李奇峰

（吉林市廣播電視大學(xué)，吉林市 132002）

基于.Net技術(shù)支撐的ROE系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

李奇峰

（吉林市廣播電視大學(xué)，吉林市 132002）

今天的信息社會(huì)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷深入人們的生活，不斷改變著人們的廣泛學(xué)習(xí)方式，不僅在學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的各個(gè)領(lǐng)域，也引起了教育領(lǐng)域考試環(huán)節(jié)的重大變革。如何體現(xiàn)教育考試公平的過程中，還能體現(xiàn)快捷，高效，更輕松，是現(xiàn)代教育的一個(gè)重要問題。ROE(Remote Online Examination即遠(yuǎn)程在線考試)系統(tǒng)是紙質(zhì)考試的信息化延伸，它不受制于地點(diǎn)和時(shí)間的限制，可以充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢，學(xué)生可以根據(jù)學(xué)校要求結(jié)合自身安隨時(shí)參加考試，加上云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)的成熟，極大的簡化了傳統(tǒng)紙質(zhì)考試的過程，節(jié)約大量人力和物力資源，以一種方式響應(yīng)節(jié)能減排的社會(huì)方向。

.Net；技術(shù)支撐；ROE；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在現(xiàn)代的信息社會(huì)，計(jì)算機(jī)技術(shù)與技術(shù)不斷深入各個(gè)領(lǐng)域，影響著人們的學(xué)習(xí)、工作、生活乃至邏輯思維方式，也引起了教育領(lǐng)域考試環(huán)節(jié)的重大變革。計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合起來應(yīng)用于現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育中,是當(dāng)代國內(nèi)遠(yuǎn)程教育發(fā)展到一定階段的需要,也是未來改革遠(yuǎn)程教育方向，提高依托于遠(yuǎn)程教育為主的學(xué)校教學(xué)效果和教學(xué)效率、提高科研能力和管理水平的必由之路?，F(xiàn)在技術(shù)的主流趨勢是采用大數(shù)據(jù)模式試題庫引擎的計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程在線考試模式。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在生產(chǎn)生活、教育領(lǐng)域中的影響不斷提高，傳統(tǒng)考試的老師出考試卷、學(xué)生集中指定考試場所答卷方式以及考試后成績?nèi)斯そy(tǒng)計(jì)方式正發(fā)生著潛移默化的改變。如何使傳統(tǒng)考試過程變得方便、高效、快捷、公正是當(dāng)前教育領(lǐng)域中的一個(gè)重要改革方向。ROE系統(tǒng)是傳統(tǒng)紙質(zhì)考試的信息化方向延伸,它可以發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢,方便、快捷、高效對學(xué)生進(jìn)行在線測試,加上云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)的日益成熟，體現(xiàn)了在線考試系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)考試過程的巨大優(yōu)勢。因此，ROE系統(tǒng)是遠(yuǎn)程教育不可缺少的一個(gè)必要內(nèi)容。

目前國際上許多認(rèn)證考試，比如思科網(wǎng)絡(luò)工程師認(rèn)證考試、微軟系統(tǒng)工程師認(rèn)證考試，都有著自己的在線考試系統(tǒng)，從出題、考試直到成績核定都由系統(tǒng)直接完成。這種趨勢表明，考試方式的標(biāo)準(zhǔn)化、考試的網(wǎng)絡(luò)化已當(dāng)今遠(yuǎn)程教育考試的發(fā)展方向，ROE系統(tǒng)考試形式有著同計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)“與生俱來”的優(yōu)勢，是傳統(tǒng)考試形式無法比肩的。

一、傳統(tǒng)考試與ROE系統(tǒng)的比較

1、傳統(tǒng)考試的弊端。整個(gè)考試流程繁雜，耗費(fèi)大量人力和物力資源。傳統(tǒng)考試方式中人為的因素占有很大比例，考生對出題老師的出題套路很熟悉的情況下，考生就存在“超常發(fā)揮”的情況，反之就有可能發(fā)揮失常。

