基于JSP的在線考試系統(tǒng)的設計與實現

戚娜

（陜西工業(yè)職業(yè)技術學院 陜西 咸陽 712000）

隨著計算機技術與網絡技術的不斷發(fā)展，利用計算機在線考試取代傳統(tǒng)的手工考試已成為一種趨勢。傳統(tǒng)的考試方式至少需要六個步驟，即人工命題、審題、印刷、學生考試、人工閱卷、成績評定。顯然，隨著考試類型的不斷增加及考試要求的不斷提高，首先試題的難度水平難以保持穩(wěn)定，其次題型單調、知識覆蓋面窄，易導致猜題押寶，死記硬背；第三，缺乏有效的辦法保證評分質量，評分誤差大；第四，多采用主觀題，而主觀題難以使用電子計算機閱卷，只有靠教師評閱，使大型考試的評卷工作費時費力[1]。因此，為了適應新形勢的發(fā)展和需要，在線考試系統(tǒng)油然而生。

1 系統(tǒng)主要技術介紹

1.1 JSP技術

JSP全名為Java Server Pages，Java服務器端頁面技術，它使用Java編程語言編寫類似XML的標簽，用來封裝產生動態(tài)網頁的處理邏輯[2]。其根本是一個簡化的Servlet設計，它實現了HTML語法中的JAVA擴張。JSP與Servlet一樣，是在服務器端執(zhí)行的。通常返回給客戶端的就是一個HTML文本，因此客戶端只要有瀏覽器就能瀏覽。JSP將網頁邏輯與網頁設計的顯示分離，支持可重用的基于組件的設計，使基于Web的應用程序的開發(fā)變得迅速和容易[3]。

1.2 JavaScript技術

JavaScript是適應動態(tài)網頁制作的需要而誕生的一種新的編程語言，是一種由Netscape的Live Script發(fā)展而來的原型化繼承的面向對象的動態(tài)類型的區(qū)分大小寫的客戶端腳本語言，主要目的是為了解決服務器端語言，比如Perl遺留的速度問題，為客戶提供更流暢的瀏覽效果[4]。如今越來越廣泛地應用于Internet網頁制作上。JavaScript在HTML基礎上，開發(fā)出交互式的Web網頁。在Web網頁中，用戶可以添加更多的元素和內容，并且對重復有規(guī)律的HTML文段進行了簡化，縮短了下載的時間，并對用戶的操作及時響應，對提交的表單及時的檢查，無需浪費時間交由CGI驗證。

1.3 Tomcat服務器

Tomcat是一個輕量級的Web應用服務器，實際上Tomcat部分是Apache服務器的擴展，但它是獨立運行的，對系統(tǒng)資源占用少，擴展性好，支持郵件服務和負載平衡等常用的功能，而且還在不斷的改進和完善中，任何一個感興趣的程序員都可以更改它或在其中加入新的功能[5]。在中小型系統(tǒng)和并發(fā)訪問用戶不是很多的場合下被普遍使用，是開發(fā)和調試JSP程序的首選。

1.4 S2SH框架

S2SH（Struts2+Hibernate+Spring）是 Java EE開發(fā)平臺中的框架，典型的三層構架體現MVC（模型Model,視圖View和控制）思想，其中使用Struts作為系統(tǒng)的整體基礎架構，負責MVC的分離，在Struts框架的模型部分，利用Hibernate框架對持久層提供支持，業(yè)務層用Spring支持[6]。具體的做法：首先，以面向對象的思想為指導，把用戶的需求轉化為具體的模型，其次將這些具體的模型用Java的基本對象進行實現，再次編寫基本的DAO接口，最后給出Hibernate的DAO實現。采用 Hibernate架構實現的DAO類來實現Java類與數據庫之間的轉換和訪問，最后由Spring完成業(yè)務邏輯。

2 系統(tǒng)設計與分析

2.1 系統(tǒng)設計思想

本系統(tǒng)在面向對象設計思想的指導下，提出了采用分層的模塊化來設計整個系統(tǒng)。針對學院的各級用戶，把該系統(tǒng)分成幾個相對獨立的模塊，而各個模塊之間采用數據流的方式相互連接，這樣降低了各個模塊之間的耦合性，方便系統(tǒng)運行，提高系統(tǒng)安全性。但這些相對獨立的模塊采用集中式管理的辦法，使該應用程序有較強的可操作性和易擴展性。

