【文章內(nèi)容簡介】 科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 6 技術(shù) 分析 本課題采用 C/S 開發(fā)模式，運(yùn)用 java 語言 J2SE 版本開發(fā)，充分利用 java 語言的面向?qū)?象特點及其跨平臺性，采用 MVC分層設(shè)計模式，即“模型 — 視圖表示 — 控制器”的思路來完成系統(tǒng)實現(xiàn)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(dāng)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(wù)器、嵌入式環(huán)境 和實時環(huán)境中使用的 Java 應(yīng)用程序。 Java SE 還包含了支持 Java Web服務(wù)開發(fā)的類，并為 Java EE 這個版本提供基礎(chǔ)。 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?qū)ο蟮膬?nèi)容，取消了 C 語言的結(jié)構(gòu)、指針、 define 語句、多重繼承、全局變量和函數(shù)、GOTO 語句、操作符重載、自動類型轉(zhuǎn)換等等。 (2) 面向?qū)ο? Java 是一種純面向?qū)ο蟮恼Z言，具有封裝、繼承和多態(tài)的特性，無全局變量或函數(shù)，可以被 用于面向?qū)ο筮@種現(xiàn)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(yīng)用程序可憑借 URI，打開并訪問網(wǎng)絡(luò)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(jī)器架構(gòu)無關(guān)。然后，這種字節(jié)碼在任何 Java 的運(yùn)行環(huán)境中由 Java 虛擬機(jī)解釋執(zhí)行，保證了 Java 的與平臺無關(guān)性和可移植性。解釋執(zhí)行與及時編譯技術(shù)（ JIT）的完美結(jié)合，提供了相當(dāng)高的運(yùn)算性能。 (5) 多態(tài)的支持 防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 7 Java 是一種非常注重對象形態(tài)轉(zhuǎn)換的語 言，所以在編譯時期就會做形態(tài)轉(zhuǎn)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(shè)計者不需費心，內(nèi)存會被自動地管理， Java 本身提供了許多面向?qū)ο蟮漠惓?(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(shè)計時對系統(tǒng)的安全，特別是網(wǎng)絡(luò)安全做了周密的考慮，通過字節(jié)驗證、內(nèi)存調(diào)用方式、資源使用權(quán)限等 進(jìn)行多次的安全管理。 Java 被認(rèn)為是在任何系統(tǒng)上最安全的應(yīng)用程序之一。 二、 Java 的技術(shù)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(wǎng)絡(luò)就是計算機(jī)”信條的平臺技術(shù)。 Java 平臺將面向?qū)ο笙到y(tǒng)擴(kuò)展成包括程序和數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)（ 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(xiàn)了 Java 程序“編寫一次，到處運(yùn)行” [9]。 Java 虛擬機(jī)（ JVM）是一種抽象化的計算機(jī)，可以再上面執(zhí)行 Java 的字節(jié)碼。它本身的設(shè)計原則是“小而簡單”，目的是為了盡可能在所有的機(jī)器上都能安裝。這 樣的精簡原則，使得它能夠在現(xiàn)有的各種平臺上都可以順利執(zhí)行，適合各種網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境 [10]。 Java 的技術(shù)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(zhuǎn)換成可執(zhí)行程序（ .class）， Java 編譯器生成的獨立于處理器結(jié)構(gòu)的字節(jié)碼。第二步：字節(jié)代碼用一個 Java 虛擬機(jī)（ 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(xiàn)而不是在硬件上實現(xiàn) [11]。 三、 C/S 與 B/S 結(jié)構(gòu) 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(jìn)行研究 。 C/S 模式考試系統(tǒng)常用于局域網(wǎng)范圍內(nèi)的考試?？荚嚽?，先在客戶機(jī)安裝客戶端軟件，客戶端軟件遵循相關(guān)協(xié)議連接至服務(wù)器端 [10]?？蛻舳税l(fā)送考試請求后，防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 8 由服務(wù)器把相關(guān)的考卷傳送回客戶端 [13]。 B/S 模式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序技術(shù) 是 考生在客戶端通過瀏覽器向服務(wù)器發(fā)送考試請求，服務(wù)器將相關(guān)考卷發(fā)送至客戶端瀏覽器。 C/S 結(jié)構(gòu)（ Client/Server 的簡稱，客戶機(jī) /服務(wù)器模式 ） 。在上個世紀(jì)八九十年代以及八九十年代初期已經(jīng)得到了大量應(yīng)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(jié) 構(gòu)，隨著技術(shù)的進(jìn)步以及應(yīng)用的需要，逐步的向三層結(jié)構(gòu)發(fā)展。 