基于C/S架構(gòu)的通用計(jì)算機(jī)在線考試系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的飛速發(fā)展，高校的信息化建設(shè)進(jìn)程日益深入，其中數(shù)字化校園建設(shè)成為其核心內(nèi)容?？v觀全國(guó)各高校的數(shù)字化校園建設(shè)，大多以建設(shè)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、數(shù)字化教學(xué)資源、數(shù)字化教學(xué)與學(xué)習(xí)環(huán)境、數(shù)字化管理手段和工作環(huán)境；實(shí)現(xiàn)數(shù)字化科研和管理；創(chuàng)建數(shù)字化生活空間；實(shí)現(xiàn)教育的信息化和現(xiàn)代化等為最終目標(biāo)[1]。為推動(dòng)數(shù)字化校園建設(shè)進(jìn)程，創(chuàng)建數(shù)字化教學(xué)環(huán)境，開(kāi)發(fā)出適用于多學(xué)科的計(jì)算機(jī)在線考試軟件系統(tǒng)。通過(guò)此軟件可以實(shí)現(xiàn)多學(xué)科網(wǎng)上在線考試，既能把教師從繁重的批閱試卷、復(fù)核試卷、試卷分析等工作中解放出來(lái)，又免去了印制紙質(zhì)試卷、按考場(chǎng)分發(fā)試卷、紙質(zhì)試卷保存等很多繁重工作，而且提高了試卷的保密性。

1 C/S模式的多層結(jié)構(gòu)

C/S模式是一種普遍應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模式。傳統(tǒng)的C/S模式是兩層結(jié)構(gòu)，在這種模式下，網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)分為兩個(gè)有機(jī)部分：客戶(hù)機(jī)和服務(wù)器。服務(wù)器只負(fù)責(zé)各種數(shù)據(jù)的處理和維護(hù)，為各個(gè)客戶(hù)機(jī)應(yīng)用程序管理數(shù)據(jù)；客戶(hù)機(jī)包含文檔處理軟件、決策支持工具、數(shù)據(jù)查詢(xún)等應(yīng)用邏輯程序，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)使用SQL語(yǔ)言發(fā)送、請(qǐng)求和分析從服務(wù)器接收數(shù)據(jù)。這是一種“胖客戶(hù)機(jī)(Fat Client)”、“瘦服務(wù)器(Thin Server)”的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式。隨著C/S結(jié)構(gòu)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，這種結(jié)構(gòu)的缺陷日益明顯，如系統(tǒng)的可靠性有所降低、缺乏靈活性、資源浪費(fèi)嚴(yán)重、維護(hù)費(fèi)用較高等[2]。

為解決這一問(wèn)題，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模式逐漸從兩層擴(kuò)展到N層，形成多層結(jié)構(gòu)。在多層結(jié)構(gòu)中把業(yè)務(wù)邏輯獨(dú)立出來(lái)，使得應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)模式變?yōu)橄旅嫘问剑?br />
(1)客戶(hù)端。只注重人機(jī)界面的設(shè)計(jì)，不必關(guān)心業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)，使開(kāi)發(fā)大大簡(jiǎn)化，并且使得原兩層結(jié)構(gòu)的胖客戶(hù)機(jī)變成瘦客戶(hù)機(jī)。

(2)中間業(yè)務(wù)邏輯層。提供客戶(hù)端程序調(diào)用的業(yè)務(wù)邏輯規(guī)則，以完成其業(yè)務(wù)操作。當(dāng)業(yè)務(wù)邏輯改變時(shí)，客戶(hù)端不必改變。

(3)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)層。提供對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行各種操作的方法，由中間業(yè)務(wù)邏輯層調(diào)用完成業(yè)務(wù)邏輯。
可以看出，在多層結(jié)構(gòu)中，層次劃分不是物理上的劃分，而是結(jié)構(gòu)邏輯上的劃分，即按應(yīng)用目標(biāo)劃分。如果客戶(hù)端要求響應(yīng)速度很快，業(yè)務(wù)組件的體積較小，業(yè)務(wù)組件可以放在客戶(hù)端；如果業(yè)務(wù)組件包含大量對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作，可以配置在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上，以減少網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，提高運(yùn)算速度；如果業(yè)務(wù)組件可供大多數(shù)客戶(hù)機(jī)程序訪問(wèn),則可以使用業(yè)務(wù)組件構(gòu)成一個(gè)應(yīng)用服務(wù)器，供大家訪問(wèn)。由于多層結(jié)構(gòu)的運(yùn)行機(jī)制，使得多層結(jié)構(gòu)具備以下優(yōu)點(diǎn)[3]。

