網絡無紙化考試系統數據存儲處理研究

姜 雷,施澤全,羅元成

摘 要:為了提高網絡無紙化考試系統的數據訪問速度,對考試流程進行具體分析,提出集中存儲和分散存儲兩種部署的方案,在數據訪問量相當的情況下,對兩種方案的數據訪問時間進行比較,得出分散存儲的效率高于集中存儲。根據分散存儲的特點,給出使用Delphi編寫程序時,在客戶端創建臨時表的方法。應用結果表明,使用分散存儲,降低了網絡數據傳輸的負荷,提高了數據的訪問速度,增加了系統的整體性能。

關鍵詞:無紙化考試;數據存儲;臨時表;Delphi

中圖分類號:TP311文獻標識碼:B

文章編號:1004-373X(2009)20-113-03

Data Storage Processing Research of Network Paperless Examination System

JIANG Lei,SHI Zequan,LUO Yuancheng

(Chongqing Vocational Institute of Engineering,Chongqing,400037,China)

Abstract:To increase data access speed of the network paperless examination system,the examination process is analysed integrated storage and distributed storage are promoted.The data access time of the two designs with the same amount of data access are compared,and the result is that the distributed storage is more efficient than the integrated storage.According to the characteristics of the distributed storage,a way of creating the temperary table at the client computer with Delphi is shown.The research shows that the distributed storage can lower the data transportation load on the network,increase the data accessing speed,and improve the comprehensive system performance.

Keywords:paperless examination;data storage;temperary table;Delphi

0 引 言

隨著計算機網絡技術和數據庫技術的發展, 網絡無紙化考試系統以其公正性、安全性、準確性、靈活性、隨機性、及時性、方便性等特點已成為目前國際上普遍采用的一種考試形式。例如,遍布全球的美國思爾文學習系統有限公司的計算機化考試系統,包括計算機類的微軟專家認證,外語的GRE,TOEFL等[1],都得到用戶的廣泛使用。

目前,計算機基礎課程已成為高等學校各個專業的一門公共必修課。該課程的教學目的是培養學生的計算機文化素養,提高學生的計算機應用能力,為學生從事各項實際工作打下一個良好的基礎。計算機基礎課程的實踐性很強,學習效果主要體現在對計算機的實際操作能力上,因此實現對學生計算機實際操作能力的考核就顯得尤為重要。然而,傳統的考試方式從出題、考試、閱卷到成績統計分析,過程繁瑣,環節較多,教師閱卷工作量大,試卷分析工作難以開展,特別是無法真正實現對計算機應用能力的考核[2]。網絡無紙化考試系統有效整合校園網的軟硬件資源,利用計算機網絡技術和數據庫技術,實現網絡化考試,與傳統考試方式相比,既體現考試的公正、公平,又能減輕考試組卷、評卷的工作量,特別是它能比較客觀地考核學生的計算機應用能力,對于提高教學質量具有十分積極的意義。

作為網絡無紙化考試系統開發的前期工作,考試過程中數據存儲處理的設計起著至關重要的作用,從一定程度上它決定了數據的存儲效率和訪問速度,決定了算法復雜度和程序執行的效率,也從一定程度上決定著考試系統的優劣和穩定性。

在此基于自主開發的計算機等級考試系統,從考試流程分析、系統存儲部署和臨時表的創建等方面,對利用客戶端文件臨時表來提高系統效率和穩定性方面做了具體闡述。

1 考試流程分析

學生使用網絡無紙化考試系統進行考試,大體上經歷登錄系統、組卷、答題、交卷等幾個階段。在此期間,系統要進行考生身份驗證、考試考卷生成、考試情況記錄、考試結果評分等幾個階段。考生考試和系統處理流程如圖1所示。

圖1 考試流程圖

考題由系統從題庫中隨機抽題生成,每個考生的考卷不盡相同。由此,為每個考生單獨保存生成的試卷,并在考試過程中記錄考生的考試進度,就成為考試中系統數據存儲和處理的關鍵。考試過程中遭遇突發情況,如斷電、死機等,是否能保存考生試卷和考試進度,考生是否可以接著繼續考試,都將直接影響系統的穩定性和決定系統的優劣。

2 系統存儲部署

在設計系統的存儲部署時,提出兩種部署方案:一種方案是集中存儲,即將考生試卷和考試進度都集中保存到數據庫服務器上,遭遇突發情況后,考生可重啟計算機或換機進行二次登錄續考;另外一種方案是分散存儲,即將考生試卷和考試進度保存在考生機(客戶端)上,遭遇突發情況后,考生可重啟計算機續考或由管理人員遷移考試數據后換機續考。

對實現技術來說,兩者大同小異,都是采取生成臨時數據表的方式保存考生試卷和考試進度的,前者是在數據庫服務器上生成臨時表;后者是在客戶端上生成臨時表。考生提交試卷給系統評分后,這些臨時表都會被清除。

系統中對數據的存取是最頻繁的操作,數據的訪問速度是衡量系統性能和程序執行效率的重要指標,在兩種存儲部署方案下,數據訪問量相當,因而數據的訪問速度就直接取決于數據的訪問時間。可以歸結于以下計算公式:

T=N(++C)

