【文章內容簡介】 科技學院畢業(yè)設計 6 技術 分析 本課題采用 C/S 開發(fā)模式，運用 java 語言 J2SE 版本開發(fā)，充分利用 java 語言的面向對 象特點及其跨平臺性，采用 MVC分層設計模式，即“模型 — 視圖表示 — 控制器”的思路來完成系統(tǒng)實現的。 Java 平臺是一種純軟件平臺，它有三個版本 Java SE、 JavaEE、 Java ME。 Java SE（ Java Platform， Standard Edition）這個版本以前叫做 J2SE，后來版本號從 直接跳到 ，其實也就是 ，所以就叫成 Java SE 。目前 Java 開發(fā)人員使用較多的版本是 ，當然還有 Java SE 這個更新的版本。它允許開發(fā)和部署在桌面、服務器、嵌入式環(huán)境 和實時環(huán)境中使用的 Java 應用程序。 Java SE 還包含了支持 Java Web服務開發(fā)的類，并為 Java EE 這個版本提供基礎。 一、 Java 語言與其他語言比較，具有以下特點： (1) 簡單性 Java 繼承了 C/C++的語法，丟棄了其中不常用又容易引起混淆的功能，特別是非面向對象的內容，取消了 C 語言的結構、指針、 define 語句、多重繼承、全局變量和函數、GOTO 語句、操作符重載、自動類型轉換等等。 (2) 面向對象 Java 是一種純面向對象的語言，具有封裝、繼承和多態(tài)的特性，無全局變量或函數，可以被 用于面向對象這種現代軟件工程。 (3) 分布式 Java 包括一個支持 HTTP 和 FTP 等基于 TCP/IP 協(xié)議的子庫。因此， Java 應用程序可憑借 URI，打開并訪問網絡上的對象，象本地一樣。 (4) 解釋型 Java 寫成的源代碼需要被編譯成高階的字節(jié)碼，它們與機器架構無關。然后，這種字節(jié)碼在任何 Java 的運行環(huán)境中由 Java 虛擬機解釋執(zhí)行，保證了 Java 的與平臺無關性和可移植性。解釋執(zhí)行與及時編譯技術（ JIT）的完美結合，提供了相當高的運算性能。 (5) 多態(tài)的支持 防災科技學院畢業(yè)設計 7 Java 是一種非常注重對象形態(tài)轉換的語 言，所以在編譯時期就會做形態(tài)轉換檢查，在執(zhí)行時期， Java 也會做一些形態(tài)上的檢查。 (6) 垃圾收集和異常處理 由于 Java 垃圾收集器會做自動的垃圾收集（ Garbage Collection），這里的垃圾指一些不會被再使用的對象，所以程序設計者不需費心，內存會被自動地管理， Java 本身提供了許多面向對象的異常 (Exccption)處理，所以程序在執(zhí)行時期所發(fā)生的錯誤，都可以由程序自己來處理。 (7) 安全性 Java 設計時對系統(tǒng)的安全，特別是網絡安全做了周密的考慮，通過字節(jié)驗證、內存調用方式、資源使用權限等 進行多次的安全管理。 Java 被認為是在任何系統(tǒng)上最安全的應用程序之一。 二、 Java 的技術平臺： Java 不僅是一種語言，更重要的是一種區(qū)別于傳統(tǒng)系統(tǒng)，遵循“網絡就是計算機”信條的平臺技術。 Java 平臺將面向對象系統(tǒng)擴展成包括程序和數據的網絡計算機（ CN），而這個平臺的核心就是 java 平臺成為萬能開發(fā)平臺，實現了 Java 程序“編寫一次，到處運行” [9]。 Java 虛擬機（ JVM）是一種抽象化的計算機，可以再上面執(zhí)行 Java 的字節(jié)碼。