Android平台下高校考试通系统设计研究

2016-09-20杨秀菊

赤峰学院学报·自然科学版 2016年16期

关键词：模拟考试客户端加密

杨秀菊

（泉州信息工程学院，福建　泉州　362000）

Android平台下高校考试通系统设计研究

杨秀菊

（泉州信息工程学院，福建泉州362000）

在移动互联网时代，为满足高等院校在校生随时随地进行学习，克服传统单一的教学模式，考试通平台应运而生.本文主要采用实践开发与研究的方法从Android端、LAMP服务器、数据加密等方面进行系统分析与设计，并完成系统搭建全过程，为各高校的考试系统提供有效参考模型.

Android平台；LAMP框架；系统加密

引言

高校的等级考试及各类职业资格考试一直是在校大学生的热门科目，因此，能为在校大学生设计出一款在手机上就能完成学习与模拟考试的客户端成为一种可能.而且在现有的终端中所提供的可学习软件少之又少，在这种社会大环境下开发一种能被大学生使用的APP端学习智能软件成为一种必然.

根据我们在互联网上对大学生调查问卷报告显示，100%的人使用的是智能手机，其中年龄在20-29岁占80%以上，使用Android系统人占70%以及，90%以上的人用来打电话、聊QQ、微信、刷微博等，50%以上的人是用来听音乐和拍照，30%多的人用来玩手游，40%的人来看小说，只有20%的人用来查资料.而且根据报告显示，大学生每天使用手机的时间超过3小时的就有90%以上，甚至有超过5%的人用在6小时以上.[1]

本课题主要利用互联网带来的教育自由、资源共享的便利方式进行的一种手机端学习和模拟考试的方式，利用大学生的业余时间随时随地的进行，让等级考试和职业资格考试成为大学生生活的一部分.

1　考试通平台解决方案

1.1Android平台架构

Android系统的底层建立在Linux系统之上，该平台由操作系统、中间件、用户界面和应用程序软件四层组成，中间层采用了Google优化过得Java虚拟机Dalvik，便可将Java软件移植到Android设备里，图1显示了Android系统的体系结构：

图1　体系结构图

从图1可以看出，应用程序层包括电子邮件客户端、日历、地图、浏览器等核心应用程序；应用程序框架提供了大量供开发者使用的API函数，可以简化很多重要的基础开发；函数库提供了由Android系统各个组件使用的C/C++库、多媒体库、界面管理、3D库等；Android运行时由核心库集和Dalvik虚拟机；Linux内核提供了安全性、内存管理、进程管理、网络协议和驱动模型等核心系统服务[2].此客户端项目主要在上面三个用户层中应用与体现.

1.2服务器端框架搭建

服务器端采用LAMP框架形式，LAMP（Linux-Apache-MySQL-PHP）网站架构是目前国际流行的Web框架，该框架包括：Linux操作系统，A-pache网络服务器，MySQL数据库，Perl、PHP或者Python编程语言，所有组成产品均是开源软件，是国际上成熟的架构框架，很多流行的商业应用都是采取这个架构.

对于大流量、大并发量的网站系统架构来说，除了硬件上使用高性能的服务器、负载均衡、CDN等之外，在软件架构上需要重点关注下面几个环节：使用高性能的操作系统（OS）、高性能的网页服务器（WebServer）、高性能的数据库（Databse）、高效率的编程语言等[3].具体的解决方案有以下几种：

1、squid+Apache+PHP+eAccelerator

使用Apache负载PHP，使用squid进行缓存，html或图片的请求可以直接由squid返回给用户.很多大型网站都采用这种架构.

2、nginx/Apache+PHP（fastcgi）+eAccelerator

使用nginx或Apache负载PHP，PHP使用fastcgi方式运行，效率较高.

3、nginx+Apache+PHP+eAccelerator

此方案综合了nginx和Apache的优点，使用Apache负载PHP，nginx负责解析其他Web请求，使用nginx的rewrite模块，Apache端口不对外开放.

