用Java 和XML 建立試題庫管理系統(tǒng) - Read.pdf

用 Java 和 XML 建立試題庫管理系統(tǒng) 用 Java 和 XML 建立試題庫管理系統(tǒng) 楊宇 楊宇 南京化工職業(yè)技術(shù)學院 210048 南京化工職業(yè)技術(shù)學院 210048 use Java and XML to develop Test Question Storeroom Management System use Java and XML to develop Test Question Storeroom Management System Yang Yu Yang Yu Nanjing College of Chemical Technology Nanjing College of Chemical Technology 摘要 摘要 目前 國內(nèi)的試題庫管理系統(tǒng)大多采用 Word 軟件實現(xiàn)公式和圖形的編輯 這種架構(gòu)的缺點是 平臺相關(guān) 高成本 使用專有技術(shù) Java 語言是一種跨平臺的編程語言 XML 是開放技術(shù) 教學中最常用的兩種 XML 應(yīng)用是 MathML 和 SVG 分別用來處理公式和圖形 可以嵌 入網(wǎng)頁中 使瀏覽和交互變得非常方便 用 Java 和 XML 構(gòu)建的試題庫管理系統(tǒng) 是基于開放技術(shù)的低成本跨平臺網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 關(guān)鍵詞 關(guān)鍵詞 Java XML MathML SVG 試題庫管理系統(tǒng) Abstract Abstract At present much test question storeroom management system use Word to edit formula and graphics so questions are platform dependence expensive and with private technology While Java is programming language that platform independence XML is open technology It s two applications MathML and SVG are used to dispose formula and graphics they can be embedded into web page so browse and communication with web browser is easy A test question storeroom management system which use Java and XML technology is cheap and standard based Key words Key words Java XML MathML SVG Test Question Storeroom Management System 1 基于 XML 的 java 試題庫管理系統(tǒng)簡介基于 XML 的 java 試題庫管理系統(tǒng)簡介 目前 國內(nèi)的試題庫管理系統(tǒng)大多采用微軟 Word 軟件實現(xiàn)公式和圖形的編輯 這種架構(gòu)帶來的缺點顯而易見 首先 系統(tǒng)必須在使用微軟 Windows 操作系統(tǒng)和 Word 軟件的前提下使用 無法做到跨平臺 其次 要使基于 Word 的系統(tǒng)能在網(wǎng)絡(luò)上使用 需要每個客戶端也安裝 Windows 和 Word 成本太高 最后 Word 屬于專有技術(shù) Java 語 言是一種跨平臺編程語言 它編寫的程序能在任一操作系統(tǒng)上運行 它最初的創(chuàng)建就是面向 Internet 因此它編寫 的本地程序稍做修改就可放上網(wǎng)絡(luò) XML 被認為是計算機世界的一次革命 教學中最常用的兩種 XML 應(yīng)用是 MathML 和 SVG 分別用來處理公式和圖形 可以嵌入網(wǎng)頁中 使瀏覽和交互變得非常方便 解決了網(wǎng)絡(luò)交流中跨平臺數(shù)據(jù) 處理問題 用 Java 和 XML 構(gòu)建的試題庫管理系統(tǒng) 是基于開放技術(shù)的低成本跨平臺網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 圖 1 是基于 XML 的 java 試題庫管理系統(tǒng)截屏圖 系統(tǒng)最大的特點是試題完全按 XML 標準格式存儲在數(shù)據(jù)庫中 并能被顯示在常用的網(wǎng)頁瀏覽器中 系統(tǒng)由以下子模塊組成 連接模塊 對試題庫的連接 關(guān)閉 新建 刪除 導 入導出模塊 試題導出為 XML 文件或相反 編輯模塊 對章 節(jié) 題型 題目和試卷的編輯 組卷模塊 手工組 卷 自動組卷 試卷顯示模式設(shè)置 管理模塊 以新身份登陸 添加刪除用戶 修改用戶權(quán)限 系統(tǒng)用 java 編寫 可在 Windows 或 Linux 操作系統(tǒng)下運行 圖 1 2 XML 在試題庫管理系統(tǒng)中的應(yīng)用 