它本身的設計原則是“小而簡單”，目的是為了盡可能在所有的機器上都能安裝。這 樣的精簡原則，使得它能夠在現有的各種平臺上都可以順利執(zhí)行，適合各種網絡的環(huán)境 [10]。 Java 的技術平臺的工作原理：第一步： Java 用一個編譯器將資源程序代碼（ .java）轉換成可執(zhí)行程序（ .class）， Java 編譯器生成的獨立于處理器結構的字節(jié)碼。第二步：字節(jié)代碼用一個 Java 虛擬機（ JVM）來執(zhí)行， JVM 是理想化的 Java 處理芯片，通常是在軟件上實現而不是在硬件上實現 [11]。 三、 C/S 與 B/S 結構 的選擇： 考試系統(tǒng)的研究方向主要是圍繞以 Client/Server(C/S)模式或 Browser/Server(B/S)模式 開發(fā)進行研究 。 C/S 模式考試系統(tǒng)常用于局域網范圍內的考試?？荚嚽?，先在客戶機安裝客戶端軟件，客戶端軟件遵循相關協(xié)議連接至服務器端 [10]?？蛻舳税l(fā)送考試請求后，防災科技學院畢業(yè)設計 8 由服務器把相關的考卷傳送回客戶端 [13]。 B/S 模式網絡應用程序技術 是 考生在客戶端通過瀏覽器向服務器發(fā)送考試請求，服務器將相關考卷發(fā)送至客戶端瀏覽器。 C/S 結構（ Client/Server 的簡稱，客戶機 /服務器模式 ） 。在上個世紀八九十年代以及八九十年代初期已經得到了大量應用，最直接的原因是可視化開發(fā)工具的推廣。最初為兩層結 構，隨著技術的進步以及應用的需要，逐步的向三層結構發(fā)展。 C/S結構的優(yōu)點： （ 1） 響應速度快。 C/S 結構是客戶端與數據庫直接相連，沒有中間環(huán)節(jié)，因此響應速度快。 （ 2） 軟件設計個性化，可滿足用戶個性化的需求。因為 C/S機構有著自己的客戶端，在客戶端的設計上，可以根據客戶的需求進行個性化的設計，可以滿足客戶復雜的個性化需求。特別是在操作界面、報表工具等方面。 （ 3） C/S 結構充分利用客戶端的硬件設施，將很多的數據處理工作在客戶端完成，故數據處理能力比較強大，對一些復雜的業(yè)務流程，也容易實現。 同時， C/S 結構也有它的缺點： 分布能力差。成也蕭何，敗也蕭何，因為有客戶端的安裝帶來的一系列個性化的方便的同時，也造成了在系統(tǒng)部署時，對每一個用戶都要安裝客戶端才能進行使用，如用戶數量龐大分布廣泛的話，此時給部署帶來及大的不便。 維護成本高昂由于客戶端數量龐大，對系統(tǒng)的維護和升級都是很大的考驗。 跨平臺使用難以實現 C/S 系統(tǒng)如果需跨平臺使用，必須重新開發(fā)在其系統(tǒng)平臺下的客戶端才能使用。 B/S 結構（ Browser/Server 的簡稱，瀏覽器 /服務器）。是相對于 C/S 的登錄方式的不同而命名的。是一種終端只是用來顯示和接受輸入，所 有的數據存儲、計算、格式化以及頁面代碼的生產都是在 WEB 服務器上。 B/S 結構的優(yōu)點： 分布性廣，靈活方便 只要有瀏覽器并且能夠上網就能夠登陸服務器進行信息的處理、采集工作。不受客戶端的限制。維護簡單方便 只要在服務器端進行配置就可以完成部署。如需升級，也只要在服務器端進行維護，客戶端就自動登錄最新的系統(tǒng)。同時， B/S 結構仍有它的缺點： 1） 數據處理同步方式帶來的時間 余 WEB是以一問一答（ request/response）的方式來完成信息交互的，并且是同步方式。如果有一問而沒一答，我們就必須等待， 等待答復完成才提出下一問。