2、ROE系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

圖一　ROE系統(tǒng)主要功能模塊流轉(zhuǎn)圖

ROE系統(tǒng)可以很好的規(guī)避傳統(tǒng)考試的弊端，最大限度的排除人為因素的影響，提高考試流程的效率，方便老師對學(xué)生整個(gè)考試過程中的對知識的理解和掌握?？荚嚨淖罱K目的不是排名和分?jǐn)?shù)，而是讓學(xué)生通過測驗(yàn)知道自己的對所學(xué)知識的掌握程度，讓老師進(jìn)一步掌握以后的教學(xué)計(jì)劃。

二、ROE系統(tǒng)的特性設(shè)計(jì)

(1)實(shí)現(xiàn)無存儲(chǔ)介質(zhì)、無紙化考試方式?？荚嚾^程在服務(wù)器上進(jìn)行并將考試結(jié)果直接提交存儲(chǔ)在服務(wù)器上?？季聿捎肂S模式，以減少對考生使用計(jì)算機(jī)的要求，降低ROE系統(tǒng)對終端計(jì)算機(jī)的要求。

(2)ROE系統(tǒng)通過對等網(wǎng)絡(luò)通訊數(shù)據(jù)進(jìn)行MD5加密方式，采用系統(tǒng)隨機(jī)產(chǎn)生試卷結(jié)合出題人員手工篩選、修改的組卷方式科學(xué)的形成試卷。采用考生身份認(rèn)證功能模塊，有效的保證了考試的安全特征和公平特征。

(3)ROE系統(tǒng)采用單點(diǎn)登陸方式拒絕其他考生用相同的學(xué)號注冊進(jìn)行考試，保證考生的唯一性；系統(tǒng)自動(dòng)判斷結(jié)束考試的考生防止考生二次答題；監(jiān)考可以在考試時(shí)間內(nèi)對考生進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)考，查詢當(dāng)前考生信息。

(4)ROE系統(tǒng)考慮了不同出題人員的習(xí)慣，在題庫導(dǎo)入功能中ROE系統(tǒng)可以將支持多種方式試題庫轉(zhuǎn)換導(dǎo)入ROE系統(tǒng)中，充分有效的拓展了ROE系統(tǒng)考試題庫來源。基于. Net接口方式技術(shù)，為以后功拓展打下基礎(chǔ)，并且做了開放式處理對未來功能拓展可以接駁多種程序語言技術(shù)。

(5)ROE系統(tǒng)在評卷盡量避免人為參與，利用人工智能算法設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化閱卷，自動(dòng)化考生成績綜合評定。

(6)ROE系統(tǒng)故障容錯(cuò)處理功能設(shè)計(jì)：組卷服務(wù)器、評卷服務(wù)器以及考試服務(wù)器都設(shè)定災(zāi)難性恢復(fù)功能。對于非正常服務(wù)器操作處理出現(xiàn)的不可逆故障，導(dǎo)致ROE系統(tǒng)不能正常工作，可以適時(shí)恢復(fù)。

(7)ROE系統(tǒng)在考生UI層面上基于Asp.Net技術(shù)處理，人性化的考試界面設(shè)計(jì)將使考生有一個(gè)良好的考試氛圍?？荚嚬δ芴峁┝俗詣?dòng)倒計(jì)時(shí)、預(yù)覽試題、試題標(biāo)記、重點(diǎn)提醒標(biāo)記等友好的UI界面設(shè)定功能，讓考生不會(huì)覺得生疏，考試過程流暢?？荚嚬δ苣K從考生的角度為開發(fā)點(diǎn)。

三、ROE系統(tǒng)的構(gòu)架設(shè)計(jì)

對于ROE系統(tǒng)，要面對以前計(jì)算機(jī)考試系統(tǒng)的一些缺點(diǎn)，一是考題內(nèi)容形式陳舊，由于計(jì)算機(jī)考試與計(jì)算機(jī)閱卷要體現(xiàn)一定的自動(dòng)化程度，客觀題成為計(jì)算機(jī)考試的主要題型，主管分析題要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化閱卷難度很大，基本上無法實(shí)現(xiàn)。二是題庫來源單一，考試系統(tǒng)題庫的存儲(chǔ)方式確定，無法對其他格式進(jìn)行兼容，對于現(xiàn)成的題庫更無法直接使用，一些優(yōu)質(zhì)題庫資源很難合理使用。三是考試系統(tǒng)功能簡單，只能在考試時(shí)候啟用，考生平時(shí)的熟悉考試系統(tǒng)尤其是針對性練習(xí)功能缺失，形成無形的資源閑置。