2 XML 在試題庫管理系統(tǒng)中的應(yīng)用 2 1 XML MathML SVG 簡介 2 1 XML MathML SVG 簡介 2 1 1 XML 簡介 2 1 1 XML 簡介 XML 全名 eXtensible Markup Language 即 可擴展標記語言 由 W3C World Wide Web Consortium 互聯(lián) 網(wǎng)聯(lián)合組織 于 1998 年 2 月發(fā)布 是 SGML Standard Generalized Markup Language 標準通用標記語言 的一個 簡化子集 它將 SGML 的豐富功能與 HTML 的易用性結(jié)合到了 Web 的應(yīng)用中 較好地解決了 HTML 無法表達數(shù)據(jù)內(nèi)容等 問題 簡潔而快速地根據(jù)企業(yè) 科學等領(lǐng)域的需求來定制相關(guān)的標記集 實現(xiàn)最大限度的信息共享 得到了廣泛的 應(yīng)用 W3C 已經(jīng)正式發(fā)布了 MathML Mathematical Markup Language 數(shù)學標記語言 和 SVG Scalable Vector Graphics 可伸縮矢量圖形 分別用來標識數(shù)學內(nèi)容和圖形 它們可以嵌入 XHTML 符合 XML 規(guī)范的 HTML 網(wǎng)頁中 使用瀏 覽器查看 2 1 2 MathML 簡介2 1 2 MathML 簡介 MathML 是 W3C 推薦的一種 XML 語言 其目的是 促進數(shù)學和科學內(nèi)容在 Web 上 以及其他應(yīng)用程序如計算機 代數(shù)系統(tǒng) 打印排版及語音合成中的使用和重用 MathML 可用于對能夠高質(zhì)量顯示的數(shù)學符號表示編碼 也可用于 為語義起著更重要作用的應(yīng)用程序?qū)?shù)學內(nèi)容編碼 如科學軟件或語音合成 MathML 常用于在教育 科學論文 工業(yè)規(guī)范 規(guī)章內(nèi)容等領(lǐng)域中表示等式 公式或者類似的信息 2 1 3 SVG 簡介 2 1 3 SVG 簡介 隨著 Internet 技術(shù)的迅速發(fā)展 人們對網(wǎng)絡(luò)中的使用的圖形圖象有了更高的要求 希望有一種既能表現(xiàn)豐富 的圖形內(nèi)容 又能跨平臺使用 便于網(wǎng)絡(luò)傳播 并能確保網(wǎng)絡(luò)中使用的各種顯示打印設(shè)備都能正確一致處理的新一 代圖形格式 SVG 正是在這種背景下 由 W3C 組織開發(fā)的新一代基于 XML 的二維矢量圖形標準 它靈活 可擴展 能表現(xiàn)豐富的圖形內(nèi)容 實現(xiàn)了強大的交互性 可重用性和可伸縮性 2 2 XML 的網(wǎng)頁瀏覽器支持 2 2 XML 的網(wǎng)頁瀏覽器支持 目前常被用來查看網(wǎng)頁的瀏覽器有 IE 6 0 僅用于 Windows Netscape 6 1 和 Amaya 8 2 可用于 Windows 或 Linux 其中 IE 需要搭配插件才能正確顯示 MathML 或 SVG 可選的 MathML 插件有 dessci 公司的 MathPlayer 或 IBM 公司的 Techexplorer plug ins 常用的 SVG 插件是 Adobe 公司的 SVG Viewer 可以通過 XML 命名空間集成 XHTML MathML 和 SVG 實現(xiàn)在瀏覽器顯示圖 2 的數(shù)學內(nèi)容和圖形示例 圖 2 下面是圖 2 的實現(xiàn)代碼 Sample XHTML MathML SVG document MathML sample ax2 bx c 0 SVG sample 2 3 XML 在試題庫管理系統(tǒng)中的應(yīng)用舉例 2 3 XML 在試題庫管理系統(tǒng)中的應(yīng)用舉例 2 3 1 試題的編輯 2 3 1 試題的編輯 出于跨平臺考慮 試題內(nèi)容應(yīng)以 XHTML 格式存儲在數(shù)據(jù)庫中 這就要求一個能處理 MathML 和 SVG 的 XHTML 編輯 器 我們借用了 sourceforge 中的一個開源 HTML 編輯器項目 在其中增加 MathML 編輯功能和 SVG 編輯功能 調(diào)用 了 apache 的 Batik 包 尚未全部完成 MathML 的編輯功能同樣借用了 sourceforge 中多個開源項目的代碼 實 現(xiàn)了所見即所得 WYSIWYG 編輯 如圖 3 所示 圖 3 HTML 編輯器沒有應(yīng)用 XML 解析和處理 主要是因為舊的 HTML 文件不一定符合 XML 規(guī)范 MathML 編輯器和 SVG 顯示器用 jdom 來處理 XML 2 3 2 出卷前的選題2 3 2 出卷前的選題 XML 迅速普及的一個原因是它給程序員一個標準格式 使所有數(shù)據(jù)都可以按標準方法處理 從而簡化編程 比 如出卷前的選題 當一組試題從數(shù)據(jù)庫中讀出后 先將它們放入一個 XML 文檔中待選 選定某題時 將此題從待選 文檔中刪除 再加入已選文檔 將一已選試題刪除 用同樣的方法 方向相反 過程中涉及的數(shù)據(jù)插入 查找 刪 除 排序正是 XML 的特長 2 3 3 