高校在线考试管理系统建设方案.docx
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1、高校在线考试管理系统建设方案高校在线考试管理系统建设方案高校在线考试管理系统建设方案目录高校在线考试管理系统建设方案.工程概述1.1 .工程名称工程名称:高校在线考试管理系统1.2 .工程背景随着计算机技术和互联网的快速开展,高校对学生的考核 方式逐步从传统考试转为网络考核模式,高等学校与其他应用 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,这就对系统有了相应的要求:工程建设基于信息标准,实现信息数据的集中部署,要做到以下四个方面的统一:统一数据标准(数据系统架构、数据库结构、数据表);7高校在线考试管理系统建设方案统一基础信息(文字、图片、音视频、虚拟素材等);统一交
2、换接口(内部数据交换接口规范、开放数据接口 规范);统一技术平台(硬件、软件、网络、平安)。基础层:通过各类数据采集和感知技术,如:RFID、条 形码等,实现数据采集和存储,为整个系统应用体系提供基础 数据的支撑;网络层:构建应用级物联、感知、互联、通信网络,为数 据信息的传输流通起到支撑作用;数据层:建立以基础地理信息服务、基础设施服务为一体 的空间数据服务体系,为平台建设奠定空间信息基础与数据支 持;统一服务平台:系统业务处理的逻辑平台,它通过对数据 核心层的调用访问业务数据,实现不同的功能模块,满足不同 的业务需求;所有业务功能在此统一平台上得到良好的封装和定义,以Web、手机终端服务的
3、形式,运作在平台上,为用 户提供各类信息服务;应用层:对于应用层,提供多样化的界面逻辑,实现对业 务逻辑的应用;主要提供核心服务、导师服务、任课教师服务、 学生服务、数据服务等功能。2. 3.应用架构高校在线考试管理系统的应用架构主要包括数据采集、平 台数据、应用支撑、应用系统等。用户包括管理人员、教师、 学生等。1 .采用B/S多层体系结构:系统需要采用B/S多层体系结 构实现。三层结构包括表示层、业务逻辑层、数据访问层;8高校在线考试管理系统建设方案2 .采用面向服务的架构(SOA):为了降低服务架构模块之 间的耦合度,增强系统的可扩展性;需要采用面向服务的构架 (SOA),各个功能模块分
4、别提供不同的服务,通过服务总线集 成为用户提供一体化的服务;3 .基于J2EE体系:为了保证系统的兼容性,高可用性、高可靠性和可扩展性,系统必须沿用前期工程的技术路线,要 选择支持强大的企业级计算的成熟的J2EE企业标准;4 .基于Web服务(WebService):为了让地理上分布在不同 区域的计算机和设备一起工作,以便为用户提供各种各样的服 务。用户可以控制要获取信息的内容、时间、方式,而不必像 现在这样在无数个信息孤岛中浏览,去寻找自己所需要的信息, 系统对外接口统一需要采用WebService服务的方式定义;5 .采取XML数据交换:系统的外部接口需要采用XML 数据交换格式,用XML
5、作为数据定义和交换的中介。2. 4.数据库设计.历史数据库设计历史数据库用来存储实时数据库的历史数据。实时数据库 中只有各种设备的当前值(状态),而以前的实时数据要存储 在历史数据库中,以备日后查询。为了可以精确获取每个数据采集仪的任何时候状态,历史 数据库中要保存所有节点的全部采样数据。9高校在线考试管理系统建设方案历史数据库系统采用大型商用关系型数据库。历史数据库系统是整个应用程序的数据层。它为各种客户 提供所需要的历史数据。历史数据库系统采用双机备用方式。历史数据服务库系统的功能包括:采样历史数据的存储; 计算各种分析所需的统计数据;记录变位、SOE等随机性数 据;记录用户对应用程序的操
6、作的日信息;存储用户权限等安 全信息;提供Web发布所需的各种历史数据。历史数据库系统的数据源由实时数据库系统提供,在实时 数据库系统中,已经对数据质量、数据一致性、完整性作了处 理,因此由实时数据库系统提供给历史数据库系统的数据均为 有效数据。实时数据库系统负责定时的将有效数据送给历史数 据库系统的代理程序,随机数据在产生的时候送给代理程序, 代理程序负责将数据写入历史库中。同时代理程序负责定时对 采样数据进行统计、计算并将结果存入数据库中。RTDB实时数据库历史数据库系统代理程序HDB历史数据库历史数据库应用程序Web代理程序历史数据系统示意图10高校在线考试管理系统建设方案2.4.2.历
7、史数据由实时数据库提供的采样数据存储在历史数据库中。这些 数据按类别、时间存储在数据库不同的历史表中。I数据表命名规那么历史数据表名称按照一定的命名规那么:类型名称+时间。如:2001年7月10日的模拟量采样数据表应命名为 SmpAna20010710,这张表将存储这一天的所有的模拟量采样 数据。以上设计主要基于对采样数据的查询方式,主要是要某一 个量在某一段具体时间内的数据。数据不存放在一个数据表中, 可以大减少检索的次数。当检索一个数据的时候,是先从系统 数据表中检索出这张表的位置,然后定位这张表,再检索需要 的数据。而不必从一个大表中反复的检索、查找和定位。这种检索方式也近似于字典查找的
