基于C/S多層結(jié)構(gòu)模式計算機(jī)通用考試系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

王蕊

摘要：該文介紹了計算機(jī)通用考試系統(tǒng)的設(shè)計過程，結(jié)合利用Borland Delphi和SQL SERVER進(jìn)行考試系統(tǒng)軟件開發(fā)應(yīng)用程序的實例，闡述了考試系統(tǒng)實現(xiàn)的主要技術(shù)特點。

關(guān)鍵詞：Borland Delphi 7；C/S模式多層結(jié)構(gòu)；IP安全技術(shù)；自動組卷

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）36-0003-02

1概述

隨著計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，更多的技術(shù)和成果被應(yīng)用到教學(xué)管理和教學(xué)中，沖擊著傳統(tǒng)的教學(xué)理念和教學(xué)考核方法。傳統(tǒng)的考試模式被先進(jìn)的、客觀的計算機(jī)考試系統(tǒng)所替代；充分利用自身學(xué)校現(xiàn)有的計算機(jī)硬件和軟件資源，采用合適的編程技術(shù)和編程方法開發(fā)出教師簡單易用、通用性強(qiáng)的考試系統(tǒng)是非常必要的。

2系統(tǒng)設(shè)計

考試系統(tǒng)設(shè)計總體目標(biāo)是要建立管理性規(guī)范、安全性高、功能性齊全、運(yùn)行性穩(wěn)定、界面性友好的計算機(jī)考試系統(tǒng)。

2.1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計及開發(fā)工具

計算機(jī)考試系統(tǒng)常用的體系結(jié)構(gòu)主要有C/S和B/S兩種。 由于教學(xué)考試是基于內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用系統(tǒng)，C/S模式提供了更安全的存取模式，其交互性強(qiáng)，所以本系統(tǒng)C/S模式。但傳統(tǒng)的C/S模式是一種“Fat Client、Thin Server”的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式，隨著技術(shù)的發(fā)展及廣泛應(yīng)用，這種體系結(jié)構(gòu)可靠性降低、靈活性缺乏、資源浪費(fèi)、維護(hù)費(fèi)用高等缺點日益顯現(xiàn)出來，為了解決上述缺點，其本系統(tǒng)采用C/S模式多層結(jié)構(gòu)開發(fā)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)。

C/S模式多層結(jié)構(gòu)將業(yè)務(wù)邏輯從客戶端分離出來，在中間層上設(shè)計了大量的供客戶端調(diào)用的遠(yuǎn)程方法，形成了“Thin Client、Fat Server”結(jié)構(gòu)模式，可以更好地實現(xiàn)軟件系統(tǒng)的功能，程序設(shè)計大大簡化，網(wǎng)絡(luò)流量大大減少，最終提升軟件的運(yùn)行效率，提升軟件的整體性能和可維護(hù)性。計算機(jī)考試系統(tǒng)設(shè)計服務(wù)器采用安全性較高、穩(wěn)定性較好的數(shù)據(jù)服務(wù)器SQL Server 2000開發(fā)環(huán)境，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作為開發(fā)工具[1]。

2.2系統(tǒng)的需求分析

從總體性能上來說考試系統(tǒng)要具備準(zhǔn)確率、及時性、可擴(kuò)展性、應(yīng)用性、低負(fù)荷性、容錯性、健壯性等；從功能需求來說，要開發(fā)設(shè)計出適用多學(xué)科的通用計算機(jī)考試系統(tǒng)，要對試題的內(nèi)容、形式、數(shù)量、評分準(zhǔn)則、卷面分析等一系列問題進(jìn)行周密的部署，在正常的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境運(yùn)行下，計算機(jī)考試系統(tǒng)要完成考生登錄、自動組卷、自動閱卷、回收成績、試卷分析、成績打印等一系列功能。

