【正文】 絡已經并將繼續(xù)影響著人們的生活、學習，必將對社會各行各業(yè)產生重大影響。學校作為培養(yǎng)人才的基地，更應該走在信息時代的前沿。如何利用網絡來提高教學的質量和效率，克服傳統(tǒng)教學的弊端，如何架起學生與教師以及學生與學生的網絡交流平臺，已成為教育者不得不考慮的現實問題。本系統(tǒng) 著重研究 在線測試系統(tǒng) 的實現 ， 充分利用 web 應用給我們帶來的便利 ， 結合各種流行高效的技術，利用 web 方式對題庫進行管理和維護 ，提供 自動生成試卷、自動閱卷、在線測試、查閱分數等功能，大大的節(jié)省了 時間和精力，以達到輔助教學，提高教學效率的目的。 2 系統(tǒng)運行環(huán)境和功能 簡介 系統(tǒng)運行環(huán)境 操作系統(tǒng)： WindowsXp/WindowsNT Web應用服務器： （需要 以上） 數據庫： MSSQL2021+sp3 系統(tǒng)功能模塊 劃分 本系統(tǒng)主要實現的功能有： 題庫管理 、 組卷 、 試卷監(jiān)控 、 批閱試卷 、 注冊考 試 、 在線測試 、 成績查詢 。功能如圖 21： 圖 21 系統(tǒng)功能圖 (1) 題庫管理 ： 教師用戶可以增加、修改、刪除、查詢題庫中的試題。本系統(tǒng)的試題 種類包括 單選 、 多選 、 填空 、 判斷 、 簡答 和 編程 。其中問題的選項也可以進行管理，并且教師可以指定這些問題的作用范圍，例如是否可以用于在線測試 等 。 (2) 組卷 :系統(tǒng)會保存 教師填寫的試卷參數， 供學生注冊時 自動隨機組卷。 (3) 試卷監(jiān)控 :發(fā)布出去的試卷，教師可以監(jiān)控所有注冊該試卷的學生和試卷的狀態(tài)。 (4) 批閱試卷 :考試結束，收回的試卷其中的主觀題目教師可以進行批閱。 (5) 注冊考試 :當教師發(fā)布試卷后學生可以進行注冊。 (6) 在線測試 :注冊后的試卷，學生可以進行在線測試。 (7) 成績查詢 :批閱后的試卷，學生可以查到自已的得分，教師可以按學生的姓名，查詢學生的得分。 3 系統(tǒng)的體系結構 整 個系統(tǒng)采用 表示層 /業(yè)務邏輯層 /數據層 的三層體系結構。 系統(tǒng)結構如圖31。 D A OH i b e r n a t e數 據 庫s e r v l e tj s pW e b 應 用 服 務 器瀏 覽 器D W RH t t p 請 求h t t p 響 應異 步 請 求與 響 應圖 31 系統(tǒng)體系結構圖 系統(tǒng)服務器開發(fā)語言 JSP 系統(tǒng)服務器編程采用最常用的 JSP 技術， JSP (JavaServerPage)是 Sun公司在 1999 年發(fā)布的 J2EE 的重要組成部分，是基于 JavaServlet 以及整個 Java 體系的 Web開發(fā)技術，為企業(yè)級 Web 的站點動態(tài)網頁開發(fā)人員提供了一種非常簡單卻有效的工具。 JSP 與 ASP 有許多相似之處，都是為基于 Web應用實現動態(tài) 網頁制作提供的技術環(huán)境支持， JSP 有以下優(yōu)點 : ①將內容的生成和顯示分離 .使用 JSP 技術， Web 頁面開發(fā)者可以使用 HTML或 XML 標志或者小腳本來生成頁面上的動態(tài)內容 .生成內容的邏輯被封裝在標志和 JavaBeans 組件中，并且被捆綁到小腳本中，所有的腳本在服務器端運行。 ②強調可重用的組件。絕大多數 JSP 頁面依賴于可重用的、跨平臺的組件(JavaBeans 或 EJB)來執(zhí)行應用程序所要求的更為復雜的處理，基于組件的方法加速了總體開發(fā)過程。 ③硬件平臺和服務器無關。 JSP作為 Java 的組成部分，繼承了 Java 技 術的“一次編寫，隨處可用 (Write once,run anywhere)”的特性，可以運行于大多數流行的操作系統(tǒng)平臺及 Web服務器。這種與服務器和操作系統(tǒng)平臺的無關性是JSP相對于其它動態(tài)網頁技術最大的一個優(yōu)點。 ④與 Ja va 平臺有機集成。 JSP技術是 J2EE 平臺的重要組成部分。 JSP使用Java 語言作為它的腳步語言，在 JSP 頁面中可以使用幾乎所有的 Java 組件和 JavaAPI，從而可以發(fā)揮 Java語言的強大功能。使用 JSP 技術可以創(chuàng)建具有高度可伸縮性和可靠性的 Web 應用程序。 ⑤功能可擴展性。 JSP 可 以通過 JavaBean 和 EJB 以及自定義的標記來擴展功能，也可以通過 JDBC 與 Oracle, DB2, SQL Server 等大型關系數據庫進行連接 。另外 JSP 提供了一些隱含對象，可以使腳步功能更加強大，并且編程更加容易、方便。例如利用 Request 對象，可方便地接收用戶在 HTML 表單中提交的信息。利用 session 對象可以跟蹤用戶狀態(tài)，利用 application 對象可以得到當前應用服務的全局信息。系統(tǒng)中的在線學生的信息就是保存在 application 中。 數據層 mssql2021+sp3 Microsoft SQL Server 2021 數據庫系統(tǒng) 是 在 Windows NT 環(huán)境下開發(fā)的一種全新的關系型數據庫系統(tǒng)，是發(fā)展最快的關系數據庫。 SQl Server2021 具有大型數據庫系統(tǒng)的一些基本功能，支持事務處理功能、支持數據庫加密、設置用戶組別或用戶的密碼和權限等等。 SQL Server 2021 是一個具備完全 Web 支持的數據庫產品，提供了以 Web 標準為基礎的擴展數據庫編程功能。由于最初的 Sql Server 2021 并沒有把 1433 端口打開，所以需要給 SQL Server2021 打個 Sp3補丁。 在基本的數據源（ DataSource）實現中，物理的數據庫連接和客戶端的連接對象（ Connection Object）有著一比一的對應關系。當連接對象關閉的時候，物理的連接也隨之關閉。這樣一個客戶的會話都要花費資源去打開，初始化和關閉物理連接。對于這個資源的耗費問題，可以用連接池（ Connection Pool）來解決。連接池中有以保持一個數據庫物理連接的高速緩存，會話可以重復利用存儲在緩存中的連接。連接池可以極大地提高性能，在多個客戶端共享少量的物理連接的三 層網絡環(huán)境下表現的尤為突出。圖 32 表示了 JDBC 驅動程序提供了一個應用 服務器 用來建立和管理連接池 ConnectionPoolDataSource 的實現。 在本系統(tǒng)中充分利用了 Tomcat 提供的 dbcp 數據庫連接池功能。在多用戶并發(fā)訪問數據庫的時候，利用連接池緩存數據庫的連接，可以減少建立數據庫連接造成的系統(tǒng)資源開銷。同時 dbcp 連接池也提供了自動釋放無效的數據庫連接來防止系統(tǒng) 由于數據庫連接泄露造成系統(tǒng)崩潰。 應 用 程 序J D B C 驅 動應 用 服 務 器連 接 池 緩 存 對 象P h y s i c a l P o o l e d C o n n e c t i o n o b j e c tC o n n e c t i o n P o o lD a t a S o u r c e A P IL o g i c a l C o n n e c t i o n o b j e c tD a t a S o u r c e A P I 圖 32 連接池的運作 Hibernate框架 一般來說在數據層，我們可以用 jsp 直接調用 sql語句操縱數據庫，或者在JavaBean 中利用 sql 語句執(zhí)行數據庫操縱。然而，這樣會使我們在開發(fā)時候，把注意力過多的集中到 sql 語句上，同時系統(tǒng)的可維護性，和編寫代碼的效率很低。所以本系統(tǒng)中采用了 ORM（對象關系映射）技術中的 Hibernate 框架結合 DAO模式完成數據層的對象持久化的問題。在編寫代碼的時候，我們只要操縱 Java中的對象，剩下的對象與數據的轉換就交給 Hibernate 去處理了。這樣系統(tǒng)的可維護性和開發(fā)效率就會有很大的提高。同 時利用 Hibernate從 tomcat提供的 JNDI連接池獲取數據庫連接 ， 將其封裝成 Hibernate 的 Session,通過 Session 來處理對象的保存，更新，刪除操作。 Hibernate 結合 DAO 實現對象的持久化， 工作原理如圖 33。 D A O數 據 庫H i b e r n a t e映 射 文 件 圖 33 Hibernate 結合 DAO 實現對象的持久化 前臺交互 在前臺與服務器端的交互，系統(tǒng)中有兩種方式，一種是常見的 form 表單提交的方式，此種方式應用在如系統(tǒng)用戶登錄的時候。當用 戶填寫用戶名和密碼把表單提交到服務器端，服務器端接收到數據后，進行業(yè)務處理，驗證用戶明和密碼后，把結果返回給瀏覽器。 