上機(jī)考試系統(tǒng)的研究與設(shè)計

李敏軍, 劉邦濤

（瀘州醫(yī)學(xué)院數(shù)學(xué)與信息技術(shù)教研室,四川瀘州 646000）

0 引言

上機(jī)考試是對學(xué)生的計算機(jī)操作能力進(jìn)行考核的一種重要手段,也是計算機(jī)程序設(shè)計課程最有效的考核方式。目前上機(jī)考試主要有單機(jī)考試和網(wǎng)絡(luò)考試兩種方式,單機(jī)考試一般由監(jiān)考教師分發(fā)紙制試卷,學(xué)生用軟盤或者U盤提交答案。單機(jī)考試方式不僅使監(jiān)考教師工作量加大,而且考試的安全性較差,難以防止考試作弊,保證考試的公平性[1]。同時因閱卷時需要頻繁插、取盤導(dǎo)致閱卷效率低,而且當(dāng)磁盤損壞時無法閱卷。網(wǎng)絡(luò)考試方式的應(yīng)用越來越多,網(wǎng)絡(luò)考試通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)收、發(fā)試卷,由計算機(jī)監(jiān)控考試時間,而且對于客觀題可以直接利用計算機(jī)自動閱卷,不僅減輕了教師的工作量,大大提高了閱卷速度,還可以減少人工閱卷帶來的差錯。網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)是為了解決無紙化考試而研發(fā)的軟件,具有較強(qiáng)的目的性和專業(yè)性[2],課題研究開發(fā)應(yīng)用于計算機(jī)程序設(shè)計的上機(jī)考試系統(tǒng)。

1 需求分析

計算機(jī)語言是計算機(jī)程序設(shè)計的基礎(chǔ),主要的計算機(jī)語言有匯編語言、C、C++、VB、VC、Delphi、Java等。不同的計算機(jī)語言具有不同的編程環(huán)境,使用的編程工具差別很大。為了實現(xiàn)各種計算機(jī)語言的上機(jī)考試,上機(jī)考試系統(tǒng)需要提供一個公共的考試環(huán)境,在編程工具的支持下進(jìn)行考試。整個系統(tǒng)包括試題發(fā)送與回收、考試計時、信息記錄等功能,考慮到計算機(jī)程序設(shè)計試題的多樣性、靈活性和復(fù)雜性,系統(tǒng)采用固定多套試卷的組卷策略,不提供自動閱卷的功能。此外,系統(tǒng)還應(yīng)滿足以下需求[3]:

（1）完善的考試控制功能,包括允許、禁止、延時和重新考試等功能。

（2）靈活的組卷方案,既可以固定選擇一套試題考試,也可以隨機(jī)選擇幾套試題考試。

（3）豐富的考試提示功能,包括定時提示、消息提示和交卷提示等功能。

（4）動態(tài)監(jiān)控考試,檢測并處理考試過程出現(xiàn)的故障和異常。

（5）完善的數(shù)據(jù)記錄和考試統(tǒng)計功能。

（6）簡潔、友好的用戶界面。

2 上機(jī)考試系統(tǒng)的設(shè)計

2.1 系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)

目前常見的上機(jī)考試系統(tǒng)主要采用C/S和B/S兩種模式[4-6],由于大多數(shù)的考試都是在一個比較集中的環(huán)境中進(jìn)行的,C/S模式具有較強(qiáng)的交互性,而且在數(shù)據(jù)傳送速度和保密性方面有一定的優(yōu)勢,因此上機(jī)考試系統(tǒng)采用C/S模式,即客戶機(jī)服務(wù)器模式。系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2 系統(tǒng)的工作流程

（1）配置服務(wù)器

考試之前需要對考試服務(wù)器進(jìn)行配置,在服務(wù)器中載入考試信息和考生名單、設(shè)置發(fā)放試題文件的目錄和回收試題文件的目錄。考試信息文件記錄考試名稱、考試類型、考試時長,每套試卷包含的試題文件等信息?？忌麊挝募涗洔?zhǔn)考證號、考生姓名、試卷類型、考試狀態(tài)、計算機(jī)名稱等信息。發(fā)放試題文件的目錄存放試卷使用的試題文件,回收試題文件的目錄存放考生提交的試題文件。

（2）執(zhí)行考試

在服務(wù)器,啟動考試的登錄功能,允許考生登錄到考試服務(wù)器。

圖1 系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)

在客戶端,考生輸入準(zhǔn)考證號和姓名并登錄到考試服務(wù)器,這時候考生處于等待考試的狀態(tài)。當(dāng)服務(wù)器發(fā)出開始考試的指令后,客戶端從服務(wù)器下載試卷和試題文件,考試計時開始,考生在啟動相應(yīng)的編程工具后開始考試。

考試時間用完后,出現(xiàn)交卷的倒計時,當(dāng)?shù)褂嫊r為0時,客戶端自動向服務(wù)器提交考生的試卷和試題文件?？忌部梢允褂媒痪砉δ芴崆敖痪?交卷完成后考試終止并退出客戶端。

考試過程的基本流程如圖2所示。

（3）備份試卷

考生上交的試題文件保存在服務(wù)器指定的目錄中。考試結(jié)束后,監(jiān)考教師使用存儲設(shè)備（磁盤、U盤等）備份這些試題文件,為閱卷工作做好準(zhǔn)備。

