基于J2EE架构的网络考试系统的设计与实现

基于J2EE架构的网络考试系统的设计与实现

基于!"#$架构的网络考试系统的设计与实现

王

蓉

汪诗林

!国防科技大学计算机学院"长沙0&""2/#

-34567$8+!""#9*)5(:$;<4

摘

要

网络考试系统是网络教学平台的核心组成部分之一%笔者针对当前已有考试系统的不足和用户的需求"设计和

实现了一个新的基于,!--的网络考试系统%文章重点阐述了该系统的体系结构&软件框架及数据库设计%关键词

网络教学

考试

,!--文献标识码=

中图分类号>./?&

文章编号&""!3%//&3(!""#)!%3"!&&3"0

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(@<77*:*<A@<4BC)*+!D5)6<(57E(6F*+G6)H<A1*A*(G*>*;I(<7<:H!@I5(:GI50&""2/)

>?)/25@/&D*)8<+J*K546(6(:GHG)*46G<(*B5+)<A)I*;<+*4<LC7*G<A(*)8<+J)*5;I6(:B75)A<+4#>I*5C)I<+564G5))I*GI<+)5:*<A)I*;C++*()*K546(6(:GHG)*45(L)I*CG*+G$L*45(LG!L*G6:(G5(L64B7*4*()G5(*8(*)8<+J*K546(6(:GHG)*4M5G*L<(,!--#>I*5+)6;7*4<G)7H*KB<C(LG)I*GHG)*4NG5+;I6)*;)C+*!G<A)3A+54*5(L)I*L*G6:(<A)I*L5)5M5G*#A’81-2:)&(*)8<+J)*5;I6(:!*K546(5)6<(!,!--

&引言

随着数字化校园工程的启动!目前国内许多院校正在开展

依赖性!允许在某种程度上的独立开发!这里按类似和相关功能把考试系统划分为以下功能模块#

基于’()*+(*)的教学试验!开发了网络教学支撑平台!充分利用校园内各种资源!给校园内的教师"学生提供方便"快捷的教学和学习工具#在网络辅助教学中!要巩固学生学习效果!最直观易行的方法莫过于考试$一个完整的网络考试系统应该拥有丰富的试题%科学的组卷方法"系统的考试管理!使网络考试达到真实的考试效果!从而可以替代传统的纸面考试形式$

近年来!国内外基于网络教学平台的考试系统层出不穷!有效的减轻了繁重的考试"评卷工作$但这些平台普遍存在以下缺点&一是许多系统组卷方式比较简单!只能生成单一的试卷!学生在考试时使用同一套试卷!试卷不能根据教师设定的要求动态生成’二是过多注重考试管理功能的实现!而忽略了实际考试过程中的考务管理’三是大多数系统只提供客观题的自动评卷!而对主观题的自动评卷实现不合理或者根本就没有实现$针对以上缺点!作者提出的基于,!--架构的网络考试系统(以下简称考试系统)除实现基本考试功能外!还考虑了以下几方面&(&)系统提供准考证号与’.地址绑定%动态生成试卷及屏蔽相关资源三种功能防止舞弊#(!)系统可以根据知识点%难度%题型%题量科学地生成试卷#(/)系统实现了主观题自动评卷#(0)系统可以对考试过程进行动态监控!并能对考试过程中出现的异常情况进行处理#

!$&题库管理模块

该模块主要供教师使用!其功能包括题库管理%试题管理%

试卷生成#题库从级别上!分为公共题库和个人题库!&"!其中公共题库提供给课程的所有教师使用!而个人题库完全是教师为了教学需要自己编撰的题目!考察角度和方法具有很大的灵活性!但在精确性和严格性方面无法保证#由于有个人题库的存在!教师在组卷时不仅可以选择公共题库中的试题!还可以加入符合当前教学内容的自拟试题!从而使题库很好地满足教师的个性化网络教学的需要#试卷中的试题可以从题库中逐题添加!也可以设定题型%难度%知识点%题量后!从题库中批量添加#对于动态组卷的试卷!教师只需设定题型!难度%知识点%题量%分值!系统将在学生考试时动态地从题库中抽取试题进行组卷#