LAMP框架其性能特点卓越、运行稳定、跨平台性强，而且，它的开源性使得它大大降低了开发与运行成本，其在功能与性能上也是能满足高校考试通现实发展要求，因此我们采用第三种解决方案.

1.3整体系统的加密码技术

所谓加密，就是把称为“明文”的可读信息转换成“密文”的过程；而解密则是把“密文”恢复为“明文”的过程.加密和解密都要使用密码算法来实现.网络加密根据需要也会采用不同的加密算法，网络安全中通常采用组合密码技术来强化加密算法，可大大增强算法的安全性.

网络中传输的数据单方向存储即Android应用程序的客户端只负责文件的加密，文件的解密由服务端应用程序负责，即客户端为单方向存，服务端为单方向取.Black-HoleStorage单方向的安全存储容器在功能上总体可以分为五个方面，数据加密，完整性验证，秘钥管理，错数据修复，优化存储.其中的数据加密对原始数据加密保存，选用对称加密算法对数据进行加密，用非对称加密算法对对称加密的秘钥进行加密.完整性验证时对传输过来的数据进行CRC校验验证传输过程中数据是否有损坏.秘钥管理主要是对加密数据的对称加密的秘钥的管理和非对称加密的秘钥的管理.错数据修复是对传输过程中文件尾部丢失数据的恢复，优化存储负责对数据的快速存储，通过这五个方面的控制，最终形成整体的解决方案.

图2　服务器交互加密流程图[4]

2　考试通平台设计与分析

本课题主要针对大学生计算机等级考试、英语四六级等级、程序员等高校考试而设定的学习系统，针对不同科目在用户安卓端其功能也不尽相同.我们主要从客户客户端和服务器两个方面分别设计与分析，针对不同方面它们的需求及功能也是有区别的.

2.1客户端功能需求

客户端的需求主要以界面和功能为主，界面要具亲切感和便利性，让客户感受到简单方便，且功能实现到位，页面打开的层次不要太多，最多不超过三层.找到学生的兴趣点，针对兴趣点做到进一步的研发，让软件服务做到点上.

图3　客户端的主要功能图

从图3中可以看出主要功能有：

1.考试练习：在做练习过程中，在指定时间完成指定题目可以获得奖励积分，否则没有积分.

2.专项练习：把单选择题、多选择题、填空题、简答题分类进行整理.

3.模拟考试：模拟考试完全按照考试的形式，在考试时间内完成题目，并达到分数要求同样可以获得积分.

4.我的成绩：在考试练习、模拟考试中分别显示对错题数量和比例值.

5.我的错题：在考试练习和模拟考试中所有错题的题目显示.

6.考试统计：统计在考试练习、模拟考试中知识点掌握情况统计图分析.

7.学霸榜单：所有参加本科目的学习者从高到低的排名序列.

8.学习闯关：英语采用单词与词意连连碰形式，答对的单词和词意可以一起消除.其它科目根据课程特点进行相应设计.

2.2服务器端的功能需求

服务器端的主要功能有：超级管理员、管理员管理权限、考试练习和模拟考试题目的添加、删除、修改、浏览，评价体系管理、学友圈发布文件及图片权限管理.（如图4所示）

超级管理员有管理所有人员及所有功能权限，管理员可以分模块进行分工管理，在考试题库中后台的管理员有针对不同的题目类型进行添加、删除、修改、预览等功能；在学友圈中从图片、评价两个方面进行通过、禁言、删除管理；在培训机构、视频中心都分别设有添加、删除、修改、预览等功能.这些为后台管理提供更大的方便.

图4　服务器功能

3　终端应用设计

在谈到Android手机的界面设计时，要求开发人员对整个界面框架结构的设计要合理.由于android设备市场现在群雄并起，所以各种显示特点的设备都有.在进行界面的整体布局时，建议多使用RelativeLayout和LinearLayout，尤其注意Linear-Layout中的orientation属性的使用，可以使你的界面更加丰富[5].

在做Android手机应用开发时，要注意模拟器的使用与测试，原则上在模拟器设计好后的整个程序都要放到实际的手机或平板中进行真实演练与测试，这样发现问题及时解决.