JAVA语言考试系统的设计与实现
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随着信息技术的广泛使用，各类计算机考试也应运而生，这类考试多为上机考试，因此，考试的环境，即考试系统的设计和实现非常重要。在网络技术逐渐渗入社会生活各个层面的今天，采用网络考试是一个很重要的方向。目前，网络考试系统的实现，可以采用传统的客户机/服务器模式，也可以采用目前流行的浏览器/服务器模式，即基于Web的方式。本系统采用的后一种模式，因此，本文简单的介绍了该模式的实现方法。同时，还介绍了等级考试的一些相关信息；语言类考试系统设计和实现的相关技术；该系统的组成模块、数据库设计以及运行平台。还介绍了该考试系统的特点和实现的关键技术。最后，指出了该考试存在的一些不足，以及对实现该考试系统的主要技术——Web服务技术在考试系统中的应用进行了展望。
关键词：
考试系统 Web服务 数据库 Visual Basic .NET
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摘要 ......................................... 错误!未定义书签。 Abstract ..................................... 错误!未定义书签。 第一章 引言 ................................................ ２ 1．1 计算机等级考试（二级） .................................. ２ 1．2 考试系统采用的实现模式 .................................. ２ 第二章 考试系统采用的技术和运行平台 ........................ ３ 2．1 Visual Basic .NET ...................................... ３ 2．2 SQL Server 2000 ........................................ ４ 2．3 Web服务 .............................................. ４ 2．3．1 Web服务的概念 ...................................... ４ 2．3．2 Web服务的优点 ...................................... ５ 2．4 .NET对Web服务的支持 ................................... ５ 2．5 考试系统的运行平台 ..................................... ５ 2．5．1 硬件平台 .......................................... ５ 2．5．2 软件平台 .......................................... ５ 第三章 考试系统的数据库设计、构成模块及特点 ................ ６ 3．1 考试系统的数据库设计 ................................... ６ 3．2 考试系统的构成模块 ..................................... ８ 3．2．1 题库管理模块 ....................................... ９ 3．2．2身份验证模块 ....................................... ９ 3．2．3各类试题模块 ....................................... ９
3．2．4监考管理模块 ..................................... １０ 3．2．5阅卷模块 ........................................ １０ 3．2．6缺考统计模块 ..................................... １０
3．3 考试系统的特点 ...................................... １１
第四章 考试系统实现的关键技术 ............................. １２ 4．1 数据库操作 ......................................... １２ 4．2 打乱序号算法 ....................................... １２ 4．3 第五章
文件的压缩与解压缩 .................................. １３ 总结与展望 ........................................ １５
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第一章 引言