ROE系統(tǒng)采用了主流的B/S（瀏覽器/服務(wù)器）三層結(jié)構(gòu)(Three-tiered)模型，由于其安全性和操作性在技術(shù)上都非常成熟，以上特性設(shè)計(jì)。在三層構(gòu)架中，表現(xiàn)層通過統(tǒng)一的接口向數(shù)據(jù)層訪問層發(fā)送數(shù)據(jù)請求，業(yè)務(wù)邏輯層將請求按照一定的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)邏輯處理規(guī)則處理后流轉(zhuǎn)到數(shù)據(jù)庫操作。然后將從數(shù)據(jù)庫處理后發(fā)揮的數(shù)據(jù)集合封裝成對象的形式返回表現(xiàn)層。通過這樣的系統(tǒng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)，用戶表現(xiàn)層甚至可以不知道數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)，只要維護(hù)與數(shù)據(jù)訪問層之間的接口即可。這種方式在一定程度上增加了數(shù)據(jù)庫的安全，一定程度上規(guī)避了來源于網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也降低了用戶表現(xiàn)層開發(fā)人員的要求，因?yàn)楸憩F(xiàn)層不需要進(jìn)行任何關(guān)于數(shù)據(jù)庫的操作。

本文設(shè)計(jì)的是一套基于微軟.Net技術(shù)開發(fā)環(huán)境支撐的系統(tǒng)。SQL server2012數(shù)據(jù)庫和TCP/IP網(wǎng)際互聯(lián)協(xié)議的分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境系統(tǒng)，其考試應(yīng)用范圍可小至單機(jī)PC、大到整個(gè)Internet互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。各個(gè)不同的功能模塊構(gòu)成不同的功能服務(wù)器上，管理各個(gè)服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫的核心模塊構(gòu)成系統(tǒng)服務(wù)器群。服務(wù)器與服務(wù)器在物理上可以是分散的，考生使用的電腦最終通過網(wǎng)絡(luò)與中心服務(wù)器相連，系統(tǒng)服務(wù)器執(zhí)行全部數(shù)據(jù)操作（數(shù)據(jù)庫操作、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理等）。

ROE系統(tǒng)分為考試功能模塊、系統(tǒng)管理考試功能模塊、閱卷考試功能模塊、出卷考試功能模塊、成績管理考試功能模塊以及系統(tǒng)服務(wù)器、試題數(shù)據(jù)庫七大功能模塊。各個(gè)功能模塊采用分布式耦合與系統(tǒng)主功能服務(wù)器通訊，采用此種系統(tǒng)構(gòu)架意味著各個(gè)功能模塊可以在物理分散處理，考試功能可以布置在計(jì)算機(jī)考試中心機(jī)房，出卷考試功能模塊可以部署到各個(gè)相關(guān)人員使用的計(jì)算機(jī)中，成績管理考試功能模可以部署給遠(yuǎn)程教育學(xué)校的教務(wù)部門等。所有需要參加考試的考生機(jī)通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)登陸到考試服務(wù)器上，主功能服務(wù)器負(fù)責(zé)各功能模塊之間的通訊以及功能模塊到服務(wù)器、功能模塊到數(shù)據(jù)庫的通信，ROE系統(tǒng)集成從出考題、考試、評卷、評分到題庫管理、學(xué)績管理等多種功能。

各功能模塊的技術(shù)平臺(tái)支撐環(huán)境：

服務(wù)器：基于Microsoft Windows server2008系統(tǒng)構(gòu)建，采用Microsoft Visual stdio2012編程實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)庫：基于Microsoft SQL Server 2012數(shù)據(jù)庫構(gòu)建。終端：WinXp及以上操作系統(tǒng)，IE7.0及以上瀏覽器。ADO.Net接口直接訪問數(shù)據(jù)庫，其他各個(gè)終端則是基于TCP/IP協(xié)議采用Windows Sockets編程技術(shù)通過Internet網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)器通訊實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。

