基于云服務的計算機在線考試系統設計研究

黃逸凡

（湖南民族職業學院公共課教學部，湖南 岳陽，414000）

網絡技術在教學中的應用，極大地改變了傳統的考試方式。當前，越來越多的高校以及企業開始采用線上考試，紙質考試逐漸被取代，提升了考試的效率和水平。當前，有多種結構模式的在線考試系統，其中B-S結構系統以服務器群集方式，在服務器端承載所有數據，并且結合網絡寬帶，使考生連接到考試系統進行考試。但是，這種方式由于整個系統的承載能力有限，常導致意外情況。基于云計算，通過虛擬化技術，以網絡為依托，提供系統基礎架構以及平臺、軟件服務，極大程度地整合數據和應用等資源。這種方式能夠將數據同步更新，有效地避免丟失考生答案等意外情況。可以看出，云計算服務能夠提供強大的技術支持，本文將在云計算服務的基礎上設計計算機在線考試系統。

1 基于云服務的計算機在線考試系統規劃分析

基于云服務的計算機在線考試系統，其目標涉及多個方面，包括考生登錄參加考試，試卷自動生成，自動改卷，成績即時公布，從而提升考試工作的效率，進一步降低基礎工作量。整個系統主要包括三大模塊，即在線考試，用戶管理，后臺管理。

2 基于云服務的計算機在線考試系統功能分析

2.1 考試數據相關信息的接收與分發

基于云服務的計算機在線考試系統，其功能涉及在線考試的多個方面，主要體現在接收指令數據、合理安排資源配置等。在考試數據的接收與分發方面，主要是將考試基本信息、考生信息、答案信息、試卷信息、考場信息等數據傳輸到每一個分布式考試服務器上，幫助相關工作人員做好考前的各項準備工作。[1-2]

2.2 身份驗證

身份驗證主要針對考生以及教師或者是有登錄權限的工作人員。利用身份驗證功能分析用戶賬號是否正常，檢驗考生、考試管理人員或者教師的身份。

2.3 在線考試

該部分是整個計算機在線考試系統的核心模塊[3]，其功能主要是考生考試與系統全過程監控，具體細分為試卷提供、打開試卷、在線答題、計時控制、答卷即時保存控制、考試全過程監控、結果儲存等。

2.4 考試結果與收集

該功能能夠科學地收集考生的基本信息等，并且發布考生成績，上傳到綁定的教務系統，實現智能化信息的傳輸。針對在考試過程中可能出現的意外事件，如斷電、斷網等，系統通過提前備好加密后的考試文件確保考生順利完成考試。

2.5 各類消息提醒

在系統的功能模塊對數據信息進行傳輸的時候，在線考試系統通過利用信息傳遞技術，將相關信息推送出來。

3 基于云服務的計算機在線考試系統設計原則

3.1 安全性

基于云服務的計算機在線考試系統一定要做到絕對安全，要避免數據受到惡意攻擊或者是被他人登錄篡改，主要是保障題庫、試卷、成績三個方面的安全，避免任何一方意外泄露。[4]

3.2 可擴展性

系統的可擴展性是指在線考試系統能夠根據用戶數量、功能、性能和業務提供擴展服務。

3.3 可管理性

為保證計算機在線考試能夠正常運行，在線考試系統要具備可以管理的功能，才能有效保證在線考試系統的日常維護和運行管理。

4 基于云服務的計算機在線考試系統設計分析

4.1 功能設計

計算機在線考試系統在設計的過程中一定要考慮到整個系統的安全性和便于管理，因此，教師登錄教師管理模塊的功能非常重要。[5]在用戶信息管理中涉及三類人員，管理權限由小至大分別為：考生、教師、管理員。

教師模塊包括用戶登錄、試題管理、試卷管理、自動閱卷管理、成績管理、用戶信息管理等，考生模塊分為用戶登錄、考生信息管理、在線考試、查看成績。

4.2 子功能模塊設計

4.2.1 在線考試設計

在線考試模塊是整個考試系統中的核心。考生進入考試服務器之后，考試系統會自動判定是否已經參加過科目考試。利用云服務器，能夠保證考生考試數據的安全性和可恢復性。使用緩存redis進行保存，并實現服務器與本地緩存同步使用OCX控件寫加密文件，進行本地數據的保存，提升系統使用者的體驗感。[6-7]云考試服務中有獨立的線程項數據采集系統發送數據。考生交卷后，可看到考試變為交卷狀態，系統會同時通過數據采集系統不斷調取和接收對應考生的試卷答案數據，批閱并計算分值。

4.2.2 題庫設計

在整個計算機在線考試系統中，教師管理模塊對考生的考試成績有很大的影響，特別是對于題庫的設計。教師可以設計多種題型與分值。考慮到不同的題型所需的信息、種類以及分值不同，需采用分別建庫的方式保障后臺試卷批閱的速度與效率。

教師可設置試卷的題量、總分等，系統隨機生成一套試卷，并且儲存在數據庫中。對系統生成的試卷和數據，教師及以上權限人員可進行試卷管理，適當進行題目的修改、刪除或增加以保證試卷的合理性。

4.3.3自動評閱設計

在在線考試系統當中，自動評閱是一項必備的功能，利用該功能可實現對考生成績的快速生成，針對不同的題型需設計相應的方式。[8-9]

針對操作題的自動閱卷評分是整個系統中的一個重點，也是難點，主要在于如何利用云服務獲取文件并與標準文件進行比對，這個過程存在較多問題。為解決這些問題，選擇ossbrowser對用戶上傳的文件進行存儲和管理，它提供類似Windows資源管理器的功能。然后將文件與已存儲的標準文件進行比對，采用VBA技術實現Office操作題的自動評分。[10]以Word操作題為例，可將標準答案根據關鍵詞（即屬性值、方法值）進行劃分，不同的關鍵詞對應不同的分值。依據標準文件，從學生的答案中提取關鍵詞，根據模糊集算法自動計算提取到的關鍵詞與標準答案關鍵詞的貼近度，并進行相應的打分。把關鍵詞評分點求和得到最終得分。為保證盡可能做到打分準確，還可設計人工查閱的方式，教師對操作題打分，確保成績更加合理。[11]最后將成績送回數據庫。

4.3.4 數據庫設計

針對數據庫的設計必須做到合理有序，要確保數據結構化、標準化和規范化。另外，還要盡可能減少冗余度，并保證數據的正確性和一致性。[12-13]考慮到實際需求，數據庫中主要涵蓋的對象包括教師信息、考生信息、試卷信息、試題答案信息、成績信息等，其中以試卷信息為例，其具體結構見表1。

表1 試卷信息

5 結語

在計算機在線考試系統中使用云計算服務，不僅能夠有效解決考試資源的問題，并且能夠保證獲得高性能的在線考試支持，進一步實現計算機在線考試系統的升級與優化，功能更加強大。但是，隨著計算機在線考試系統的應用范圍不斷擴大，主要問題體現在在線考試系統與各高校或企業之間考試管理系統的接口兼容性方面。另外，針對操作題的自動閱卷與評分需進行進一步的優化，確保打分更加合理，做到在有效減少人工閱卷時間的同時，提升自動閱卷的速度與質量。