基于云环境的在线考试系统设计与探索

杨静

摘要：随着新形势下网络技术日新月异的发展，各行各业也都逐渐开始转型。互联网云技术可以打破教育考试的区域限制，使更多的学生可以通过在线教育平台来进行学习与考试，能够促进在线教育的职业培训领域的发展。因此，通过分析当前职业培训的在线考试现状，采用云计算架构，研发了在线考试系统并加以应用。

关键词：云环境；在线考试；系统设计

中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）01-0149-01

0 引言

随着计算机技术的发展，各行各业都尝试打造O2O（Online To Offline）模式，各大高校和成人职业教育机构都陆续把课程和考试放到网上。相对于其他产业来讲，教育系统中的在线考试更符合时代发展潮流，可以让学生打破空间与时间的限制，利用闲暇时间来进行考试。因此，研究云环境的在线考试系统设计，对增强互联网经济，提高教育发展水平具有着重要意义。通过对云环境在线考试的发展现状出发，来设计一个在线教育考试平台，以此满足在线教育服务与学习者的需求。

1 在线教育与考试系统现状

当前的高校在线教育与考试系统主要以B/S技术架构为主，彼此之间的数据库及服务器设备都不相互关联，容易形成硬件孤岛和教学资源壁垒。同时，在线教育考试系统还存在各自为政的系统设计问题，如缺乏统一身份认证体系，各机构之间的用户数据不互通，在给用户造成不便的同时增加系统安全隐患。缺乏资源数据管理方法，不能满足用户进行实时考试的需求。在云环境下整合大数据等先进技术，满足在线考试的需求，是系统下一步需要解决的问题[1]。

2 云环境下教育考试系统的分析与设计

云这个概念作为计算机虚拟化延伸已经被大多数人所知晓，但目前的技术发展还不能支持较为复杂的商业进程。在技术成熟之前，本文首先假设一个基于云環境的在线教育考试平台，该平台的设计理念是可以容纳、展现不同教育机构的在线教育考试资源，能够满足各类学校、教师和学生的需求，因此该平台需要联动各地区院校的设备资源基础设施，解决以下几个关键技术。

2.1 物理设备虚拟化

通过各种虚拟机技术，将物理服务器群划分成多个虚拟机，不同用户按需“租用”，这样搭建在线教育平台的设备群，并可以降低服务器的购置和维护成本，目前常用的X86虚拟化主要有VMware的ESX产品[2]。

2.2 搭建分布式数据库

考虑到在线教育平台需要储存海量的存储数据，同时也要实现不同机构的数据之间的同步与备份等管理功能，搭建的数据库其既要满足关系型数据库的要求，也要实现对NoSQL数据的管理，借此构建在线教育平台资源的存储层。目前较为成熟的有Mysql、及Hadoop等产品。

2.3 虚拟一体化平台体现

在线教育平台的整合主要是为了扩大受众面，这需要设计统一的入口平台网站，在这个网站上将各个在线教育系统以统一形象展现，方便用户登录使用，给用户方便快捷的登陆体验，在开发时也需要考虑兼容移动设备和PC终端的各类操作系统，主要的页面技术有HTML5、JavaScript等，虽然HTML5技术尚不全面和完善，但未来有着更大的发展空间。

2.4 中间支撑服务

在线教育平台的入口展现层和分布式存储层的联通也需要提供了多种服务，主要有缓存服务和REST服务等，不仅可以支撑在线教育平台的前端显示，也可以让用户直接调用资源存储层。常用的有Google App Engine的Jetty应用服务器及Memcached分布式缓存技术，其能有效地加快平台响应速度，并降低后台服务器的压力。

2.5 其他配备设施

系统设计中还需要为在线教育提供运行维护服务，如用户帐号的安全管理工作：能够实现安全条件下的用户登录，方便管理员对帐号的管理；SLA监控：主要是实现对各个层次运行的虚拟机运行性能方面的监控，观测其是否满足预先设定的SLA（Service Level Agreement）标准；计费管理：通过后台来统计用户所消耗的资源，以便对用户服务进行准确计价；安全管理：对整个教育考试系统数据，系统和个人隐私等资源采取保护措施，防止出现篡改成绩的现象出现。

3 基于教育云架构的在线考试系统实现

3.1 基于云环境的分布式文件系统

云环境下的在线教育考试系统整体工程量较大，周期长，有多方面的资源因素制约和限制，而在线考试系统属于在线教育平台必不可少的关键部分，因此，本文首先将云概念应用到在线考试系统的设计中来。在实际开发中，分布式文件系统建立的主要目的是备份考试复习内容与考卷数据，可以为教师和学生实时提供资源，同时也可以协调不同地区、学校考试资源的共享问题。在采用云存储之前，不同的学校都是自建专用的数据储存系统，数据的分散性较大，考试资源在相关学校中互查和引用不流畅。本系统采用HDFS（Hadoop Distributed File System）分布式文件系统存储方式来搭建数据储存平台，利用云存储技术克服上述问题[3]。

3.2 在线终端通信服务平台

在线终端通信服务平台的目的是整合各教育平台资源，强调以需求为导向，为用户与教师提供订阅消息推送与考试通知播报，实现老师与学生的实时沟通互联。在线终端通信服务平台包括终端中间件和在线服务器，终端中间件主要是提供移动和固定终端的接入功能，保障各终端间的相互连通；在线服务器则可以提供统一的在线连接安全认证、消息缓存、在线业务处理系统等。

4 结语

在线教育平台是个繁杂的项目，前景广阔，但目前的发展还有一些不足之处。因此，文章在针对在线教育平台中的考试系统，利用云计算和大数据技术对在线考试平台的设计做了初步尝试，将云技术应用到在线教育中来，为提升在线教育质量出力。

参考文献

[1] 陈旭云.基于J2EE平台的在线考试系统的设计与实现[D].厦门大学，2011.

[2] 孟彧，赵戈.基于云架构的在线考试系统设计与探索[J].软件产业与工程，2014（05）：48-52.

[3] 李中华.基于WEB环境的通用在线考试系统的设计与实现[D].电子科技大学，2007.

Abstract：With the rapid development of network technology under the new situation， all walks of life are gradually starting to transform. Internet cloud technology can break the regional restrictions of educational examination， enable more students to study and take examinations through online education platform， and promote the development of vocational training field of online education. Therefore， through the analysis of the current vocational training online examination status， cloud computing architecture， developed and applied the online examination system.

Key words：cloud environment；online test；system design