信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的研究與設(shè)計

摘要：該文從信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的設(shè)計思想出發(fā)， 詳細討論了基于B/S三層結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的功能模塊、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、開發(fā)環(huán)境以及數(shù)據(jù)的安全與保密方法。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)；B/S三層結(jié)構(gòu)

中圖分類號：TP311 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）09-2089-03

考試是教學(xué)過程中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，它可以檢測教學(xué)效果和學(xué)生們對課程的掌握情況，以便教師在后續(xù)的教學(xué)中進行必要的調(diào)整和改進。近年來，我國由于高校不斷擴招，使得高等院校人數(shù)巨增，而在每個大學(xué)生的一年級階段，不論專業(yè)如何，《信息技術(shù)》都是必修的課程。相對而產(chǎn)生了大量繁重的考試工作，如出卷閱卷，考試管理和成績統(tǒng)計等。這大大加重了教師的工作負擔(dān)，因而迫切需要一個網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)來解決上述問題。

1 信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的設(shè)計思想

本系統(tǒng)采用B/S三層結(jié)構(gòu)，使用SQL Server 2000作為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，服務(wù)器端采用IIS結(jié)合ASP.NET技術(shù)設(shè)計，客戶端只需使用IE瀏覽器訪問服務(wù)器資源。由于采用了B/S三層結(jié)構(gòu)，簡化了客戶端的工作，應(yīng)用服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器在邏輯上是獨立的，客戶訪問服務(wù)器，系統(tǒng)在服務(wù)器端進行用戶鑒別，并利用SQL Server 2000的安全機制，對不同用戶應(yīng)用和數(shù)據(jù)的存儲權(quán)限進行分層設(shè)定，最大限度的保證了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全，為網(wǎng)絡(luò)考試提供更快和更穩(wěn)定的運行環(huán)境[1]。

2 信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)和功能

網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)應(yīng)實現(xiàn)將考試系統(tǒng)移植到Internet的功能，最大限度地簡化教師的考試管理工作，達到出題的多樣性和靈活性，以后教師只需不定時地向題庫添加題目，在考試時采用自動組卷或手動組卷模式即可快速生成試卷，能夠較好地控制學(xué)生作弊的行為，并且對考試成績進行統(tǒng)計分析。同時，要確保考試過程中數(shù)據(jù)的完整和網(wǎng)絡(luò)傳輸安全，具有開放性、方便性和靈活性。本系統(tǒng)劃分為系統(tǒng)管理、題庫管理、考試管理和評卷分析等四個模塊，如圖1所示。

1） 系統(tǒng)管理模塊

包括考場設(shè)置、用戶管理和系統(tǒng)安全等子模塊，實現(xiàn)系統(tǒng)后臺設(shè)置維護。

本系統(tǒng)設(shè)置考生、管理員和教師三種用戶角色，并分別賦予他們不同的使用權(quán)限。其中考生是通過系統(tǒng)來參加考試，獲得考試結(jié)果；管理員是對系統(tǒng)配置、數(shù)據(jù)庫等進行管理；而教師主要是對學(xué)生、題庫、考試評價等信息進行管理。

2） 題庫管理模塊

包括題庫創(chuàng)建、題庫維護、題庫檢索和題庫安全等子模塊。參照國家教育資源建設(shè)技術(shù)規(guī)范[2]要求，建立適合網(wǎng)絡(luò)考試使用的標(biāo)準(zhǔn)題庫。題庫內(nèi)容要全面準(zhǔn)確地反映本門課程的知識點，題型盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)化題型，并注明每個題目的難度系數(shù)。題庫可支持多種題型：單選題、多選題、判斷題、文字錄入題、Word操作題和Excel操作題等。題庫設(shè)計要考慮當(dāng)前技術(shù)條件，也要適當(dāng)考慮將來的發(fā)展[2]。能夠完成一般的日常管理功能，由教師和系統(tǒng)管理員管理題庫，并根據(jù)其權(quán)限的不同，擁有對題庫和題庫中的試題信息進行增加、刪除、修改、試題查詢等不同操作。

