基于云計算的在線考試系統研究

朱二莉

摘要：針對在線考試系統的現狀，提出一種基于云計算技術的在線考試系統，從而為大規模的在線考試提供可靠的平臺。接著分析了云計算服務的體系結構，并詳細闡述了基于云計算的在線考試系統的設計目標、系統搭建的具體過程和系統的主要功能，最后總結了該系統的優勢。

關鍵詞：在線考試系統；云計算；服務器集群；動態調配

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）28-0075-02

Abstract： In view of the present situation of the online examination system， an online examination system Based on the cloud computing technology is put forward， which can provide a reliable platform for the large-scale online examination. Then analyzes the architecture of cloud computing services， and describes the design goals， the specific process and the main function of the system， finally summarizes the advantages of the system.

Key words： online examination system； cloud computing； server cluster； dynamic allocation

1 在線考試系統現狀分析

隨著各種現代信息技術的應用和網路技術的迅猛發展，許多學?；驒C構都逐漸用在線考試系統取代了傳統的紙質考試，從而提高了考試的效率，改善了考核質量，使得考試不再受場所和地域的限制。目前在線考試系統大部分是基于B/S結構，純B/S架構考試系統，將承載能力集中在服務器端，只需要將系統安裝服務器上，考生就可以通過網頁地址訪問進行考試，甚至可以用手機瀏覽網頁進行考試，解決了時間和空間的問題，方便快捷。管理端也非常強大，可以動態組卷，給考生下達考試任務，可以批改考生試卷。這種基于B/S結構的系統承載能力有限，在考試高峰時，高并發量導致數據壓力大；考試中發生異常情況時，考生答案容易丟失；在考試結束后的大部分時間中，設備都位于空閑狀態，造成硬件設備和網絡資源的極大浪費。因此急需一種新技術來解決這些弊端。

2 云計算技術

云計算是新一代互聯網技術快速發展的產物，是一種新型的網絡計算模式。云計算使計算分布在大量的分布式計算機上，而非本地計算機或遠程服務器中。云計算擁有超強的運算能力，用戶可以通過個人計算機、移動終端設備等方式接入數據中心，按自己的需求進行運算。這使得能夠將計算資源切換到需要的應用上，用戶根據自己的實際需求去訪問計算機和存儲系統。云計算技術支持用戶在任意位置使用各種終端獲取服務，具有可靠性高、通用性強的優勢，有著廣闊的應用價值和前景。目前云計算已經逐漸運用到信息系統開發中，也為在線考試系統的設計提供了一種技術解決方案。本文研究一種基于云計算技術的在線考試系統，該系統可以根據考試規模的需要分配分布式考試服務，為大規模的在線考試提供可靠的平臺。

3 云計算服務的體系結構

云計算將計算任務分布在大量計算機構成的資源池上，使得用戶可以按具體需求訪問計算資源，本質是通過網絡提供服務。云計算將計算資源集中起來，并通過專門軟件實現自動管理，無需人為參與。云計算服務的體系結構由五部分組成，包括資源層、平臺層、管理層、應用層，用戶訪問層，其體系結構以服務為核心。

1） 資源層

資源層包括物理資源、服務器服務、網絡服務、存儲服務。物理資源指的是物理設備，如服務器、存儲器、網絡設施等。服務可以提供各種虛擬化的資源，隱藏實際物理資源的復雜性。服務器服務指的是操作系統環境；網絡服務指的是提供的網絡處理能力；而存儲服務則可以為用戶提供數據存儲能力。

2） 平臺層

平臺層可以為資源層提供各種服務的封裝，使用戶可以根據需求構建自己的應用，平臺層包括數據庫服務和中間件服務。數據庫服務提供了強大的數據庫處理能力，而中間件服務則提供消息中間件或事務處理中間件等服務。