四、ROE系統(tǒng)的部分關(guān)鍵技術(shù)：

1、獲取試題數(shù)目使用COUNT聚合函數(shù)獲取所指定的數(shù)據(jù)庫相關(guān)表中的試題數(shù)目。抽取題目數(shù)量獲得過程如下：

2、隨機(jī)抽取試題功能部分技術(shù)直接使用數(shù)據(jù)庫內(nèi)置的newid函數(shù)功能實(shí)現(xiàn)，這樣做可以減少主功能服務(wù)器壓力，將部分壓力分?jǐn)偟狡渌?wù)器上，降低硬件需求減少系統(tǒng)開發(fā)成本。次函數(shù)可以動(dòng)態(tài)創(chuàng)建uniquedentifier類型的值即隨機(jī)數(shù)。

3、自動(dòng)評分功能部分關(guān)鍵技術(shù)采用前端Ajax技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，考生在考試過程中，主動(dòng)結(jié)束考試或者考試時(shí)間結(jié)束，同時(shí)將考生的考試得分計(jì)算出來。這樣可以讓考生減少考試壓力。后臺(tái)計(jì)算部分功能通過.Net技術(shù)中Substring方法和Equals方法實(shí)現(xiàn)。Substring方法用來截取考試中返回的字符數(shù)據(jù)信息，Equals方法用來對截取字符信息進(jìn)行判斷比較。核心算法如下：

五、ROE系統(tǒng)測試流程：

服務(wù)器部署要求本文前面已經(jīng)介紹過了，客戶端使用的是WinXp（sp2）版本操作系統(tǒng)，360安全瀏覽器（IE7.0瀏覽器內(nèi)核）。客戶端機(jī)器已經(jīng)不是主流配置，硬件稍顯落后這樣的測試好處在于可以獲得更好的通用性結(jié)果。

主要測試流程：分別以考生、教師、管理員身份等不同身份在首頁進(jìn)行登錄。然后進(jìn)行在線考試，試題管理等全部功能的測試。

并發(fā)壓力測試過程：同時(shí)模擬一定數(shù)量用戶登錄，包括考生、教師、管理員等，使用自動(dòng)化測試軟件同時(shí)對服務(wù)器提交表單，進(jìn)行按規(guī)定流程操作，嘗試不同功能，檢測系統(tǒng)對并發(fā)性網(wǎng)絡(luò)壓力的承受能力。

系統(tǒng)權(quán)限驗(yàn)證測試過程：在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上登錄不同權(quán)限用戶訪問同一頁面，直接輸入U(xiǎn)RL請求非法頁面，檢測顯示情況。使用不同身份用戶登錄系統(tǒng)，最大化權(quán)限操作，嘗試進(jìn)行越權(quán)操作，檢測系統(tǒng)對越權(quán)操作的控制能力。

具體模塊功能測試采用黑盒測試發(fā)放，這樣可以降低對系統(tǒng)測試人員的要求，按照前期制定好的測試計(jì)劃，進(jìn)行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)功能測試。

通過Internet來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上考試,是現(xiàn)代教育技術(shù)的一個(gè)重要體現(xiàn)?？梢詫?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教育的教考分離和考務(wù)工作的自動(dòng)化管理，合理利用軟硬件資源，ROE系統(tǒng)能夠很好的配合遠(yuǎn)程教育模式的推廣。隨著技術(shù)的不斷完善，ROE系統(tǒng)預(yù)留接口使得系統(tǒng)功能會(huì)不斷完善。

表一 系統(tǒng)測試用例表

[1]陳薈慧,張新顏.計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展.2009

[2]李養(yǎng)勝,李俊.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù).2015

[3]周嵐,周虎.軟件導(dǎo)刊.2014

G623.58

A

1008-7508（2015）06-0103-03

2015-05-11

李奇峰（1982-），吉林省吉林市人，吉林市廣播電視大學(xué)講師，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)與應(yīng)用。