手工選題統(tǒng)計2 3 3 手工選題統(tǒng)計 對手工選題進行統(tǒng)計 需要的 XML 文檔結(jié)構(gòu)應(yīng)該是 章 節(jié) 各題型總分 而已選題 XML 文檔結(jié)構(gòu)是 題型 章 節(jié) 題 分 這時需要 XML 的一個重要技術(shù) XSLT 直接實現(xiàn)文檔轉(zhuǎn)換 而不是通過大量的編程 轉(zhuǎn)換后的文檔就很 容易處理了 圖 4 是統(tǒng)計示例圖 圖 4 2 3 4 生成試卷2 3 4 生成試卷 生成的試卷應(yīng)該是 XHTML 格式 所以也需要一次從已選題 XML 文檔到試卷 XML 文檔的轉(zhuǎn)換 但這樣生成的試卷 是丑陋的 需要對它進行修飾 我們應(yīng)允許用戶選擇顯示模式 標題的字體 姓名的位置等 或自定義顯示模式 并將所選顯示模式放入 XML 中供轉(zhuǎn)換時使用 2 3 5 試卷的編輯2 3 5 試卷的編輯 很難猜測用戶設(shè)置單個試題內(nèi)容的格式的目的 但建議用戶盡量減少這樣的設(shè)置 因為盡管生成的試卷有統(tǒng)一 的格式 但不影響單個試題中的格式 可能導致字體不統(tǒng)一等問題 而強行刪除單個試題中的格式會帶來不可預(yù)測 的后果 萬一有格式不統(tǒng)一問題 就需要對試卷進行修改 由用戶決定是否刪除單個試題中的格式 以保持整個試 卷格式的統(tǒng)一 試卷編輯與試題編輯使用的是同一個編輯器 3 在試題庫管理系統(tǒng)中的體現(xiàn)出來的 Java 的幾個優(yōu)點3 在試題庫管理系統(tǒng)中的體現(xiàn)出來的 Java 的幾個優(yōu)點 3 1 Java 的跨平臺性3 1 Java 的跨平臺性 Sun 公司一直強調(diào)的一點是 Java 語言能做到 只編譯一次 到處運行 用 Java 編寫的試題庫管理系統(tǒng)軟件自 然能在各個操作系統(tǒng)上運行 不需要為每一個操作系統(tǒng)編寫一套軟件 大大降低了編程 升級和維護的費用 3 2 Java 接口的靈活性3 2 Java 接口的靈活性 Java 接口是 Java 語言的一個重要特點 它的定義為以后的具體應(yīng)用和擴展留下了充分的空間 上面圖 4 是一 個 JTreeTable 組件 主體是 JTable 但第一列是 JTree 這個組件實現(xiàn)起來很簡單 UI 部分 只要創(chuàng)建一個類 繼承 Jtree 類并實現(xiàn) TableCellRenderer 接口中的方法即可實現(xiàn) Jtree 和 Jtable 之間主要的交互行為 數(shù)據(jù)部分 則應(yīng)實現(xiàn) TreeModel 接口中的方法 很難想象在沒有接口的情況下 完成這樣一個組件需要多大工作量 接口的定義也使程序代碼更加統(tǒng)一 例如 不管使用哪種數(shù)據(jù)庫 使用 JDBC 進行連接 查詢 插入 修改 刪 除的代碼幾乎是一模一樣的 3 3 Java 開源代碼的高可選用性3 3 Java 開源代碼的高可選用性 除了 Sun 公司的 Java 包 本試題庫管理系統(tǒng)還使用了大量的開源軟件 首先 對 XML 的解析及轉(zhuǎn)換使用的是 jdom 比 W3C 提供的 dom 更易使用 其次 XHTML 編輯器 MathML 編輯器都以 sourceforge 中的開源項目為基礎(chǔ) SVG 編輯器則依賴于 apache 的 Batik 項目 另外 還用到 mysql 的 jconnector 以及大量的 UI DB XML 等示例程 序 本試題庫管理系統(tǒng)計劃在第二版采用多層架構(gòu) 以 JBoss 作為應(yīng)用服務(wù)器 以 Tomcat 作為 web 服務(wù)器 開發(fā)基 于瀏覽器的在線組卷及考試系統(tǒng) Jboss 和 Tomcat 的強大功能及穩(wěn)定性完全可以與商業(yè)服務(wù)器相媲美 3 4 Java 的其它優(yōu)點3 4 Java 的其它優(yōu)點 Java 的一個很重要的優(yōu)點是免費開發(fā)工具的成熟 我們使用的是 NetBeans 能進行可視化 UI 編程 有代碼自 動完成等功能 并且集成了 CVS ant 等工具 使編程和調(diào)試變得簡單 Java 另一個重要的優(yōu)點是充滿生機的 Java 社區(qū) 每個人都可以為社區(qū)作出貢獻 同時也得到社區(qū)的巨大幫助 4 結(jié)論結(jié)論 在網(wǎng)絡(luò)教學中 使用 XML 技術(shù)已成為一種趨勢 但在試題庫管理系統(tǒng)中 XML 卻很少被使用 基于 Word 的試題 庫管理系統(tǒng)除了缺乏跨平臺功能 還不能將生成的試卷用于在線考試 而基于 XML 的 java 試題庫管理系統(tǒng)是跨平臺 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 它使用 MathML 和 SVG 這兩種 XML 應(yīng)用中最成熟且已被廣泛應(yīng)用的技術(shù) 使系統(tǒng)生成的試卷對數(shù)學內(nèi) 容與圖形的精確顯示成為可能 并能為進一步應(yīng)用到在線考試系統(tǒng)提供所必需的交互性 生成這樣的試卷卻只對客 戶端的瀏覽器有要求 體現(xiàn)出瘦客戶端的低成本優(yōu)