基于C/S架构的通用计算机在线考试系统的实现

随着计算机网络技术和数据库技术的飞速发展，高校的信息化建设进程日益深入，其中数字化校园建设成为其核心内容。纵观全国各高校的数字化校园建设，大多以建设数字化网络环境、数字化教学资源、数字化教学与学习环境、数字化管理手段和工作环境；实现数字化科研和管理；创建数字化生活空间；实现教育的信息化和现代化等为最终目标[1]。为推动数字化校园建设进程，创建数字化教学环境，开发出适用于多学科的计算机在线考试软件系统。通过此软件可以实现多学科网上在线考试，既能把教师从繁重的批阅试卷、复核试卷、试卷分析等工作中解放出来，又免去了印制纸质试卷、按考场分发试卷、纸质试卷保存等很多繁重工作，而且提高了试卷的保密性。

1 C/S模式的多层结构

C/S模式是一种普遍应用的网络计算模式。传统的C/S模式是两层结构，在这种模式下，网络中的计算机分为两个有机部分：客户机和服务器。服务器只负责各种数据的处理和维护，为各个客户机应用程序管理数据；客户机包含文档处理软件、决策支持工具、数据查询等应用逻辑程序，通过网络使用SQL语言发送、请求和分析从服务器接收数据。这是一种"胖客户机(Fat Client)"、"瘦服务器(Thin Server)"的网络结构模式。随着C/S结构应用范围的不断扩大和计算机网络技术的发展，这种结构的缺陷日益明显，如系统的可靠性有所降低、缺乏灵活性、资源浪费严重、维护费用较高等[2]。

为解决这一问题，网络计算模式逐渐从两层扩展到N层，形成多层结构。在多层结构中把业务逻辑独立出来，使得应用系统的开发模式变为下面形式：

(1)客户端。只注重人机界面的设计，不必关心业务逻辑和数据库的访问，使开发大大简化，并且使得原两层结构的胖客户机变成瘦客户机。

(2)中间业务逻辑层。提供客户端程序调用的业务逻辑规则，以完成其业务操作。当业务逻辑改变时，客户端不必改变。

(3)数据库服务层。提供对数据库进行各种操作的方法，由中间业务逻辑层调用完成业务逻辑。
可以看出，在多层结构中，层次划分不是物理上的划分，而是结构逻辑上的划分，即按应用目标划分。如果客户端要求响应速度很快，业务组件的体积较小，业务组件可以放在客户端；如果业务组件包含大量对数据库的操作，可以配置在数据库服务器上，以减少网络负载，提高运算速度；如果业务组件可供大多数客户机程序访问,则可以使用业务组件构成一个应用服务器，供大家访问。由于多层结构的运行机制，使得多层结构具备以下优点[3]。

(1)可伸缩性好。可按应用要求部署逻辑层次，适应于本地网和广域网。
(2)网络效率高。通过合理布局，因网络传输的数据量大大减少，网络效率得到提高。
(3)可管理性强。客户端基本实现"零维护"，主要管理工作集中在应用逻辑层，业务逻辑的修改对客户端没有影响。
(4)可重用性好。按可提供的服务构筑应用，每种服务可以被不同的应用再次使用。由于系统采用面向对象的组件构成，进一步增加了可重用性。

2 系统需求分析

数字化教学环境是学校数据化校园建设的重要组成部分。而数字化教学环境以建立网上教务管理系统、网上考试系统、网上答疑系统和网上讨论系统等为主要内容。目前，已实现网上教务管理、网上答疑和网上讨论目标。为实现网上考试目标，探索开发适用于多学科的计算机在线考试软件系统成为关键。要开发出适用于多学科的平台型计算机在线考试系统，首先对试题内容、试题形式、评分标准、试题数量、试卷分析等问题要进行周密的考虑，据此设计出一种能够适用于多学科的平台型试卷模板，在网络环境正常运行的前提下，实现网上在线考试。通过该考试系统，完成自动抽取试卷、自动批阅试卷、自动回收成绩、自动分析试卷、打印成绩单等功能。针对软件系统的功能和性能等实际需求，设计服务器开发环境采用安全性较高稳定性较好的数据服务器SQL Server 2000，采用Windows 2003 Server 作为服务器操作系统，C/S结构前端采用Borland Delphi 7作为开发工具[4]。

3 系统功能设计

在需求分析的基础上，确定计算机在线考试软件系统包括服务器管理、学生管理、考试管理、题库管理、自动阅卷、试卷分析和系统维护等功能，其软件结构图如图1所示。


4 系统实现

由于软件系统中的服务器要同时与大量的考试终端发生信息交互，为了避免由于服务器处理负荷过重而引起的系统崩溃，同时要保证整个系统在网络环境中的安全性，设计采用C/S模式多层网络计算模式。通过将任务合理分配到客户端和服务器端，再充分利用两端的硬件环境优势，提高系统的整体数据处理效率并实现考试终端