基于J2EE架構(gòu)的網(wǎng)上試題庫系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文山東大學(xué)碩士學(xué)位論文PAGE58PAGE59山東大學(xué)碩士學(xué)位論文 分類號：TP311單位代碼：10422密級：學(xué)號：200412563碩士學(xué)位論文論文題目:基于J2EE架構(gòu)的網(wǎng)上試題庫系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)作者姓名專業(yè)指導(dǎo)教師姓名 2006年原創(chuàng)性聲明和關(guān)于論文使用授權(quán)的說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進行研究所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的科研成果。對本文的研究作出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。論文作者簽名：日期：關(guān)于學(xué)位論文使用授權(quán)的聲明本人完全了解山東大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留或向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱；本人授權(quán)山東大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文和匯編本學(xué)位論文。(保密論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定)論文作者簽名：導(dǎo)師簽名：日期：目錄TOC\o"1-4"\h\z\u摘要 1Abstract 3第一章 緒論 51．1課題背景 51．2現(xiàn)實意義 61．3國內(nèi)外研究狀況 71．4課題的技術(shù)路線 71．5論文的結(jié)構(gòu) 8第二章J2EE與MVC模式介紹 92．1J2EE概述 92．2MVC模式概述 102．3MVC模式在J2EE技術(shù)中的應(yīng)用 112．4小結(jié) 11第三章系統(tǒng)分析 123．1系統(tǒng)的功能描述 123．2系統(tǒng)的建模分析 123．2．1統(tǒng)一建模語言UML 123．2．2系統(tǒng)的對象模型 133．2．2．1確定類和對象 133．2．2．1系統(tǒng)的靜態(tài)視圖 143．2．3系統(tǒng)的用例模型 153．2．4系統(tǒng)的流程模型 203．3小結(jié) 21第四章系統(tǒng)設(shè)計 224．1功能模塊劃分 224．2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計 234．3系統(tǒng)框架設(shè)計 244．4數(shù)據(jù)庫設(shè)計 254．4．1數(shù)據(jù)庫表的總體設(shè)計 254．4．2重要模塊的數(shù)據(jù)庫表設(shè)計 264．4．2．1考綱的數(shù)據(jù)庫表設(shè)計 264．4．2．2試題拆分方案設(shè)計 274．5主要功能模塊的設(shè)計 294．5．1考綱管理模塊設(shè)計 294．5．2試題管理模塊設(shè)計 314．5．3試卷管理模塊設(shè)計 344．6小結(jié) 37第五章系統(tǒng)實現(xiàn) 385．1業(yè)務(wù)邏輯層的實現(xiàn) 385．1．1EJB概述[5] 385．1．2會話Bean的實現(xiàn) 395．1．3實體Bean的實現(xiàn) 425．1．4DAO模式的使用 445．1．5值對象模式的使用 475．2Web層的實現(xiàn) 485．2．1業(yè)務(wù)代理模式的使用 485．2．2Servlet的實現(xiàn) 495．2．3JSP的實現(xiàn) 505．3系統(tǒng)的實現(xiàn)界面 515．4小結(jié) 53第六章總結(jié)和下一步工作 55參考文獻 56致謝 58PAGE1 摘要隨著計算機網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)教育日益流行。網(wǎng)絡(luò)教育具有諸多優(yōu)點：如信息量大，內(nèi)容豐富、生動；教與學(xué)不受時間、地域的限制等等。網(wǎng)上考試是網(wǎng)絡(luò)教育中的一個重要環(huán)節(jié)，網(wǎng)上試題庫的設(shè)計以及試卷的組織則是網(wǎng)上考試的基礎(chǔ)。本文設(shè)計并實現(xiàn)了一個基于J2EE架構(gòu)的網(wǎng)上試題庫系統(tǒng)，用于為網(wǎng)上考試提供試題、試卷資源。開發(fā)該系統(tǒng)的目的是通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)與考綱對應(yīng)的標準化試題（包括多媒體試題）資源的數(shù)據(jù)庫管理，實現(xiàn)試題資源的共享和快速分發(fā)，支持手工組卷與自動組卷，并為用戶提供在線測試功能。系統(tǒng)采用基于J2EE的四層結(jié)構(gòu)?？蛻魧訛橛脩籼峁┛梢暬瘓D形界面；Web層響應(yīng)客戶請求，為客戶提供所請求的數(shù)據(jù)；業(yè)務(wù)邏輯層運行應(yīng)用邏輯，完成客戶請求中相應(yīng)的計算和數(shù)據(jù)操作；數(shù)據(jù)層存儲、管理數(shù)據(jù)信息。采用多層結(jié)構(gòu)的方式使得系統(tǒng)具有很強的伸縮性、通用性、兼容性和可操作性，每一層能夠?qū)Ｗ⒂谔囟ǖ慕巧凸δ?。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)使用了MVC、業(yè)務(wù)代理、DAO、值對象等多種設(shè)計模式，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰，具有良好的可擴展性、可維護性以及平臺無關(guān)性。