基于云環(huán)境的在線考試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與探索

楊靜

摘要：隨著新形勢(shì)下網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異的發(fā)展，各行各業(yè)也都逐漸開始轉(zhuǎn)型。互聯(lián)網(wǎng)云技術(shù)可以打破教育考試的區(qū)域限制，使更多的學(xué)生可以通過在線教育平臺(tái)來進(jìn)行學(xué)習(xí)與考試，能夠促進(jìn)在線教育的職業(yè)培訓(xùn)領(lǐng)域的發(fā)展。因此，通過分析當(dāng)前職業(yè)培訓(xùn)的在線考試現(xiàn)狀，采用云計(jì)算架構(gòu)，研發(fā)了在線考試系統(tǒng)并加以應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：云環(huán)境；在線考試；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP311.52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2019）01-0149-01

0 引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，各行各業(yè)都嘗試打造O2O（Online To Offline）模式，各大高校和成人職業(yè)教育機(jī)構(gòu)都陸續(xù)把課程和考試放到網(wǎng)上。相對(duì)于其他產(chǎn)業(yè)來講，教育系統(tǒng)中的在線考試更符合時(shí)代發(fā)展潮流，可以讓學(xué)生打破空間與時(shí)間的限制，利用閑暇時(shí)間來進(jìn)行考試。因此，研究云環(huán)境的在線考試系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對(duì)增強(qiáng)互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)，提高教育發(fā)展水平具有著重要意義。通過對(duì)云環(huán)境在線考試的發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā)，來設(shè)計(jì)一個(gè)在線教育考試平臺(tái)，以此滿足在線教育服務(wù)與學(xué)習(xí)者的需求。

1 在線教育與考試系統(tǒng)現(xiàn)狀

當(dāng)前的高校在線教育與考試系統(tǒng)主要以B/S技術(shù)架構(gòu)為主，彼此之間的數(shù)據(jù)庫及服務(wù)器設(shè)備都不相互關(guān)聯(lián)，容易形成硬件孤島和教學(xué)資源壁壘。同時(shí)，在線教育考試系統(tǒng)還存在各自為政的系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題，如缺乏統(tǒng)一身份認(rèn)證體系，各機(jī)構(gòu)之間的用戶數(shù)據(jù)不互通，在給用戶造成不便的同時(shí)增加系統(tǒng)安全隱患。缺乏資源數(shù)據(jù)管理方法，不能滿足用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)考試的需求。在云環(huán)境下整合大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)，滿足在線考試的需求，是系統(tǒng)下一步需要解決的問題[1]。

2 云環(huán)境下教育考試系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)

云這個(gè)概念作為計(jì)算機(jī)虛擬化延伸已經(jīng)被大多數(shù)人所知曉，但目前的技術(shù)發(fā)展還不能支持較為復(fù)雜的商業(yè)進(jìn)程。在技術(shù)成熟之前，本文首先假設(shè)一個(gè)基于云環(huán)境的在線教育考試平臺(tái)，該平臺(tái)的設(shè)計(jì)理念是可以容納、展現(xiàn)不同教育機(jī)構(gòu)的在線教育考試資源，能夠滿足各類學(xué)校、教師和學(xué)生的需求，因此該平臺(tái)需要聯(lián)動(dòng)各地區(qū)院校的設(shè)備資源基礎(chǔ)設(shè)施，解決以下幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。

2.1 物理設(shè)備虛擬化

通過各種虛擬機(jī)技術(shù)，將物理服務(wù)器群劃分成多個(gè)虛擬機(jī)，不同用戶按需“租用”，這樣搭建在線教育平臺(tái)的設(shè)備群，并可以降低服務(wù)器的購置和維護(hù)成本，目前常用的X86虛擬化主要有VMware的ESX產(chǎn)品[2]。

2.2 搭建分布式數(shù)據(jù)庫

考慮到在線教育平臺(tái)需要儲(chǔ)存海量的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，同時(shí)也要實(shí)現(xiàn)不同機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)之間的同步與備份等管理功能，搭建的數(shù)據(jù)庫其既要滿足關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的要求，也要實(shí)現(xiàn)對(duì)NoSQL數(shù)據(jù)的管理，借此構(gòu)建在線教育平臺(tái)資源的存儲(chǔ)層。目前較為成熟的有Mysql、及Hadoop等產(chǎn)品。

2.3 虛擬一體化平臺(tái)體現(xiàn)

在線教育平臺(tái)的整合主要是為了擴(kuò)大受眾面，這需要設(shè)計(jì)統(tǒng)一的入口平臺(tái)網(wǎng)站，在這個(gè)網(wǎng)站上將各個(gè)在線教育系統(tǒng)以統(tǒng)一形象展現(xiàn)，方便用戶登錄使用，給用戶方便快捷的登陸體驗(yàn)，在開發(fā)時(shí)也需要考慮兼容移動(dòng)設(shè)備和PC終端的各類操作系統(tǒng)，主要的頁面技術(shù)有HTML5、JavaScript等，雖然HTML5技術(shù)尚不全面和完善，但未來有著更大的發(fā)展空間。

