)

Abstract: Test is an important link of the teaching process. The paper presents the design and implementation of Online-test System Based on J2EE， and divides the system based on module. Then the paper provides the design of data program， followed by a discussion of the approach of automatically producing test paper.

Key words: online-test ;B/S pattern; J2EE; automatically producing test paper

1 引言

考試作為教學(xué)測(cè)評(píng)最主要的手段，其規(guī)范性、科學(xué)性以及考試工作的組織、管理等，直接關(guān)系到教學(xué)測(cè)評(píng)的準(zhǔn)確性和客觀性，從而也影響到教學(xué)質(zhì)量的好壞。

校園網(wǎng)為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)考試提供了必要的環(huán)境，如何設(shè)計(jì)一個(gè)性能優(yōu)良、擴(kuò)展性和安全性很好的網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)已成為一種必然趨勢(shì)。

本文介紹的在線考試系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，即瀏覽器、Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的三層體系結(jié)構(gòu)，客戶端只需安裝一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的Web瀏覽器，其它應(yīng)用程序都存儲(chǔ)在Web服務(wù)器上，數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQL Server2000，SQL Server2000能夠提供超大型系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)，具有完全的瀏覽器服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)，隱含的并發(fā)控制能力，可在多個(gè)用戶之間有效合理地分配可用資源，它不僅是一個(gè)巨大的數(shù)據(jù)容器，還是一個(gè)非常強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理工具。

系統(tǒng)開(kāi)發(fā)采用了J2EE架構(gòu)中的多層模型，具有很強(qiáng)的可靠性、可用性、可擴(kuò)展性、可維護(hù)性、可移植性等，服務(wù)器端程序用JSP作為主要實(shí)現(xiàn)手段，配合Servlet、JavaBean、Struts、Hibernate等Web實(shí)現(xiàn)技術(shù)，JSP作為一種基于Java的Web實(shí)現(xiàn)技術(shù)，它具有跨平臺(tái)、效率高、安全性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，完全符合考試系統(tǒng)所要求的實(shí)時(shí)性、安全性、保密性等要求。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

目前，Web應(yīng)用程序通常采用三層模型，本系統(tǒng)采用基于J2EE的B/S結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

1) 客戶層：即瀏覽器層，處理相應(yīng)客戶操作，客戶通過(guò)瀏覽器（Browser）請(qǐng)求Web頁(yè)面，從Web服務(wù)器上下載靜態(tài)的HTML頁(yè)面或由JSP或Servlet生成的動(dòng)態(tài)HTML頁(yè)面，用戶可以通過(guò)瀏覽器使用本系統(tǒng)。

2) 中間層：完成業(yè)務(wù)邏輯規(guī)則，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)和客戶程序之間的數(shù)據(jù)傳遞，程序的大部分功能在這一層完成。Web層與業(yè)務(wù)層一起構(gòu)成了中間層。

Web層：J2EE Web層可由JSP頁(yè)面、基于Web的Applets以及顯示HTML頁(yè)面的Servlet組成，調(diào)用Servlet或JSP頁(yè)面的HTML頁(yè)面在應(yīng)用程序組裝時(shí)與Web層打包在一起，就像客戶層一樣。

業(yè)務(wù)層：作為解決或滿足某個(gè)特定業(yè)務(wù)領(lǐng)域需要的業(yè)務(wù)邏輯代碼由運(yùn)行在業(yè)務(wù)層的Beans組件來(lái)執(zhí)行，它從客戶層接收數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，再將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)層存儲(chǔ)，并從存儲(chǔ)中檢索數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)返回給客戶層程序。

3) 數(shù)據(jù)層：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的永久存儲(chǔ)，這一層由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)組成，實(shí)現(xiàn)時(shí)使用的是MicroSoft SQLServer 2000。