!$!在线考试模块

该模块主要供学生使用!其功能包括登录%考试%计时%查

看已评试卷#学生进行考试时!系统记录考生的’.地址及学生统一身份认证号码(以下称’1号)!并生成唯一的准考证号给学生!学生用此准考证号进行登录!准考证号与’.地址及’1标识绑定!而且在正常情况下只允许学生使用一次#为了避免在考试过程中由于系统故障导致考试中断从而丢失考试信息!系统在学生每答完一道题后自动保存该题做答#对于动态组卷的试卷!在学生开始答卷时!系统保存生成的试卷#当出现意外情况导致考试中断时!考生可以在断点处继续答题!从而最大限度的保护已有的考试数据!确保考试继续正常进行#

!系统分析

考试系统主要针对三类用户&教师%学生%考务管理员#一

个良好的考试系统不仅要求有方便快捷的操作%简单有效的管理!而且要有科学的试卷组织%高级别的系统安全性以及很强的通用性#为了与网络教学支撑平台相结合!减少模块之间的

!$/评卷模块

该模块主要供教师使用!其功能包括自动评卷%人工评卷%

作者简介!王蓉(&?2%3)!女!硕士研究生!研究方向为软件工程%,!--%网络教学#汪诗林(&?O%3)!男!副教授!硕士生导师!主要从事数据库%网络

计算机工程与应用!""#$!%%&&

基于J2EE架构的网络考试系统的设计与实现

统计分数!选择题"判断题"排序题"连线题"填空题由系统按标准答案进行自动评卷#简答题自动评卷以基于知识点的带权匹配技术来实现!!"!

*$!实现

2>?框架的优点是’屏幕导航定义明确$为框架的扩展提

供了一个空间!各功能模块的开发比较独立$只需要注重对业务功能的实现$程序的流程由2>?框架来控制!系统在开发时每个功能模块建立一个包$并将各功能类分开存放$包结构如图*所示!其中=L3中存放=<@>.J14;$203包中存放MDGC

!$&考务管理模块

该模块主要供考务管理员使用$其功能包括人员管理"考

试监控"资源管理!考务管理员可以管理教师"学生的人员信息及动态监控考试$并可以对考试中出现的异常情况进行处理!当出现机器故障时$考务管理员可以更新学生的’(地址绑定$允许学生重新登录$保证学生可以从断点处继续进行考试!

考试系统应用程序的模块交互如图)所示!

A>.J14;和?/4NM-;O/0,!

图*包结构示意图

按照GKB体系结构$系统各层的实现如下’

%)&视图’为了让视图开发更灵活$我们采用模板机制来开发<9(页面!模板机制提供了一种将每个屏幕共同拥有的元素同那些随屏幕而变化的元素相分离的方式$通过把所有的通用元素放进一个文件中$使得所有的屏幕容易维护和外观一致!我们首先定义一个模板%J0PQ/-J0$L6Q&$该模板定义了页面框架的组成"格式"大小!然后对模板的屏幕定义%9.,00;O0R1;1J14;$

图)

应用程序的功能模块

SP/&中的一系列屏幕%6.,00;&进行实例化!系统定义控制

%J0PQ/-J0B4;J,4$L6Q&和内容%J0PQ/-J0B4;J0;J$L6Q&两个基本模板$控制模板包括’J1J/0%标题&"34OT%主体&"3-;;0,%主题&";-7C

*系统实现*$)技术方案

为了使考试系统具备较高的稳定性与可靠性$在客户端或服务器端任何一方出现问题的情况下$能最大限度的保护已有的考试数据$确保考试继续正常进行$结合网络教学平台的要求$考试系统选用+,-./0%1数据库和203/451.60,70,8$"服务器$基于9:;公司的<!==平台!*"$在2>?%2=@>((A’B>C

15-J0%导航&"61O03-,%工具条&"R44J六个部分$内容模板则不包

括控制模板中的61O03-,部分!

