资料介绍
随着计算机网络技术和数据库技术的飞速发展,高校的信息化建设进程日益深入,其中数字化校园建设成为其核心内容。纵观全国各高校的数字化校园建设,大多以建设数字化网络环境、数字化教学资源、数字化教学与学习环境、数字化管理手段和工作环境;实现数字化科研和管理;创建数字化生活空间;实现教育的信息化和现代化等为最终目标[1]。为推动数字化校园建设进程,创建数字化教学环境,开发出适用于多学科的计算机在线考试软件系统。通过此软件可以实现多学科网上在线考试,既能把教师从繁重的批阅试卷、复核试卷、试卷分析等工作中解放出来,又免去了印制纸质试卷、按考场分发试卷、纸质试卷保存等很多繁重工作,而且提高了试卷的保密性。
1 C/S模式的多层结构
C/S模式是一种普遍应用的网络计算模式。传统的C/S模式是两层结构,在这种模式下,网络中的计算机分为两个有机部分:客户机和服务器。服务器只负责各种数据的处理和维护,为各个客户机应用程序管理数据;客户机包含文档处理软件、决策支持工具、数据查询等应用逻辑程序,通过网络使用SQL语言发送、请求和分析从服务器接收数据。这是一种“胖客户机(Fat Client)”、“瘦服务器(Thin Server)”的网络结构模式。随着C/S结构应用范围的不断扩大和计算机网络技术的发展,这种结构的缺陷日益明显,如系统的可靠性有所降低、缺乏灵活性、资源浪费严重、维护费用较高等[2]。
为解决这一问题,网络计算模式逐渐从两层扩展到N层,形成多层结构。在多层结构中把业务逻辑独立出来,使得应用系统的开发模式变为下面形式:
(1)客户端。只注重人机界面的设计,不必关心业务逻辑和数据库的访问,使开发大大简化,并且使得原两层结构的胖客户机变成瘦客户机。
(2)中间业务逻辑层。提供客户端程序调用的业务逻辑规则,以完成其业务操作。当业务逻辑改变时,客户端不必改变。
(3)数据库服务层。提供对数据库进行各种操作的方法,由中间业务逻辑层调用完成业务逻辑。
可以看出,在多层结构中,层次划分不是物理上的划分,而是结构逻辑上的划分,即按应用目标划分。如果客户端要求响应速度很快,业务组件的体积较小,业务组件可以放在客户端;如果业务组件包含大量对数据库的操作,可以配置在数据库服务器上,以减少网络负载,提高运算速度;如果业务组件可供大多数客户机程序访问,则可以使用业务组件构成一个应用服务器,供大家访问。由于多层结构的运行机制,使得多层结构具备以下优点[3]。
(1)可伸缩性好。可按应用要求部署逻辑层次,适应于本地网和广域网。
(2)网络效率高。通过合理布局,因网络传输的数据量大大减少,网络效率得到提高。
(3)可管理性强。客户端基本实现“零维护”,主要管理工作集中在应用逻辑层,业务逻辑的修改对客户端没有影响。
(4)可重用性好。按可提供的服务构筑应用,每种服务可以被不同的应用再次使用。由于系统采用面向对象的组件构成,进一步增加了可重用性。
2 系统需求分析
数字化教学环境是学校数据化校园建设的重要组成部分。而数字化教学环境以建立网上教务管理系统、网上考试系统、网上答疑系统和网上讨论系统等为主要内容。目前,已实现网上教务管理、网上答疑和网上讨论目标。为实现网上考试目标,探索开发适用于多学科的计算机在线考试软件系统成为关键。要开发出适用于多学科的平台型计算机在线考试系统,首先对试题内容、试题形式、评分标准、试题数量、试卷分析等问题要进行周密的考虑,据此设计出一种能够适用于多学科的平台型试卷模板,在网络环境正常运行的前提下,实现网上在线考试。通过该考试系统,完成自动抽取试卷、自动批阅试卷、自动回收成绩、自动分析试卷、打印成绩单等功能。针对软件系统的功能和性能等实际需求,设计服务器开发环境采用安全性较高稳定性较好的数据服务器SQL Server 2000,采用Windows 2003 Server 作为服务器操作系统,C/S结构前端采用Borland Delphi 7作为开发工具[4]。