3） 管理層

管理層可以提供對所有層次云計算服務的管理功能，使得資源能夠安全、高效地為應用提供各種服務。包括安全管理、服務目錄管理、服務質量管理、服務監控等。

4） 應用層

應用層提供軟件服務，包括面向企業的用戶的企業應用服務和面向個人用戶的個人應用服務。

5） 用戶訪問層

用戶訪問層作用是方便用戶使用云計算服務所需的各種支撐服務，針對每個層次的云計算服務都需要提供相應的訪問接口。包括服務目錄、訂閱管理、服務訪問。

4 基于云計算的在線考試系統分析

設計基于云計算的在線考試系統的設計目標是：

1） 構建一個可靠、方便、可擴展并且低功耗的服務運維環境，為在線考試的實現提供有效的硬件環境支持。

2） 構建一個穩定、安全的數據中心，保證各個應用系統之間能夠穩定運行。

3） 構建一個高效、安全的數據存儲體系，組建一個可靠的數據備份容災系統。

4） 構建一個公共的開放服務平臺，對于用戶的需求，能夠在任何時刻任何環境下都給予快速的響應，用戶可以隨時隨地通過電腦、手機等各種設備訪問所需要的考試資源。

在搭建該考試系統時要制定云計算安全方案，將保密的考試數據存放在虛擬環境里，使得機密數據具備可靠的災備方案，從而有效地解決機密考試數據的損壞、丟失等問題；利用云計算技術與服務器虛擬化技術實現不同的物理服務器中的來回遷移，實現物理機上的系統遷移到云計算管理平臺在作為一臺虛擬機運行，從而提高資源的管理效率和利用率。endprint

系統搭建的過程如下所示：

選擇性能高的考試服務器，利用服務器系統構建云計算集群，接著配置虛擬計算機，從而使得它可以在云計算集群上進行應用；建立集群平臺，正確調配好多臺考試服務器，保證各個考試服務器能夠方便快捷地訪問數據庫；將基于B/S結構的在線考試系統安裝在各個服務器上；做好系統服務器的地址解析，確保系統的有效訪問；安裝系統管理軟件對云計算集群進行統一管理；把有頻繁數據操作需求的考試服務器整合到云集群中，使用軟件進行統一的分配和管理；配置計算機并部署相關應用。

基于云計算技術的在線考試系統，能提供更加方便和快速的在線考試服務。該考試系統具備無限的動態擴展能力。云計算不僅提供計算服務，還提供存儲服務，云端存儲空間大，把各種考試資源放在云端，不怕考試數據的丟失或者是損壞，能夠不受空間和時間的限制實現考試資源的共享。這種技術可以保證考試資源的安全，避免計算機病毒或黑客的入侵而導致的考試系統無法正常工作的情況，也可以實現所有虛擬機計算機的隔離，實現在不同的虛擬機上運行不同的考試應用，從而減輕主系統的壓力，提高并發數，解決資源傳輸過程中的網絡阻塞問題。

基于云計算的在線考試系統的主要功能有：

1） 考試數據的接收與分發

云考試服務器接收考試數據并存儲考試數據，其中包括考試的考場信息、考試的試卷信息、考生信息、試卷答案信息、監考人員信息等，并把這些考試相關數據分發到每一個分布式的考試服務器上，做好考前個各種準備工作。

2） 人員身份驗證

對考生信息、監考人員信息進行身份驗證及權限判斷，確認其合法性。

3） 在線考試

考生可以打開試卷，在線答題；答題過程中，有計時控制功能，可以控制考試的時間、每道題目的答題時間以及考試的結束時間；為了防止考生答案丟失，考生答案可以每隔一段時間自動保存，也可以手動保存答題結果；可以對考試過程進行實時監控，包括參加考試情況、提交考卷情況等；考生提交答案后，將考生的答題信息保存入庫，并計算考生的客觀題成績。

4） 考試結果上傳

將考生的答題結果、客觀題成績上傳到考務管理系統，上傳方式可以進行自動上傳，也可以用戶根據實際情況設定上傳方案。

5） 異常處理

在考試結果提交過程中，如果有斷電、斷網等異常情況發生，導致考生不能提交考試結果，可以允許管理員在考生的計算機上找出對應的考試文件，通過拷貝或者電子郵件的方式發送給考務管理系統。

6） 動態調配

能夠滿足各種各樣的考試需要，能根據具體考生人數、實際考試需求，隨時隨地接受并處理多個不同的考務命令，及時調配考試服務器。

5 結束語

將云計算技術應用于B/S結構的在線考試系統中，其實是將云計算技術作為一套整體解決方案，這種方案增強了服務器的處理能力，解決了考試資源按需動態分配的問題，使得應用系統的穩定性得到提高，有利于資源的合理調配、快速部署，同時可以滿足現代信息社會的多元化考試需求。隨著現代信息技術和云計算技術的發展，基于云計算的在線考試系統必定能進一步發揮其優勢，擁有廣闊的發展前景。

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