知識競賽系統框架設計與功能模塊實現

杜 達

知識競賽系統是目前大中型企業內部主流的競賽和培訓結合的應用系統，它具有知識性、趣味性和教育性，能很好地實現培訓和娛樂功能，故而此類系統受到眾多企業的歡迎。傳統的知識競賽系統設計與實現方式主要是基于機械電子式操作的，大量應用機械式控制按鍵、燈光控制和LED顯示等。這類應用系統的造價和維護費用高，且沒有很好的靈活性，不便于系統在不同行業、企業廣泛應用。另外部分依靠軟件的普通知識競賽系統也具有一定的缺陷，主要表現在:(1)競賽題目類型固定，不具備可修改和可擴充性，組卷方式單一，且科學依據不足。(2)競賽軟件設計需要專業人員才能夠進行安裝操作，管理、維護系統比較復雜，用戶在不同機器移植競賽軟件，需重新安裝設置軟件。(3)人為控制競賽流程容易出錯。為此我們開發出通用性強、界面美觀、操作方便的新一代知識競賽管理系統。它為電力系統各單位舉辦各類競賽活動提供了堅實的技術手段。

一、平臺選擇與系統基礎架構設計

針對目前應用系統開發和使用的特點，本系統沒有選擇JAVA相關技術進行開發，而是使用了.NET平臺。采用Microsoft最新的開發框架NETFramework 4.0，它是開發應用平臺的快速工具。為了保證系統的安全性和使用的區域性特點，系統架構采用CBS架構模式，即客戶端(Client)和服務器端(Server)之間部主要是通過中間橋梁層(Bridge)為中介來實現信息的交流和數據的交換。另外數據層根據業務邏輯層與中間橋梁層發生關聯。

系統開發中使用了 C#4.0，并結合 WPF、LINQ、WCF 等創建和運行動態、交互的WINDOWS應用程序。相對于目前主流的網絡開發平臺JAVA而言，.NET平臺的C#語言是集眾家程序設計語言的優點于一身，具有先進性、安全性。本系統中采用的.NET平臺是微軟公司力推的主流開發平臺，它具有接口規范、類庫豐富等特點，是中小型企業級應用的最佳選擇。同時該系統最后具有跨平臺、跨操作系統應用的通用性。

二、模塊設計及功能實現

本系統主體模塊可劃分為七個模塊，具體分析如下。

1.設備管理模塊。該模塊主要對LED設備、搶答設備進行通訊接口開發、選手坐席編號、通訊參數(如:波特率、端口、地址等)的設定并與競賽管理系統中的選手進行關聯。

搶答控制器按照工業級設計，采用進口優質元器件，先進的單片機控制方式，國內特有的用計算機控制設備的方式，穩定可靠。布線采用先進的星型網絡結構，一條線路出問題不會影響到其他線路和選手的使用，如果端口出現問題，則將其他空閑端口分配給損壞的端口使用，如1號端口損壞，用10號空閑端口分配給1號使用，則10號按鍵后，顯示的是1號，以最完備的形式和最快的速度保證現場萬無一失。而傳統的競賽設備，一旦設備端口出現問題，就算換一個端口也顯示不了損壞端口的號碼，只能重新用其他臺號。

2.模板管理模塊。主要設計為支持個性化的、靈活的試題展示效果特引入模板系統，模板系統以模板引擎為基礎，對試題、題型(項目類型)、選題、計時、計分排行榜進行模板設計，在編排競賽節目時，只需選定每個項目的模板既可。

3.試題管理模塊(競賽項目管理)。支持單選題、多選題、判斷題、填空題、問答題、表演題、連線題(可在電腦上直接畫線);搶答題、多人同時答題、指定答題、風險題、猜猜看等多種題型;題目格式可以是文本、圖片、WORD、EXCEL、PPT、PDF、網頁、視頻、音頻等多種格式。試題可與專業、課程、章節進行關聯，以便于競賽活動編排。本模塊提供對試題內容、組織形式的管理、可以通過逐題編輯錄入的方式錄入試題、批量導入試題及檢索試題及修改試題的功能?？梢栽黾有碌脑囶}庫。