当今世界，社会和经济的发展对信息资源、信息技术和信息产业的依赖程度越来越大，信息化是世界各国发展经济的共同选择。我国也已把加快国家经济信息化提到重要日程。西方国家在普及计算机知识，全方位、多层次地培养各行各业计算机应用人员方面，有许多经验值得我们借鉴，其中一条就是开展全国范围的定期的计算机各类等级考试。为了适应我国必须尽快实现国家经济信息化，提高全社会的计算机应用水平，使我国的计算机应用与国际社会接轨的形势的要求，在我国也已经设立或引进了各类计算机考试。国家教委组织的\全国计算机等级考试\就是一种。等级考试除了理论考以外，很重要的一部分是上机操作，也就是在指定的时间里完成指定的计算机基本操作，按给定要求编写、调试程序。上机考试与传统的考试相比，它最大限度排除了人为因素的作用，保证了考试的客观性；考生在考试之后，一般就能够得到成绩，使考试具有实时性；而且通过计算机改卷，标准一致，具有最佳的可靠性。同时，还可以考查考生的实际动手操作能力。
1．1 计算机等级考试（二级）
全国计算机等级考试（二级）是教育部考试中心面向社会推出的一项测试应试者计算机应用知识和能力的考试。二级考试的基本要求是：具有计算机的基础知识；了解操作系统的基本概念,掌握常用操作系统的使用；掌握基本数据结构和常用算法，熟悉算法描述工具──流程图的使用；能熟练地使用一种高级语言或数据库语言编写程序、调试程序。
二级考试包含的内容比较广泛，有计算机的基础知识，Windows的基本操作，程序设计以及数据库的知识。以往程序设计的语言主要有QBASIC、FORTRAN、Pascal、C以及FOXBASE，其中FOXBASE是数据库程序设计语言，其余四种为高级语言。每种高级语言的考试内容基本包括该语言的基本结构、基本语句、数据类型、运算符、表达式、数组、函数、文件等。
教育部考试中心新推出了2004版全国计算机等级考试（NCRE）大纲，对全国计算机等级考试的考试科目设置、考核内容、考试形式等实施调整。二级考试新增加了Java、Access、C++三个科目，逐步停考二级QBasic和FoxBASE，这些新增科目计划将于明年上半年在我省正式推广。二级科目名称进一步规范，根据应用性质和科目特点将现有科目划分成二级语言程序设计（C、C++、Java、Visual Basic、QBasic）和二级数据库程序设计（FoxBASE、Visual FoxPro、Access）两类。二级上机考试中将取消对DOS部分的考核,各科目上机考试运行平台为：Access 2000、Java JDK 1.4.2、Visual C++ 6.0、Visual Basic 6.0、Visual FoxPro6.0、Turbo C 2.0，除了Turbo C 2.0仍在DOS 5.0以上系统运行外，其他均在Windows2000系统上运行，对逐步停考的三个科目考试平台不作任何改动。
1．2 考试系统采用的实现模式
在网络技术逐渐渗入社会生活各个层面的今天，传统的考试方式也面临着变革，而网络考试则是一个很重要的方向。
基于数据库和网络应用的考试系统有多种实现技术，可以采用传统的客户机/服务器（Client/server）模式，也可以采用目前流行的浏览器/服务器（Browser/Web）模式，即基于WEB的方式。
所谓Client/server模式，是指把数据库内容（比如试题库）放在远程的服务器上，在客户
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机上安装相应软件。Client/server结构在技术上虽然很成熟，但该结构的程序往往只局限在小型的局域网内部，不利于扩展。并且，该结构的每台客户机都需要安装相应的客户端程序。由于考试系统拥有的用户量比较多，因此，如果采用该结构，系统的安装与维护工作比较繁重。同时，由于应用程序直接安装在客户机，客户机直接和数据库服务器交换数据，系统的安全性也受到一定影响。
基于WEB的方式其实是一种特殊的Client/server方式。在这种方式中，客户端是各种各样的浏览器，浏览器作为通用的用户程序界面，主要提供人机接口服务，而服务器则响应用户请求并提供用户需要的信息。Browser/Web模式采用三层体系结构，即包括数据库服务器、Web服务器、客户浏览器三部分。由于采用了互联网的相关技术，Browser/Web结构的系统开放性好，易维护和扩展。客户浏览器只跟Web服务器交换数据，数据安全性比较高，同时，由于客户端不需要安装专用程序，可大大降低运行维护费用。当然，Browser/Web结构在网络安全方面也有其弱点。在Client/server结构中，应用程序是在客户机上运行的独立程序，如果这台计算机安全的话，那么应用程序就是安全的。而在Browser/Web结构中，众多的客户浏览器访问同一个Web服务器，Web服务器会成为攻击活动的对象。
基于上述考虑，用Browser/Web模式来设计考试系统比较合适，服务器端采用WEB SERVER+数据库系统+ASP组件来构成考试的应用服务系统；客户端采用浏览器来完成考试全过程。所有的系统升级和更新均只要在服务器端完成，这样可较灵活地适应考试内容的不断更新，从而减少系统升级、更新的工作量，同时可进行远程系统维护和管理。
第二章 考试系统采用的技术和运行平台
