基于云計(jì)算的在線考試系統(tǒng)研究

朱二莉

摘要：針對(duì)在線考試系統(tǒng)的現(xiàn)狀，提出一種基于云計(jì)算技術(shù)的在線考試系統(tǒng)，從而為大規(guī)模的在線考試提供可靠的平臺(tái)。接著分析了云計(jì)算服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述了基于云計(jì)算的在線考試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)、系統(tǒng)搭建的具體過程和系統(tǒng)的主要功能，最后總結(jié)了該系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：在線考試系統(tǒng)；云計(jì)算；服務(wù)器集群；動(dòng)態(tài)調(diào)配

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2017）28-0075-02

Abstract： In view of the present situation of the online examination system， an online examination system Based on the cloud computing technology is put forward， which can provide a reliable platform for the large-scale online examination. Then analyzes the architecture of cloud computing services， and describes the design goals， the specific process and the main function of the system， finally summarizes the advantages of the system.

Key words： online examination system； cloud computing； server cluster； dynamic allocation

1 在線考試系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

隨著各種現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用和網(wǎng)路技術(shù)的迅猛發(fā)展，許多學(xué)校或機(jī)構(gòu)都逐漸用在線考試系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的紙質(zhì)考試，從而提高了考試的效率，改善了考核質(zhì)量，使得考試不再受場(chǎng)所和地域的限制。目前在線考試系統(tǒng)大部分是基于B/S結(jié)構(gòu)，純B/S架構(gòu)考試系統(tǒng)，將承載能力集中在服務(wù)器端，只需要將系統(tǒng)安裝服務(wù)器上，考生就可以通過網(wǎng)頁(yè)地址訪問進(jìn)行考試，甚至可以用手機(jī)瀏覽網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行考試，解決了時(shí)間和空間的問題，方便快捷。管理端也非常強(qiáng)大，可以動(dòng)態(tài)組卷，給考生下達(dá)考試任務(wù)，可以批改考生試卷。這種基于B/S結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)承載能力有限，在考試高峰時(shí)，高并發(fā)量導(dǎo)致數(shù)據(jù)壓力大；考試中發(fā)生異常情況時(shí)，考生答案容易丟失；在考試結(jié)束后的大部分時(shí)間中，設(shè)備都位于空閑狀態(tài)，造成硬件設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)資源的極大浪費(fèi)。因此急需一種新技術(shù)來解決這些弊端。

2 云計(jì)算技術(shù)

云計(jì)算是新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展的產(chǎn)物，是一種新型的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模式。云計(jì)算使計(jì)算分布在大量的分布式計(jì)算機(jī)上，而非本地計(jì)算機(jī)或遠(yuǎn)程服務(wù)器中。云計(jì)算擁有超強(qiáng)的運(yùn)算能力，用戶可以通過個(gè)人計(jì)算機(jī)、移動(dòng)終端設(shè)備等方式接入數(shù)據(jù)中心，按自己的需求進(jìn)行運(yùn)算。這使得能夠?qū)⒂?jì)算資源切換到需要的應(yīng)用上，用戶根據(jù)自己的實(shí)際需求去訪問計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)系統(tǒng)。云計(jì)算技術(shù)支持用戶在任意位置使用各種終端獲取服務(wù)，具有可靠性高、通用性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，有著廣闊的應(yīng)用價(jià)值和前景。目前云計(jì)算已經(jīng)逐漸運(yùn)用到信息系統(tǒng)開發(fā)中，也為在線考試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了一種技術(shù)解決方案。本文研究一種基于云計(jì)算技術(shù)的在線考試系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以根據(jù)考試規(guī)模的需要分配分布式考試服務(wù)，為大規(guī)模的在線考試提供可靠的平臺(tái)。

3 云計(jì)算服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)

云計(jì)算將計(jì)算任務(wù)分布在大量計(jì)算機(jī)構(gòu)成的資源池上，使得用戶可以按具體需求訪問計(jì)算資源，本質(zhì)是通過網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)。云計(jì)算將計(jì)算資源集中起來，并通過專門軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)管理，無需人為參與。云計(jì)算服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)由五部分組成，包括資源層、平臺(tái)層、管理層、應(yīng)用層，用戶訪問層，其體系結(jié)構(gòu)以服務(wù)為核心。