2.2 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

經(jīng)過(guò)分析，系統(tǒng)用戶可分為系統(tǒng)管理員、任課教師、學(xué)生三類： 分別對(duì)應(yīng)管理員子系統(tǒng)、教師子系統(tǒng)和學(xué)生子系統(tǒng)。

系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)如圖2所示。

1) 管理員子系統(tǒng)

管理員的主要工作是系統(tǒng)維護(hù)，用戶管理、協(xié)助教師對(duì)考試過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，也可以對(duì)試題庫(kù)進(jìn)行維護(hù)。

用戶管理：可以增加、刪除、修改用戶的基本信息。

考試監(jiān)控：在考試過(guò)程中，對(duì)考試情況進(jìn)行監(jiān)控，可以隨時(shí)查看當(dāng)前的考試情況，如參加考試的人數(shù)、缺考人數(shù)、正在考試的人數(shù)、已經(jīng)交卷的人數(shù)等，也可以查看每個(gè)考生的當(dāng)前狀態(tài)。

2) 教師子系統(tǒng)

教師的主要工作是試題庫(kù)管理、生成試卷、考試管理、評(píng)閱試卷、成績(jī)統(tǒng)計(jì)和分析等。

試題管理：包括試題類型管理和試題管理兩部分，可以根據(jù)需要增加新的試題類型，增加、刪除修改試題。

試卷管理：有自動(dòng)和手工兩種生成試卷的方法，生成試卷時(shí)要先輸入試卷基本信息，如試卷類型、難度、起止章節(jié)，各種類型題的數(shù)量等，自動(dòng)生成試卷時(shí)系統(tǒng)首先對(duì)給定的各個(gè)參數(shù)判斷能否生成一份試卷，然后隨機(jī)抽取試題生成一份試卷；人生生成試卷時(shí)根據(jù)給定的各個(gè)參數(shù)，把試題庫(kù)中符合條件的記錄列出來(lái)供教師挑選，然后組成一份試卷。

考試管理：教師可以設(shè)定某次考試的考試時(shí)間、參加考試的班級(jí)、所用試卷等，也可以修改和刪除考試信息。

評(píng)閱試卷：對(duì)客觀題由系統(tǒng)自動(dòng)評(píng)分，對(duì)主觀題由教師評(píng)分。

成績(jī)分析：對(duì)某次考試成績(jī)進(jìn)行分析。

3) 學(xué)生子系統(tǒng)

學(xué)生的主要工作是模擬練習(xí)、在線考試、查看自己的考試成績(jī)等。

模擬練習(xí)：學(xué)生可以根據(jù)需要，按照試題類型、難度、章節(jié)選擇練習(xí)題，同時(shí)可以隨時(shí)查看試題答案。

在線考試：在規(guī)定的時(shí)間里，學(xué)生可以參加某次考試，答題完畢將所答試卷提交給系統(tǒng)。

成績(jī)查詢：在考試結(jié)束后，學(xué)生可以查看自己的考試成績(jī)。

2.3 主要功能模塊實(shí)現(xiàn)

1) 用戶登錄模塊

本系統(tǒng)的用戶可分為三類：系統(tǒng)管理員、任課教師和學(xué)生，這三類用戶分別有不同的權(quán)限，允許訪問(wèn)不同的頁(yè)面。用戶進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)首先要進(jìn)行身份驗(yàn)證，驗(yàn)證通過(guò)后訪問(wèn)相應(yīng)的頁(yè)面。

用戶登錄模塊的實(shí)現(xiàn)采用傳統(tǒng)J2EE Web設(shè)計(jì)方法，分5層，自底向上分別是：數(shù)據(jù)庫(kù)層（SQL Server 2000）-->ORM層（Hibernate層）-->業(yè)務(wù)邏輯層（JavaBean、Struts ActionForm)-->控制層（Struts Action）-->視圖表示層（JSP）。