8、算法理论。对于计算、统计数据也采用近似的处理方式。II数据表索引(Index)数据库的索引是一个B型树的数据结构。当写入一记录 时,数据库会对记录产生一个索引值,并在系统索引表 (Sysindexes)中产生一条索引记录。在检索一条记录时,从树 的根节点到树叶的搜索方式进行,从而对有索引的记录加快检 索速度。但同时也降低了写入的速度。对于采样数据,主要是记录值,因此可以考虑用没索引的 表来表示。m数据压缩存储11高校在线考试管理系统建设方案采样数据可能是一些不断重复的量。重复记录会加大存储 的空间和记录的行数。因此可考虑数据变化时才存储,记录一 个状态(值),并记录这个状态(值)重复的次数。也
9、就是:数值 一变化的压缩方式。具体设计如下例:如有一个模拟量,前一次的值如果和本 次的值相同,那么在记录中的次数计数器加1,否那么添加一条记 录。2.4.3. 统计数据历史数据的存储方式同样是将数据按类分散在不同的表中,表要具有统一的命名规那么。数据统计是将各种采样数据计算生成所需要的一些统计数 据。数据统计与采样数据记录是同步进行的。也就是说,当从 实时数据库中取得采样数据并写入到采样记录表中的时候,就 会触发一系列的统计和计算工作。有一系列的中间结果产生出 来,当在时间上满足要求的时候,就会将这个中间结果记录到 相应的统计数据表中。统计计算工作用ORACLE的触发器(Trigger)来完成
10、,当 采样数据更新时,会触发一系列的事件产生,事件驱动一系列 的处理程序来处理是否写入数据库,更新统计数据的中间结果 等。这项工作在ORACLE后台为处理,使用大量的存储过程 来加以实现。2.4.4. 临时表临时表具有与普通表完全一样的属性,所不同的是它存储 在12高校在线考试管理系统建设方案Tempdb中而不放在当前 数据库中,当用户连接并创立使用时它存在,当用户断开后临 时表也会自动删除。全局性临时表(以#开头作为标识):会各所有连接到数据 库的用户开放,每一个用户均可以访问,只有当所有的用户都 断开后,全局性临时表才会自动删除。临时表的设计主要是为了考虑提高对报表、查询速度的要 求。通过
11、组态的报表或定制的某个查询,是对固定的一些参数 进行数据检索,这些量使用的频率最高。考虑减少在无关的数据堆中检索的次数,因此想把这些用 户最关心的数据量的记录放在一个专门的地方。由于数据源的 记录本来已在数据库中存在,而同样的数据在数据库中不应该 重复,所以考虑将这样的数据放在临时表中,且为全局性临时 表,为所有的数据连接用户开放。临时表中的记录是最近一个时间段的数据和最近使用过的 数据。处理临时表中记录的算法应是先进先出的原那么和最久不 使用原那么。新数据将最老的数据并且最久没有使用过的数据覆 盖。临时表中的数据始终保持最新和最新使用过的数据。这些 数据也是用户使用频率最高的数据,这样可以提
12、高报表、查询 的检索数据速度。2.4.5. 数据冗余处理数据冗余采用磁盘阵列的方式来实现。13高校在线考试管理系统建设方案从数据服务器代理程序主数据服务器代理程序ORACLE DB阵列盘其它应用程序RTDB数据冗余示意图数据库平安数据库平安性问题一直是系统平安的关键。数据库平安性 问题应包括两个局部:(1)数据库数据的平安它应能确保当数据库系统DownTime时,当数据库数据 存储媒体被破坏时以及当数据库用户误操作时,数据库数据信 息不至于丧失。数据平安的解决,主要有系统双机热备份、数 据库的备份和恢复等方法,本系统的数据平安,纳入信息中心 的系统平安体系,共享一些硬件设施,实现数据的备份等。
13、(2)用户角色的管理:这是保护数据库系统平安的重要手段之一。它通过建立不同的用户组和用户口令验证,可以有效地防止非法的Oracle 用户进入数据库系统,造成不必要的麻烦和损坏;另外在 Oracle数据库中,可以14高校在线考试管理系统建设方案通过授权来对Oracle用 户的操作进行限制,即允许一些用户可以对Oracle服务器进 行访问,也就是说对整个数据库具有读写的权利,而大多数用 户只能在同组内进行读写或对整个数据库只具有读的权利。在 此,特别强调对SYS和SYSTEM两个特殊账户的保密管理。 为了保护Oracle服务器的平安,应保证$0RACLE_HOME/bin 目录下的所有内容的所有权