論文依照軟件工程的思想將系統(tǒng)的開發(fā)分為三個階段進行論述：在需求分析階段，用UML建立系統(tǒng)的對象模型、功能模型和流程模型，確定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和行為；在系統(tǒng)設(shè)計階段探討了網(wǎng)上試題庫系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)架構(gòu)并進行了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計，對一些關(guān)鍵問題如考綱的建立和試題的存儲等做出解決，提出便于使用和擴展的無限級考綱樹結(jié)構(gòu)和試題的拆分存儲方案，然后為考綱管理、試題管理、試卷管理等主要功能模塊建立了詳細的設(shè)計模型；在系統(tǒng)實現(xiàn)階段，采用從下到上的開發(fā)思路進行系統(tǒng)實現(xiàn)做出說明，重點對業(yè)務(wù)邏輯層和Web層的實現(xiàn)做了論述，其中包括了EJB、Servlet、JSP、JNDI等J2EE核心技術(shù)的使用以及業(yè)務(wù)代理、DAO、值對象等設(shè)計模式的運用，并給出了系統(tǒng)具體實現(xiàn)的實例。論文的最后總結(jié)了系統(tǒng)的優(yōu)勢和需要改進之處。在論文的完成過程中，本人主要做了以下工作：用軟件工程和面向?qū)ο蟮乃枷雽ο到y(tǒng)進行分析與設(shè)計；系統(tǒng)中考綱管理、題庫管理、試卷管理等主要功能模塊的實現(xiàn)；系統(tǒng)實現(xiàn)過程中關(guān)鍵問題的解決，包括知識樹的建立、試題拆分方案設(shè)計等；對EJB、servlet、JSP、JNDI等J2EE核心技術(shù)的研究和運用。對J2EE架構(gòu)和MVC模式的研究，對DAO、值對象、業(yè)務(wù)代理模式的研究。[關(guān)鍵詞]:J2EE、MVC、EJB、試題庫、設(shè)計模式ABSTRACTWiththedevelopmentofInternetandInformationTechnology,OnlineEducationbecomesmoreandmorepopular.OnlineEducationhasmanyadvantages:suchaslargevolumeofinformation,informative,lively；Teachingandlearningrescuingfromthetime,geographicalrestrictionsandsoon.OnlineExaminationsareanimportantpartofOnlineEducation.ThedesignofOnlinePraxisStorehousesandformingpapersisthebaseofOnlineExaminations.ThispaperintroducesthearchitectureandtherealizationoftheOnlinePraxisStorehousessystembasedonJ2EE.Thesystemachievethedatabasemanagementofstandardlizedpraxisrescoucesandachievethesharementandthequickdispenseofpraxisrescouces.Moreover,itoffersformingpapersinmanualorautomaticway,andenableuserstestingonline.ThesystememploysJ2EEfour-tierbasedstructure.Browserprovidesvisualgraphicinterface;WebServerrespondstotherequestsoftheclients.ApplicationServerprocessesapplication,computationanddataoperation;DBServerstoresandadministratesinformation.Theimpleme-ntationofmulti-tierstructureenablesthesystemtohavedistinguishedqualityofflexibility,currencyandcompatibility.ThispaperdissertatestheprocessofthedevelopmentoftheOnlinePraxisStorehousesystemwhichisdividedinto3phasesaccordingtothesoftwareengineeringideology:Inneedsanalysisphase,IestablishedtheFunctionsModelandtheObjectsModelusingtheUMLsystemtodeterminethestructureandbehaviour;InthesystemdesignphaseIdiscussedthenetworkstructureofthesystem,thestructureofthesystemandthedatabasesystemdesigning,solvingsomeimportantproblemssuchastheestablishmentofknowledgeandthestorageofproxis.AndthenIestablishedthedesignmodelforsomemajorfunctionmodule.IntheRealizationphaseImakedinstructionoftheprocessbybottom-updevelopmentmethod,includingEJB,Servlet,JSP,JNDI,andothercoretechnologiesofJ2EEandtheuseofdesignpatternssuchasBusinessDelegate,DAO,ValueObjectsetc.InthefinalofthispaperIsummarizedtheadvantagesandtheplacesneedingimprovingofthesystem.IntheprocessofdealingwiththisPaper,Ihavefinishedmanyworksfollowing:AnalyzinganddesigningthesystemaccordingtotheSoftwareEngneeringideology;Realizationofsomemajorfunctionmodule;Solvingsomekeyproblemssuchastheestablishmentofknowledgeandthestorageofproxis;ResearchingandusingmanycoretechnologysuchasEJB、、JSP、JNDI,etc;ResearchingtheStructureofJ2EEandthepatternofMVC,andsomedesignpatternssuchasBusinessDelegate,DAO,ValueObjectsetc.