该考试系统用Microsoft Visual Basic.NET进行开发，数据库采用SQL Server 2000。由于系统采用三层结构，即数据库服务器、Web服务器、客户浏览器，为了实现可用子网内的任何一台服务器作为数据库服务器的需求，本系统采用Web服务技术，即把Web服务装在Web服务器中，通过访问Web服务来进行数据库的访问。下面分别对Microsoft Visual Basic.NET、SQL Server 2000和Web服务技术进行介绍。
2．1 Visual Basic .NET
Microsoft Visual Basic.NET 是 Microsoft Visual Basic 6.0 的后续版本，它是基于 .NET 框架直接创建的，因此可以使用所有的平台特性，并能够与其他 .NET 语言协同工作。
2．1．1 Visual Basic 6.0
Visual Basic 6.0 有限的面向对象的特性，特别是缺乏继承，使之不适合于开发面向对象的架构。正由于这一点，对于某些类型的开发，特别是大型、复杂应用程序的开发，与C++或Java开发人员相比，Visual Basic 6.0开发人员会处于不利的地位。另外，Visual Basic 6.0没有多线程能力；错误处理能力差，与其他语言如C++的集成能力差；对于基于Internet的应用程序，没有生动有效的用户界面等缺点。
2．1．2 Visual Basic.NET
Visual Basic.NET对于IT业来说，它可能是一个小的前进，但是对VB开发人员来说，它是一个巨大的进步！Visual Basic .NET并不只是向核心技术添加和修改了技术特性的VB新版本，它打破了模式的框框！实际上它是一种新编程语言，基于新的核心技术——.NET范例。在Visual
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Basic .NET之中，技术变化是如此之多，以致VB开发人员可以与C#，C＋＋和Java开发人员相竞争。
在许多方面Visual Basic .NET都与它以前的版本不同。它具有更高的一致性和类型安全级别。用Visual Basic .NET我们更容易写出控制性、可读性很高的代码。虽然它有时要求你习惯于那些编译时额外的检查，但它将在你测试和调试时，为你节约宝贵的时间。
VB.NET的语法与VB 6.0已经有了根本性的差别，与其说VB.NET是VB 6.0的升级，不如说VB.NET是C#的Basic版本。由于采用了CLI的结构，VB.NET将很难兼容以前的VB 6.0的代码，大量的VB代码无法顺利地转移到.NET上，不过开发人员仍然可以在.NET平台下，将原有的COM组件进行重新包装，形成.NET平台下的Web服务组件，而且.NET的整个平台、开发工具的高集成性和友好的开发环境还是会给开发人员留下深刻印象。在Java领域中，无论是Borland的JBuilder 6，还是Sun的Forte for Java，或是IBM的WebShpere Studio Application Developer、VisualAge for Java都无法达到VB. NET的生产效率。
2．2 SQL Server 2000
SQL Server是一个功能强大的后台数据库管理系统，它可以帮助各种规模的企业用来管理数据，以可伸缩性的商业解决方案、强大的数据仓库以及与Microsoft Office和Microsoft BackOffice的紧密集成为企业提供额外的商业便利，日益为广大用户所喜爱。到目前为止，SQL Server 2000是Microsoft公司推出的数据库管理系统的最新版本。它不但继承了原来版本的许多优点，而且又增加了很多更先进的功能。
Microsoft SQL Server 2000使用了最先进的数据库架构，具有完全的Web功能，通过对高端硬件平台以及最新的网络和存储技术的支持，可以为较大的Web站点和企业级的应用提供很好的解决方案。SQL Server 2000扩展了SQL Server 7.0版的性能，并增加了几种新的功能，使得用户能够更方便、更快捷地管理数据库和开发应用程序。因此它已成为大规模联机事务处理（OLTP）、数据仓库和电子商务应用程序的优秀数据库平台。
2．3 Web服务
随着Internet和网络化的日渐成熟，无论是属于单个组织的计算机还是属于多个组织的计算机都想通过Internet彼此交流。借助更基本的Internet通信协议，可能需要几个月的时间和大量的资本开发自己的系统。而且当使用该系统和另一个组织的系统进行通信时，两个系统之间的转换也许并不容易，甚至是不可能的，最后得到的只是一团糟。过去人们引入分布式架构系统以解决这个问题。大多数系统本身的缺点甚至妨碍了它们在企业范围内的部署，更别说在全球的部署。为此带来了Web服务。
2．3．1 Web服务的概念
从表面上看，Web服务就是一个应用程序，它向外界暴露出一个能够通过Web进行调用的API。这就是说，你能够用编程的方法通过Web来调用这个应用程序。Web服务内在的含义是基于XML的通信流通过HTTP协议在一个公共网络(Internet)上传送。Web服务平台是一套标准，它定义了应用程序如何在Web上实现互操作性。你可以用任何你喜欢的语言，在任何你喜欢的平台上写Web 服务 ，只要我们可以通过Web服务标准对这些服务进行查询和访问。
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JAVA语言考试系统的设计与实现