如圖3給出了Struts的體系結(jié)構(gòu)圖，Struts中的四個(gè)核心組件有：

ActionServlet：主要負(fù)責(zé)將HTTP的客戶請(qǐng)求信息組裝后，根據(jù)配置文件的指定描述，轉(zhuǎn)發(fā)到適當(dāng)?shù)奶幚砥鳌?/p>

Action Classes：是客戶請(qǐng)求動(dòng)作和業(yè)務(wù)邏輯處理之間的一個(gè)適配器，功能是將請(qǐng)求與業(yè)務(wù)邏輯分開(kāi)。

Action Mapping：負(fù)責(zé)將客戶請(qǐng)求信息轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的Action類中。

ActionForm Bean：負(fù)責(zé)一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的消息轉(zhuǎn)移的非持久性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，也可用于為當(dāng)前用戶保存即將被一個(gè)視圖引用的中間模型狀態(tài)。

2) 組卷算法分析

組卷方法是網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的重要組成部分，自動(dòng)組卷是由系統(tǒng)根據(jù)教師提出的題型、題目難度等要求自動(dòng)從試題庫(kù)中抽取題目，形成一份試卷。

常見(jiàn)的組卷方法有隨機(jī)選取算法、回溯試探算法、遺傳算法等，本系統(tǒng)采用的是隨機(jī)組卷方法。

試卷所需參數(shù)：試卷難度系數(shù)、試卷覆蓋范圍、各種類型題目數(shù)量。

處理流程：

①取得組卷參數(shù)：試卷難度、覆蓋范圍、總分、各種類型題的數(shù)量；

②計(jì)算題庫(kù)中各類型題中覆蓋范圍、難度滿足要求的試題數(shù)量；

③若某種類型試題數(shù)量不足，則組卷失敗；

④計(jì)算用戶輸入的各類型題總分；

⑤各類型題總分和與用戶要求的總分不相符，則組卷失敗；

⑥取出某種類型滿足要求的所有試題；

⑦依據(jù)隨機(jī)函數(shù)隨機(jī)定位到一個(gè)記錄，并存入該試卷所對(duì)應(yīng)的試題表中（保證同一試題不會(huì)重復(fù)選取），重復(fù)，直到取得該類型所要求的試題數(shù)量為止。

⑧重復(fù)⑥、⑦，直到取得所有要求的類型試題為止。

自動(dòng)組卷部分代碼：

Vector vector = new Vector();

for (i = 0; i < m; i++) //取得各種類型試題

{

//取得該種題型所有試題，放入向量中

st = con

prepareStatement(\"select * from shiti where type=? and chapter>=? and chapter<=?\");

st.setInt(1， typeid[i]);

st.setInt(2， chapter_start);

st.setInt(3， chapter_end);

rs = st.executeQuery();

n = 0;

while (rs.next()) {

n++;

vector.add(new Integer(rs.getInt(\"stid\")));

}

int random[] = new int[typenum[i]];

int j， k;

int stid;

boolean another;

for (j = 0; j < typenum[i]; j++) {

another = true;

random[j] = (int) (Math.random() * n);

for (k = 0; k < j; k++)

if (random[j] == random[k]) {

another = 1;

j--;

break;

}

if (another) {stid = ((Integer) vector.get(random[j])).intValue();

st = con

.prepareStatement(\"insert into sjst (sjid，stid，sttype) values (?，?，?)\");

st.setInt(1， sjid);

st.setInt(2， stid);

st.setString(3， typename[i]);

st.executeUpdate();

}

}

vector.removeAllElements();}

3 結(jié)束語(yǔ)

本文提出的基于J2EE的在線考試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了試題庫(kù)的管理、自動(dòng)和手工組卷、在線考試、自動(dòng)閱卷、成績(jī)查詢、成績(jī)統(tǒng)計(jì)分析等功能，系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)全面，能夠滿足了幾乎所有科目教學(xué)考試的需求，對(duì)改革傳統(tǒng)的考試方式、提高工作效率和改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量都有著積極的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)：

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