高校网络考试系统的应用研究
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摘要:对当前各个领域采用的不同网络考试系统的特点和关键技术进行了比较和研究,提出了一套适用于高校的通用考试平台的设计模式,研究分析其关键技术,并提出了改进的方案,完善了系统。
中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)11-2682-02
Research Based on Application of Web Examination System
XU Guang-ming1, LU Chang1, LI Hai-xia2
(1.Public Experiment Center of Zhejiang Ocean University, Zhoushan 316000, China; 2.Zhejiang Taizhou Junior Middle School, Taizhou 317000, China)
Abstract: Research and comparision for different web examination in the current individual field, probosed a set of design mode about general examination platform which apply in colleges and universities, research and analysis the kdy technology, and proposed improved scheme, made system being perfect.
Key words: web examination system; application research; design mode
计算机的发展已经渗入到工作生活的每个角落,利用计算机来高效率地完成各类事件已经比比皆是,从上个世纪的80年代,它就开始影响传统的考试模式,提出了全新的基于网络的概念,并受到了广大的关注和欢迎,随着计算机技术的飞速发展,这种形式越来越被人们所接受,并且,考试系统也发生了翻天盖地的变化。
1 网络考试系统的相关技术
1.1 网络考试系统的三种模式
当前的网络考试系统主要分为B/S、C/S和B/S与C/S相结合的三种模式,三者之间各有优缺点,B/S是当前流行的N Tier模式即三层结构体系的一种,是基于Web浏览器的多层结构开发模式,相对于C/S架构,他的主要优势在于客户端的零维护,客户端只要通过Browser(浏览器)进行页面的提交就可以进行访问,便捷灵活,缺点在于无法提供强大的功能,且安全性较差;C/S能够发挥两端硬件的优势,设计出友好的界面,提供强大的功能,安全性较好,但是客户端维护量较大;两者结合的模式实际上是建立在C/S基础上,对B/S模式的一种整合,针对性地根据客户端功能要求而开发的一种模式,图1~图3是各种模式的示意图。
图1 B/S模式 图2 C/S模式 图3 B/S与C/S相结合模式
1.2 网络考试系统的开发语言
实际上基于网络考试系统的开发语言也就是目前较流行的网络编程语言,他们都有着自己的特色和适用领域,分别是ASP、、PHP和JSP。
缺点是无法胜任大型网站的建设,维护难度较高,速度较慢,安全性差。的速度一般性,安全性一般,它是面向对象开发的一种语言,维护比较容易。PHP的运行速度快,安全性高,而且是多平台运行,如果采用面向对象开发,维护也比较容易,是众多大型网站青睐的一种开发语言。JSP的运行速度较快,安全性非常高,且是多平台运行,但是开发速度相对慢一些,成本较高,具体见表1。
1.3 网络考试系统的后台数据库
从目前来看,小到Microsoft公司的Access,大到Oracle公司的Oracle数据库,都被广泛地应用在网络考试系统中,不同的数据库有着各自显著的特点,具体比较见表2。
由图可以看出,大型数据库在性能和兼容性上等都有着明显的优势,但是开发成本较高,小型数据库的性能虽然不如大型数据库,但是他们简单易操作,且成本较低,在一些只有少量访问量的环境下非常适用。
1.4 网络考试系统的服务器平台