3） 考試管理模塊

包括試卷生成、試卷分發(fā)、在線考試、試卷提交和恢復(fù)系統(tǒng)等子模塊。實現(xiàn)網(wǎng)上考試的相關(guān)管理，如管理員在考試時可以鎖定學(xué)生用戶，限制是否可以登陸、是否可以參加考試。

學(xué)生通過身份驗證后，就可以開始考試，這時系統(tǒng)要自動生成該學(xué)生的考卷，考卷是根據(jù)考前科任老師指定的試題要求從題庫中抽取生成的，即可以是規(guī)定的統(tǒng)一試題，也可以是自動從題庫抽取組卷的；

考試進行時，需要時間監(jiān)控，超時則不允許學(xué)生再答題并強制交卷；學(xué)生提交答案后系統(tǒng)可以自動保存，不會因為各種以外而丟失；學(xué)生考試后，可以獲得評價。

在考試期間，系統(tǒng)會對每個考生的操作進行監(jiān)控，每個考生對于同一場考試只有一次登錄和交卷的機會，當(dāng)發(fā)生意外情況，如死機等，需要重新登錄考試時，由監(jiān)考老師恢復(fù)該生的狀態(tài)，使其進行“二次登錄”，繼續(xù)進行考試。

至于考試中試題的組卷，可由管理員設(shè)置參數(shù)，由計算機按指定算法靈活抽取試題庫中的各類試題組成各種形式的試卷，其內(nèi)容會隨著庫中試題的改變而改變，而且不同的考生生成的試題可以是不同的；也可以由管理員手動組卷，使得所有考生使用同一份試卷。

4） 評卷分析模塊

包括閱卷、自動評卷、質(zhì)量分析、成績統(tǒng)計和用戶查詢等子模塊。實現(xiàn)自動改卷、統(tǒng)計成績、分析考試質(zhì)量和查詢成績等功能。

3 信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)框架和原理

本網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)是一個實現(xiàn)在線考試及相關(guān)考試資源管理的開放式平臺。要求有一個穩(wěn)定的能隨時為各類用戶提供界面和服務(wù)的服務(wù)器，要求用戶擁有一個能夠連到互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的終端，為了管理資源和滿足對資源大量復(fù)雜的數(shù)據(jù)操作，要求有一個管理及操作數(shù)據(jù)便利的數(shù)據(jù)庫，同時能有效地減少網(wǎng)絡(luò)流量、防止客戶端肥大、易于數(shù)據(jù)更新、易于實現(xiàn)系統(tǒng)間的連接和軟件的維護和升級。為了有效地解決上述問題，本系統(tǒng)的設(shè)計采用了B/S三層體系結(jié)構(gòu)，形成基于Web數(shù)據(jù)庫應(yīng)用下的網(wǎng)絡(luò)考試環(huán)境。B/S三層結(jié)構(gòu)分為三部分：客戶端、應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。其結(jié)構(gòu)如圖2所示：

表示層：客戶端IE瀏覽器。IE是用戶與應(yīng)用服務(wù)器的接口部分，負責(zé)用戶與應(yīng)用程序之間的交互，為客戶端提供了一個界面友好、風(fēng)格統(tǒng)一、易于使用的通用界面。

應(yīng)用層——Web服務(wù)器。它是介于Web瀏覽器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器之間，負責(zé)用戶輸入信息的接受和動態(tài)網(wǎng)頁的形成，完成網(wǎng)絡(luò)考試的應(yīng)用功能。

數(shù)據(jù)層：數(shù)據(jù)層包含關(guān)系數(shù)據(jù)庫、HTML文檔、XML文檔或其它異構(gòu)數(shù)據(jù)源。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的存取、修改、查詢及訪問的安全性、完整性、一致性，以及聯(lián)機事務(wù)處理（OLTP）等功能。

在B/S三層結(jié)構(gòu)中，客戶端接受用戶的請求，客戶端向應(yīng)用服務(wù)器提出請求，應(yīng)用服務(wù)器從數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中獲得數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)進行計算后并將結(jié)果提交給客戶端，客戶端將結(jié)果呈現(xiàn)給用戶。在這種結(jié)構(gòu)中用戶無法直接從數(shù)據(jù)庫讀取數(shù)據(jù)，而是通過了一個應(yīng)用層，這就使得系統(tǒng)的數(shù)據(jù)具有了很高的安全性，系統(tǒng)的安全性和可靠性得到很好的保證。