14、为Oracle用户所有。为了加强数 据库在网络中的平安性,对于远程用户,应使用加密方式通过 密码来访问数据库,加强网络上的DBA权限控制,如拒绝远 程的DBA访问等。2. 5.标准化体系设计标准化工作是组织、协调工程顺利开展的重要手段,也是 本工程的重要组成局部。通过制定和贯彻执行各类技术标准,1、并发数量大,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,并发数量非常可观,要求 软件对考生的时间在短时间内生成。2、题型比较复杂,除了传统的单项选择、多项选择、判断、填空、 简答、组合题以外,还有音视频、画图、打字等多种题型,要 求传统试题能快速批量的录入到系统中,特殊题型能
15、支持在试 卷中生成并且不影响考试抽题的应用。3、海量的题库,高校学生众多,交流密切,机考为了减 少因为抽题重复而造成的泄题,影响公平性,题库中保存了大 量的试题,要求能在题库抽题组卷中,除了能使用固定试卷, 还需要支持根据规那么随机快速生成试卷。1高校在线考试管理系统建设方案基于以上问题的研究结合高校的实际情况,建设高校在线 考试管理系统,系统采用B/S、C/S模式的三层架构,考试机 无需安装任何插件,只需要通过浏览器就可以进行考试,通过 批量导入试题、随机抽题组卷、班级灵活安排考试、自动加入 工双评分模式、成绩加试卷批量导出等多种功能大大简化了高 校考试的难度,也做到了考生考试的科学性、公平
16、性。就能从技术上、组织管理上把各方面有机的联系起来,形成一 个统一的整体,保证工程有条不紊的进行。国内外信息化的实 践证明,信息化建设必须有标准化的支持,尤其要发挥标准化 的导向作用,以确保其技术上的协调一致和整体效能的实现。 因此,标准体系建设在系统实施过程中具有非常重要的意义, 是系统设计和工程建设的重要基石。为保证标准体系建设的顺利进行,制定以下总体目标:1 .本工程的标准化建设将与国家信息化建设标准保持一致 性;.建立并不断完善系统标准体系;2 .制定系统关键基础标准,为系统互联互通、信息共享、 信息平安打好基础;15高校在线考试管理系统建设方案3 .建立系统标准贯彻实施机制,为标准的
17、实施提供有效服 务。为了完成标准体系建设目标,本着“统筹规划、面向应用、 突出重点、分工协作”的方针,依托现有资源和信息化工作的 基础,坚持自主制定与采用国际标准相结合,加强与示范应用 的有机结合,强化标准实施与监督力度。系统标准体系主要由六个体系构成:(1)应用系统体系应用服务体系是由业务应用系统组成,是面向用户服务的。(2)应用支撑服务体系支撑服务体系由系统基本功能服务模块构成,为业务应用 系统提供基础性的基本功能服务(例如数据交换(共享)、日 志服务、消息服务、表单服务、短信、视频、电子地图引擎 等)。根据业务需求,系统通过数据交换平台实时或定期采集 其他业务系统的数据,并对数据进行分类
18、过滤处理。(3)资源数据体系资源数据体系为系统提供业务数据(例如基础信息数据、 主题数据、目录资源数据、教学资源数据等)支持服务。(4)基础设施体系基础支持体系为系统运行提供硬件和系统软件基础环境支 持,由系统基础网络、服务器主机等系统硬件组织和操作系统、 应用服务器系统、数据库管理系统等基础软件组织组成。(5)平安保障体系16 高校在线考试管理系统建设方案系统平安保障体系为系统各层提供平安运行保障。例如包 括认证、系统防火墙系统、病毒系统、数据备份系统、入侵检 测系统等。(6)运维保障服务体系运维保障服务体系为系统建设提供运行维护,保障系统正 常运行,业务连续,不断优化系统功能等。3.系统设
19、计(1)支持基础数据管理、题库建设、自动组卷、试卷发 放、在线监考、自动阅卷、数据分析等完整的考试流程,实现 信息技术与在线考试的深度融合。(2)考试系统实现与网络教学平台无缝对接,使教学与 考试紧密结合,对接数据包括师生账号数据、课程选课数据、 题库、试卷库、考试成绩等。(3)系统支持多种题型,以满足不同科目考试需求,题 型涵盖单项选择、多项选择、填空、判断、简答、名词解析、论述、计 算、分录、连线、排序、完形填空、阅读理解、口语、听力等 常见题型。(4)系统具有完善的考试过程监管及防作弊机制,包含活体人脸识别,切屏监控,IP记录,乱序设置等。(5)系统设计满足大规模用户使用、支持分布式部署
20、, 满足万人在线考试的性能要求。17高校在线考试管理系统建设方案3.1.题库管理(1)题库分类:题库支持自定义多级分类管理,对分类 支持增加、删除、修改操作,建设好的题库可以调整所属分类。(2)建设任务指派:管理者对每个题库可以指派多名建 设教师,并对每位教师的题库建设情况可以详细监控。(3)题型支持:支持单项选择、多项选择、填空、判断、简答、 名词解析、论述、计算、分录、连线、排序、完形填空、阅读 理解、口语、听力等常见题型,并支持题型自定义。(4)试题设置:对试题的相关属性进行设置,如难度等 级、所属知识点等情况进行设置和分类检索。(5)试题导入:教师建设题库时除可以手动录入外支持 模板导
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