2.4 中間支撐服務(wù)

在線教育平臺(tái)的入口展現(xiàn)層和分布式存儲(chǔ)層的聯(lián)通也需要提供了多種服務(wù)，主要有緩存服務(wù)和REST服務(wù)等，不僅可以支撐在線教育平臺(tái)的前端顯示，也可以讓用戶直接調(diào)用資源存儲(chǔ)層。常用的有Google App Engine的Jetty應(yīng)用服務(wù)器及Memcached分布式緩存技術(shù)，其能有效地加快平臺(tái)響應(yīng)速度，并降低后臺(tái)服務(wù)器的壓力。

2.5 其他配備設(shè)施

系統(tǒng)設(shè)計(jì)中還需要為在線教育提供運(yùn)行維護(hù)服務(wù)，如用戶帳號(hào)的安全管理工作：能夠?qū)崿F(xiàn)安全條件下的用戶登錄，方便管理員對(duì)帳號(hào)的管理；SLA監(jiān)控：主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)層次運(yùn)行的虛擬機(jī)運(yùn)行性能方面的監(jiān)控，觀測(cè)其是否滿足預(yù)先設(shè)定的SLA（Service Level Agreement）標(biāo)準(zhǔn)；計(jì)費(fèi)管理：通過后臺(tái)來統(tǒng)計(jì)用戶所消耗的資源，以便對(duì)用戶服務(wù)進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)價(jià)；安全管理：對(duì)整個(gè)教育考試系統(tǒng)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)和個(gè)人隱私等資源采取保護(hù)措施，防止出現(xiàn)篡改成績(jī)的現(xiàn)象出現(xiàn)。

3 基于教育云架構(gòu)的在線考試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 基于云環(huán)境的分布式文件系統(tǒng)

云環(huán)境下的在線教育考試系統(tǒng)整體工程量較大，周期長(zhǎng)，有多方面的資源因素制約和限制，而在線考試系統(tǒng)屬于在線教育平臺(tái)必不可少的關(guān)鍵部分，因此，本文首先將云概念應(yīng)用到在線考試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中來。在實(shí)際開發(fā)中，分布式文件系統(tǒng)建立的主要目的是備份考試復(fù)習(xí)內(nèi)容與考卷數(shù)據(jù)，可以為教師和學(xué)生實(shí)時(shí)提供資源，同時(shí)也可以協(xié)調(diào)不同地區(qū)、學(xué)校考試資源的共享問題。在采用云存儲(chǔ)之前，不同的學(xué)校都是自建專用的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存系統(tǒng)，數(shù)據(jù)的分散性較大，考試資源在相關(guān)學(xué)校中互查和引用不流暢。本系統(tǒng)采用HDFS（Hadoop Distributed File System）分布式文件系統(tǒng)存儲(chǔ)方式來搭建數(shù)據(jù)儲(chǔ)存平臺(tái)，利用云存儲(chǔ)技術(shù)克服上述問題[3]。

3.2 在線終端通信服務(wù)平臺(tái)

在線終端通信服務(wù)平臺(tái)的目的是整合各教育平臺(tái)資源，強(qiáng)調(diào)以需求為導(dǎo)向，為用戶與教師提供訂閱消息推送與考試通知播報(bào)，實(shí)現(xiàn)老師與學(xué)生的實(shí)時(shí)溝通互聯(lián)。在線終端通信服務(wù)平臺(tái)包括終端中間件和在線服務(wù)器，終端中間件主要是提供移動(dòng)和固定終端的接入功能，保障各終端間的相互連通；在線服務(wù)器則可以提供統(tǒng)一的在線連接安全認(rèn)證、消息緩存、在線業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)等。

4 結(jié)語

在線教育平臺(tái)是個(gè)繁雜的項(xiàng)目，前景廣闊，但目前的發(fā)展還有一些不足之處。因此，文章在針對(duì)在線教育平臺(tái)中的考試系統(tǒng)，利用云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)在線考試平臺(tái)的設(shè)計(jì)做了初步嘗試，將云技術(shù)應(yīng)用到在線教育中來，為提升在線教育質(zhì)量出力。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳旭云.基于J2EE平臺(tái)的在線考試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].廈門大學(xué)，2011.

[2] 孟彧，趙戈.基于云架構(gòu)的在線考試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與探索[J].軟件產(chǎn)業(yè)與工程，2014（05）：48-52.

[3] 李中華.基于WEB環(huán)境的通用在線考試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].電子科技大學(xué)，2007.

Abstract：With the rapid development of network technology under the new situation， all walks of life are gradually starting to transform. Internet cloud technology can break the regional restrictions of educational examination， enable more students to study and take examinations through online education platform， and promote the development of vocational training field of online education. Therefore， through the analysis of the current vocational training online examination status， cloud computing architecture， developed and applied the online examination system.

Key words：cloud environment；online test；system design