%!&模型’系统使用两种类型的辅助对象’数据访问对象%U>+&和值对象%K+&!K+作为串行化的<-7-对象来按值传递对象!U>+为9J-J0/066906614;@0-;$封装对数据库的访问$实现了对数据的插入"删除"更新和查询操作!9J-J0/066906C

D’+E?F>G=2+FH&框架上进行功能开发$从而提高系统的

开放性和可扩展性$加强系统的可移植性和可维护性!<!==目前得到广泛的应用$其优势主要是它为搭建具有可伸缩性"灵活性"易维护性的业务系统提供了良好的机制$包括大量用来访问现在企业信息系统的标准的>(’!同时$<!==平台支持一个简化的基于组件的开发模型$可以通过多种途径增强应用程序开发的能力$简化结构和开发过程!2>?是9IE在展示

614;@0-;包括一种开放的数据库连接和从这种连接中获取数

据的高速缓存$而且它不会写到辅助存储器中$提供快速访问!系统首先定义>36J,-.JU-4$实现50JU-J-64:,.0和50JB4;;0.J14;方法!然后对应数据库的每个表定义相应的U>+扩展>3C

6J,-.JU-4!但是由于试题存储采用主(辅表建表方式%在数据

库设计中介绍&$系统只建立一个V:06J14;U>+来实现对所有表主辅操作$V:06J14;K+封装了各类试题的属性$统一对所有试题表的操作!

%*&控制’控制器负责协调模型和视图$视图依赖控制器来进行屏幕选择$模型依赖控制器来改变模型的状态!在2>?框架上进行系统开发时$程序的控制由框架提供的G-1;90,7/0J"

<!==平台时提供的示范应用(0J9J4,0%宠物商店&系统所使用

的框架$是9IE蓝皮书示范程序中推荐的应用框架$它实现了

GKB和其他良好的设计模式!系统的框架如图!所示!

F0W:06J(4,.064,"9J-J0G-.X1;0等进行控制!系统开发时$在G-QQ1;5$SP/中配置MDGA>.J14;和=<@>.J14;$并在?/4NM-;CO/0,定义某个动作之后显示屏幕!2>?框架的MDGA>.J14;对

象和=<@>.J14;对象形成了两级处理机制$前一级与,0W:06J对象紧密相关$把数据封装起来形成一个=70;J对象$再传给了

=<@>.J14;对象$后一级与,0W:06J对象无关!系统包括G-;C-50,V@MDGA>.J14;%管理题库&"G-;-50,G(MDGA>.J14;%管理知识点&"G-;-50,V:06J14;MDGA>.J14;%管理试题&"G-;-50,D@CMDGA>.J14;%管理测试&"+ED06JMDGA>.J14;%在线考试&"Y,-O0MDGA>.J14;%自动评卷&"G-;-50,F064:,.0MDGA>.J14;

图!

<!==%%#$#!""#$!%计算机工程与应用

基于J2EE架构的网络考试系统的设计与实现

&’()*+,-./!管理人员"来处理用户012页面传来的参数#并定

义了相应的304*+,-./和356/,$

图#是管理题库在7*8框架上的扩展$如图9所示#在系统开发时#各功能模块可独立开发#其开发步骤为%

!:"开发012页面#在;<==-/>$?;@&1+A66/B6C-/-,-./$?;@和

次#随处配置(#它是异步的消息消费者$对于客户端而言#它实现运行服务器的业务逻辑#客户端通过向目的发送消息可以访问消息驱动46</$(I4使得开发异步的处理客户端发送来的消息的304变得简单#并且它完全由76N).>-+16A56A304容器管理#通过实现实例池处理并发消息$另外#76N).>-+16A56A还提供安全服务及自动事务管理$系统的具体做法是#建立一个0(1消息队列#以及一个作为消息队列消费者的’6G,(I4消息驱动46</$学生登录考试后#系统将学生的准考证号和O2地址封装到一个0(1消息中发送到消息队列中$’6G,(I4从队列中取出消息并存入数据库#然后由(</<>6A’6G,I*J将学生的准考证号和O2地址信息从数据库中取出来$

