余可春

摘要：進一步將云計算技術應用到職業(yè)院校的無紙化考試系統中，該文采用云計算技術進行部署的基于B/S模式的無紙化考試系，采用Java開發(fā)平臺設計與實現，有效的解決考資源接收、分發(fā)、存儲、共享、身份驗證、試卷管理、題庫管理、出卷管理、成績管理、在線考試過程監(jiān)控與管理等問題，主要實現不同地點的學生可以隨時進行在線考試，提高了考試效率和資源利用率。

關鍵詞：云計算；無紙化考試；設計與實現

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）02-0074-03

隨著計算機技術的發(fā)展，云計算已經逐漸運用到信息系統開發(fā)中。將云計算引入到無紙化考試系統中，可以有效地解決試題存儲、共享、應用、分析等問題。當前，職業(yè)院?？荚嚨男问健⒎N類很多，如果能將這些考試資源共享，可以節(jié)省成本，提高考試效率。

1 系統功能

基于云計算無紙化考試系統的服務功能主要體現在能夠滿足各種各樣考試需要，根據不同考試人數、考試需求，可以隨時接收處理多個不同的考務指令，及時調配云服務器。系統能實現考試資源共享，支持接入云端管理系統，并有專門的技術團隊負責管理，支持動態(tài)存儲，為出題老師提供便利，能夠隨時將自己所有的試題資源存儲起來，并支持不同老師隨存隨取，身份信息驗證、考生答卷即時存儲、自動計時等，考試結束后，及時將考試數據上傳到系統中。同時，云端存儲空間巨大，不怕丟失或損壞，能夠實現考試資源的共享功能，不受任何限制。系統功能圖如圖1所示。

2 系統設計

本系統利用跨開臺性優(yōu)越的JAVA程序開發(fā)，后臺用數據庫sql server2008，采用云計算技術進行部署的基于B/S（即瀏覽器/服務器）模式的無紙化考試系，適合在 WINDOWS、LINUX等多種操作系統中運行。利用云計算能夠及時滿足在線考試對資源和計算機對軟硬件環(huán)境的變化和需要提供服務。云計算服務除了提供計算服務外，還必然提供了存儲服務。這就很好地解決了考試系統中試題收集、存儲等問題。采用云計算（Cloud computing）技術對考試系統的建設，可以提供在多用戶環(huán)境下系統的應用及開發(fā)，提高資源傳輸率，解決資源傳輸的網絡阻塞問題。有利于無紙化考試系統中試題收集、存儲等。而傳統的網絡考試系統設計大多以C/S架構為主，服務器處理數據有瓶頸，客戶端接對數據的修改需求及接收非常被動，對網絡中的設備運用不充分。將云計算技術引入無紙化考試系統設計、部署中，可以有效地利用服務器的管理、調度資源，實現系統設計的優(yōu)化。

系統設計滿足考生進入系統，試題顯示清晰，只需按步驟答題，就會使用考試系統，無需培訓；在規(guī)定的時間內，可以在考試系統中進行單選、多選、填空、簡答四種題型的答題，交試卷后形成試題文件；滿足出題老師通過試題編輯模塊擬出單選、多選、填空、簡答四種題型，保存試題。系統支持多媒體（圖片、聲音、動畫）在試題中呈現，試題工作區(qū)可以編輯試題或從題庫中抽取試題組成試卷，試題采用一體化試題，直接控制滾動條即可，無需換頁；滿足閱卷老師在通過批卷模塊對考題進行評分，同時單選、多選、填空能進行機器自動評分的要求。

2.1 系統建模

采用Visio2010對無紙化考試系統建立面向對象的需求分析模型，Visio畫UML用例圖使用方便，全面支持UML中各種圖形的繪制，利用用例圖來設計考試無紙化考試系統的功能模型圖，描述各用戶的需求及系統功能模塊之間的關系。下圖描述了系統的功能需求，系統用例圖如圖2所示。

在系統用例圖中顯示個用例和角色。通過考試系統，出題老師可以編輯試題信息，考務員可以對試題信息進行組織、修改、分配試題；同時具有對考生信息添加、修改、刪除等操作功能；考務員可以對試題設置密碼提高試題的安全性；“發(fā)布試題”提供監(jiān)考老師得到最終的試題后，打開“發(fā)布試題”開關，將其導入考試系統，對考試進行相關設置；“監(jiān)考”提供監(jiān)考老師通過考試系統，實時對考生的考試狀況進行監(jiān)控，并及時對考試環(huán)節(jié)進行相應的處理；考試系統中“回收試卷”，可以將考生上交的試卷自動形成一個文件包；“登錄領卷”功能，提供考生只要輸入正確的登陸信息并通過系統驗證后，即可顯示試題，考生便可以答卷；考生通過“交卷”功能可以完成試題的上交；如果考生在規(guī)定的考試期間不主動交卷，系統會強制自動回收卷。