[KeyWords]J2EE,MVC,EJB,onlinepraxisstorehouse,designpattern緒論1．1課題背景在信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，如何利用Internet和校園網(wǎng)開展網(wǎng)絡(luò)教育正受到人們的普遍關(guān)注。網(wǎng)絡(luò)教育是一種現(xiàn)代教育模式，是指教與學(xué)雙方在時空分離的情況下，利用現(xiàn)代教育技術(shù)，保持教學(xué)雙方的雙向信息聯(lián)系，自主的完成施教與學(xué)習(xí)活動的過程。網(wǎng)絡(luò)教育具有鮮明的特色：①信息量大，內(nèi)容豐富、生動；②教與學(xué)不受時間、地域的限制；③提供多種學(xué)習(xí)方式，能夠依個人特點進行學(xué)習(xí)。它的出現(xiàn)必將為教育的普及化、終身化、現(xiàn)代化和個性化的發(fā)展提供一種嶄新的途徑。網(wǎng)上考試是網(wǎng)絡(luò)教育的一個重要組成部分。它打破了傳統(tǒng)的考試模式，將傳統(tǒng)考試過程中的試卷組織、審定印制、傳送收集、登記發(fā)放、評判歸檔各個環(huán)節(jié)縮小到一至兩個環(huán)節(jié)，幾乎屏蔽了所有人工直接干預(yù)考試活動的可能性，不但能夠節(jié)約大量的時日、人力、物力與財力，而且還可以大幅度提高考試成績的客觀性和公正性。在網(wǎng)上考試的實現(xiàn)過程中，題庫建設(shè)以及試卷的組織是必不可少的環(huán)節(jié)。所謂題庫，是“按照一定的教育測量理論，在計算機系統(tǒng)中實現(xiàn)的一個或幾個學(xué)科題目的集合”。[1]題庫有兩個獨特的優(yōu)越性：第一是管理上的優(yōu)勢，體現(xiàn)為使用題庫的高效、經(jīng)濟、靈活和保密；第二是測量上的優(yōu)勢，體現(xiàn)為由題庫生成的試卷具有高質(zhì)量、可預(yù)控等特點。以往的題庫的建設(shè)中，人們主要使用單機版試題庫。建立題庫是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程。首先要建立系統(tǒng)的模型，然后確定試題的屬性指標以及試題的組成結(jié)構(gòu)，再組織大批量的優(yōu)秀學(xué)科教師編寫試題。一個相對完整的題庫系統(tǒng)，需要成千上萬道試題，編寫和測試這些試題的工作量無比巨大，是單機版題庫所不能實現(xiàn)的，并且不能有效地發(fā)揮試卷統(tǒng)計分析的功能。網(wǎng)上試題庫系統(tǒng)的出現(xiàn)為解決單機版題庫系統(tǒng)運行中存在的問題提供了可能。系統(tǒng)在一個Web服務(wù)器上運行，通過瀏覽器訪問，使得實現(xiàn)廣泛的網(wǎng)絡(luò)共享、集中的安全控制和友好的使用界面達到了完美的統(tǒng)一。它提供了傳統(tǒng)單機題庫系統(tǒng)不具備的一些特點：（1）集中管理共享使用:由于題庫對試題的質(zhì)量要求較高，一般試題的增、刪、改都是通過專家確認后進行的。分散運行的題庫，一般都無法保持一個專家群體，通過命題教師的自主修訂，容易導(dǎo)致題庫總體質(zhì)量下降，故一般題庫都是由統(tǒng)一的權(quán)威機構(gòu)來進行維護和管理。而題庫同時要具備廣泛的使用才真正具有價值。對于單機題庫來說，這是一對不可調(diào)和的矛盾，網(wǎng)上試題庫則可以解決此問題。由權(quán)威機構(gòu)建立一個Web站點，統(tǒng)一管理和控制試題庫，經(jīng)過授權(quán)的用戶，可以通過瀏覽器自由使用，包括填充題庫、組卷、測試等。（2）開放建設(shè):通過網(wǎng)絡(luò)，可以廣泛征集試題和實施大范圍的抽樣測試，用戶只要通過瀏覽器連接到Internet，便可在任何地方、任何時間方便地使用題庫包括提交試題、修改試題、參加測試等操作。用戶提交的試題，經(jīng)專家審訂后，便可正式加入題庫中。通過Internet來征集試題和組織抽樣測試，可以大大減輕建立題庫的成本、縮減建立題庫的時間、提高題庫的運行質(zhì)量。（3）集中存儲測試數(shù)據(jù):在Internet上運行題庫，進行聯(lián)機測試和評價，可以集中保存測試數(shù)據(jù)，通過統(tǒng)計和分析，從而較正試題參數(shù)的估值錯誤，剔除不好的試題，保證試題質(zhì)量。（4）簡單易用:用戶只要通過瀏覽器，連上網(wǎng)絡(luò)，便可在圖形用戶界面的引導(dǎo)下，輕松使用，無需復(fù)雜的配置、安裝和管理，大大降低了對題庫使用者的技術(shù)要求。1．2現(xiàn)實意義本文介紹的網(wǎng)上試題庫系統(tǒng)是會計從業(yè)資格考試網(wǎng)上考試系統(tǒng)的一部分，該項目由新疆財政廳、四川財政廳、天津市財政局聯(lián)合發(fā)起，委托山大魯能信息科技有限公司完成。該項目的目標是改變會計從業(yè)資格考試原有的考試模式，使會計從業(yè)資格考試實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化和無紙化。會計從業(yè)資格考試是一個在全國范圍內(nèi)進行，由各?。ㄖ陛犑?、自治區(qū)）財政廳（局）組織的資格認證類考試。參考人員多、地域分布廣是該項考試的特點。在以往的該項考試中，從組織出卷到試卷的印制及試卷的管理等工作非常繁瑣且工作量很大，傳統(tǒng)的組織管理方式不僅工作任務(wù)繁重，而且在試卷的標準化程度、難易程度、題量大小等各方面難以控制。為了提高考試質(zhì)量，規(guī)范化考試過程，盡量減少人為因素對考試的影響，使考試更具客觀性、科學(xué)性，考試主辦單位提出了使會計從業(yè)資格考試實現(xiàn)網(wǎng)上考試的需求。我的研究內(nèi)容是網(wǎng)上考試系統(tǒng)的分析、設(shè)計與實現(xiàn)，但是由于項目的時間與論文研究時間的限制，此論文只對網(wǎng)上考試系統(tǒng)的一部分——網(wǎng)上試題庫系統(tǒng)做了重點研究。網(wǎng)上試題庫作為網(wǎng)上考試系統(tǒng)的重要組成部分，擔(dān)負著為網(wǎng)上考試提供試題、試卷資源的任務(wù)，如何更高效的存儲、管理題庫中的試題、組成有效的試卷是開發(fā)網(wǎng)上試題庫系統(tǒng)時應(yīng)解決的主要問題。1．3國內(nèi)外研究狀況目前國內(nèi)外有許多的網(wǎng)上考試。