2.2 系統(tǒng)總體結構設計

本系統(tǒng)是基于B/S架構，采用分層結構設計思想。在這種結構下，用戶工作界面是通過WWW瀏覽器來實現，極少部分事務邏輯在前端（Browser）實現，但是主要事務邏輯在服務器端（Server）實現，形成了三層3-tier結構。在軟件體系架構的設計中，最常見最重要的就是分層式結構。一般的分層式結構有三層，分別為數據訪問層（持久層）、業(yè)務邏輯層（領域層）和表示層。每層都由一組相關的組件或類構成，共同完成既定的功能。層與層之間存在相互的依賴關系，每層對自己的上層都公開自己的API。因此，上層組件會依賴下層組件的API，而下層組件則不依賴于上層組件。當其中的某一層發(fā)生了變化，只要它的API不變，就不會影響其它層。這樣做既減輕了系統(tǒng)維護和升級的成本又大大減輕了客戶端的負荷，降低了用戶的總成本（TCO）。

2.3 系統(tǒng)主要功能分析

在線考試系統(tǒng)是一個為教師、學生以及教務管理員提供幫助的軟件系統(tǒng)，本系統(tǒng)的用戶主要有3種，即教師用戶、學生用戶和管理員用戶。只有被授權的用戶才可以使用本系統(tǒng)的資源。其中管理員用戶的權限最大，主要對學生、老師、院系、專業(yè)、試卷等的信息管理，添加修改學生、教師信息，添加試題、試卷和審核教師制作的試卷以及上傳的試題，并在線審核教師提出的課程申請，提供管理員的信息維護；教師用戶通過登錄該系統(tǒng)能夠修改完善個人信息，添加維護試題，在線制作試卷，查詢成績，成績分析，以及在線閱卷，課程申請等；學生用戶通過登錄該系統(tǒng)能夠修改個人信息，進行在線進行考試，成績查詢等。如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)功能模塊圖Fig.1 The functionmodule chartof the system

3 系統(tǒng)設計與實現

3.1 系統(tǒng)整體部署

本系統(tǒng)整體部署包括服務器和客戶端，如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)部署圖Fig.2 The deployment diagram of the system

3.2 系統(tǒng)主要功能實現

3.2.1 系統(tǒng)代碼結構

在線考試系統(tǒng)代碼主要分為3個部分，如圖3所示。src包主要放的是java類、封裝Action和數據庫操作、業(yè)務邏輯、過濾器、攔截器及實體類等重要代碼，以及部分的框架配置文件；JRE System library 下面六個包全是 JAR 包，java、struts、hibernate、spring及數據庫連接驅動等重要的封裝類都在這些jar包中；Web Root包中則主要是JSP頁面，還有就是圖片、Flash動畫、音視頻等資源文件和JavaScript代碼以及CSS樣式表，還有部分的框架配置文件。結構完全遵循了MVC結構的思想，每個模塊處理不同的需求。

3.2.2 登錄模塊

用戶登錄模塊比較簡單，為防止用戶操作錯誤，使用了Ajax技術，使得界面無刷新，動態(tài)更改及顯示界面內容，給用戶比較好的操作體驗。在登錄操作過程中，一般發(fā)生的錯誤有用戶輸入了錯誤的用戶名或密碼、或驗證碼輸入錯誤，系統(tǒng)對上述情況的判斷分別在前臺及后臺檢驗。前臺主要檢驗數據的結構、長度等正確性，在當Ajax將數據提交到后臺后，獲取后臺數據庫的權限信息，并在前臺顯示在權限選擇中，擁有了極大的靈活性。為保證系統(tǒng)的安全，系統(tǒng)使用了驗證碼。