网络考试系统的服务器平台主要分为Windows和Unix两大类,大家所熟知的windows平台因为使用范围广,被绝大多数的用户所接受,而且操作简便,Unix则在安全性和性能上有着自己独特的优势,具体见表3。
1.5 网络考试系统考生数据存储方式
当前网络考试系统在考生数据的处理上主要分为以下三种,考完一次性上传、实时上传和本地保存结合实时上传。考完一次性上传多应用在安全性要求不高的环境,开发难度小,成本低;实时上传多应用在B/S架构上,因为模式的局限性,本地保存比较难以实现,所以只能采用实时的方式来提高安全性;本地保存结合实时上传的方式多应用在C/S的模式,从安全性的角度来说,这是最理想的,具体见表4。
2 高校网络考试系统的实现
2.1 高校网络考试系统的要求
高等学校与其它应用环境相比,有着自己的特点:用户众多 、考试内容多样化、机器比较集中等等,这就对系统提出了相应的要求:
1)并发数据量大
高校机房往往拥有大型的机房,可以同时容纳数百人,在进行考试的时候,并发数据量非常可观。我们可以通过两种方式来解决这个问题,第一、如果基于B/S架构,我们可以通过改善网络结构和提高网络服务器性能来解决。第二、如果基于C/S架构,相对来说,网络的压力明显减弱,我们可以在软件设计上提高生成题目的效率。
2)系统支持的文件格式丰富
高校课程丰富,在考试的时候,往往需要以文字以外的方式来进行评阅,比如图片文件和动画文件等,考试系统在设计的时候予以充分考虑。
3)海量题库
因为高校学生众多,交流密切,机考却无法像平时考试一样一次性完成,只能分批次,这就要求题库必须有足量的题目,并且保持更新,这样才能减少因为重复造成的泄题,影响公平性。
4)抽题均匀
因为计算机的摆放方式决定了机考的监考难度,学生很容易就可以从旁边的学生那里得到帮助,所以,最好的解决办法是相邻机器没有重复题目,目前的抽题都采用了随机的方式,在基于大量题库的前提下的确可以起到明显的效果,为了达到更好的效果,我们还可以打乱候选项的顺序,即使出现同样的题目,也会有不同的答案。
2.2我校通用网络考试平台的实现
基于以上的研究,我校通用网络考试系统的实现是基于B/S模式的三层架构,考试机只需要通过IE浏览器来进行考试,综合考虑开发成本、服务器、操作简便等因素,采用了基于Windows 2003+IIS6.0的开发平台,开发语言采用了,后台数据库采用了SQL Server 2000的版本,考试系统的示意图如图4。
为了解决并发数据量的瓶颈问题,采用了提高硬件性能,改善网络结构和优化生成题目算法相结合的方式来改善。对于服务器来说,当处理大量并发数据量的时候,内存的容量起到了关键性的左右,所以,我们通过增加物理内存的方法可以有效改善硬件性能。在由原来的2G内存增加到4G内存的变化中,从生成页面时间对比来看,同样数量客户端生成相同题库题目的速度提高了%7.6,效果非常明显。另外,网络结构的优化也是相当重要,目前的机房基本上都是基于100M的网络带宽,对于考试的应用绰绰有余,我们可以通过更换高性能的交换机来提高网络性能,尽量减少客户端到服务器的访问节点。
因为通用,所以我们要考虑对各类文件的支持,对于系统无法识别的文件类型,比如说AutoCAD、flash文件等,我们可以采用附件上传下载的功能来让客户端到本地进行查看,阅卷的功能考虑了主观题查阅,整合人工给分的方式。
组卷是一个考试系统的关键核心内容,而其质量与速度的好差主要在于算法的选择与应用上,目前较流行的算法是具有较好收敛性的遗传算法,它由染色体编码、个体适应度、遗传操作、交叉算子和最优保存策略组成[1],在本系统中,采用了优化的算法,即在交叉概率的选择上,针对传统算法对劣质个体的处理薄弱缺点,优化成如下结果:
(1)
(2)
式中,fMax是种群中最大适应度值;Pm,Max是预设置的最大变异概率;Pm,Min是预设置的最小变异概率;f(x1)是待变异个体的适应度值;Pm(t)是第t代种群中个体x1的变异概率。这种算法改进了寻优速度和寻优能力,使其更利于搜索目标解[2],从而在抽题中取得了更好的效果。
3 结束语
本系统通过对当前流行考试系统的研究,设计出了一套适用本学校的通用考试平台,为组织各类考试提供了较好的条件,而且对其它高校也具有很好的参考价值。
参考文献:
[1] 孙卫民,曹正凤. 遗传算法在网络考试系统中的应用[J].北京石油化工学院学报,2007,15(4):52-56.
[2] 杨志刚.网络考试系统中算法的优化[J].包钢科技,2006(1):91-92.