C/S結(jié)構(gòu)的優(yōu)點： （ 1） 響應(yīng)速度快。 C/S 結(jié)構(gòu)是客戶端與數(shù)據(jù)庫直接相連，沒有中間環(huán)節(jié)，因此響應(yīng)速度快。 （ 2） 軟件設(shè)計個性化，可滿足用戶個性化的需求。因為 C/S機(jī)構(gòu)有著自己的客戶端，在客戶端的設(shè)計上，可以根據(jù)客戶的需求進(jìn)行個性化的設(shè)計，可以滿足客戶復(fù)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(jié)構(gòu)充分利用客戶端的硬件設(shè)施，將很多的數(shù)據(jù)處理工作在客戶端完成，故數(shù)據(jù)處理能力比較強(qiáng)大，對一些復(fù)雜的業(yè)務(wù)流程，也容易實現(xiàn)。 同時， C/S 結(jié)構(gòu)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(jìn)行使用，如用戶數(shù)量龐大分布廣泛的話，此時給部署帶來及大的不便。 維護(hù)成本高昂由于客戶端數(shù)量龐大，對系統(tǒng)的維護(hù)和升級都是很大的考驗。 跨平臺使用難以實現(xiàn) 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(jié)構(gòu)（ Browser/Server 的簡稱，瀏覽器 /服務(wù)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(shù)據(jù)存儲、計算、格式化以及頁面代碼的生產(chǎn)都是在 WEB 服務(wù)器上。 B/S 結(jié)構(gòu)的優(yōu)點： 分布性廣，靈活方便 只要有瀏覽器并且能夠上網(wǎng)就能夠登陸服務(wù)器進(jìn)行信息的處理、采集工作。不受客戶端的限制。維護(hù)簡單方便 只要在服務(wù)器端進(jìn)行配置就可以完成部署。如需升級，也只要在服務(wù)器端進(jìn)行維護(hù)，客戶端就自動登錄最新的系統(tǒng)。同時， B/S 結(jié)構(gòu)仍有它的缺點： 1） 數(shù)據(jù)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(fù)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(dāng)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(jìn)入防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 9 下一封郵件的書寫，如遇到網(wǎng)絡(luò)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(wù)。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(yīng)速度慢 頁面的動態(tài)更新，響應(yīng)速度明顯降低。主 要原因是在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^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(xiàn)個性化的需求，對一些在 C/S 下很容易實現(xiàn)的功能，如報表工具等，在 B/S 下很難實現(xiàn)。 3）功能弱化 B/S模式下很難實現(xiàn)個性化的需求，對一些在 C/S 下很容易實現(xiàn)的功能，如報表工具等，在 B/S 下很難實現(xiàn)。 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(gòu)成一個需要前后關(guān)聯(lián)的事務(wù)，因此不需要保存當(dāng)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(wù)器在保存數(shù)據(jù)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(shè)計提交的次序及信息的完整性，大費周章的進(jìn)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(shù)據(jù)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(xiàn)考試時間的自動控制 ,提交試題的時候如果服務(wù)器忙則可能會造成服務(wù)器長期沒有響應(yīng) ,或數(shù)據(jù)丟失。而采用 C/S 模式則比較易于控制 ,而且數(shù)據(jù)可以反復(fù)提交直到提交成功 ,從而確?？忌鸢改軌虮惶峤坏椒?wù)器 [14]。 用戶層的設(shè)計 項目實施之前，我們對用戶的工作方式、業(yè)務(wù)流程和管理模式進(jìn)行了比較詳細(xì)的了解和細(xì)致的分析，從總體上進(jìn)行把握，再就工作流程和需求等細(xì)節(jié)問題上進(jìn)行多次的相互交流，并得到用戶的認(rèn)可。為了便于管理和開發(fā)，對于整個系統(tǒng)來說，現(xiàn)在我們在集中形成的用戶界面上體現(xiàn)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(shè)計模式，即“模型 M— 視圖表示 V— 控制防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 10 器 C”的思路來完成系統(tǒng)實現(xiàn)的。 視圖：數(shù)據(jù)的展現(xiàn) 。視圖是用戶看到并與之交互的界面。視圖向用戶顯示相關(guān)的數(shù)據(jù)，并能接收用戶的輸入數(shù)據(jù)，但是它并不進(jìn)行任何實際的業(yè)務(wù)處理。視圖可以向模型查詢業(yè)務(wù)狀態(tài)，但不能改變模型。視圖還能接受模型發(fā)出的數(shù)據(jù)更新事件，從而對用戶界面進(jìn)行同步更新。 模型：應(yīng)用對象。