例如，美國ETS組織的“計算機文化考試”、“高級就業(yè)計算機科學(xué)考試”、“專業(yè)領(lǐng)域考試”、“TOEFL”、“GRE”；英國計算機學(xué)會BCS和IDPM分別組織了計算機考試，并普及到英聯(lián)邦國家；日本于1969年開始設(shè)立“信息技術(shù)人員考試”，成為僅次于高考的第二大考試；國內(nèi)的網(wǎng)上考試有人事部和信息產(chǎn)業(yè)部組織的“中國計算機軟件專業(yè)技術(shù)資格和水平考試”，教育部組織的“全國計算機等級考試”，全國電大網(wǎng)上考試，教育部從劍橋引進的“劍橋信息技術(shù)(CIT)證書考試”，以及CISCO認證考試、微軟認證考試、NOVELL認證考試、IBM認證考試等等。在這些考試中考試中，廣泛采用了試題庫系統(tǒng)，有些試題庫系統(tǒng)可以支持自適應(yīng)考試。這些系統(tǒng)，有的由考試機構(gòu)控制，有的作為商品出售，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟與社會效益。但隨著這些系統(tǒng)的運行，也出現(xiàn)了很多的的問題。在諸多的原因中，存在的主要問題是已有試題庫系統(tǒng)的維護和更新不方便。試題庫系統(tǒng)隨著學(xué)科內(nèi)容的發(fā)展變化，必須不斷的更新。但現(xiàn)有的試題庫系統(tǒng)往往其試題數(shù)據(jù)庫的開放性不夠，用戶對已有試題的維護不方便。而且，對要錄入的試題的內(nèi)容有一些限制，如圖表、圖片、公式、圖像、乃至多媒體信息等數(shù)據(jù)，都不能很好的處理。本文介紹的網(wǎng)上試題庫系統(tǒng)，采用無限級考綱樹結(jié)構(gòu)來管理考綱知識點，可以隨學(xué)科內(nèi)容的變化適時更新；使用試題拆分方案存儲試題，使試題的檢索更加方便，物理存儲更加高效；并支持圖片、聲音、圖像等多種格式多媒體試題。在開發(fā)過程中，采用目前流行的J2EE體系結(jié)構(gòu)，部署上方便、移植靈活、易于維護和具有可伸縮性可以使試題庫系統(tǒng)更具開放性和擴展性。1．4課題的技術(shù)路線網(wǎng)上試題庫系統(tǒng)將J2EE(Java2EnterpriseEdition)和MVC(ModelViewControl)模式相結(jié)合，使界面與業(yè)務(wù)邏輯徹底分離，在系統(tǒng)架構(gòu)中各司其職、互不干涉，具有較強的伸縮性、通用性和可操作性。在開發(fā)過程中，用統(tǒng)一建模語言UML(UnifiedModelLanguage)對系統(tǒng)進行詳細分析，并給出系統(tǒng)的具體設(shè)計，包括系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、各功能模塊設(shè)計，其中涵蓋了對設(shè)計模式的研究和使用，如DAO模式、值對象模式、業(yè)務(wù)代理模式等，并給出了實現(xiàn)的實例。對一些關(guān)鍵問題如考綱的建立和試題的存儲等做出解決，提出便于使用和擴展的無限級考綱樹結(jié)構(gòu)和試題的拆分存儲方案。在開發(fā)過程中，重點對網(wǎng)上試題庫系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯層（EJB層）和Web層進行了研究并對EJB、Servlet、JSP以及設(shè)計模式的使用進行了探討。系統(tǒng)建模工具為BolandTogether,開發(fā)的主要工具為JBuilder2005，應(yīng)用服務(wù)器選用Weblogic8.1.3支持，后臺采用Oracle9數(shù)據(jù)庫。1．5論文的結(jié)構(gòu)第一章緒論，闡明了本項目的的產(chǎn)生背景、現(xiàn)實意義、國內(nèi)外研究狀況、技術(shù)路線。第二章介紹了J2EE多層體系架構(gòu)和MVC設(shè)計模式，并將J2EE架構(gòu)與MVC模式結(jié)合使用。第三章網(wǎng)上試題庫需求分析，簡述系統(tǒng)的功能，并用UML對系統(tǒng)進行建模分析。第四章詳述了網(wǎng)上試題庫系統(tǒng)的設(shè)計，包括網(wǎng)上試題庫系統(tǒng)的功能設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計、數(shù)據(jù)庫設(shè)計以及主要功能模塊的設(shè)計。第五章介紹網(wǎng)上試題庫系統(tǒng)的實現(xiàn)，以系統(tǒng)的部分實例論述系統(tǒng)的實現(xiàn)過程。第六章結(jié)論部分，對論文的工作做了總結(jié)，并對系統(tǒng)的改進提出了自己的建議與設(shè)想。第二章J2EE與MVC模式介紹2．1J2EE概述J2EE體系結(jié)構(gòu)是SUN公司于1999年底主持推出的一項企業(yè)計算平臺規(guī)范，它定義了包括平臺角色、組件模型、標準服務(wù)等一系列規(guī)范。J2EE系統(tǒng)一般是由客戶層、Web層、業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)庫層構(gòu)成的多層系統(tǒng)。客戶層由瀏覽器或其他一些基于網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)（如手機和PDA等）組成。Web層組件可以由JSP頁面、Applets及Servlets組成，通過容器支持諸如客戶請求和響應(yīng)以及EJB查詢等。業(yè)務(wù)層又經(jīng)常被稱為EJB層，所有特定領(lǐng)域的相關(guān)業(yè)務(wù)代碼由運行于業(yè)務(wù)層的EJB來執(zhí)行。Web層和EJB層通常被封裝在一個應(yīng)用服務(wù)器中，它們構(gòu)成了三層系統(tǒng)的中間層。圖2-1是一個J2EE應(yīng)用程序的框架。[2]客戶層企業(yè)信息系統(tǒng)層業(yè)務(wù)客戶層企業(yè)信息系統(tǒng)層業(yè)務(wù)層WEB層J2EE服務(wù)器客戶機數(shù)據(jù)庫其他客戶端數(shù)據(jù)庫EJBEJBJSPJ2EE平臺J2EE平臺ServletEJBJSPJavaAppletPureHTMLEJB容器瀏覽器Web服務(wù)器EIS服務(wù)器圖2-1一個J2EE應(yīng)用程序J2EE服務(wù)器客戶機數(shù)據(jù)庫其他客戶端數(shù)據(jù)庫EJBEJBJSPJ2EE平臺J2EE平臺ServletEJBJSPJavaAppletPureHTMLEJB容器瀏覽器Web服務(wù)器EIS服務(wù)器EJB是J2EE體系結(jié)構(gòu)的核心，在功能上分為會話Bean（SessionBean）和實體Bean（EntityBean）。