基于云服务的计算机在线考试系统设计研究

黄逸凡

（湖南民族职业学院公共课教学部，湖南 岳阳，414000）

网络技术在教学中的应用，极大地改变了传统的考试方式。当前，越来越多的高校以及企业开始采用线上考试，纸质考试逐渐被取代，提升了考试的效率和水平。当前，有多种结构模式的在线考试系统，其中B-S结构系统以服务器群集方式，在服务器端承载所有数据，并且结合网络宽带，使考生连接到考试系统进行考试。但是，这种方式由于整个系统的承载能力有限，常导致意外情况。基于云计算，通过虚拟化技术，以网络为依托，提供系统基础架构以及平台、软件服务，极大程度地整合数据和应用等资源。这种方式能够将数据同步更新，有效地避免丢失考生答案等意外情况。可以看出，云计算服务能够提供强大的技术支持，本文将在云计算服务的基础上设计计算机在线考试系统。

1 基于云服务的计算机在线考试系统规划分析

基于云服务的计算机在线考试系统，其目标涉及多个方面，包括考生登录参加考试，试卷自动生成，自动改卷，成绩即时公布，从而提升考试工作的效率，进一步降低基础工作量。整个系统主要包括三大模块，即在线考试，用户管理，后台管理。

2 基于云服务的计算机在线考试系统功能分析

2.1 考试数据相关信息的接收与分发

基于云服务的计算机在线考试系统，其功能涉及在线考试的多个方面，主要体现在接收指令数据、合理安排资源配置等。在考试数据的接收与分发方面，主要是将考试基本信息、考生信息、答案信息、试卷信息、考场信息等数据传输到每一个分布式考试服务器上，帮助相关工作人员做好考前的各项准备工作。[1-2]

2.2 身份验证

身份验证主要针对考生以及教师或者是有登录权限的工作人员。利用身份验证功能分析用户账号是否正常，检验考生、考试管理人员或者教师的身份。

2.3 在线考试

该部分是整个计算机在线考试系统的核心模块[3]，其功能主要是考生考试与系统全过程监控，具体细分为试卷提供、打开试卷、在线答题、计时控制、答卷即时保存控制、考试全过程监控、结果储存等。

2.4 考试结果与收集

该功能能够科学地收集考生的基本信息等，并且发布考生成绩，上传到绑定的教务系统，实现智能化信息的传输。针对在考试过程中可能出现的意外事件，如断电、断网等，系统通过提前备好加密后的考试文件确保考生顺利完成考试。

2.5 各类消息提醒

在系统的功能模块对数据信息进行传输的时候，在线考试系统通过利用信息传递技术，将相关信息推送出来。

3 基于云服务的计算机在线考试系统设计原则

3.1 安全性

基于云服务的计算机在线考试系统一定要做到绝对安全，要避免数据受到恶意攻击或者是被他人登录篡改，主要是保障题库、试卷、成绩三个方面的安全，避免任何一方意外泄露。[4]

3.2 可扩展性

系统的可扩展性是指在线考试系统能够根据用户数量、功能、性能和业务提供扩展服务。

3.3 可管理性

为保证计算机在线考试能够正常运行，在线考试系统要具备可以管理的功能，才能有效保证在线考试系统的日常维护和运行管理。

4 基于云服务的计算机在线考试系统设计分析

4.1 功能设计

计算机在线考试系统在设计的过程中一定要考虑到整个系统的安全性和便于管理，因此，教师登录教师管理模块的功能非常重要。[5]在用户信息管理中涉及三类人员，管理权限由小至大分别为：考生、教师、管理员。

教师模块包括用户登录、试题管理、试卷管理、自动阅卷管理、成绩管理、用户信息管理等，考生模块分为用户登录、考生信息管理、在线考试、查看成绩。

4.2 子功能模块设计

4.2.1 在线考试设计

在线考试模块是整个考试系统中的核心。考生进入考试服务器之后，考试系统会自动判定是否已经参加过科目考试。利用云服务器，能够保证考生考试数据的安全性和可恢复性。使用缓存redis进行保存，并实现服务器与本地缓存同步使用OCX控件写加密文件，进行本地数据的保存，提升系统使用者的体验感。[6-7]云考试服务中有独立的线程项数据采集系统发送数据。考生交卷后，可看到考试变为交卷状态，系统会同时通过数据采集系统不断调取和接收对应考生的试卷答案数据，批阅并计算分值。

4.2.2 题库设计

在整个计算机在线考试系统中，教师管理模块对考生的考试成绩有很大的影响，特别是对于题库的设计。教师可以设计多种题型与分值。考虑到不同的题型所需的信息、种类以及分值不同，需采用分别建库的方式保障后台试卷批阅的速度与效率。

教师可设置试卷的题量、总分等，系统随机生成一套试卷，并且储存在数据库中。对系统生成的试卷和数据，教师及以上权限人员可进行试卷管理，适当进行题目的修改、删除或增加以保证试卷的合理性。

4.3.3自动评阅设计

在在线考试系统当中，自动评阅是一项必备的功能，利用该功能可实现对考生成绩的快速生成，针对不同的题型需设计相应的方式。[8-9]

针对操作题的自动阅卷评分是整个系统中的一个重点，也是难点，主要在于如何利用云服务获取文件并与标准文件进行比对，这个过程存在较多问题。为解决这些问题，选择ossbrowser对用户上传的文件进行存储和管理，它提供类似Windows资源管理器的功能。然后将文件与已存储的标准文件进行比对，采用VBA技术实现Office操作题的自动评分。[10]以Word操作题为例，可将标准答案根据关键词（即属性值、方法值）进行划分，不同的关键词对应不同的分值。依据标准文件，从学生的答案中提取关键词，根据模糊集算法自动计算提取到的关键词与标准答案关键词的贴近度，并进行相应的打分。把关键词评分点求和得到最终得分。为保证尽可能做到打分准确，还可设计人工查阅的方式，教师对操作题打分，确保成绩更加合理。[11]最后将成绩送回数据库。

4.3.4 数据库设计

针对数据库的设计必须做到合理有序，要确保数据结构化、标准化和规范化。另外，还要尽可能减少冗余度，并保证数据的正确性和一致性。[12-13]考虑到实际需求，数据库中主要涵盖的对象包括教师信息、考生信息、试卷信息、试题答案信息、成绩信息等，其中以试卷信息为例，其具体结构见表1。

表1 试卷信息

5 结语

在计算机在线考试系统中使用云计算服务，不仅能够有效解决考试资源的问题，并且能够保证获得高性能的在线考试支持，进一步实现计算机在线考试系统的升级与优化，功能更加强大。但是，随着计算机在线考试系统的应用范围不断扩大，主要问题体现在在线考试系统与各高校或企业之间考试管理系统的接口兼容性方面。另外，针对操作题的自动阅卷与评分需进行进一步的优化，确保打分更加合理，做到在有效减少人工阅卷时间的同时，提升自动阅卷的速度与质量。