趙 濤

（1.江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院，江蘇 無錫 214122;2.江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 無錫 214153）

基于SSH架構(gòu)的在線考試系統(tǒng)的研究

趙 濤1，2

（1.江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院，江蘇 無錫 214122;2.江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 無錫 214153）

隨著計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，使考試從傳統(tǒng)的紙筆考試到基于互聯(lián)網(wǎng)的在線考試成為現(xiàn)實。這種無紙化的“在線考試”是對傳統(tǒng)考試的一種延伸與變革，加快了考核手段的現(xiàn)代化。文章提出了基于SSH架構(gòu)的在線考試系統(tǒng)的設(shè)計方案。

SSH架構(gòu)；在線考試；數(shù)據(jù)庫；B/S

（一）引言

近年來國家加快改革教育體系，以教育為立國之本，建設(shè)一個高速發(fā)達的國家教育體系。在這個科教興國戰(zhàn)略的指導(dǎo)下，高校作為國家培養(yǎng)人才的重要基地，實現(xiàn)教育信息化、現(xiàn)代化、規(guī)范化是必然趨勢，要實現(xiàn)教育現(xiàn)代化，首先要實現(xiàn)教學(xué)管理方法和管理手段的信息化和現(xiàn)代化，而考試是教學(xué)管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此考試模式的信息化和現(xiàn)代化成了實現(xiàn)教育現(xiàn)代化的一個重要組成部分，Internet技術(shù)的發(fā)展給教育現(xiàn)代化提供了一個很好的契機，它使考試的技術(shù)手段和載體發(fā)生了革命性的變化，在線考試系統(tǒng)正是教育現(xiàn)代化和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速發(fā)展相結(jié)合一種必然發(fā)展趨勢。與傳統(tǒng)考試模式相比，在線考試系統(tǒng)具有無可比擬的優(yōu)越性，它把教師和考務(wù)人員從繁重的命題、印卷、裝訂試卷、保密、監(jiān)考、閱卷、登分等考務(wù)工作中解脫出來，使得考試趨于更客觀、公正、高效。同時，在線考試系統(tǒng)也為教考分離、教學(xué)資源共享、科學(xué)評價教學(xué)效果、合理安排教學(xué)提供有利條件。

（二）功能分析

在線考試系統(tǒng)主要由兩大部分組成：一是前端考試系統(tǒng)，二是后端管理系統(tǒng)，兩個系統(tǒng)互相獨立，前端考試系統(tǒng)負責(zé)從題庫讀取試卷，完成學(xué)生的在線考試。而后端管理系統(tǒng)則用于一系列管理控制。這兩大部分均采用 B/S模式，整個系統(tǒng)的功能架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)功能架構(gòu)圖

1.前端考試系統(tǒng)

（1）在線考試

學(xué)生輸入自己的準考證號進入考試界面，計算機開始計時，系統(tǒng)在學(xué)生每答完一道題后自動保存答案。學(xué)生答題完成后點擊交卷按鈕完成整個考試，若考試時間結(jié)束時學(xué)生未完成所有試題的解答，則系統(tǒng)自動強迫交卷。

（2）考場恢復(fù)

在考試過程中，考場可能會出現(xiàn)各種突發(fā)情況，如死機、斷電等，這些情況會中斷學(xué)生的考試過程，這就要求考試系統(tǒng)具備考場恢復(fù)能力。在該系統(tǒng)中，學(xué)生每答完一道題，系統(tǒng)就把學(xué)生的答題情況(學(xué)生已做試題的答案和考試剩余時間)提交并記錄到服務(wù)器端。當(dāng)出現(xiàn)意外情況導(dǎo)致考試中斷時，學(xué)生可以重新登錄，考試系統(tǒng)從服務(wù)器端取回試卷和答題數(shù)據(jù)恢復(fù)考試現(xiàn)場，學(xué)生從斷點處繼續(xù)答題。

2.后端管理系統(tǒng)

該模塊分系統(tǒng)管理和教師管理兩部分。

（1）系統(tǒng)管理模塊主要包括用戶管理、權(quán)限管理。

1）用戶管理

通過組織結(jié)構(gòu)樹，建立直觀化的人員分類手段，與客戶實際組織結(jié)構(gòu)對應(yīng)，以方便考試管理。同時還可以根據(jù)需要建立多種輔助樹狀分類，為管理員提供分類管理的自由度，使系統(tǒng)管理員可以輕松管理不同的角色，如教師和用戶。

2）權(quán)限管理

利用不同的角色定義，決定用戶是否允許進入某模塊的權(quán)限。對于用戶、題庫、試卷、考試、成績、公共信息的分類，通過設(shè)置查看、管理內(nèi)容、管理目錄等不同級別的角色，而決定不同類別的用戶相應(yīng)的操作權(quán)限。

