基于JavaEE的在线考试系统建模及设计

摘要：论文分析了在线考试系统的基本模型并基于JavaEE技术开发了在线考试应用系统。根据试题本身固有的特性参数构建试题库。根据用户需求构建算法模型，优化组卷。利用消息队列技术，大大地提高了事务处理的能力，减轻了Web服务器的压力，解决了在线考试系统中多用户的并发访问和系统请求的拥塞控制问题。

关键词：JavaEE；考试系统；组卷；消息队列

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2013） 01-0181-02

1 在线考试管理系统的构成

在线考试系统，从功能上讲它主要完成基于Internet的在线考试功能，从系统的建设角度来讲，它与普通Web应用管理系统是类似的，对外，要基于HTTP协议提供Web服务的能力，对内依据具体的业务逻辑处理底层的数据信息，系统构成如下图所示[1]：

2 JavaEE开发技术

JAVAEE是Java语言企业级应用解决方案，它是一套用来实现企业级应用开发、部署和管理的标准及规范，涉及13种核心技术，整体技术框架具有良好的伸缩性、灵活性和易维护性。JAVAEE具备Java语言“一次编译，到处运行”的特性，所开发的应用系统可以在任何操作系统平台上运行，其丰富的API可以和任何Java开发的中间件无缝集成。当前，绝大多数的企业级应用系统都是应用JAVAEE技术进行开发的，通过大量的实践应用证明，基于JavaEE技术的系统具有很强的稳定性，可长期稳定在线运行，是实时性很强的商业系统的理想选择[2-3]。

3 系统关键技术

3.1 构建试题库与自动组卷

试题库和试卷是考试系统的基础和前题，开发在线考试系统的关键之一就是研究基于试题库的考试试卷的自动生成技术，它包括试题库的构建、组卷策略和生成算法，使试题库中的试题根据组卷策略按某一算法自动生成试卷[4]。

构建试题库，就是把考试中需要考查的题目进行分类、汇聚和集中，形成一个专门针对某一学科知识的统一考试题库，必须依据试题本身固有的特性参数进行归类，这些参数主要有题型、难度系数、知识点、估计答题时间等。

自动组卷，就是按照一定的算法自动地从试题库中抽取试题，组成试卷。在抽取试的过程中需要通过组卷策略和生成算法来控制，策略是用户针对考试目标所提的试卷需求，算法依据题库、分值、难易的进行分类、聚合的组织方法，算法的好坏直接影响抽取试题的质量。我们采用的组卷策略是：首先量化用户需求形成试题；然后构建算法模型，依据试题指标在试题库中进行抽取，并对结果进行检查和优化，最后匹配试题库，找到合适的试题，完成组卷工作[5]。

3.2 在线考试系统中的消息队列技术

“消息”是在两台计算机间传送的基本数据单位，是数据交互和通讯的媒价，而消息队列，是在消息的传输过程中保存消息的容器，将多个消息进行列队处理后可以有效的保证多条消息之间高效的路由和传输，其基本思想是：多个消息在发送之前先放入容器中，形成队列，消息的接收程序再依次从队列中取出消息进行处理，这种方式将消息的发送与接收分离，进行异步处理，既可以使发送端无延迟的高效发送，也可以使接收端专注于消息的接收处理，保证了快速可靠的通信需要。

在线考试系统中的消息队列处理处理图2所示。中央服务器只有一个，在同时接到多个客户端的发送的请求时，如果在短时间内无法同时处理完，先将用户的试卷答案信息进行排队，同时在系统的后台开辟若干个控制线程对消息队列进行监测，如果队列中有消息，则控制线程异步的接收并处理队列中的请求消息，执行信息应答、数据入库等操作，如果队列中没有消息，则控制线程一直处于等待状态[6]。用多线程异步通信的方式可以随时并发的处理消息队列中的多个请求消息队列中的多个请求消息，无论是发送方还是接收方都不用等待对方返回成功消息，只要消息成功发送出去，就可以认为处理完成，因而大大地提高了事务处理的能力，也有效的减轻了Web服务器的压力，很好的解决在线考试管理系统中多用户的并发访问和系统请求的拥塞控制问题。

考生考试子系统，主要完成前台操作的功能，是公共的、开放的、针对所有参加考试的考生使用，考生通过系统的认证后，即可执行考试的功能。主要的功能模块有：考生基本信息的维护、考生在线参加考试、考试结果信息查询、个人在线培训信息查询等。

教师通过教师身份或系统管理员身份，可登录后台管理子系统，后台系统是整个在线考试系统的配置及管理中收，可以实现对整个系统的初始化、管理、配置、设置等功能。后台管理子系统的主要功能有：用户管理、考生信息管理、试卷管理、考试结果管理、考试题库管理、考务管理、学生培训管理、系统管理、审计管理等。

5 结论

（1）根据面向对象思想，设计并建立了在线考试系统的架构和模型，基于JAVAEE技术发了在线考试应用系统。

（2）根据试题本身固有的特性参数构建试题库。根据用户需求构建算法模型，优化组卷。

（3）利用消息队列技术，大大地提高了事务处理的能力，减轻了Web服务器的压力，解决了在线考试系统中多用户的并发访问和系统请求的拥塞控制问题。

参考文献：

[1]宫文颖.基于MVC模式的在线考试系统的研究与实现[D].吉林：吉林大学，2007.

[2]赵娟.基于B/S模式的在线考试系统的设计与实现[J].天津职业院校联合学报，2008（02）：64-66.

[3]陈从建.基于Struts的在线考试系统的设计与开发[D].上海：复旦大学，2009.

[4]刘荣峰.基于J2EE体系结构的在线考试系统的研究与设计[J].兰州交通大学学报，2006（03）：96.

[5]雷国雨，周勇.组卷策略的分析与设计[J].科技信息（学术研究），2006（10）.

[6]邓子云，张赐.JSP网络编程从基础到实践[M].北京：电子工业出版社，2005.

[7]吉勤，卢维亮，朱巧明.一个基于B/S模式的在线考试系统设计与实现[J].计算机与现代化，2007（12）：39-44.