4 開發(fā)工具及運行的環(huán)境

開發(fā)工具：ASP.NET，XML，Visual Studio，SQL Server2000 ，Web頁面制作工具用Dreamweaver CS3。

該應(yīng)用程序可廣泛運行于國際互聯(lián)網(wǎng)即Internet，其運行要求和邏輯結(jié)構(gòu)分別如下：

客戶端：Windows2000/XP，Internet Explorer（IE） 6.0及其以上版本等；

服務(wù)器端：Windows 2003，Internet Information Server （IIS）6.0 ，IE6.0及其以上版本等。

數(shù)據(jù)庫：采用SQL Server2000，運行于服務(wù)器端。

5 數(shù)據(jù)的安全與保密

由于本系統(tǒng)的特殊性，數(shù)據(jù)的安全與保密顯得尤為重要。保密性是指用戶在網(wǎng)上的所有信息應(yīng)有一定的保密度，不同類型的用戶之間的內(nèi)容是互相保密的。安全性是指用戶參加一次活動是一個安全的過程，對于所有用戶的動作，服務(wù)器都加以跟蹤。為了確保其安全與保密性，一要確?？忌荒苈?lián)網(wǎng)作弊。二要在試卷上實時加以監(jiān)控，禁止兩臺或者兩臺以上的計算機使用同一用戶名同時登陸系統(tǒng)；對于特殊的斷線情況，只有系統(tǒng)管理員才能夠處理。三要在時間上加以嚴(yán)格的控制等。主要通過以下兩種途徑予以實現(xiàn)[3]。

（1） 對于Windows2000，SQL Server 2000服務(wù)器使用Kerberos和安全性授權(quán)來支持完整的認證和SQL服務(wù)器注冊。

①認證階段（Authentication）；SQL Server或Windows2000系統(tǒng)對用戶登錄進行認證，如果認證通過，用戶就可以連接到SQL Server服務(wù)器，否則，服務(wù)器拒絕用戶登錄，從而保證系統(tǒng)安全。

②許可確認階段（Permission Validation）：凡進入網(wǎng)絡(luò)考試的用戶，都要通過用戶身份驗證才能進入。而且，不同用戶具有不同的操作權(quán)限，支持按權(quán)限進行操作，確保數(shù)據(jù)的公共性與私有性。不允許用戶執(zhí)行非法的操作，防止用戶無意或有意的破壞。

（2） 禁止用戶查看所有試卷的源文件及拷貝功能。方法有二：①禁止使用鼠標(biāo)右鍵等功能； ②試卷庫中的試卷以無下拉菜單及工具欄等的頁面方式呈現(xiàn)在瀏覽者面前。

6 結(jié)束語

本網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)是采用ASP.NET、XML技術(shù)和SQL Server2000相結(jié)合，所開發(fā)的一套基于B/S三層結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)考試平臺，此系統(tǒng)具有試題錄入、修改、查詢，自動組卷以及在線考試、自動評卷和統(tǒng)計分析考試成績等重要功能。同時，確保了考試過程中數(shù)據(jù)的完整和網(wǎng)絡(luò)傳輸安全，具有開放性、方便性和靈活性。此平臺的應(yīng)用極大地方便了信息技術(shù)課程的考試，最大限度地簡化教師的考試管理工作，學(xué)生也能進行自評自測，更快、更好地熟悉計算機等級考試的內(nèi)容。本系統(tǒng)在應(yīng)用中還有一些不足之處，將隨日后的運用而不斷完善自身的功能。

參考文獻：

[1] 林潔璇.基于XML技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的研究與實現(xiàn) [D].廣東工業(yè)大學(xué)，2007.

[2] 朱培民，孫仰華，俞國柱，等.一個多媒體試題庫的設(shè)計與實現(xiàn)[J].計算機應(yīng)用，2003，21（9）：75-77.

[3] 吳美娟.網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的組卷算法及安全策略研究[D].湖南：中南大學(xué)，2006.