1） 資源層

資源層包括物理資源、服務(wù)器服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、存儲(chǔ)服務(wù)。物理資源指的是物理設(shè)備，如服務(wù)器、存儲(chǔ)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施等。服務(wù)可以提供各種虛擬化的資源，隱藏實(shí)際物理資源的復(fù)雜性。服務(wù)器服務(wù)指的是操作系統(tǒng)環(huán)境；網(wǎng)絡(luò)服務(wù)指的是提供的網(wǎng)絡(luò)處理能力；而存儲(chǔ)服務(wù)則可以為用戶提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力。

2） 平臺(tái)層

平臺(tái)層可以為資源層提供各種服務(wù)的封裝，使用戶可以根據(jù)需求構(gòu)建自己的應(yīng)用，平臺(tái)層包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)和中間件服務(wù)。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)處理能力，而中間件服務(wù)則提供消息中間件或事務(wù)處理中間件等服務(wù)。

3） 管理層

管理層可以提供對(duì)所有層次云計(jì)算服務(wù)的管理功能，使得資源能夠安全、高效地為應(yīng)用提供各種服務(wù)。包括安全管理、服務(wù)目錄管理、服務(wù)質(zhì)量管理、服務(wù)監(jiān)控等。

4） 應(yīng)用層

應(yīng)用層提供軟件服務(wù)，包括面向企業(yè)的用戶的企業(yè)應(yīng)用服務(wù)和面向個(gè)人用戶的個(gè)人應(yīng)用服務(wù)。

5） 用戶訪問層

用戶訪問層作用是方便用戶使用云計(jì)算服務(wù)所需的各種支撐服務(wù)，針對(duì)每個(gè)層次的云計(jì)算服務(wù)都需要提供相應(yīng)的訪問接口。包括服務(wù)目錄、訂閱管理、服務(wù)訪問。

4 基于云計(jì)算的在線考試系統(tǒng)分析

設(shè)計(jì)基于云計(jì)算的在線考試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是：

1） 構(gòu)建一個(gè)可靠、方便、可擴(kuò)展并且低功耗的服務(wù)運(yùn)維環(huán)境，為在線考試的實(shí)現(xiàn)提供有效的硬件環(huán)境支持。

2） 構(gòu)建一個(gè)穩(wěn)定、安全的數(shù)據(jù)中心，保證各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)之間能夠穩(wěn)定運(yùn)行。

3） 構(gòu)建一個(gè)高效、安全的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)體系，組建一個(gè)可靠的數(shù)據(jù)備份容災(zāi)系統(tǒng)。

4） 構(gòu)建一個(gè)公共的開放服務(wù)平臺(tái)，對(duì)于用戶的需求，能夠在任何時(shí)刻任何環(huán)境下都給予快速的響應(yīng)，用戶可以隨時(shí)隨地通過電腦、手機(jī)等各種設(shè)備訪問所需要的考試資源。

在搭建該考試系統(tǒng)時(shí)要制定云計(jì)算安全方案，將保密的考試數(shù)據(jù)存放在虛擬環(huán)境里，使得機(jī)密數(shù)據(jù)具備可靠的災(zāi)備方案，從而有效地解決機(jī)密考試數(shù)據(jù)的損壞、丟失等問題；利用云計(jì)算技術(shù)與服務(wù)器虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)不同的物理服務(wù)器中的來回遷移，實(shí)現(xiàn)物理機(jī)上的系統(tǒng)遷移到云計(jì)算管理平臺(tái)在作為一臺(tái)虛擬機(jī)運(yùn)行，從而提高資源的管理效率和利用率。endprint

系統(tǒng)搭建的過程如下所示：

選擇性能高的考試服務(wù)器，利用服務(wù)器系統(tǒng)構(gòu)建云計(jì)算集群，接著配置虛擬計(jì)算機(jī)，從而使得它可以在云計(jì)算集群上進(jìn)行應(yīng)用；建立集群平臺(tái)，正確調(diào)配好多臺(tái)考試服務(wù)器，保證各個(gè)考試服務(wù)器能夠方便快捷地訪問數(shù)據(jù)庫(kù)；將基于B/S結(jié)構(gòu)的在線考試系統(tǒng)安裝在各個(gè)服務(wù)器上；做好系統(tǒng)服務(wù)器的地址解析，確保系統(tǒng)的有效訪問；安裝系統(tǒng)管理軟件對(duì)云計(jì)算集群進(jìn)行統(tǒng)一管理；把有頻繁數(shù)據(jù)操作需求的考試服務(wù)器整合到云集群中，使用軟件進(jìn)行統(tǒng)一的分配和管理；配置計(jì)算機(jī)并部署相關(guān)應(yīng)用。