通過系統(tǒng)的需求分析， 考試系統(tǒng)中有三類用戶，即教師、學(xué)生、管理員， 用戶使用功能相互交叉；通過模塊化設(shè)計， 將系統(tǒng)功能設(shè)計成四部分，分別為用戶管理、題庫管理、考試管理、成績管理。計算機(jī)通用考試系統(tǒng)功能模塊如圖1所示。

2.3系統(tǒng)工作流程設(shè)計

考試系統(tǒng)的工作流程如圖2所示。

2.4數(shù)據(jù)庫的設(shè)計

數(shù)據(jù)庫的設(shè)計包括概念設(shè)計、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計、物理設(shè)計。根據(jù)需求分析實際得到的數(shù)據(jù)項和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，設(shè)計出能夠滿足不同用戶需求的各種實體以及它們之間的關(guān)系，最后形成對實體具體描述的E-R圖；將E-R中各個實體和聯(lián)系轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)表，如：管理員信息表、考生信息表、科目信息表、選擇題題庫、試卷信息表、考生成績表等；選擇合適的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)、存取方法、選擇存取路徑、確定數(shù)據(jù)的存放位置，完成數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計，標(biāo)志著數(shù)據(jù)庫的框架搭設(shè)已完成，進(jìn)入數(shù)據(jù)庫的實施和維護(hù)階段。

3系統(tǒng)的實現(xiàn)

考試系統(tǒng)中的服務(wù)器要同時與眾多的考試終端進(jìn)行信息交互，為了防止服務(wù)器超負(fù)荷導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰，還要再相對安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行系統(tǒng)的運(yùn)行，設(shè)計采用了C/S多層結(jié)構(gòu)計算模式，將任務(wù)合理分配到Client和 Server，再依賴彼此的硬件優(yōu)勢，提升整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理效率，實現(xiàn)終端和管理的相互通信。

3.1中間業(yè)務(wù)邏輯層設(shè)計

使用C/S多層結(jié)構(gòu)計算模式，如果客戶功能有變動時，只需更改中間層上的相關(guān)方法，而不需要重新分發(fā)客戶端。在Delphi7中使用DataSetProvider控件提供RPC服務(wù)，對于每一個客戶端的操作，都可以通過在中間層服務(wù)器中設(shè)計相應(yīng)的方法實現(xiàn)。在中間層進(jìn)行設(shè)計方法主要有兩個：一個是function ExeClientSql（const MySql： WideString）： WordBool； safecall；另一個是function GetClientData（const MySql： WideString）： OleVariant； safecall。

3.2考試系統(tǒng)的主要技術(shù)特點

考試時由于考生隨機(jī)抽取試卷，還需保證相鄰的機(jī)器抽取不同的考題。實現(xiàn)該功能的存儲過程如下：

CREATE PROCEDURE cp_Pap_Sel

@tblDL char（25），

@Prior int，

@Next int，

@KM char（35）

AS

exec（′select top 1 TTBH，TTMC from tblcrecord where TTBH not in（select TTBH from ′+@tblDL+′ where IP序號=′+@Prior+′or IP序號=′+@Next+′） and KMMC=‘‘+@KM+‘a(chǎn)nd 是否抽取=′′是′′ order by newid（）′）

GO

1）IP安全技術(shù)

將考試系統(tǒng)中IP地址限定在某一固定區(qū)域內(nèi)，如：192.168.2.1到192.168.2.100，可以防止考生在考場外進(jìn)行替考，與此同時在考試期間設(shè)置“未登錄考生禁止考試”功能，在考生登錄之后避免場外替考現(xiàn)象的發(fā)生，雙保險。同時，一并將考生號和考生機(jī)器IP地址進(jìn)行雙重綁定，在考試過程中，考生只能在一臺計算機(jī)上進(jìn)行答題，防止考生相互換題?？忌卿浀娇荚囅到y(tǒng)后，將機(jī)器IP地址第一時間寫入考生信息表，防止一個考號在兩臺機(jī)器上登錄[2]。檢查是否同一個IP登錄的過程如下：