會話Bean執(zhí)行商務(wù)邏輯、規(guī)則和工作流程，是具有商務(wù)過程邏輯的可重用組件。實體Bean將底層數(shù)據(jù)以對象的形式映射到內(nèi)存中，供其他組件使用。這種將商務(wù)邏輯與底層數(shù)據(jù)分離的作法，使得應(yīng)用可以適應(yīng)不同分布系統(tǒng)的需要，增強了系統(tǒng)的可移植性和可擴充性。2．2MVC模式概述MVC英文即Model-View-Controller，即把一個應(yīng)用的輸入、處理、輸出流程按照Model、View、Controller的方式進行分類，分成三個層——模型層、視圖層、控制層。模型層：是執(zhí)行某些任務(wù)的代碼，而這部分代碼并沒有任何邏輯決定它對用戶端的表示方法。模型層只有純粹的功能性接口，也就是一系列的公開方法。通過這些公開方法，便可以取得模型層的所有功能。在這些公開方法中，有些是取值方法，讓系統(tǒng)其他部分可以得到模型層的內(nèi)部狀態(tài)參數(shù)，其他的改值方法則允許外部修改模型端的內(nèi)部狀態(tài)。視圖層：數(shù)據(jù)在客戶端的表現(xiàn)形式。比如Excel表格，一個餅圖、一個棒圖和一個表格均是同組數(shù)據(jù)的不同的視圖端，當用戶通過任何一個視圖修改數(shù)據(jù)時，所有的視圖都會按照新數(shù)據(jù)更新自己?？刂茖樱篗VC模式的視圖層是與MVC模式的控制層結(jié)合使用的。當用戶端與相應(yīng)的視圖發(fā)生交互時，用戶可以通過視窗更新模型的狀態(tài)，而這種更新是通過控制端進行的?？刂破鞫送ㄟ^調(diào)用模式端的改值方法更改其狀態(tài)值。與此同時，控制器端會通知所有的登記了的視圖刷新顯示給用戶的表示。圖2-2是典型的MVC通信方式：[3]圖2-2MVC通信方式2．3MVC模式在J2EE技術(shù)中的應(yīng)用MVC模式并不能自動保證一個結(jié)構(gòu)設(shè)計是正確的，如何在一個系統(tǒng)的設(shè)計中正確得使用MVC架構(gòu)模式與系統(tǒng)所使用的技術(shù)有密切的關(guān)系。在一個使用JSP、JavaServlet、EJB的J2EE系統(tǒng)中，一般采用以Servlet為中心的設(shè)計模型。其架構(gòu)圖如圖2-3所示：圖2-3J2EE與MVC模式結(jié)合使用此模型將顯示數(shù)據(jù)的邏輯與商務(wù)邏輯分割開來，從而使得系統(tǒng)的層次更加清楚。由于商務(wù)邏輯和顯示數(shù)據(jù)的邏輯是分開的，因此兩者可以獨立演化。在這個模型里，系統(tǒng)的活動時序如下所示:①Servlet相當于控制器(Controller)角色，它負責(zé)接收客戶端請求并處理此請求。②根據(jù)請求的類型，Servlet可以選擇創(chuàng)建一個EJB/JavaBean對象，并從請求的處理過程中取得的結(jié)果作為初始化參數(shù)傳給EJB/JavaBean對象。③Servlet也可以直接存取數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。④Servlet將請求傳遞給合適的JSP，而JSP則顯示給用戶。⑤JSP僅僅從EJB/JavaBean中讀取數(shù)據(jù)，EJB/JavaBean直接與數(shù)據(jù)庫打交道。JSP不與數(shù)據(jù)庫打交道。⑥JSP返還給客戶端。2．4小結(jié)本章介紹了J2EE架構(gòu)，并討論了MVC模式，以及J2EE與MVC模式的結(jié)合使用，為開發(fā)J2EE架構(gòu)的網(wǎng)上試題庫系統(tǒng)做了技術(shù)準備。第三章系統(tǒng)分析系統(tǒng)分析是軟件工程中的重要階段，是所有開發(fā)的依據(jù)。在系統(tǒng)分析階段，通過對系統(tǒng)的綜合研究，對問題域進行抽象，準確的理解系統(tǒng)需求和系統(tǒng)內(nèi)部運行機制，有助于準確的掌握系統(tǒng)的需求，從而正確定義問題域，確定軟件開發(fā)的具體內(nèi)容。通過系統(tǒng)分析，要完成確定系統(tǒng)需求的內(nèi)容、確定所有涉及到的要素、為當前需要解決的問題建立相應(yīng)的模型等工作。在對網(wǎng)上試題庫系統(tǒng)進行系統(tǒng)分析的過程中，我們采用面向?qū)ο蠓治觯∣OA），應(yīng)用可視化面向?qū)ο蠼＜夹g(shù)UML建立系統(tǒng)模型。3．1系統(tǒng)的功能描述網(wǎng)上試題庫系統(tǒng)是網(wǎng)上考試系統(tǒng)的一部分，開發(fā)網(wǎng)上試題庫系統(tǒng)的目的是按照考試大綱需要在線實現(xiàn)標準化試題資源的數(shù)據(jù)庫管理，提供便捷的組卷方式以及試題資源的共享和快速分發(fā)，并且為用戶提供在線測試功能。該系統(tǒng)根據(jù)管理對象和層次不同具有以下功能:通過Web方式，進行用戶管理。主要是實現(xiàn)試題庫管理員操作用戶及其操作權(quán)限的管理,完成用戶的新增、注冊、登錄及權(quán)限設(shè)置。通過Web方式，進行考綱管理。為試題庫管理員提供考試大綱的增加、刪除、查找、修改等管理功能，同時對每門課程提供課程大綱(知識點)的方便的編輯環(huán)境通過Web方式，進行試題管理。提供標準的多媒體題庫管理功能，包含對題庫進行分類瀏覽、面向教師的題目錄入、修改、刪除功能，面向試題庫管理員的試題審查功能；提供詳細直觀的題庫試題統(tǒng)計分析工具。通過Web方式，實現(xiàn)試卷的生成與管理并可在線試做試卷。包括面向教師的人工組卷、自動組卷并提供完善的試卷庫管理功能，可供教師瀏覽、修改、刪除、查詢等操作；面向管理員的試卷審核功能；面向所有用戶的在線試做試卷功能。3．2系統(tǒng)的建模分析3．2．1統(tǒng)一建模語言UMLUML(UnifiedModelLanguage)是一種可視化的建模語言，是運用統(tǒng)一的、標準化的標記和定義來實現(xiàn)面向?qū)ο蟮能浖治龊驮O(shè)計的一種方法，是面向?qū)ο蠓椒ㄓ脕肀硎鱿到y(tǒng)設(shè)計的圖形表示法，用來表達、敘述、構(gòu)建和記錄復(fù)雜軟件不同方面的語言。在UML中，從任何一個角度對系統(tǒng)所做的抽象都可能需要用幾種模型圖來描述，而這些圖最終組成了系統(tǒng)的完整模型。[4]UML的模型主要通過一系列相關(guān)的圖來表達。在UML中，共定義了九種圖，表示靜態(tài)關(guān)系模型的圖有用例圖、類圖、對象圖。