基于云計(jì)算技術(shù)的在線考試系統(tǒng)，能提供更加方便和快速的在線考試服務(wù)。該考試系統(tǒng)具備無限的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展能力。云計(jì)算不僅提供計(jì)算服務(wù)，還提供存儲(chǔ)服務(wù)，云端存儲(chǔ)空間大，把各種考試資源放在云端，不怕考試數(shù)據(jù)的丟失或者是損壞，能夠不受空間和時(shí)間的限制實(shí)現(xiàn)考試資源的共享。這種技術(shù)可以保證考試資源的安全，避免計(jì)算機(jī)病毒或黑客的入侵而導(dǎo)致的考試系統(tǒng)無法正常工作的情況，也可以實(shí)現(xiàn)所有虛擬機(jī)計(jì)算機(jī)的隔離，實(shí)現(xiàn)在不同的虛擬機(jī)上運(yùn)行不同的考試應(yīng)用，從而減輕主系統(tǒng)的壓力，提高并發(fā)數(shù)，解決資源傳輸過程中的網(wǎng)絡(luò)阻塞問題。

基于云計(jì)算的在線考試系統(tǒng)的主要功能有：

1） 考試數(shù)據(jù)的接收與分發(fā)

云考試服務(wù)器接收考試數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)考試數(shù)據(jù)，其中包括考試的考場(chǎng)信息、考試的試卷信息、考生信息、試卷答案信息、監(jiān)考人員信息等，并把這些考試相關(guān)數(shù)據(jù)分發(fā)到每一個(gè)分布式的考試服務(wù)器上，做好考前個(gè)各種準(zhǔn)備工作。

2） 人員身份驗(yàn)證

對(duì)考生信息、監(jiān)考人員信息進(jìn)行身份驗(yàn)證及權(quán)限判斷，確認(rèn)其合法性。

3） 在線考試

考生可以打開試卷，在線答題；答題過程中，有計(jì)時(shí)控制功能，可以控制考試的時(shí)間、每道題目的答題時(shí)間以及考試的結(jié)束時(shí)間；為了防止考生答案丟失，考生答案可以每隔一段時(shí)間自動(dòng)保存，也可以手動(dòng)保存答題結(jié)果；可以對(duì)考試過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，包括參加考試情況、提交考卷情況等；考生提交答案后，將考生的答題信息保存入庫(kù)，并計(jì)算考生的客觀題成績(jī)。

4） 考試結(jié)果上傳

將考生的答題結(jié)果、客觀題成績(jī)上傳到考務(wù)管理系統(tǒng)，上傳方式可以進(jìn)行自動(dòng)上傳，也可以用戶根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定上傳方案。

5） 異常處理

在考試結(jié)果提交過程中，如果有斷電、斷網(wǎng)等異常情況發(fā)生，導(dǎo)致考生不能提交考試結(jié)果，可以允許管理員在考生的計(jì)算機(jī)上找出對(duì)應(yīng)的考試文件，通過拷貝或者電子郵件的方式發(fā)送給考務(wù)管理系統(tǒng)。

6） 動(dòng)態(tài)調(diào)配

能夠滿足各種各樣的考試需要，能根據(jù)具體考生人數(shù)、實(shí)際考試需求，隨時(shí)隨地接受并處理多個(gè)不同的考務(wù)命令，及時(shí)調(diào)配考試服務(wù)器。

5 結(jié)束語(yǔ)

將云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于B/S結(jié)構(gòu)的在線考試系統(tǒng)中，其實(shí)是將云計(jì)算技術(shù)作為一套整體解決方案，這種方案增強(qiáng)了服務(wù)器的處理能力，解決了考試資源按需動(dòng)態(tài)分配的問題，使得應(yīng)用系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到提高，有利于資源的合理調(diào)配、快速部署，同時(shí)可以滿足現(xiàn)代信息社會(huì)的多元化考試需求。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，基于云計(jì)算的在線考試系統(tǒng)必定能進(jìn)一步發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，擁有廣闊的發(fā)展前景。

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