圖3 系統(tǒng)文件結構圖Fig.3 The file structure of the system

3.2.3 教師模塊

教師根據自己的用戶名及密碼成功登陸后，可以查看當前的代課信息是否正確，如不正確，需要進行課程申請；對于新申請的課程，教師需要進行試題庫的建立，以備考試組卷所用；可以查看個人信息是否正確并進行修改；可以管理授課學生信息，為他們指定考試的試題庫；如果試卷中含有主觀性試題，待學生提交試卷后，系統(tǒng)會提醒教師在線批閱試卷。

教師課程申請界面的主要代碼如下：public String ApplyCourse(){if(ca!=null)

{ Teacher te=new Teacher();te.setTeacherId (session.getAttribute ("SESSION_TEACHERID").toString());

ca.setTeacher(te);

Majorm=new Major();

m.setNo(ca.getMajor().getNo());

College co=new College();

co.setNo(ca.getCollege().getNo());

ca.setMajor(m);

ca.setCollege(co);

ca.setState(0);

ca.setNo(ca.getCollege().getNo().substring(0,2)+"-"+(new Date()).getMonth()+

""+(new Date()).getDate()+""+(new Date()).getDay()+""+

ca.getMajor().getNo().substring(0,1));courseApplyService.addCourseApply(ca);return"applySuccess";}

return null;}

3.2.4 學生模塊

這一功能模塊主要是由學生來完成所有的操作。學生根據自己的用戶名和密碼成功登陸后，查看個人信息是否正確，如不正確可單擊個人信息進行個人信息的修改；查看當前的考試科目，考試科目是JSP調用業(yè)務邏輯動態(tài)顯示，與學生所在院校包含的專業(yè)科目保持一致，選擇要進行考試的科目，點擊開始考試進入考試界面，通過action處理隨機組卷得到一張教師設置的符合要求的試卷，進行考試，當試題較多時，后臺action會將數據分頁顯示，由用戶在前臺點擊下一頁進入試題的下一頁顯示；通過試卷瀏覽檢查試卷中的錯誤并進行修改，交卷；通過單擊查詢成績獲得考試分數；通過單擊成績分析可以對本次考試進行綜合分析，幫助學生了解本門課程中存在的問題；安全退出系統(tǒng)。

學生成績的表格顯示用到了struts2的iterator標簽，動態(tài)使用成績數據并表格顯示在前臺，其主要代碼如下：

3.3 系統(tǒng)數據模型設計

本系統(tǒng)有很多的用戶和數據，當管理員用戶登錄后要對教師、學生信息進行查看或修改，其中要涉及到教師信息數據、院系信息數據、專業(yè)信息數據、課程信息數據、學生信息數據和用戶權限信息；當教師用戶登錄后，要對課程和考試信息進行查看和修改，其中涉及到課程信息、試題信息、試卷信息和試卷設置信息；當學生用戶登錄后，可以查看個人信息、查詢成績和查看考試科目，這里要涉及到學生成績信息數據和學生個人信息數據。本系統(tǒng)的數據模型如圖4所示。

4 結論

在線考試系統(tǒng)是實現無紙化考試的重要途徑，是電化教學的不可或缺的輔助手段之一。本系統(tǒng)在實際運行中取得了一定的效果，不僅減輕了傳統(tǒng)考試所花費的人力和物力，而且突破了考試時間與空間的限制，成績更加客觀、公正和準確，大大提高了考務工作的效率，降低了考務管理的成本。

圖4 數據模型部分結構圖Fig.4 The part of datamodel figure

[1]陜西師范大學遠程教育學院.傳統(tǒng)考試存在的弊端[EB/OL](2014-12-08)www.sne.snnu.edu.cn.

[2]張海藩.軟件工程導論[M].4版.北京:清華大學出版社,2003.[3]孫曉龍,《JSP動態(tài)網站技術入門與提高》[M].1版.北京:人民郵電出版社,2001.

[4]Jquery.Javascript[EB/OL].(2014-12-08).http://deanlucky.blog.163.com/blog/static/429215582008311102825633/.

[5]高張.提高Tomcat服務器運行性能的研究[J].計算機與數字工程,2008(10):203-205.GAO Zhang.Research on improving the performance of running Tomcat server[J].Computer&Digital Engineering,2008(10):203-205.

[6]陳亞輝.Struts2+Spring+Hibernate框架技術與項目實戰(zhàn)[M].北京:清華大學出版社,2012.