1、基于 J2EE 架构的网上阅卷系统设计与实现摘要： 现在教育的正发生天翻地覆的变化，同时教育考试侧重点，也更加注重于对学生创新意思和实践能力的考查，试卷中主观题数量大大增加，但由于主观题的评阅容易受到多方面因素的影响，难以保证考试的公平性。网上阅卷通过将考生的试题数字化，存储在相应的计算机系统中，通过对试卷数字化信息进行分割、切分处理，分离出单一考题。在教师阅卷时，将考题直接显示在计算机屏幕上，由教师在屏幕上阅卷和给分。对教师给出的分数根据误差控制原理进行多评取均值，避免了因某一评卷老师疏忽而给出错误分数，从而保证考试的公平公正。本论文主要研究了基于 J2EE 架构的网上阅卷系统的设计与实现，
2、首先提出了网上阅卷相对于手工阅卷的优点，分析了国内阅卷系统的应用现状，针对贵州省网上阅卷系统应用存在的不足，指出了开发一个具有贵州自主知识产权的网上阅卷系统的必要性。接着阐述相关的技术，主要包括 J2EE 技术和各种设计模式以及 ajax 技术等等，并引进到系统开发中。考虑到系统的可维护性，可扩展性，可伸缩性等，充分利用了现在很成熟的设计模式，MVC 模式、DAO 模式、工厂模式、单例模式等等。根据系统需求搭建系统的整体架构，包括软件架构和硬件架构、规划数据库。最后，为提高服务器的性能，保证数据的安全性和稳定性，对服务器进行优化和集群配置.关键词： 网上阅卷 J2EE AJAX 设计模式 磁盘
3、阵列0 引言“网上阅卷”是近年来随着网络技术、计算机技术、信息数字化技术的快速发展而出现的基于网络的考试阅卷系统。所谓的“网上阅卷” ，就是通过将考生的试题数字化，存储在相应的计算机系统中，通过对试卷数字化信息进行分割、切分处理，分离出单一考题。在教师阅卷时，将考题直接显示在计算机屏幕上，由教师在屏幕上阅卷和给分。1 系统关键技术分析1.1 J2EE技术系统技术平台首先分析 J2EE 平台多层分布式结构,在 J2EE 的应用平台中一般分为以下四层：客户层； Web 层；业务逻辑层；企业信息系统层EIS )。J2EE 的核心技术包括 Servlet、Java Server Page、JDBC 、
4、JNDI 等。即使利用先进的 J2EE 平台，开发企业级应用程序仍然有很多的困难。J2EE 通过 API 提供技术与服务的高层抽象，使企业开发得到简化。但是仅仅知道 J2EE API 是不够的，要设计良好的体系结构，得到高质量的应用程序，就必须知道何时如何正确地使用 J2EE API。而要做到正确并且恰当地使用 J2EE API 就要把 J2EE 和设计模式相结合。1.1 数字图像处理技术系统开发中，在图象切割、模版定义、客观题评阅模块反复用到了以下的数字图像处理技术： (1)图像获取； (2)图像变换； (3)图像压缩。在考试系统中，图像在准确切割后，考生的每个科目的每道题目都切割成了一个块
5、，存储在图片服务器中，别以加密号作为文件名和存储在数据库表中的信息作为唯一的标识的关联。2 网上阅卷系统的总体设计2.1 系统整体架构硬件环境从总体上看可分为四个部分，后台扫描端、前台服务、现场评阅、网络环境。如图 1：图 1 系统硬件架构图试卷经过高速扫描仪形成图片，然后进行图片切割，分别传输到 FTP 服务器、客观题的识别服务器、数据库服务器，完成了后台扫描工作。扫描工作站与高速专用扫描仪相连接，扫描考生的答题卡并按照试卷的实际结构使用特定的软件加以切割，方便按题目进行识别和评阅。2.2 系统功能模块划分系统功能主要分为试卷扫描、试卷图片处理、客观题评卷模块、主观题评阅模块、系统管理模块和
6、安全保密模块。功能模块如图 2：网 上 阅 卷 系 统客 观题 评卷 模块图 片处 理模 块 主 观题 阅卷 控制 模块 系 统管 理模 块 安 全保 密模 块身 份认 证 用 户请 求接 收/响应 任 务分 发 误 差控 制 问 题卷 处理评 卷相 关统 计 教 师质 量监 控 任 务回 收正 常评 卷 个 人复 评试 卷扫 描模 块图 2 功能模块图2.3 数据库设计系统中，数据库表经过分析，大致分为两类表：一是系统初始化参数表，主要用于保存系统的各类初始化参数。这些表的数据需要在开始评阅前统一进行初始化设定，如为阅卷人员分配名单、角色等二是是阅卷过程中的数据表，存储的是阅卷过程中直接使用
7、的数据，主要包括评阅过程中形成的考场任务表、总体任务表、问题卷表、雷同卷表、复评卷表、组长与组员之间的信息交互表。3 主观题评阅模块的设计和实现3.1 设计模式在系统中的应用为了满足系统高可靠性、可维护性、可伸缩性的要求，在系统开发过程中，我们反复借鉴了 J2EE 核心设计模式中的多种模式，包括 MVC 模式、DAO 模式、工厂模式、单例模式等。本节结合系统特点，研究J2EE 设计模式在系统中的应用。3.2 任务分发模块任务分发模块是系统的关键环节，可以说这个模块设计好坏直接决定着系统的成败与否。该模块采用了 java 的锁定机制。Java 锁定合并了一种互斥形式。每次只有一个线程可以持有锁。