with cds2 do

begin

Close ；

SQL.Clear ；

SQL.Add（′exec sp_Query_All：fldName，：tblName′）；；

Params.ParamByName（′fldname′）.Value ：=′*′；

Params.ParamByName（′tblName′）.Value：=

dm.tblDL+′ where entrance IP='''+dm.MyIP+'''；

try

Open；

if recordcount<>0 then

begin

sMessageDlg（′warning′，′Invalid test request ′，mtWarning ，[mbOK]，0）；

exit；

end ；

except

raise ；

end；

2）考試時間的限制

考試時間為120分鐘，考生在規(guī)定的時間內(nèi)才可以抽取試卷，計時均由服務(wù)器來完成?？忌坏┑卿洠悴豢稍俅沃匦鲁轭}，非人為原因?qū)е碌目荚嚱K止的情況，考生可以在監(jiān)考老師輸入二次登錄密碼后繼續(xù)答題，保證了時間的公平性和試卷的安全性。

3） 數(shù)據(jù)加密

考試系統(tǒng)中采用了關(guān)鍵數(shù)據(jù)加密和數(shù)據(jù)庫動態(tài)加密技術(shù)，比如將題庫中的考題采用加密的存儲方式，用戶登錄的密碼加密后存儲到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中，防止被他人獲取。用戶登錄數(shù)據(jù)庫時，系統(tǒng)會自動對修改數(shù)據(jù)庫密碼進(jìn)行動態(tài)加密，增加了數(shù)據(jù)的安全性。

4） 試題錄入功能獨立于考試主系統(tǒng)

利用登錄賬號和錄入科目的設(shè)置，限制教師在指定的時間通過驗證碼錄入相應(yīng)的考試科目試題，將試題的錄入功能和主考試系統(tǒng)分開，保障了系統(tǒng)的安全性。

5） 自動組卷策略

自動組卷是考試系統(tǒng)非常重要的一個組成部分?？荚囅到y(tǒng)基于知識點的層次結(jié)構(gòu)試題庫模型為基礎(chǔ)，首先根據(jù)用戶的命題要求計算出試卷的量化模型，包括試題分?jǐn)?shù)分配矩陣、不同難度類型的試題分?jǐn)?shù)分配矩陣，采用隨機(jī)抽取和近似匹配的策略進(jìn)行組卷。

6）應(yīng)用大量的存儲過程，以保障系統(tǒng)快速、高效的運(yùn)行 以將抽取的試題加入到考試數(shù)據(jù)庫中的過程存儲為例：

CREATE PROCEDURE cp_Paper_Add

@tblKS char（30），

@MyNo char（20），

@Mynum char（30），

@Mytbl char（20）

AS

exec（′insert into′+@tblKS+′ （xsxh，tbh，txh，tnr，tda，tfs，sfdt，ttmc，kskm，stlx，xsfs，lbxh）select'''+@MyNo+'''，'''+@Mynum+'''，txh，tnr，tda，tfs，′′否′′，ttmc，kmmc，stlx，0，lbxh from ′+@Mytbl+′ where tbh='''+@mynum+'''）

GO

4 結(jié)束語

結(jié)合學(xué)院的軟硬件環(huán)境開發(fā)出通用強(qiáng)的計算機(jī)考試系統(tǒng)軟件對于學(xué)校的成績考核工作至關(guān)重要，軟件的運(yùn)行和維護(hù)也是必不可少的。在開發(fā)的過程中還有許多細(xì)節(jié)和不完善的地方，將會通過不斷的學(xué)習(xí)和探索進(jìn)一步完善。

參考文獻(xiàn)：

[1] Borland Delphi應(yīng)用與開發(fā)教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011：101-225.

[2] 王玉.SQL Server數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)[M].北京：中國鐵道出飯社，2012：101-225.