模型是應(yīng)用程序的主體部分。 模型代表了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)邏輯； 當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生改變時，它要負(fù)責(zé)通知視圖部分；一個模型能為多個視圖提供數(shù)據(jù)。由于同一個模型可以被多個視圖重用，所以提高了應(yīng)用的可重用性。 控制器：邏輯處理、控制實體數(shù)據(jù)在視圖上展示、調(diào)用模型處理業(yè)務(wù)請求。 當(dāng)用戶單 擊視圖層頁面中的提交按鈕來發(fā)送數(shù)據(jù)時，控制器接收請求并調(diào)用相應(yīng)的模型組件去處理請求，然后調(diào)用相應(yīng)的視圖來顯示模型返回的數(shù)據(jù) 。 設(shè)計 要求 系統(tǒng)穩(wěn)定性 在線考試系統(tǒng)的用戶數(shù)隨著學(xué)生的日益增大而越來越多，在線考試系統(tǒng)對于學(xué)校管理和學(xué)生實踐工作至關(guān)重要。那么在設(shè)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(yùn)行。我們對于系統(tǒng)的啟動、運(yùn)行和監(jiān)控等各個環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)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(shù)據(jù)的安全性 在線考試系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息是非常重要的。數(shù)據(jù)安全 性是本系統(tǒng)需要著重考慮的另一個問題，要確保數(shù)據(jù)完整性和一致性，要確保數(shù)據(jù)經(jīng)常性的備份，即使數(shù)據(jù)意外遭破壞，也要能及時恢復(fù)，而不能要人工把原始的大量的數(shù)據(jù)重新輸入一遍。因此要在技術(shù)上采取一定的技術(shù)手段和措施來保證數(shù)據(jù)的安全性。 Java 設(shè)計時對系統(tǒng)的安全，特別是網(wǎng)絡(luò)安全做了周密的考慮，通過字節(jié)驗證、內(nèi)存調(diào)用方式、資源使用權(quán)限等進(jìn)行多次的安全管理。 Java 被認(rèn)為是在任何系統(tǒng)上最安全的應(yīng)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(yùn)行，用戶在日常的工作中要進(jìn)行各種各樣的操作，而操作水平參差不齊 ，難免會產(chǎn)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(yùn)行防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 11 流程，可能導(dǎo)致預(yù)想不到的后果。因此，在本系統(tǒng)的設(shè)計過程中，我們將預(yù)先考慮各種各樣的誤操作及后果，采取相應(yīng)的預(yù)防措施，確保不產(chǎn)生災(zāi)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(jié)構(gòu)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(jù)整個系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，畫出如圖 342 在線考試系統(tǒng)流程圖 。 防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 12 圖 342 在線考試系統(tǒng)流程 圖 數(shù)據(jù)存儲的設(shè)計 無論做什么系統(tǒng)，都要存儲相應(yīng)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)存儲方式為文件來存儲數(shù)據(jù)，考慮到存放試題的數(shù) 量比較大，文件存儲數(shù)據(jù)易于維護(hù)等，所以采用 txt 文件來存儲數(shù)據(jù)，設(shè)置一些數(shù)據(jù)的存放格式來保存在文件中，對文件進(jìn)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(jié)構(gòu)都要遵守如下特點： (1)能真實充分地反映現(xiàn)實世界，包括事物和事物之間的聯(lián)系 ,能滿足用戶對數(shù)據(jù)的處理要求。 (2)易于理解，從而可以用它和不熟悉計算機(jī)的用戶交換意見，用戶的積極參與是數(shù)據(jù)庫的設(shè)計成功的關(guān)鍵。 (3)易于更改，應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用要求改變時，容易對概念模型修改和擴(kuò)充。 (4)易于向關(guān)系、網(wǎng)狀、層次等各種數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換。 防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 13 描述概念 模型的有力工具是 ER模型。根據(jù)以上得到的數(shù)據(jù)項和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，就可以設(shè)計出能夠滿足用戶需求的各種實體，以及它們之間的關(guān)系，為后面的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計打下基礎(chǔ)。 二、設(shè)計任何一張表都要遵守它的關(guān)系模式，如下： 1. 一個實體型轉(zhuǎn)換為一個關(guān)系模式的集合。實體的屬性就是關(guān)系的屬性，實體的碼就是關(guān)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(zhuǎn)換為一個獨立的