基于Blackboard平台在线考试管理系统的研究

中国计量大学 郑 坤

基于Blackboard平台在线考试管理系统的研究

中国计量大学 郑 坤

本文从学校教学资源出发，通过研究和分析我校BB平台实际教学使用情况对硬件进行研究和测试，设计出适合笔者所在院校在线考试的系统优化方案，确保笔者所在院校BB平台在线考试能够顺利进行。

Blackboard 在线考试 管理系统

网络在线考试是在充分利用网络无限自由的空间基础上，通过利用先进的数据库管理技术，考试机构可以随时随地对考生进行无纸化考试。这大大简化了考试流程，减轻了考试机构的工作量。这种考试模式在现代开放的考试系统中为考生的个性化提供了更为灵活、方便的考试服务，有效促进了考试管理水平的提高。

一、BB平台在线考试系统的优点和不足

笔者所在院校使用Blackboard网络教学平台（以下简称BB平台）其中一项主要功能就是在线考试，教师通过将原始试题资料录入，生成试题库；从题库中随机生成试卷，并可多次重复使用；教学人员可以通过创建和管理自测、测验、考试和成绩统计分析来强化学生的学习效果、衡量学生的学习过程以及根据需要制定课程；按照简单、步骤式流程创建考试和调查；多种题型可混合和选择应用：单选、多选、判断正误、匹配、排序、填空和论述题；为学生提供受密码保护的测验、限时的测验，并可以得到即时结果反馈；按照时间表上指定的日期和时间，自动开放或关闭测验。一直以来，由于BB平台在线考试功能对服务器的硬件资源要求比较高，笔者所在院校包括全国大多数高等院校的基本配置中始终无法很好地解决并发量问题，经常由于考试导致服务器崩溃停止服务，所以BB平台的在线考试功能在国内各高校中没有得到很好推广。

二、BB平台系统测试方法

为了笔者所在院校1000余人学生可同时在线考试，必须对BB平台软硬件进行合理的配置和资源优化。测试工具为IE浏览器、Loadrunner11，测试环境为应用服务器（BB版本为8.0.422.7，系统为Redhat 5.6 x64，内存4G的双核CPU和内存4G的四核CPU）、数据库服务器（系统为Redhat 5.6 x64，内存8G的四核CPU）。测试方法是用Loadrunner压力测试工具向应用服务器发送不同的访问请求，模拟登录、浏览课程、考试。通过对应用服务器和数据库服务器的性能进行监测，结合Loadrunner工具得出最优结论。为了更好测试访问压力，分别对50、100、200、300这几个访问人数进行压力测试，主要列出300人的访问情况。

测试双核CPU内存为4GB的应用服务器。

1.发送点击课程测试。300人同时进行访问，当人数达到236人时开始出现错误，浏览器访问已经非常困难，有20秒才能打开首页，Vmstat的R值在17-101之间，说明CPU负载非常高，但memory的free值为1528876之上，说明内存压力不大。数据库服务器压力也不是很大，显示的数据在正常范围内。所以单台Web应用服务器，浏览网页的极限值应该在250人左右。出现服务极限后，当服务器请求压力下降后服务器能继续正常服务。

2.考试压力测试。尝试300人参加考试，90人时开始出现事务失败，此时应用服务器CPU使用较高在60%～110%之间，内存依然压力不大，在130人参加考试时，Bb很难打开，点击出现缓慢的状况，考试会出现异常导致无法提交考卷。出现服务极限后，当服务器请求压力下降，服务器就能继续正常服务。结合实际考试中产生的问题，通过对不同考试人数服务器承受能力和考试顺利情况可知，120人左右的学生一起考试时基本顺利，出现系统无法提交的现象。针对应用服务器的瓶颈是CPU的情况，可以升级CPU为四核，并对200人访问进行测试，此时Vmstat中R值则与双核时50人的数据基本一致，当达到300人同时进行考试进行测试时可知，CPU压力较大，点击会出现缓慢的现象，但基本能满足需求，数据库服务器依然没有压力，说明当CPU升级为四核时单台应用服务器应该可以承受600人左右的同时访问或者300人左右同时在线考试。如果需要1000人同时在线考试，那么至少配置4台四核CPU、4GB内存的应用服务器，1台文件服务器和1台数据库服务器，另外还需要加上负载均衡。

三、负载均衡的研究

负载均衡是通过某种算法实现负载分担的方法。运用该方法在线考试必须先登录到平台，进入课程后才能进行考试，用户发起请求一旦与该服务器连接成功，在访问期间一定要分配给该应用服务器才可以顺利进行考试，也就是说一定要保持会话。笔者所在院校原先使用Nginx作为负载均衡，分配方式设置为Ip_hash，每个请求按访问Ip的hash结果分配，这样每个访客固定访问一个后端服务器，该策略能解决session的问题，从而解决会话保持的问题。但是，Nginx的健康检查机制是如果其中一台宕机了，还是会分发请求给它，默认1分钟内不会再转发，之后再发给另一台服务器，这样就导致用户一直无法访问的状态。F5设备则解决了这个问题，配置为基于SSL Session ID的会话保持，会话保持300秒，也就是如果该时间范围内没有任何操作，该链接会被释放，同时前端使用的是轮询的方式，保证每台服务器连接数均衡，另外也限制前端分配给各服务器的连接数。

综上所述，经过研究和测试，笔者所在院校的BB平台配置了4台web服务器，1台文件服务器和1台数据库服务器，加上F5负载均衡设备，组织过1100人左右的同时在线考试，学生全部顺利地完成了考试。

[1]曹 岩，郑 铮.BB平台在医学教学中的应用[J].中国科教创新导刊，2012

[2]许 毅.Blackboard平台在高校教学中的使用[J].科技创新导报，2012

[3]杨晓宇.提高Blackboard平台使用率的策略研究[J].软件导刊（教育技术），2011

（本文系基金项目：2015年度浙江省教育厅科研项目“基于Blackboard平台的在线考试管理系统优化与推广研究”的研究成果，项目编号：Y201534215）

ISSN2095-6711/Z01-2016-12-0220

郑坤（1984—），男， 浙江杭州人，中国计量大学教务处，助理研究员，研究方向：教学信息管理