3 系统功能设计
在需求分析的基础上,确定计算机在线考试软件系统包括服务器管理、学生管理、考试管理、题库管理、自动阅卷、试卷分析和系统维护等功能,其软件结构图如图1所示。
1 C/S模式的多层结构
C/S模式是一种普遍应用的网络计算模式。传统的C/S模式是两层结构,在这种模式下,网络中的计算机分为两个有机部分:客户机和服务器。服务器只负责各种数据的处理和维护,为各个客户机应用程序管理数据;客户机包含文档处理软件、决策支持工具、数据查询等应用逻辑程序,通过网络使用SQL语言发送、请求和分析从服务器接收数据。这是一种“胖客户机(Fat Client)”、“瘦服务器(Thin Server)”的网络结构模式。随着C/S结构应用范围的不断扩大和计算机网络技术的发展,这种结构的缺陷日益明显,如系统的可靠性有所降低、缺乏灵活性、资源浪费严重、维护费用较高等[2]。
为解决这一问题,网络计算模式逐渐从两层扩展到N层,形成多层结构。在多层结构中把业务逻辑独立出来,使得应用系统的开发模式变为下面形式:
(1)客户端。只注重人机界面的设计,不必关心业务逻辑和数据库的访问,使开发大大简化,并且使得原两层结构的胖客户机变成瘦客户机。
(2)中间业务逻辑层。提供客户端程序调用的业务逻辑规则,以完成其业务操作。当业务逻辑改变时,客户端不必改变。
(3)数据库服务层。提供对数据库进行各种操作的方法,由中间业务逻辑层调用完成业务逻辑。
可以看出,在多层结构中,层次划分不是物理上的划分,而是结构逻辑上的划分,即按应用目标划分。如果客户端要求响应速度很快,业务组件的体积较小,业务组件可以放在客户端;如果业务组件包含大量对数据库的操作,可以配置在数据库服务器上,以减少网络负载,提高运算速度;如果业务组件可供大多数客户机程序访问,则可以使用业务组件构成一个应用服务器,供大家访问。由于多层结构的运行机制,使得多层结构具备以下优点[3]。
(1)可伸缩性好。可按应用要求部署逻辑层次,适应于本地网和广域网。
(2)网络效率高。通过合理布局,因网络传输的数据量大大减少,网络效率得到提高。
(3)可管理性强。客户端基本实现“零维护”,主要管理工作集中在应用逻辑层,业务逻辑的修改对客户端没有影响。
(4)可重用性好。按可提供的服务构筑应用,每种服务可以被不同的应用再次使用。由于系统采用面向对象的组件构成,进一步增加了可重用性。
2 系统需求分析
数字化教学环境是学校数据化校园建设的重要组成部分。而数字化教学环境以建立网上教务管理系统、网上考试系统、网上答疑系统和网上讨论系统等为主要内容。目前,已实现网上教务管理、网上答疑和网上讨论目标。为实现网上考试目标,探索开发适用于多学科的计算机在线考试软件系统成为关键。要开发出适用于多学科的平台型计算机在线考试系统,首先对试题内容、试题形式、评分标准、试题数量、试卷分析等问题要进行周密的考虑,据此设计出一种能够适用于多学科的平台型试卷模板,在网络环境正常运行的前提下,实现网上在线考试。通过该考试系统,完成自动抽取试卷、自动批阅试卷、自动回收成绩、自动分析试卷、打印成绩单等功能。针对软件系统的功能和性能等实际需求,设计服务器开发环境采用安全性较高稳定性较好的数据服务器SQL Server 2000,采用Windows 2003 Server 作为服务器操作系统,C/S结构前端采用Borland Delphi 7作为开发工具[4]。
3 系统功能设计
在需求分析的基础上,确定计算机在线考试软件系统包括服务器管理、学生管理、考试管理、题库管理、自动阅卷、试卷分析和系统维护等功能,其软件结构图如图1所示。
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