舉個大家最為常用的 電子郵件的例子，在使用 web 郵箱時，你寫完一封郵件提交，只有當此郵件提交完成，頁面刷新到 郵件提交已完成時，你才可以進入防災科技學院畢業(yè)設計 9 下一封郵件的書寫，如遇到網絡問題，前期的工作還有可能全部重新來過。而使用本地郵件客戶端（如 outlook）書寫郵件完成后，你可以按一下發(fā)送按鈕，然后繼續(xù)下一封郵件的書寫，讓客戶端自行在后臺完成郵件發(fā)送任務。先滿足你書寫下一封郵件的需求，郵件的提交至少不需要馬上，而可以在后臺自動處理完成。 2）響應速度慢 頁面的動態(tài)更新，響應速度明顯降低。主 要原因是在數據傳輸的過程中不僅要傳輸所處理文件的文件，還要同步傳輸頁面的布局等界面控制信息。 功能弱化 B/S 模式下很難實現個性化的需求，對一些在 C/S 下很容易實現的功能，如報表工具等，在 B/S 下很難實現。 3）功能弱化 B/S模式下很難實現個性化的需求，對一些在 C/S 下很容易實現的功能，如報表工具等，在 B/S 下很難實現。 4）無狀態(tài)方式帶來的會話控制成本 在瀏覽靜態(tài)頁面時，各個靜態(tài)頁面并不構成一個需要前后關聯(lián)的事務，因此不需要保存當前頁面的狀態(tài)，這好比你可以在一本書前后頁隨便翻閱。而一旦前后處理有著 明確的邏輯程序，服務器在保存數據的同時還要保存用戶的狀態(tài)（到邏輯的那一步），開發(fā)人員要精心設計提交的次序及信息的完整性，大費周章的進行控制。而對 C/S 而言，只需全部完成后提交即可。 在線考試系統(tǒng)的開發(fā)首先考慮到數據的安全性和程序的方便性 ,該系統(tǒng)沒有采用 B/S模式而采用 C/S 模式 [13]。因為 B/S 模式不易實現考試時間的自動控制 ,提交試題的時候如果服務器忙則可能會造成服務器長期沒有響應 ,或數據丟失。而采用 C/S 模式則比較易于控制 ,而且數據可以反復提交直到提交成功 ,從而確?？忌鸢改軌虮惶峤坏椒掌?[14]。 用戶層的設計 項目實施之前，我們對用戶的工作方式、業(yè)務流程和管理模式進行了比較詳細的了解和細致的分析，從總體上進行把握，再就工作流程和需求等細節(jié)問題上進行多次的相互交流，并得到用戶的認可。為了便于管理和開發(fā)，對于整個系統(tǒng)來說，現在我們在集中形成的用戶界面上體現的主要功能為 : 登錄 模塊、 題目管理 模塊、 成績管理 模塊、 用戶管理 等 。 系統(tǒng)功能的總體邏輯層次 本課題采用 C/S 開發(fā)模式，采用 MVC 分層設計模式，即“模型 M— 視圖表示 V— 控制防災科技學院畢業(yè)設計 10 器 C”的思路來完成系統(tǒng)實現的。 視圖：數據的展現 。視圖是用戶看到并與之交互的界面。視圖向用戶顯示相關的數據，并能接收用戶的輸入數據，但是它并不進行任何實際的業(yè)務處理。視圖可以向模型查詢業(yè)務狀態(tài)，但不能改變模型。視圖還能接受模型發(fā)出的數據更新事件，從而對用戶界面進行同步更新。 模型：應用對象。模型是應用程序的主體部分。 模型代表了業(yè)務數據和業(yè)務邏輯； 當數據發(fā)生改變時，它要負責通知視圖部分；一個模型能為多個視圖提供數據。由于同一個模型可以被多個視圖重用，所以提高了應用的可重用性。 控制器：邏輯處理、控制實體數據在視圖上展示、調用模型處理業(yè)務請求。 當用戶單 擊視圖層頁面中的提交按鈕來發(fā)送數據時，控制器接收請求并調用相應的模型組件去處理請求，然后調用相應的視圖來顯示模型返回的數據 。 