8、很好的解决了资源共享、任务冲突问题。3.3 主观题评分过程实现主观题评阅是网上阅卷系统的核心模块之一，教师在阅卷终端上对试卷的评阅工作，包括正评、回评、仲裁、问题卷、雷同卷标记等处理都是客户端软件与阅卷服务中评卷子模块协同工作的结果，每份试卷所得分数都是由阅卷客户端提交并由评卷子模块处理产生，误差控制也是对评卷子模块处理后的分数进行检查和判断。工作流程如图 3 所示：系统科目评阅状态评阅员状态题目参数当前试题参数提交任务评阅状态 正常评卷提交到试评成绩队列试评任务队列为空 ?取下一份试评卷系统状态与评阅员状态一致 ?请求新任务试评是是否返回切换评阅状态雷同卷 复评卷问题卷正常给分正评回评卷结果
9、插入到已评阅队列 ， 并将任务队列删除本题结果插入到问题卷队列 ， 并将任务队列删除本题结果插入到雷同队列 ， 并将任务队列删除本题结果插入到复评卷成绩表修改已评阅队列成绩是否到达系统设定的自查点 ?任务队列为空 ?否复评表中取一任务 ,并将当前试卷添加到复评表请求新任务取下一份卷子图 3 主观阅卷流程图3.4 数据统计分析在评阅过程中，组长必须掌握普通评卷员的进度，调控普通普卷员的评卷尺度等。数据统计分析模块主要为组长的工作提供依据，并为阅卷后期选拔优秀评卷教师提供依据。该模块主要对分数平均值、方差、吻合指数等进行统计。但该模块具有数据量大等特点，必须对传统的算法进行改进优化，降低计算的复杂
10、度。4 系统服务器性能优化和安全措施4.1 磁盘阵列与其它的 Web 应用系统相比，网上阅卷系统具有并发访问量大，数据安全可靠性高等特点。在系统开发中，综合分析了各种等级的磁盘阵列技术的优缺点，对于图片服务器采用了 RAID10，我们采用了RAID10。图片服务器型号曙光 A845 有 4 块 120G 的硬盘，采用 RAID10 组合如图 4：图 4 RAID10 图示4.2 负载均衡与失败转移网上阅卷系统必须满足大负载、可靠性高、高并发等要求，系统中采用的 Web 服务器，单个处理并发请求的能力毕竟有限。这就必须将多个 Web 服务器实现负载均衡、失败转移，这样系统就具有容错处理机制。本系
11、统在最近一次的使用中，用 apache 与 tomcat 实现服务器 web 应用集群。4 台服务器，一台安装apache2.0.55,三台安装 tomcat tomcat5.5.15。因为 Tomcat 本身无法实现负载均衡，需要结合其他的硬件或软件来实现。我们在这里，将 Apache HTTP Server 用作负载均衡管理器。实现架构如图 5:客户端 1W e b 浏览器客户端 nW e b 浏览器负载均衡器T o m c a t 服务器 1T o m c a t 服务器 2T o m c a t 服务器 3数据库系统W e b 服务器集群系统图片服务器 1 图片服务器 2图片服务器 3
12、A p a c h e 图 5 负载均衡实现架构图系统通过以上架构，实现了 Tomcat 服务器间的 session 复制，让在同一个集群里的 Tomcat 实例对每个评卷员都保存完全同步的会话信息，这样，当其中一个 Tomcat 实例由于某种原因不能提供服务时，可以有其他 Tomcat 实例来接替它的工作，从而进一步避免了试卷漏评问题。 参考文献：1 丁晓青，数字图像处理技术的现状和发展J. 计算机世界周刊， 2005：6-82 毕茹，基于 B/S 模式的 Web 数据库的研究与实现.陕西科技大学硕士学位论文，20033 成典勤,崔杜武.J2EE 架构下数据库访问的性能优化.计算机系统应用
13、J,2006, (04):64-664 刘中兵，许晓昕，薛道铭著.精通 TomcatM.北京：清华大学出版社，2007.55 陆荣幸，郁洲，王志强等.J2EE 平台上 MVC 设计模式的研究与实现 J.计算机应用研究,2003.36 Thomas Kyte 著，苏金国，王小振译.Oracle9i 与 10g 编程艺术M. 北京：人民邮电出版社，2006.107 Andres Flores, Richard Moore, Luis Reynoso.A Formal Model of Object-Oriented Design and GoF Design Patterns.Computer S
14、cience,20018 Cay S.Horstmann , Gary Cornell . JAVA 核心技术( 上下卷 ) M . Prentice Hall ，2006,59ED Roman.Mastering Enterprise JavaBeanJ.New York：John Wiley&Sons Inc，1999.20220410 Hammouda I,Koskimies K.A Pattern-Based J2EE Application Development EnvironmentJ.Nordic Journal of Computing,2002,9(3):248-260.1