为了有效的防止在考试时舞弊情况的发生#系统利用JPQ

8@.DE</B@6A文件中配置处理请求的;</<>6AF4$B.和G+A66/$

!!"实现(</<>6AF4&’()*+,-./的=6AC.A;方法将页面传来的参数封装在F4356/,中$

!H"实现(</<>6AF4304*+,-./的=6AC.A;方法$该方法处理F4356/,并实现相应的业务逻辑#调用I*J操作#最后将结果封装在356/,K6G=./G6中并返回给(</<>6AF4&’()*+,-./$

!9"实现FL6G,-./4<G6I*J$实现(</<>6AF4&’()*+,-./的B.3/B方法$该方法将356/,K6G=./G6传回的数据放入

’6G,&’()*+,-./严格控制学生的登录#JP’6G,304*+,-./为学

生生成唯一的准考证号#当发生意外情况时#则向’6G,(I4发送消息$此外系统还定义了(</<>+6&’()*+,-./和

16GG-./中$

H$H关键技术

网络考试系统实现了基本考试功能#教师可以动态&科学

(</<>+6304*+,-./将与考试有关的资源进行屏弊$

地生成试卷#学生可以在线考试$但是#网络考试要完全替代传统的纸面考试#需要进一步提高系统智能化$因此#该系统在实现时#一方面加强了对主观题的自动评判#另一方面还对考务管理功能进行扩充$

!:"基于知识点的主观题自动评判技术

主观题与客观题最大区别是它并不要求标准答案是唯一&完全匹配$主观题自动评判技术将知识点的表述方式归纳为%解释型&集合型&判断型#将知识点的关键词切分为等价类&相似类&反义类#并为关键词定义了并列&顺序&依赖&互斥四种逻辑关系及权值分配$在进行自动评判时#首先搜索试题答案#完成词语切分&定位知识点#然后分析知识点的表述是否正确#查找关键词#按关键词准确度和逻辑关系计算知识点权值#最后#按试题的分值和知识点的权值计算分数$系统采用了具有自动学习!H"功能的关键词库!即如果定义的关键词在关键词库中不存在#则将该词添加到关键词库中"#使得某一课程或学科知识点的关键词更加全面#评判过程更加灵活#评判的结果更加准确$

!!"(6GG<>6MIA-56A46</!消息驱动46</#(I4"

为了动态监控学生的考试情况#考试系统采用(I4来处

H$9数据库设计

明确题库的存储格式对于整个系统的设计至关重要$考试

系统包含单项选择题&多项选择题&填空题&排序题&连线题&判断题&简答题和组题八种类型试题#各种试题类型的构造方式不一样#例如选择题由题目和选项组成#而简答题则只有题目$为了便于不同类型试题的存储#在数据库设计时#系统使用了主)辅!2A-;6M1LN"的建表方式#试题主表中存储试题的公共信息!如知识点&难度等"#其试题答案和选项则存入试题子表!1LN"里$数据库的结构如图#所示$其它辅助性的表还包括%答卷表!准考证号&答题内容"&考场表!学生OI&O2地址&准考证号"&资源表!用户OI&资源名&权限"和成绩表!试卷号&课程号&学生OI&成绩"$

9结束语

本文中通过对基于网络教学平台的网络考试系统的研究#

分析了考试系统应具备的核心功能#及利用7*8框架如何进行开发$目前#该平台已实现安全&公正和高效地面向各个科目的网上考试#实际解决了自动生成试卷&在线考试和评卷等一系统考试过程$但是#我们注意到网络考试要完全替代传统的#计算机工程与应用!""#$!%#$%

基于J2EE架构的网络考试系统的设计与实现

试卷表测试题号试题库号!UV"测试号!UV"