另外一種是客戶端以異步請求的方式與服務器端交互。 在做數據驗證，在線考試的剩余時 間的獲取和刷新時，這些都需要與服務器進行異步通信和局部刷新頁面。 Ajax技術 Ajax 這個名詞是一位叫 Jesse James Garrett 的美國人創(chuàng)造的。 Jesse 是Adaptive Path 公司負責用戶體驗策略的主管，他在 2021 年 2 月 18 日發(fā)表了一篇題為《 Ajax：一個 Web 應用的新途徑》的論文 。在文中他給出了 Ajax 的定義。Ajax 不是一種技術。實際上，它由幾種蓬勃發(fā)展的技術以新的強大方式組合而成。 Ajax 包含： 基于 CSS 標準的表示； 使用 Document Object Model 進行動態(tài)顯示和交互； 使用 XMLHttpRequest 與服務器進行異步通信； 使用JavaScript 綁定一切。 Ajax 工作原理如下： XMLHttpRequest 對象向服務器發(fā)送異步請求 ，處理完后把結果返回客戶端 ，進行更新頁面等操作 。各種技術在 Ajax 中的作用如圖 34。 J a v a S c r i p t 調 用 X M L H t t p R e q u e s t 對 象用 戶 界 面 A j a x 引 擎 服 務 器J a v a S c r i p t 調 用 D O M 對 象 更 新H T M L 、 X H T M L 內 容使 用 H T M L 、 X H T M L 和 C S S 得 到 的呈 現返 回 X M L 文 檔 或 者 文 本 串 信 息發(fā) 起 異 步 請 求圖 34 各種技術在 Ajax 中的作用 DWR DWR（ Direct Web Remoting）是 getahead 公司開發(fā)的一個實現 Ajax 應用的框架。它允許客戶端 Javascript 遠程調用服務器端的 Java 類的方法，執(zhí)行相關的事物操作。 DWR 主要包含兩個主要部分，其一是運行在瀏覽器端的 Javascript，這部分被用來與服務器通信，并更新頁面內容：其二是運行在服務器端的JavaServlet，這 部分被用來處理請求并將響應結果返回給瀏覽器。 DWR 采取了一種動態(tài)生成基于 Java 類的 Javascript 代碼的方法來實現和處理 Ajax。這樣Web 開發(fā)人員就可以在 Javascript 里像使用瀏覽器本地代碼一樣使用 Java 代碼，而實際上這些 Java代碼是運行在服務器端并且可以自由訪問 Web服務器資源的。處于安全考慮， Web 開發(fā)人員可以根據要求進行適當的配置來決定哪些 Java 類可以安全的被外部使用。 4 系統(tǒng) 的具體設計和實現 系統(tǒng)的數據庫設計 結合系統(tǒng)的功能和分析，數據庫的設計模型如圖： 41. 問題選項 表T_Q_ELEMENTS，問題表 T_QUESTIONS，學生信息表 T_STUDENTS，教師表T_TEACHERS, 科目表 T_SUBJECTS, 章節(jié)表 T_CHAPTS, 班級表 T_CLASS, 試卷參數表 T_EXAM_PARAM, 學生試卷表 T_EXAMS, 試卷組成元素表T_EXAM_ELEMENTS。 教師在頁面添加試卷的參數向試卷參數表（ T_EXAM_PARAM）中添加參數后，發(fā)布此試卷，學生可以注冊考試，注冊時首先會從試卷參數表（ T_EXAM_PARAM）中讀取相應的參數如單選題個數等，利用這 些參數從題目表（ T_QUESTIONS）中隨機選取問題，而這些問題的選項可以從問題選項表（ T_Q_ELEMENTS）關聯(lián)查出，然后把這些問題的 id 添加到試卷組成元素表（ T_EXAM_ELEMENTS）中，最后生成學生試卷表（ T_EXAMS）。當學生在線答題時，會跟據學生試卷 (T_EXAMS)的 id 查出試卷組成元素表中的記錄得到問題 id，利用問題的 id 得到問題和相關聯(lián)的問題選項。學生保存答案時按題型分為兩種情況，一是保存選擇性的題目，此時就把被選中的問題的選項的 id 存入試卷組成元素表中對應的學生答案字段中。另 外就是非選擇性題目，即需要輸入文字的題目，此時把輸入的文字存入成元素表中對應的學生答案字段中。 其中需要說明的是在實際編寫代碼時，對數據庫做了一些改進。如問題表（ T_QUESTIONS）與科目表（ T_SUBJECTS）間的關聯(lián)是用問題表中的科目名稱（ strSUBName）與科目表中的科目名稱（ str