（2）教師管理模塊的主要功能則包括對學(xué)生信息管理、題庫管理、試卷管理、評卷管理、成績管理。

1）學(xué)生信息管理

教師對參加考試的學(xué)生姓名、性別、專業(yè)、班級、學(xué)號等信息的添加、刪除和修改，以方便教師隨時對參加考試學(xué)生的管理。

2）題庫管理

實現(xiàn)試題分類、導(dǎo)入、導(dǎo)出、批量維護等功能，包括主觀題和客觀題。

3）試卷管理

采取手工出卷、自動出卷、隨機出卷模式相結(jié)合。

4）評卷管理

對考試的結(jié)果進行評分管理，如果卷面存在客觀題（如選擇題、判斷題等），系統(tǒng)自動評分；對于一些主觀題（如問答題、案例分析題等），由指定的評卷人進行手工評分，再把評判分數(shù)輸入系統(tǒng)。

5）成績管理

為教師提供了一個手工修改學(xué)生考試成績的手段。

（三）系統(tǒng)實現(xiàn)

1.系統(tǒng)方案

在深入學(xué)習(xí)面向?qū)ο箝_發(fā)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、設(shè)計模式、重構(gòu)等軟件工程的思想和各種開源架構(gòu)技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過比較當(dāng)今流行的幾種開發(fā)框架，并結(jié)合在線考試系統(tǒng)的實際需求，本系統(tǒng)采用當(dāng)前比較流行的 B/S模式進行開發(fā)，三層的B/S體系結(jié)構(gòu)具有許多傳統(tǒng)C/S體系結(jié)構(gòu)不具備的優(yōu)點，而且在技術(shù)實現(xiàn)上采用 Struts+Spring+Hibernate三種主流框架相結(jié)合，整個系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)清晰明了，大大縮短了開發(fā)周期和工作量，使后期的維護簡單化，數(shù)據(jù)庫采用了已經(jīng)相當(dāng)成熟而且靈活精簡的MySQL，完全滿足了學(xué)?？荚嚁?shù)據(jù)方面的存儲需求，在運行方面也降低了對硬件的要求。

2.實現(xiàn)技術(shù)

（1）C/S和B/S結(jié)構(gòu)

C/S結(jié)構(gòu)，即Client/Server(客戶機/服務(wù))結(jié)構(gòu)。它由兩部分構(gòu)成：前端是客戶機，即用戶界面(Client)結(jié)合了表示業(yè)務(wù)邏輯。接受用戶的請求，并向數(shù)據(jù)庫服務(wù)提出請求，通常是一個PC機；后端是服務(wù)器，即數(shù)據(jù)管理(Server)將數(shù)據(jù)提交給客戶端，客戶端將數(shù)據(jù)進行計算并將結(jié)果呈現(xiàn)給用戶。但是C/S模式開發(fā)成本較高，對客戶端軟硬件要求較高，尤其是軟件的不斷升級，對硬件要求不斷提高，增加了整個系統(tǒng)的成本，客戶端越來越臃腫，而且維護復(fù)雜，升級麻煩。如果應(yīng)用程序要升級，必須到現(xiàn)場為客戶機一一升級，每個客戶機上的應(yīng)用程序都需要維護。

B/S結(jié)構(gòu)，即Browser/Server(瀏覽器/服務(wù)器)結(jié)構(gòu)。B/S模式是基于Internet/Intranet的結(jié)構(gòu)模型，即前臺客戶端采用瀏覽器，中間件為Web服務(wù)器，后臺為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，形成三層結(jié)構(gòu)。在B/S模式下，客戶機只需裝上操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件、瀏覽器即可，而服務(wù)器則集中了所有應(yīng)用軟件的開發(fā)維護等工作。在B/S體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中，用戶通過瀏覽器向分布在網(wǎng)絡(luò)上的許多服務(wù)器發(fā)出請求，服務(wù)器對瀏覽器的請求進行處理，將用戶所需信息返回到瀏覽器。而其余如數(shù)據(jù)請求、加工、結(jié)果返回以及動態(tài)網(wǎng)頁生成、對數(shù)據(jù)庫的訪問和應(yīng)用程序的執(zhí)行等工作全部由Web Server完成。隨著Windows將瀏覽器技術(shù)植入操作系統(tǒng)內(nèi)部，這種結(jié)構(gòu)已成為當(dāng)今應(yīng)用軟件的首選體系結(jié)構(gòu)。因此在線考試系統(tǒng)的開發(fā)選擇B/S模式比較合適。

（2）SSH架構(gòu)介紹

SSH(Struts+Spring+Hibernate)是目前主流的J2EE輕量級開發(fā)框架，提供對表示層、邏輯層、數(shù)據(jù)層之間的依賴性進行解耦和共通功能的擴展。該框架一方面能夠繼承Struts框架在表示層的優(yōu)點，負責(zé)頁面的請求和轉(zhuǎn)發(fā)等；一方面在業(yè)務(wù)層發(fā)揮Spring框架的作用，由Spring容器管理機制接管業(yè)務(wù)邏輯；同時在持久層使用Hibernate，實現(xiàn)與DB的交互。這樣形成一個非常清晰的框架，有利于開發(fā)人員將注意力集中到具體的業(yè)務(wù)邏輯的實現(xiàn)上，減少底層的開發(fā)工作。圖2是Struts+Spring+Hibernate三種框架的組合架構(gòu)圖。