在無紙化考試系統中共有出題老師、試題、考務員、試卷信息、考生試題、監(jiān)考老師、考場信息、考生信息、考生共9個類，每個類都有特定的功能和屬性如下：出題老師（組題、出題，屬性包括：姓名）；試題（編輯試題，屬性包括：試題編號，題型，內容，分值，標準答案）；考務員（組題，編輯考生信息，設置試題密碼，屬性包括：姓名）；試卷信息（編輯試題信息、設置試題密碼，屬性包括：考試名稱、開考時間、總考試時間）；考生試題（組題，發(fā)送考題，答題，屬性包括：考號，試題編號，考生試題編號，考生答案）；監(jiān)考老師（發(fā)布試題，監(jiān)考，回收試卷，屬性包括：姓名）；考場信息（登陸驗證，領卷，交卷，屬性包括：考號、考生登錄時間、登錄機器、考試狀態(tài)、網絡情況）；考生信息（組題，發(fā)送考題，答題，屬性包括：考號，試題編號，考生試題編號，考生答案）；考生（登陸驗證，領卷，答卷，交卷，屬性包括：考號，姓名）。

2.2 采用云技術部署、設計系統

在做云技術部署要實現以下幾點：1.利用云技術與虛擬服務器實現遷移，并確定遷移更適合應用環(huán)境，實現虛擬服務器可以克隆或各個物理服務器可以相互遷移。2.采用操作系統虛擬化技術提高服務器資源管理效率和利用率。在無紙化考試系統中應用虛擬化技術，對虛擬資源的管理非常方便，可以實時更新資源。3. 安全隔離虛擬計算機，保證各臺服務器的應用不會相互影響虛擬服務器。 制定云計算安全解決方案，解決數據丟失，泄密，濫用等問題。首先，在云計算的基礎上精確執(zhí)行統一災備，云計算技術能夠將機密數據與非機密數據區(qū)分，并可以將機密數據存放在虛擬空間中。同時，數據的云計算存儲可以實現對虛擬磁盤進行整盤備份。其次，云計算技術優(yōu)于普通的存儲介質，能夠在讀寫操作過程中對數據進行控制，防止數據濫用。

2.3 云計算架構下的服務器設計

系統選用了滿足硬件需求的服務器設備，配合B/S模式的系統，制定了云計算平臺搭建方案，具體實施過程如下：1）選擇6臺配置高的計算機服務器，利用計算機服務器系統構建云計算集群，配置虛擬機使之可以在云計算集群上應用。2）依據已建立的云計算架構，建立集群平臺，正確調配好服務器，保證各分支能夠統一訪問數據庫。提高網絡的傳輸速率及讀寫數據的能力。3）將設計好的無紙化考試系統安裝在各個服務器上，采用配置高額的網絡設備，并且測試好各個服務器都與網絡存儲接通；搭建云計算集群，做好各臺系統服務器的地址解析；安裝相關軟件統一管理云計算集群。4）為提高運行管理的效率，將需要對數據進行密集操作要求的服務器整合到云集群中，利用軟件進行統一管理和調撥。5）配置計算機并部署應用。

2.4 系統數據庫設計

無紙化考試系統對數據庫服務器的性能要求很高，選用sql server2008數據庫作為后臺數據庫開發(fā)平臺，具體原因如下：1）sql server2008數據庫作為后臺數據庫允許遠程登陸、連接。2）SQL Server 2008具有審核功能，使用前要對數據庫服務器的進行配置，極大地減少安全攻擊，安全性高。3）sql server2008數據存儲有良好的穩(wěn)定性，可以滿足數據隨時讀取寫入等操作，長時間的出現異常的概率較低。4）考試系統涉及不同院校的考試數據資源要在后臺數據整合，SQL Server 2008具有集成多種數據的功能，提供高效的查詢性能和低成本效益的數據存儲，方便設計與管理數量龐大的用戶和數據。系統的數據庫關系如圖3所示。

3 基于云計算的無紙化考試系統實現

系統支持考生遠程操作、多人同時考試。實現身份驗證、試卷管理、組卷管理、題庫管理、成績管理、考生信息管理、教師信息管理、自動改卷、限時交卷、在線考試等功能。在線考試是整個系統中的核心部分，主要根據考試系統下達的各種考試指令，監(jiān)控完成整個考試管理過程及考試數據結果采集、整理工作，而身份驗證、組卷、試卷導入等工作在各個系統模塊中實現。下面詳細對在線考試模塊的實現進行分析。

3.1 在線考試模塊的實現

本系統使用JAVA開發(fā)軟件，開發(fā)美觀、易操作的考試界面?？忌卿洉r，經過身份驗證后，進入考試服務器開始確定正式答卷之前，可以核對考試科目、考試時間、考生信息、考試規(guī)則等信息。監(jiān)考員可以通過系統顯示的考生照片進行核對身份。正式答卷時，系統顯示考試所剩余時間，考試時間結束時，系統強行自動提交試卷。試卷提交后顯示已交卷狀態(tài)。考試結束后，系統對已上交的試卷答案與數據庫中的正確答案進行匹對，得出最終的考試分數。系統實現的總體流程如圖4。

4 結束語

無紙化考試系統功能很強，但是由于云計算技術在發(fā)展過程中還面臨許多未知的因素，在實施過程中要充分保證存儲介質的安全性和穩(wěn)定性才能確保平臺的正常運行。云計算的應用使系統的應用服務的穩(wěn)定性得到提高、有利于資源的合理調配、快速部署、節(jié)約空間等方面都比應用前有顯著改善。同時，云計算技術支持多種新舊操作系統和應用平臺，如果將該系統與實際考試環(huán)境相結合，可以滿足多元化考試形式的需求。隨著云計算技術的深度推廣與發(fā)展，基于云計算的無紙化考試系統更能發(fā)揮其優(yōu)勢，對考試形式的轉變有積極的推動作用，有利于考試效率的不斷提高。

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