(1)可伸縮性好?？砂磻?yīng)用要求部署邏輯層次，適應(yīng)于本地網(wǎng)和廣域網(wǎng)。
(2)網(wǎng)絡(luò)效率高。通過(guò)合理布局，因網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大大減少，網(wǎng)絡(luò)效率得到提高。
(3)可管理性強(qiáng)?？蛻?hù)端基本實(shí)現(xiàn)“零維護(hù)”，主要管理工作集中在應(yīng)用邏輯層，業(yè)務(wù)邏輯的修改對(duì)客戶(hù)端沒(méi)有影響。
(4)可重用性好。按可提供的服務(wù)構(gòu)筑應(yīng)用，每種服務(wù)可以被不同的應(yīng)用再次使用。由于系統(tǒng)采用面向?qū)ο蟮慕M件構(gòu)成，進(jìn)一步增加了可重用性。

2 系統(tǒng)需求分析

數(shù)字化教學(xué)環(huán)境是學(xué)校數(shù)據(jù)化校園建設(shè)的重要組成部分。而數(shù)字化教學(xué)環(huán)境以建立網(wǎng)上教務(wù)管理系統(tǒng)、網(wǎng)上考試系統(tǒng)、網(wǎng)上答疑系統(tǒng)和網(wǎng)上討論系統(tǒng)等為主要內(nèi)容。目前，已實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上教務(wù)管理、網(wǎng)上答疑和網(wǎng)上討論目標(biāo)。為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上考試目標(biāo)，探索開(kāi)發(fā)適用于多學(xué)科的計(jì)算機(jī)在線考試軟件系統(tǒng)成為關(guān)鍵。要開(kāi)發(fā)出適用于多學(xué)科的平臺(tái)型計(jì)算機(jī)在線考試系統(tǒng)，首先對(duì)試題內(nèi)容、試題形式、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)、試題數(shù)量、試卷分析等問(wèn)題要進(jìn)行周密的考慮，據(jù)此設(shè)計(jì)出一種能夠適用于多學(xué)科的平臺(tái)型試卷模板，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境正常運(yùn)行的前提下，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上在線考試。通過(guò)該考試系統(tǒng)，完成自動(dòng)抽取試卷、自動(dòng)批閱試卷、自動(dòng)回收成績(jī)、自動(dòng)分析試卷、打印成績(jī)單等功能。針對(duì)軟件系統(tǒng)的功能和性能等實(shí)際需求，設(shè)計(jì)服務(wù)器開(kāi)發(fā)環(huán)境采用安全性較高穩(wěn)定性較好的數(shù)據(jù)服務(wù)器SQL Server 2000，采用Windows 2003 Server 作為服務(wù)器操作系統(tǒng)，C/S結(jié)構(gòu)前端采用Borland Delphi 7作為開(kāi)發(fā)工具[4]。

3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

在需求分析的基礎(chǔ)上，確定計(jì)算機(jī)在線考試軟件系統(tǒng)包括服務(wù)器管理、學(xué)生管理、考試管理、題庫(kù)管理、自動(dòng)閱卷、試卷分析和系統(tǒng)維護(hù)等功能，其軟件結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。


4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

　由于軟件系統(tǒng)中的服務(wù)器要同時(shí)與大量的考試終端發(fā)生信息交互，為了避免由于服務(wù)器處理負(fù)荷過(guò)重而引起的系統(tǒng)崩潰，同時(shí)要保證整個(gè)系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的安全性，設(shè)計(jì)采用C/S模式多層網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模式。通過(guò)將任務(wù)合理分配到客戶(hù)端和服務(wù)器端，再充分利用兩端的硬件環(huán)境優(yōu)勢(shì)，提高系統(tǒng)的整體數(shù)據(jù)處理效率并實(shí)現(xiàn)考試終端和管理中心的雙向通信。軟件系統(tǒng)客戶(hù)端運(yùn)行時(shí)的主界面如圖2所示。