圖2 Struts+Spring+Hibernate架構(gòu)圖

Struts的主要作用：負責(zé)為用戶管理請求和響應(yīng)；提供一個流程控制器（controller），代理調(diào)用業(yè)務(wù)邏輯和其它上層處理；處理從其它層拋出的異常；為顯示提供一個數(shù)據(jù)模型；執(zhí)行用戶接口（UI）驗證。

Spring關(guān)注提供一種方法管理你的業(yè)務(wù)對象：處理應(yīng)用程序的業(yè)務(wù)邏輯和業(yè)務(wù)校驗；管理事物；提供與其它層相互作用的接口；管理業(yè)務(wù)層級別的對象依賴；在表示層和持久層之間增加了一個靈活的機制，使得他們不直接聯(lián)系在一起；通過揭示從表示層到業(yè)務(wù)層之間的上下文(Context)來得到業(yè)務(wù)邏輯(business services)；管理程序的執(zhí)行(從業(yè)務(wù)層到持久層)。

Hibernate是一種強大的可提供對象-關(guān)系持久化和查詢服務(wù)的中間件，它可以使程序員依據(jù)面向?qū)ο蟮脑黹_發(fā)持久化類，實現(xiàn)對象之間的關(guān)聯(lián)、繼承、多態(tài)、組合、集合等。Hibernate提供了它特有的數(shù)據(jù)庫查詢語言HQL，這種查詢語言屏蔽了不同數(shù)據(jù)庫之間的差異，使我們可以編寫統(tǒng)一的查詢語句執(zhí)行查詢。不同于其他持久化解決方案的是Hibernate并沒有把SQL的強大功能屏蔽掉，而是仍然兼容SQL，使得以往的關(guān)系技術(shù)依然有效。

（3）數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)

由瑞典Tc.X.DataKonsult AB公司開發(fā)的MySQL是一種精巧的、多用戶、多線程、跨平臺的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，同時也是一種具有客戶和服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)的分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。由于它功能強大、靈活易用、快速穩(wěn)定，而且具有豐富的應(yīng)用程序接口(APl)，所以在企業(yè)中的應(yīng)用極為廣泛。

MySQL具有以下特點：

1）完全多線程，適于多CPU使用。

2）多平臺，包括Solaris、SunOS、AIX、Unix、Linux、Windows XP和NT均支持MySQL(各平臺支持的功能不盡相同)。

3）非常靈活和安全的權(quán)限系統(tǒng)。

4）可處理大型數(shù)據(jù)表(超過5000萬個記錄)，表的大小限于操作系統(tǒng)的文件大?。篖inux為2G字節(jié)，Solaris為4G字節(jié)。

5）為WindowsXP提供JDBC接口，可通過Java與之相連。

在考試系統(tǒng)中采用MySQL作為服務(wù)器是從需求、成本的角度來考慮的。在實際應(yīng)用中，考試系統(tǒng)是一個針對并發(fā)訪問人數(shù)不會超過幾百人的內(nèi)部系統(tǒng)，如果使用Oracle和DB2之類的數(shù)據(jù)庫會造成大量的系統(tǒng)資源閑置，即使是SQL Server也會浪費許多系統(tǒng)資源，使用MySQL可以完全滿足系統(tǒng)的要求。

（四）結(jié)束語

以上通過對在線考試系統(tǒng)的研究，分析了系統(tǒng)應(yīng)具備的核心功能及開發(fā)中用到的核心技術(shù)，系統(tǒng)的開發(fā)采用目前最流行的SSH架構(gòu)思想，結(jié)合B/S模式以及靈活精簡的MySQL數(shù)據(jù)庫，使整個系統(tǒng)的性能和可維護性得到了顯著的提升。隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，在線考試這種新興的無紙化考試模式必將替代傳統(tǒng)考試模式，實現(xiàn)管理、考試、閱卷完全自動化。

[1] Cay S.Horstmann,Gary Cornell.JAVA2 核心技術(shù)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2006.

[2] 整合 Struts+Hibernate+Spring應(yīng)用開發(fā)詳解[M].北京:清華大學(xué)出版社,2007.

[3] 至簡 SSH:精通 Java Web實用開發(fā)技術(shù):Struts+Spring+Hibernate[M].北京:電子工業(yè)出版社,2009.

TP302

A

1008-1151(2011)03-0027-02

2010-12-27

趙濤（1979－），女，山西長治人，江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院計算機應(yīng)用專業(yè)在讀碩士生，江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息工程系應(yīng)用電子教研室講師，從事電子技術(shù)和計算機的教學(xué)與研究。