试题库试题库号课程?J教师?J试题数试题库存类型试题库状态

试题主表试题号试题库号!UV"试题类型问题文本知识点难度

试题号!UV"分值试题子表试题库号!UV"试题号!UV"正确答案答案提示答案选项插图

测试表测试号测试名称修改日期开始日期结束日期测试状态试题数总数测试时间课程?J教师?J

动态试卷表测试号!UV"试题组号知识点难度试题数量分值

图#考试系统数据库结构图

动评判技术涉及到人工智能’模式识别和自然语言理解等方面#需要解决许多技术上的问题#成为网络教学考试系统中的一个技术难点#有关情况将在另外的文章中报告%!收稿日期&!""1年&!月"

!!李辉阳等$有限领域简述文字的自动判读及其在>K?中的应用"W#$计算机工程与应用#!""!$.%!%"&0/X0%

.!陈郑汉’周经野$自然语言与机器学习"W#$计算技术与自动化#!"""$21!陈力为#汉语书面语的分词问题"W#$中文信息学报#&22/$!2"#!涂翔云#姚欣#李春阳译$W!MM权威指南Y!美"卡赛姆等编"*#$北京&中国电力出版社#!""/Z"/

参考文献

&!曹岩#程建钢#王学优等$网络教学支撑平台中题库系统设计与实现"W#$电化教育研究#!""!$!!"

/!马琳等译$W!MM宝典"*#$北京&电子工业出版社#!""!Z&"

0![8\\:64;;:W$邱巍峰等译$(MKC4S3:Q,R@4G54G宝典"*#$北京&电子工业出版社#!"".Z"&

!上接&21页"

插入或更改低层码结果集合表#低层码为345467-8+$

删除父件代码中存在#而在子件代码中没有的记录$统计临时表9(:+7;4+<的记录数存入!&$

表.所有物料全排列时新旧算法处理能力比较

!!!!!!!!!!!!!!!!!常用算法&.’条()*记录&#’条()*记录&0’条()*记录&%’条()*记录&2’条()*记录!#’条()*记录

DDDIII

改进算法

DDDDDD

4-=4-=

/实例

该算法运用于重庆青山公司一期>?*@工程的*AB??#运

本文讨论的改进算法在实际的使用中取得了明显的效果#极大地提高了系统的效率#极大地减少软件对大规模的()*的查错和低层码计算的时间#减少了数据库系统资源的占用#大大地提高了数据库的性能和响应能力%!收稿日期&!""1年&!月"

行环境为C?D!"""操作系统#数据库采用*E@F3@4G5H

4G!"""#算法应用模块为()*顺查#反查以及防止嵌套错误的

计算和低层码计算#

改进算法与常用算法在运行时间和处理数据量上的比较如表!#表.所示#其中+,-是分钟#’是万条()*记录#D代表不失败#I代表失败%

表!

所有物料全排列时新旧算法处理速度的比较

改进算法

参考文献

&!严蔚敏#吴伟民$数据结构!>语言版""*#$北京&清华大学出版社#&220

!!张毅$制造资源计划*AB!及其应用"*#$北京&清华出版社#.!罗鸿#王忠明$MAB原理设计实施"*#$第!版#北京&电子工业出版社#!"".

!!!!!!!!!!!!!!!!!!常用算法&’条()*记录!’条()*记录.’条()*记录1’条()*记录!"’条()*记录

增长速度

&+,-.+,-/+,-&.+,-无法处理接近几何增长

"$#+,-&$&+,-&$0+,-!$#+,-!#+,-接近线性增长

1!温咏堂$制造资源计划系统"A#$北京&机电部北京机械工业总的呼研究所#&22"

#$张列平$制造资源计划N*AB??原理于实践"*#$上海&上海交通大学出版社#&22!

JKL图和()*树有很大的相似#其拓扑排序的思想用在()*表的防止嵌套错误和低层码的计算上对速度和效率上都

有很大的提高$并且占用资源较少#具有很高的实用性%

/!LO-PK3O-Q4-’O6;4G!M-;4G<G,E4G4E:8GR4<6O--,-QO-=S4P:-=,-;4GNQGO;,-QP:8G4-;,G4:GQO-,TO;,:-"*#!KB?>@#!"""

$%&!""#$!%计算机工程与应用

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/70r1.html