15、1 Sun Microsystems,Inc.Core J2EE Patterns. http:/ and ImplementationOf Marking-online System Base on J2EEAbstract: With the fast development of network technology, computer technology, digitized information technology,image processing technology, Marking online System based on the network appeared i
16、n recent years. Now education examination requires more on creativity and practice capability of thecandidates, and provides more subjective questions than objective ones. However, as the grading for subjective questions can be affected by many factors, justice may not be assured. Marking Online Sys
17、tem store examination papers in the computer through digitizing them，cut apart them and isolate single one. When the teachers go over examination papers that are revealed on computer screen, they can read and score directly them. And under control principle of multi-error，it get final score from Ave
18、rage value of teachers, therefore realizes the justness and fairness.Firstly,this paper shows the advantages of marking-online system and analyses the domestic status of using marking-online system. In view of Guizhou Province online marking system status and its shortcomings, points out that the de
19、velopment of a Guizhou independent intellectual property rights marking-online system is necessary. Secondly,based on system requirement,we offers the integrated design,including system frame work based on J2EE multi-layer system structure, function module and database structure. Thirdly,designs and
20、 implements marking function module of subjective item with various design patterns.In Statistic and analysis module,we inprove the algorithms to get better performance.Finally, In order to make sure the safty and reliability of data,use RAID10 technology in disk, and config web server as a cluster.finally, we optimize database server using connection pool.Key words: Marking Online J2EE AJAX Design Pattern RAID