設計 要求 系統(tǒng)穩(wěn)定性 在線考試系統(tǒng)的用戶數隨著學生的日益增大而越來越多，在線考試系統(tǒng)對于學校管理和學生實踐工作至關重要。那么在設計該系統(tǒng)時，很重要的一個問題就是系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行。我們對于系統(tǒng)的啟動、運行和監(jiān)控等各個環(huán)節(jié)可能出現的不穩(wěn)定因素給予充分的考慮，以確保不影響單位的日常工作。 數據的安全性 在線考試系統(tǒng)中的業(yè)務數據信息是非常重要的。數據安全 性是本系統(tǒng)需要著重考慮的另一個問題，要確保數據完整性和一致性，要確保數據經常性的備份，即使數據意外遭破壞，也要能及時恢復，而不能要人工把原始的大量的數據重新輸入一遍。因此要在技術上采取一定的技術手段和措施來保證數據的安全性。 Java 設計時對系統(tǒng)的安全，特別是網絡安全做了周密的考慮，通過字節(jié)驗證、內存調用方式、資源使用權限等進行多次的安全管理。 Java 被認為是在任何系統(tǒng)上最安全的應用程序之一。 系統(tǒng)健壯性 在線考試系統(tǒng)需要長期穩(wěn)定地運行，用戶在日常的工作中要進行各種各樣的操作，而操作水平參差不齊 ，難免會產生各種各樣的誤操作和錯誤，這就打破了本系統(tǒng)的正常運行防災科技學院畢業(yè)設計 11 流程，可能導致預想不到的后果。因此，在本系統(tǒng)的設計過程中，我們將預先考慮各種各樣的誤操作及后果，采取相應的預防措施，確保不產生災難性的后果，保證系統(tǒng)的健壯性。 系統(tǒng)規(guī)劃 在線考試系統(tǒng)由登錄 模塊、 題目管理 模塊、 成績管理 模塊、 用戶管理等組成。 系統(tǒng)功能結構圖 在線考試系統(tǒng)模塊如圖 341。 圖 341 在線考試系統(tǒng) 能模塊圖 系統(tǒng)流程圖 根據整個系統(tǒng)的總體結構，畫出如圖 342 在線考試系統(tǒng)流程圖 。 防災科技學院畢業(yè)設計 12 圖 342 在線考試系統(tǒng)流程 圖 數據存儲的設計 無論做什么系統(tǒng)，都要存儲相應的數據，數據庫的種類選擇很多， 如 SQL Server， MySQL，Oracle， BD2 等等，但本系統(tǒng)所用的數據存儲方式為文件來存儲數據，考慮到存放試題的數 量比較大，文件存儲數據易于維護等，所以采用 txt 文件來存儲數據，設置一些數據的存放格式來保存在文件中，對文件進行讀寫操作。 一、 不管是對用戶信息還是對試題信息的存儲， 其存儲結構都要遵守如下特點： (1)能真實充分地反映現實世界，包括事物和事物之間的聯(lián)系 ,能滿足用戶對數據的處理要求。 (2)易于理解，從而可以用它和不熟悉計算機的用戶交換意見，用戶的積極參與是數據庫的設計成功的關鍵。 (3)易于更改，應用環(huán)境和應用要求改變時，容易對概念模型修改和擴充。 (4)易于向關系、網狀、層次等各種數據模型轉換。 防災科技學院畢業(yè)設計 13 描述概念 模型的有力工具是 ER模型。根據以上得到的數據項和數據結構，就可以設計出能夠滿足用戶需求的各種實體，以及它們之間的關系，為后面的邏輯結構設計打下基礎。 二、設計任何一張表都要遵守它的關系模式，如下： 1. 一個實體型轉換為一個關系模式的集合。實體的屬性就是關系的屬性，實體的碼就是關系的碼。 對于實體間的聯(lián)系則有以下不同的情況： 2. 一個 1:1聯(lián)系可以轉換為一個獨立的