表示動態(tài)模型關(guān)系的圖有狀態(tài)圖、序列圖、協(xié)作圖、活動圖、組件圖和部署圖。這九種圖的具體描述與講解可以參見相關(guān)的書籍，這里就不再贅述。在對網(wǎng)上試題庫系統(tǒng)進行分析過程中，我們使用UML分別從靜態(tài)、動態(tài)兩個方面，主要采用類圖、用例圖和活動圖等對系統(tǒng)進行建模。3．2．2系統(tǒng)的對象模型對象模型表示靜態(tài)的、結(jié)構(gòu)化的系統(tǒng)“數(shù)據(jù)”的性質(zhì)。它是對模擬客觀世界實體的對象以及對象彼此間的關(guān)系的映射，它描述了系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。在建立對象模型時，我們的目標是從客觀世界中提煉出對具體應(yīng)用有價值的概念。一個問題可以分解成多少個對象依賴于對問題性質(zhì)的了解和判斷，沒有一成不變的表示?！皢栴}域”是指一個包含現(xiàn)實世界事務(wù)與概念的領(lǐng)域，這些事務(wù)和概念與所設(shè)計的系統(tǒng)要解決的問題有關(guān)。而建立對象模型又稱為問題域建模、域建模，也就是找到代表那些事務(wù)與概念的“對象”。建立系統(tǒng)的對象模型典型的工作步驟如下：首先確定對象類和他們之間的關(guān)聯(lián)（因為它們影響系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)和解訣問題的方法），對于大型復(fù)雜問題還要進一步劃分出若于個主題；然后給類和關(guān)聯(lián)增添屬性，以進一步描述它們；接下來利用適當?shù)睦^承關(guān)系進一步合并和組織類。而對類中操作的最后確定，則需等到建立了功能模型之后，因為功能模型更準確地描述了對類中提供的服務(wù)的需求。3．2．2．1確定類和對象對象存在于現(xiàn)實世界中，它可以是系統(tǒng)的任何一部分。而軟件系統(tǒng)中的對象并不直接存在于現(xiàn)實世界中，它可以看成是通過研究現(xiàn)實世界中的對象結(jié)構(gòu)和行為而派生出來的，具有身份、狀態(tài)和可激發(fā)行為的離散實體。類定義了一組有著相同或者相近狀態(tài)和行為的對象。任何在問題域中的名詞都有可能派生為對象，進而生成類。網(wǎng)上試題庫系統(tǒng)中的對象有很多種，既可以是試題庫管理員、教師、普通用戶、試題、考綱、試卷、答卷等現(xiàn)實世界的實體，也可以是試題屬性、試卷總體信息、組卷規(guī)則等從現(xiàn)實世界中抽象出來的概念。通過分析，我們大致確定出如下系統(tǒng)的類：試題庫管理員：（編號、角色、權(quán)限……）具有試題庫管理員權(quán)限的用戶負責(zé)管理網(wǎng)上試題庫系統(tǒng)的所有用戶信息、管理和維護考綱、查詢和審核題庫中已有試題、審核和管理試卷庫中已有試卷的使用權(quán)限。教師：（編號、角色、權(quán)限……）具有教師權(quán)限的用戶負責(zé)向題庫中錄入試題及維護題庫中的試題、組卷及維護試卷庫中已有試卷。普通用戶：（編號、角色、權(quán)限……）具有普通用戶權(quán)限的用戶允許在線試做具有試做權(quán)限的試卷，并可以在提交試卷后查看答案?？季V：(編號、名稱、層次、父節(jié)點……)將考試大綱以知識樹的形式存儲、維護。試題屬性：（試題編號、類型、難度、認知分類、區(qū)分度……）試題除內(nèi)容外的屬性，成為組卷問題的問題空間。選擇題：（試題編號、類型、文字題干、文字選項、答案、多媒體題干……）存放和操作選擇題內(nèi)容。問答題：（試題編號、類型、文字題干、多媒體材料、答案……）存放和操作問答題內(nèi)容。多媒體材料：（編號、文件名、格式、內(nèi)容、所屬試題……）用于存放和操作試題中的大對象材料。試卷總體信息：（試卷編號、試卷名稱……）：存放試卷的總體屬性信息。組卷規(guī)則：（試卷編號、平均難度……）：用于對組卷規(guī)則的設(shè)置和管理。試卷：（試卷編號、試卷題號、試題編號……）：存放試卷的題號與試題庫中實體的對應(yīng)關(guān)系。答卷：（試卷編號、考生號、試題編號、答案）：存放考生的答卷。3．2．2．1系統(tǒng)的靜態(tài)視圖靜態(tài)圖描述了系統(tǒng)中對象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作及其對象之間的關(guān)系。在上述基礎(chǔ)上，給出了系統(tǒng)的高層靜態(tài)視圖，用來反映系統(tǒng)內(nèi)部類之間的關(guān)系以及類的職責(zé)，如圖3-1所示：圖3-1系統(tǒng)的高層靜態(tài)圖3．2．3系統(tǒng)的用例模型在系統(tǒng)的分析階段，我們建立一個反映系統(tǒng)行為的動態(tài)模型，即用例圖。用例圖是參與者（系統(tǒng)外部用戶）所能觀察的系統(tǒng)功能的模塊圖，它描述參與者與系統(tǒng)提供的用例之間的某種聯(lián)系。用例是系統(tǒng)中的一個功能單元，是對系統(tǒng)提供的功能的一種描述，是參與者與系統(tǒng)之間的一次交互過程。參與者是那些可能使用這些用例的人或外部系統(tǒng)。用例圖就是從參與者的角度描述出系統(tǒng)中的用例和參與者，以及用例與參與者之間的關(guān)系（哪個參與者參與了哪個用例的執(zhí)行）。在網(wǎng)上試題庫系統(tǒng)中主要有三類用戶：試題庫管理員、教師和普通用戶。試題庫管理員負責(zé)管理網(wǎng)上試題庫系統(tǒng)的所有用戶信息、管理和維護考綱、查詢和審核題庫中已有試題、審核和管理試卷庫中已有試卷的使用權(quán)限。教師負責(zé)向題庫中錄入試題及維護題庫中的試題、組卷及維護試卷庫中已有試卷。普通用戶允許在線試做具有試做權(quán)限的試卷，并可以在提交試卷后查看答案。下面用例圖分別描述了在試題庫系統(tǒng)的使用中，試題庫管理員、教師和普通用戶各自的行為。圖3-2試題庫管理員用例圖圖3-3教師用例圖圖3-4普通用戶用例圖用例圖只是表達了用例間及用例和參與者間的關(guān)系，我們還必須文檔化每個用例的具體內(nèi)容，這可以用參與者與系統(tǒng)交互的事件流來表達，用例必須從參與者而不是系統(tǒng)的角度進行描述。下面介紹系統(tǒng)的幾個主要用例描述：=1\*romani考綱管理:功能描述：本功能是提供對知識點以及考綱的管理。前置工作：用戶已經(jīng)正確登陸事件流:1、點擊“考綱管理”。2、屏幕顯示考綱管理界面，界面為框架結(jié)構(gòu)，提供科目下拉列表入口。