式中:T是數據的訪問時間;N是訪問的數據量;是單位數據存取的平均時間;是單位數據存取的平均等待時間;C是單位數據的傳輸時間。

在兩種存儲部署方案下,N始終是相等的,即:

ND=NC

式中:ND是直接在數據庫服務器進行存取時的數據量;NC是在客戶端進行存取時的數據量。

取決于磁盤的讀寫速度,與存儲部署方案無關,一般來講,服務器性能會比客戶端稍微高一些,兩種部署方案的近似相等,即:

D霤

當計算機處理的數據量比較大時,會建立一個等待隊列。顯而易見,由于數據庫服務器要處理考場內全部考生的數據,其數據量大,因此數據庫服務器處理數據時的等待時間會大于客戶端處理數據時的等待時間,即:

D>C

在數據庫服務器上存取處理數據時,數據要在服務器和客戶端之間來回傳輸,耗時較多,而在客戶端直接存取處理數據時,數據只在計算機內部總線傳輸,耗時可以忽略不計,即:

CC0,CD>CC

因此,可以得出如下結論:

D+D+CD>C+C+CC

即:

TD>TC

可以看出,在系統性能和程序執行效率方面,在數據庫服務器上直接存取數據的部署方案遠不如在客戶端存取數據的部署方案。因此,設計系統存儲部署方案如圖2所示。

圖2 系統存儲部署

3 臨時表的創建

使用Delphi創建的臨時表可分為兩類,即內存臨時表和文件臨時表。內存臨時表創建后駐留在本機內存中,訪問速度較快,但遭遇斷電或死機等異常后,整個表和其中的數據都會丟失,無法實現考生二次登錄續考。文件臨時表創建后以文件形式存放在本機磁盤,訪問速度較內存臨時表稍慢,但數據的存儲是永久性的,除非人為刪除,這有利于保存考生試卷和考試進度,從而進一步實現考生二次登錄續考。

創建文件臨時表的方法較為簡單,只要確定表的結構,即表中有哪些字段,每一個字段的字段名、類型、寬度等[3],就可以用一個過程來實現文件臨時表的創建。下面以創建保存單選題的文件臨時表為例,表結構為題號(整型,流水號)、題干(字符串,255)、選項A(字符串,255)、選項B(字符串,255)、選項C(字符串,255)、選項D(字符串,255)、正確答案(字符串,1)、考生答案(字符串,1)。

設表文件的存儲路徑為“c:\test\data”,表文件名為“SingleSel.db”,表的類型為“ttParadox”,可以利用以下代碼實現該文件臨時表的創建:

var

tbl:TTable;//定義表對象tbl

begin

tbl:=TTable.Create(Application);//創建表對象

with tbl do begin

Active:=False;//定義表之前必須關閉表

DatabaseName:="c:\test\data";//設置表的存儲位置

TableName:="SingleSel.db";//設置表的名稱

TableType:=ttParadox;//設置表的類型

with FieldDefs do begin

Clear;//清除表中原有的字段

Add(′題號′,ftAutoInc,0,False);//增加一個流水號字段

Add(′題干′,ftString,255,False);

Add(′選項A′,ftString,255,False);

Add(′選項B′,ftString,255,False);

Add(′選項C′,ftString,255,False);

Add(′選項D′,ftString,255,False);

Add(′正確答案′,ftString,1,False);

Add(′考生答案′,ftString,1,true);

end;

With indexDefs do begin

Clear;//清除索引定義

Add(′FieldIndex′,′序號′,[ixPrimary,ixUnique]);//添加索引定義

end;

CreateTable;//創建上面定義格式的表

end;

end;

4 結 語

這里主要是在綜合考慮數據存儲處理的速度、程序執行的效率和系統穩定性等因素的基礎上,對網絡無紙化考試系統的數據存儲處理提供一個設計方案,并給出利用Delphi在客戶端創建文件臨時表的方法。該方案在后期系統使用過程中體現出很大的優勢;大大減少了服務器在數據存儲上的開銷,提高了數據的訪問速度,降低了網絡數據傳輸的負荷,增加了系統的整體性能。

參考文獻

[1]郝瑩.網上無紙化考試系統的意義與實現[J].北京建筑工程學院學報,2000,16(2):108-113.

[2]徐守萍.計算機基礎課程無紙化考試系統設計[J].廣東交通職業技術學院學報,2007,6(3):62-64.

[3]李文華,楊奔全.數據表結構的動態創建與動態更新[J].中國科技信息,2005(5):22,15.

[4]郭志,陳金良,郭書俊.臨時表在系統開發中的應用[J].計算機工程與設計,2003,24(8):69-71,74.

[5]楊新鋒,劉平.Office無紙化考試自動化評分研究[J].科技廣場,2007(3):153-154.

[6]劉作軍,任永峰.無紙化考試數據庫設計方案改進研究[J].現代電子技術,2007,30(20):64-65,68.

[7]殷大發.無紙化考試系統的研究和開發[J].計算機與現代化,2004(3):82-85.

[8]丁亞濤.無紙化考試平臺構建技術[J].巢湖學院學報,2007,9(3):32-35.

[9]陳清利,劉琳.基于B/S結構的網絡考試系統的分析與設計[J].信息技術與信息化,2008(2):30-32.

[10]胡楓.無紙化考試系統的設計與開發[J].湘南學院學報,2008,29(2):90-93.