基于SSH架構的在線考試系統(tǒng)的研究

趙 濤

（1.江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院，江蘇 無錫 214122;2.江蘇信息職業(yè)技術學院，江蘇 無錫 214153）

基于SSH架構的在線考試系統(tǒng)的研究

趙 濤1，2

（1.江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院，江蘇 無錫 214122;2.江蘇信息職業(yè)技術學院，江蘇 無錫 214153）

隨著計算機及網(wǎng)絡技術的不斷發(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架構的在線考試系統(tǒng)的設計方案。

SSH架構；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)教學管理方法和管理手段的信息化和現(xiàn)代化，而考試是教學管理的關鍵環(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)絡技術高速發(fā)展相結合一種必然發(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、教學資源共享、科學評價教學效果、合理安排教學提供有利條件。

（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)負責從題庫讀取試卷，完成學生的在線考試。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)的功能架構如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)功能架構圖

1.前端考試系統(tǒng)

（1）在線考試

學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)在學生每答完一道題后自動保存答案。學生答題完成后點擊交卷按鈕完成整個考試，若考試時間結束時學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

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，這些情況會中斷學生的考試過程，這就要求考試系統(tǒng)具備考場恢復能力。在該系統(tǒng)中，學生每答完一道題，系統(tǒng)就把學生的答題情況(學生已做試題的答案和考試剩余時間)提交并記錄到服務器端。當出現(xiàn)意外情況導致考試中斷時，學生可以重新登錄，考試系統(tǒng)從服務器端取回試卷和答題數(shù)據(jù)恢復考試現(xiàn)場，學生從斷點處繼續(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、權限管理。

1）用戶管理

通過組織結構樹，建立直觀化的人員分類手段，與客戶實際組織結構對應，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限。對于用戶、題庫、試卷、考試、成績、公共信息的分類，通過設置查看、管理內容、管理目錄等不同級別的角色，而決定不同類別的用戶相應的操作權限。

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

1）學生信息管理

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

2）題庫管理

實現(xiàn)試題分類、導入、導出、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、隨機出卷模式相結合。

4）評卷管理

對考試的結果進行評分管理，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

在深入學習面向對象開發(fā)技術、數(shù)據(jù)庫技術、設計模式、重構等軟件工程的思想和各種開源架構技術的基礎上，通過比較當今流行的幾種開發(fā)框架，并結合在線考試系統(tǒng)的實際需求，本系統(tǒng)采用當前比較流行的 B/S模式進行開發(fā)，三層的B/S體系結構具有許多傳統(tǒng)C/S體系結構不具備的優(yōu)點，而且在技術實現(xiàn)上采用 Struts+Spring+Hibernate三種主流框架相結合，整個系統(tǒng)框架結構清晰明了，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)庫采用了已經相當成熟而且靈活精簡的MySQL，完全滿足了學校考試數(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

（1）C/S和B/S結構

C/S結構，即Client/Server(客戶機/服務)結構。它由兩部分構成：前端是客戶機，即用戶界面(Client)結合了表示業(yè)務邏輯。接受用戶的請求，并向數(shù)據(jù)庫服務提出請求，通常是一個PC機；后端是服務器，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，而且維護復雜，升級麻煩。如果應用程序要升級，必須到現(xiàn)場為客戶機一一升級，每個客戶機上的應用程序都需要維護。

B/S結構，即Browser/Server(瀏覽器/服務器)結構。B/S模式是基于Internet/Intranet的結構模型，即前臺客戶端采用瀏覽器，中間件為Web服務器，后臺為數(shù)據(jù)庫服務器，形成三層結構。在B/S模式下，客戶機只需裝上操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡協(xié)議軟件、瀏覽器即可，而服務器則集中了所有應用軟件的開發(fā)維護等工作。在B/S體系結構系統(tǒng)中，用戶通過瀏覽器向分布在網(wǎng)絡上的許多服務器發(fā)出請求，服務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、結果返回以及動態(tài)網(wǎng)頁生成、對數(shù)據(jù)庫的訪問和應用程序的執(zhí)行等工作全部由Web Server完成。隨著Windows將瀏覽器技術植入操作系統(tǒng)內部，這種結構已成為當今應用軟件的首選體系結構。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，負責頁面的請求和轉發(fā)等；一方面在業(yè)務層發(fā)揮Spring框架的作用，由Spring容器管理機制接管業(yè)務邏輯；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圖。

圖2 Struts+Spring+Hibernate架構圖

Struts的主要作用：負責為用戶管理請求和響應；提供一個流程控制器（controller），代理調用業(yè)務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關注提供一種方法管理你的業(yè)務對象：處理應用程序的業(yè)務邏輯和業(yè)務校驗；管理事物；提供與其它層相互作用的接口；管理業(yè)務層級別的對象依賴；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)務層之間的上下文(Context)來得到業(yè)務邏輯(business services)；管理程序的執(zhí)行(從業(yè)務層到持久層)。

Hibernate是一種強大的可提供對象-關系持久化和查詢服務的中間件，它可以使程序員依據(jù)面向對象的原理開發(fā)持久化類，實現(xiàn)對象之間的關聯(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，使得以往的關系技術依然有效。

（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器體系結構的分布式數(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，而且具有豐富的應用程序接口(APl)，所以在企業(yè)中的應用極為廣泛。

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)的文件大小：Linux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作為服務器是從需求、成本的角度來考慮的。在實際應用中，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）結束語

以上通過對在線考試系統(tǒng)的研究，分析了系統(tǒng)應具備的核心功能及開發(fā)中用到的核心技術，系統(tǒng)的開發(fā)采用目前最流行的SSH架構思想，結合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[M].北京:機械工業(yè)出版社,2006.

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

[3] 至簡 SSH:精通 Java Web實用開發(fā)技術: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，江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院計算機應用專業(yè)在讀碩士生，江蘇信息職業(yè)技術學院電子信息工程系應用電子教研室講師，從事電子技術和計算機的教學與研究。