3、選擇已有科目，若要新建科目，則點擊新建科目按鈕，屏幕左側(cè)顯示樹結(jié)構(gòu)，根節(jié)點名稱“新建節(jié)點”，屏幕右側(cè)顯示新科目屬性表，科目編號自動添加，其余屬性為空。4、屏幕左側(cè)框架內(nèi)顯示該科目的知識樹結(jié)構(gòu)，為無限級樹結(jié)構(gòu)。右側(cè)框架內(nèi)顯示獲得焦點的節(jié)點的屬性，默認為科目的屬性，并有可進行的操作下拉列表可以對考綱樹節(jié)點進行相關(guān)操作（增加節(jié)點、插入節(jié)點、刪除節(jié)點、修改該節(jié)點）。5、單擊科目名稱，知識樹將展開所有的下一級節(jié)點，同時屏幕右側(cè)顯示該科目的屬性列表（科目編號、科目名稱、科目描述等）。并有可進行的操作下拉列表可以對該節(jié)點屬性進行修改。除了科目編號不允許更改外，其余屬性均屬于可更改狀態(tài)，修改這些屬性，點擊提交修改，屏幕彈出警告菜單，確認修改，屏幕顯示修改成功,并顯示修改后的科目屬性。6、單擊科目下的其中一個節(jié)點,知識樹將展開該節(jié)點所有的下一級子節(jié)點，同時屏幕右側(cè)顯示該節(jié)點的屬性列表（節(jié)點編號、節(jié)點名稱、節(jié)點內(nèi)容、節(jié)點描述），除了節(jié)點編號和所屬科目不允許更改外，其余屬性均屬于可更改狀態(tài)，修改這些屬性，點擊提交修改，屏幕彈出警告菜單，確認修改，屏幕顯示修改成功,并顯示修改后的該節(jié)點屬性。7、返回6直到知識點節(jié)點維護完畢。=2\*romanii試題管理功能描述:主要是根據(jù)試題庫中的內(nèi)容，按照需要完成試題的創(chuàng)建,同時可以進行修改,以及刪除等功能。前置工作:用戶正確登陸,同時試題庫中具有內(nèi)容。事件流:1、選擇“試題管理”，用戶進入管理試題界面。2、屏幕顯示科目題庫下拉列表，包括:編號、科目題庫名稱、試題數(shù)量。3、選擇一科目題庫。4、屏幕左側(cè)顯示該科目題庫知識樹，右側(cè)顯示增加試題、查詢試題、修改試題、刪除試題、該題庫中試題的統(tǒng)計信息和試題列表。試題列表包括:編號、試題類型、試題快照(或試題內(nèi)容)、分值、難度系數(shù)、知識點、認知類型、參考答案（活動列表大小可拖動）、批改類型(自動批改和人工批改兩種)，列表可分頁顯示。1)試題統(tǒng)計信息有:a)該題庫所包含的所有試題數(shù)量；b)各種試題類型的試題數(shù)量及在試題總量中所占的比例；c)各章節(jié)的試題數(shù)量及在試題總量中所占的比例；d)各種難度分布的試題數(shù)量及在試題總量中所占的比例；e)各種認知程度的試題數(shù)量及在試題總量中所占的比例；2)可設(shè)定的查詢條件有:a)試題類型；b)試題所屬的章節(jié)；5、點擊右側(cè)查詢試題。點擊左側(cè)知識樹,若點擊章,知識樹按該章下的所有節(jié)展開。點擊右側(cè)查詢試題，屏幕右側(cè)顯示增加試題、查詢試題、修改試題、刪除試題、該題庫中試題的統(tǒng)計信息按鈕和選擇題型提示。選擇題型，屏幕右側(cè)顯示該章該題型試題列表（按題型分類）。試題列表包括:編號、試題類型、試題快照(或試題內(nèi)容)、分值、難度系數(shù)、知識點、認知類型、參考答案（活動列表大小可拖動）、批改類型(自動批改和人工批改兩種)，列表可分頁顯示。點擊左側(cè)知識樹,若點擊節(jié),知識樹按該章下的所有節(jié)展開。點擊右側(cè)查詢試題，屏幕右側(cè)顯示增加試題、查詢試題、修改試題、刪除試題、該題庫中試題的統(tǒng)計信息按鈕和選擇題型提示。選擇題型，屏幕右側(cè)顯示該節(jié)該題型試題列表（按題型分類）。試題列表包括:編號、試題類型、試題快照(或試題內(nèi)容)、分值、難度系數(shù)、知識點、認知類型、參考答案（活動列表大小可拖動）、批改類型(自動批改和人工批改兩種)，列表可分頁顯示。點擊左側(cè)知識樹,若點擊節(jié),知識樹按該章下的所有節(jié)展開。點擊右側(cè)查詢試題，屏幕右側(cè)顯示增加試題、查詢試題、修改試題、刪除試題、該題庫中試題的統(tǒng)計信息按鈕和選擇題型提示。選擇題型，屏幕右側(cè)顯示該節(jié)該題型試題列表（按題型分類）。試題列表包括:編號、試題類型、試題快照(或試題內(nèi)容)、分值、難度系數(shù)、知識點、認知類型、參考答案（活動列表大小可拖動）、批改類型(自動批改和人工批改兩種)，列表可分頁顯示。6、屏幕右側(cè)顯示增加試題、查詢試題、修改試題、刪除試題、該題庫中試題的統(tǒng)計信息按鈕和選擇范圍提示包括考綱范圍和題型提示。7、選擇題型若沒有選擇，則默認所有題型。8考綱范圍就是當先獲得焦點的節(jié)點子樹,默認為科目節(jié)點,點擊左側(cè)知識樹,若點擊科目,知識樹按該科目下的所有章展開（開始查詢試題）。9、屏幕右側(cè)顯示該章該題型試題列表（按題型分類）。試題列表包括:編號、試題類型、試題快照(或試題內(nèi)容)、分值、難度系數(shù)、知識點、認知類型、參考答案（活動列表大小可拖動）、批改類型(自動批改和人工批改兩種)，列表可分頁顯示。iii試卷管理功能描述:主要是管理試卷前置工作:用戶正確登陸,同時試題庫中具有內(nèi)容事件流:1、用戶點擊“試卷管理”，進入管理卷庫界面。2、屏幕列出卷庫列表.包括:編號、卷庫名稱、卷庫中所包含的試卷總數(shù)。3、選擇一科目卷庫。4、屏幕顯示創(chuàng)建試卷、試卷刪除、試卷存檔、試卷列表，每套試卷包括:編號、試卷名稱、總分、組卷者、組卷日期、審核者、審核日期；5、用戶選擇試卷(可復(fù)選)。6、對該試卷進行相應(yīng)操作，可以進行的操作有:瀏覽試卷的概要信息、刪除試卷、對試卷存檔。用戶請求添加試卷，點擊“添加試卷”，屏幕顯示添加試卷向?qū)Ы缑?，該向?qū)Х謩e包括：試卷總體信息設(shè)置界面（包括:試卷名稱、適合專業(yè)、適合層次、教學(xué)類型），組卷方式選擇界面（人工組卷或自動組卷）。若選擇人工組卷則出現(xiàn)試題管理中的試題列表，可以按照試題類型或試題所屬的章節(jié)查找試題，可以選擇合適的試題放入試卷直到組卷結(jié)束；若選擇自動組卷，則進入選擇范圍界面，需要設(shè)置試卷總分、考察章節(jié)范圍、題型等范圍，然后進入組卷參數(shù)設(shè)置界面，填寫題型比例表、難度比例表、認知分類比例表。設(shè)置完畢點擊“組卷”，則屏幕返回題庫中組成該試卷的試題編號組合。點擊返回，則屏幕顯示同4。若選擇用戶請求對試卷進行刪除操作，點擊“刪除”，系統(tǒng)提示是否真的要刪除該試卷，若選擇是，則刪除試卷，否則取消操作、屏幕顯示同4。