題庫中的試題按照類別、專業、知識點、題型、難度五個方面進行劃分。題型包括:單選、多選、填空、判斷、匹配題、問答、案例分析。難度分為:難、中、易?？梢蕴峁└黝愒囶}答案，并能在試卷中導出答案。

4.競賽編排管理。

第一，指定選手答題。由操作員手工定位到某位選手后，此選手答題。定位方法有三種，一是根據排號順序指定;二是隨機抽取一名選手;三是人為指定一位選手。

第二，搶答。題目顯示后，選手在自己電腦上按“ENTER”鍵或“回車鍵”搶答，也可點擊“搶答”按鈕搶答。搶答方法有兩種，一種為主持人叫“開始”，即搶答;一種為主持人叫“預備”，倒數三秒開始搶答，系統能自動抓住提前搶答選手。

5.競賽模塊。在搶答環節中可以任意設置先搶答再出題或先出題再搶答，還有如果是音樂題，錄像題，flash題目時，可以設置搶答即停的模式，就是正在播放的內容，選手隨時搶答，播放暫停，回答完后，繼續播放直至播放完畢為止，可以使搶答環節多種多樣，富有樂趣。

搶答結果在屏幕上顯示，不用象傳統的知識競賽搶答器，利用LED顯示1-8數字，效果呆板，已經達不到客戶的要求，而通過大屏幕顯示那個隊搶答到，顯示隊伍的名稱(如:顯示“1號臺 重慶市代表隊”，這樣既直觀，效果又好)。

6.用戶管理。用戶系統考慮與原培訓管理系統接口，各用戶單位可自行申請，編排本單位的競賽活動?？晒灿门嘤柟芾硐到y權限管理系統，活動編排內容只有本單位的活動管理員及活動主持人才可見，以保證活動的公平、公開、公正。用戶身份有六種:管理員、選手、評委、主持人、計分牌、排行榜。不同身份的用戶登錄后，其界面不一樣。

7.抽獎模塊。用戶在設置了相應的獎品名稱和數量之后，就開始抽獎，其中包括隨機、轉盤、砸金蛋。

三、系統實現中的關鍵技術

1.獨有的競賽現場斷電數據恢復存儲技術。競賽系統采用“摘要+索引”存儲結構，存儲競賽現場中實時產生的各種數據，包括選手答題數據，參賽隊得分數據，硬件通訊數據等，在發生突發情況，例如斷電的情況下，在取得后續電力連接后，可以立即恢復到斷電時刻的競賽環境，達到斷點保護的功效，使得系統的實用性有了很大的提高。

2.先進的虛擬化部署技術。虛擬技術可以在同一臺計算機上運行多個獨立的虛擬操作系統。這種方法能夠將物理資源效益最大化，并能夠將硬件投資的收益最大化，虛擬技術能夠提高服務器使用強度?？梢岳眠@些新的、功能非常強大的硬件在單臺服務器上建立更多的邏輯操作系統。這種做法將大幅度地降低硬件采購的費用和維護費用。

該競賽管理系統立足虛擬化部署，這種虛擬化部署，可以針對不同的外部使用單位，將本系統虛擬為該單位的一個內部應用系統，在用戶基礎管理、競賽現場環境管理、競賽資源使用管理等系統功能的使用上體現該單位特點，為實現共享競賽資源數據提供基礎支撐。針對這一特殊要求，知識競賽管理系統在使用eBuilder中間件作為基礎平臺構建的過程中，采用了eBuilder獨有的虛擬數據庫共享技術。

知識競賽系統從系統構架、功能模塊進行了科學的設計，利用了最新開發平臺技術，使系統具有了良好的可擴展性、安全性，同時結合 WPF、LINQ、WCF等技術，使得該系統功能完備，用戶接口友善。

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