圖2 考試基本流程

2.3 系統(tǒng)的主要模塊

考試系統(tǒng)分為3個功能模塊,即服務(wù)器、客戶端和配置管理程序,各模塊以獨立軟件形式提供。服務(wù)器提供試題,負(fù)責(zé)發(fā)送和回收試卷,對考試過程進(jìn)行計時、監(jiān)控和管理;客戶端構(gòu)造考試環(huán)境和工作界面,執(zhí)行服務(wù)器發(fā)出的命令,并在考試結(jié)束時向服務(wù)器發(fā)送考試結(jié)果;配置管理程序為每套試卷指定試題文件,設(shè)置考試信息并負(fù)責(zé)創(chuàng)建和維護(hù)考生信息列表。系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)如圖3所示。

3 主要問題

在考試系統(tǒng)中需要解決以下幾個主要問題:

（1）用戶登錄

考生在登錄考試系統(tǒng)時,需要輸入準(zhǔn)考證號和姓名,這樣可以避免因為粗心輸入錯誤的考號登錄到系統(tǒng)中。為了防止作弊現(xiàn)象,確保上機(jī)考試的公正、公平,在考試服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫文件中設(shè)置了考生的登錄標(biāo)志[7-8]。如果考生已登錄到考試系統(tǒng),那么登錄標(biāo)志設(shè)置為TRUE,并拒絕該考號重復(fù)登錄到系統(tǒng)中。

（2）試題發(fā)放和回收

上機(jī)考試的題型主要有操作題、程序修改題和程序設(shè)計題,每套試題使用一組文件來存儲。這些文件包括題單文件、源程序文件、數(shù)據(jù)文件等,其中題單文件用來描述試題的內(nèi)容和要求,是一個Word文檔文件。

圖3 系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)

考生登錄成功后,服務(wù)器為考生選擇試題,并根據(jù)考生的考號創(chuàng)建一個考試目錄,該目錄存放考生上傳的考試文件。同時,在考試客戶端也根據(jù)考生的考號創(chuàng)建一個考試目錄,該目錄存放從服務(wù)器下載的考試文件,并映射為虛擬磁盤[9-10],以方便考生使用。在服務(wù)器發(fā)出“允許”考試的指令后,客戶端下載試題并對考試倒計時。完成考試后考生要向服務(wù)器上傳考試文件,考生可以提前交卷,也可以在考試時間用完后由系統(tǒng)自動交卷。由于某些編程軟件會以獨占方式打開文件,在不關(guān)閉這些軟件的情況下系統(tǒng)無法讀取文件并上傳到服務(wù)器,所以在自動交卷時提供90秒的等待時間,在這段時間內(nèi)考生既可以保存文件,也可以關(guān)閉編程軟件,以確保能夠順利的完成交卷。

（3）異常處理

在考試過程中可能會出現(xiàn)掉電、死機(jī)、網(wǎng)絡(luò)故障等突發(fā)情況,這些情況會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)連接異常。為了最大限度保證考試的正常進(jìn)行,需要及時處理這些異常。要處理異常首先就要檢測異常,服務(wù)器和客戶端每隔1分鐘就相互發(fā)送一條診斷信息以檢測它們之間的連接狀況?？荚囅到y(tǒng)采用同步阻塞式SOCKET模型[11-12]實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)異常時,向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息會引發(fā)SOCKET異常,通過分析SOCKET異常可以判定網(wǎng)絡(luò)是否出現(xiàn)異常。出現(xiàn)異常后,服務(wù)器顯示“斷線”狀態(tài)并將考生的登錄標(biāo)志設(shè)置為FALSE,客戶端繼續(xù)維持考試環(huán)境并每隔1分鐘嘗試連接服務(wù)器。網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常后,客戶端自動登錄到服務(wù)器并發(fā)送考試狀態(tài)和剩余時間,使服務(wù)器的考試狀態(tài)和客戶端保持一致。

4 結(jié)束語

課題開發(fā)的上機(jī)考試系統(tǒng)簡單實用,經(jīng)過多次運行測試,效果良好。軟件達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計目標(biāo),所有功能也達(dá)到了預(yù)期的要求,現(xiàn)在已被瀘州醫(yī)學(xué)院采用,作為計算機(jī)等級考試（二級、三級考試）的上機(jī)考試系統(tǒng)。

[1] 奚越,徐杰.計算機(jī)考試系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J].濟(jì)南大學(xué)學(xué)報,2002,（9）:274-277.

[2] 李琦.基于C/S模式的計算機(jī)等級考試上機(jī)考試系統(tǒng)[J].重慶大學(xué)學(xué)報,2004,27（7）:143-145.

[3] 陳剛.計算機(jī)上機(jī)考試系統(tǒng)研究[J].管理信息系統(tǒng),2001,（7）:101-200.

[4] 杜青.一個簡單實用的上機(jī)考試系統(tǒng)的設(shè)計[J].福建電腦,2010,（9）:156-157.

[5] 倪紅軍.基于C/S技術(shù)的VFP上機(jī)考試系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].電腦知識與技術(shù),2007,（6）:1427,1432.

[6] 黃建勛.利用校園網(wǎng)組建網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的研究[J].中國教育技術(shù)裝備,2005,（2）:4-7.

[7] 鄭章,程剛,張勇.Visual C++6.0數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999.

[8] 梁普選.Visual C++6.0數(shù)據(jù)庫編程大全[M].北京:電子工業(yè)出版社,2000.

[9] 黃慶生,湯毅,戴寧.精通Visual C++6.0[M].北京:人民郵電出版社,1999.

[10] 侯俊杰.深入淺出MFC[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社,2001.

[11] 陳堅,陳偉.Visual C++網(wǎng)絡(luò)高級編程[M].北京:人民郵電出版社,2001.

[12] 羅軍舟,黎波濤,楊明,等.TCP/IP協(xié)議及網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2004.