用戶請求對試卷進行授權(quán)操作，點擊“授權(quán)”，屏幕顯示授權(quán)操作界面，該界面包括:有可能被授權(quán)的所有教師名單，每個教師為一行，每一行包括:編號、教師名(不可更改)、使用權(quán)限(查閱和修訂兩種)、截止使用日期，設(shè)定完畢，點擊“確認”，屏幕顯示同。用戶請求對試卷存檔，點擊“存檔”，系統(tǒng)要求用戶指定導(dǎo)出試題的路徑，指定路徑，有兩種方式，一種是手工輸入路徑，另一種是用瀏覽的方式尋找路徑，系統(tǒng)調(diào)用自動加密模塊，對試卷進行加密，該試卷存入相應(yīng)路徑，系統(tǒng)返回發(fā)行成功信息。7、用戶點擊試卷名稱；8、屏幕顯示該試卷的概要信息，概要信息除試卷列表信息外還有對試卷操作人員列表，操作人員列表包括操作人姓名截止日期，其中組卷者、審核者、試做者均有查看權(quán)，組卷者在未審核以前還有修改權(quán)；9、瀏覽后點擊“返回”；10、屏幕顯示同4。3．2．4系統(tǒng)的流程模型活動圖是UML中用于對系統(tǒng)動態(tài)方面建模的一種圖。它用于描述系統(tǒng)、用例、程序模塊中的邏輯流程的先后執(zhí)行次序，并行次序，表示系統(tǒng)的業(yè)務(wù)工作流和并發(fā)處理過程。活動圖從本質(zhì)上說就是一個流程圖，顯示從活動到活動的控制流，能夠更容易顯示參與者的決定和系統(tǒng)異常所要執(zhí)行的多條路徑。但是活動圖可以描述并行操作，而流程圖只能描述串行操作。通過活動圖，可以了解所描述對象的要進行的各種任務(wù)和過程。一旦一個活動完成，執(zhí)行就轉(zhuǎn)到由活動的有效轉(zhuǎn)移所確定的下一種狀態(tài)。根據(jù)需求分析為系統(tǒng)繪制的活動圖我們可以明確在業(yè)務(wù)工作流中參與者與系統(tǒng)各用況之間以及系統(tǒng)用況之間可能的交互。一項操作可以描述為一系列相關(guān)的活動，活動僅有一個起始點，但可以有多個結(jié)束點。一個活動可以順序的跟在另一個活動之后，圖3-5描述了系統(tǒng)用戶工作過程的簡要活動圖。圖3-5系統(tǒng)的總活動圖3．3小結(jié)本章介紹了在對網(wǎng)上試題庫系統(tǒng)的需求分析。使用UML中的類圖、用例圖、和活動圖建立了系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)分析模型，為系統(tǒng)的設(shè)計打下基礎(chǔ)。第四章系統(tǒng)設(shè)計前一章的系統(tǒng)分析利用面向?qū)ο蟮乃枷牒蚒ML方法對網(wǎng)上試題庫系統(tǒng)進行調(diào)查和分析確定了系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)，為系統(tǒng)設(shè)計階段提供了依據(jù)。系統(tǒng)設(shè)計階段所做出的關(guān)于系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫設(shè)計功能模塊設(shè)計等各方面的決策將直接影響系統(tǒng)實現(xiàn)和維護的難度，并且將最終決定系統(tǒng)質(zhì)量的好壞和系統(tǒng)開發(fā)的成敗。4．1功能模塊劃分在系統(tǒng)的功能描述和用例圖的基礎(chǔ)上，將系統(tǒng)的功能進行了更明確的子系統(tǒng)劃分。通過本章，使得系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)進一步清晰化，并簡化設(shè)計工作，降低復(fù)雜度。將系統(tǒng)分為用戶管理模塊、考綱管理模塊、試題管理模塊和試卷管理模塊。以下是系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖：圖4-1系統(tǒng)功能模塊用戶管理模塊:用戶權(quán)限管理：管理用戶的增刪及其操作權(quán)限。用戶信息維護：管理系統(tǒng)用戶的基本資料信息?？季V管理模塊:科目管理：增加、刪除、查詢、瀏覽科目。知識點維護：維護指定科目下的知識點信息。題庫管理模塊:試題錄入：按題型錄入試題，支持多媒體試題的存儲。試題屬性編輯：對試題的基本屬性的編輯。試題維護：對題庫中已有試題內(nèi)容及屬性進行查看、修改或刪除。瀏覽試題：對試題進行分類瀏覽。審核試題：審核試題并指定試題的使用權(quán)限。試卷管理模塊：人工組卷：由出卷人從題庫中人工選題得到一張試卷。自動組卷：系統(tǒng)根據(jù)輸入的組卷條件，自動組成一張試卷。試卷維護：對試卷的內(nèi)容和屬性進行更新。瀏覽試卷：瀏覽指定試卷的內(nèi)容。審核試卷：審核試卷并確定試卷的使用權(quán)限。試做試卷：在線試做具有試做權(quán)限的試卷。4．2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計網(wǎng)上試題庫系統(tǒng)是一個基于內(nèi)部網(wǎng)和外部網(wǎng)的應(yīng)用系統(tǒng)，允許用戶通過局域網(wǎng)或Internet在線訪問。圖4-2是網(wǎng)上試題庫的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖：圖4-2系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖在計算中心放置數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、Web服務(wù)器，其中數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上安裝Oracle數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)；應(yīng)用服務(wù)器和Web服務(wù)器在一臺服務(wù)器上，分別部署業(yè)務(wù)邏輯模塊和Web模塊。系統(tǒng)用戶使用瀏覽器計算中心局域網(wǎng)或通過Internet穿越防火墻訪問計算中心服務(wù)器。B/S模式使得部署成本最低（客戶端只需安裝瀏覽器，而操作系統(tǒng)自帶瀏覽器，所需部署的只有計算中心服務(wù)器），大大簡化管理成本和升級成本。網(wǎng)上試題庫系統(tǒng)要求多于800人同時在線并發(fā)訪問，并運行穩(wěn)定?？紤]到試題庫系統(tǒng)乃至整個網(wǎng)上考試系統(tǒng)未來的應(yīng)用擴展，系統(tǒng)需要的服務(wù)器將從一個擴展到多個，成為真正意義上的集群分布式系統(tǒng)，所以可能造成網(wǎng)絡(luò)擁塞問題。另外分布式性能如位置透明性，多個Server間的系統(tǒng)均衡，通明的事務(wù)處理就非常重要。正是基于以上考慮，我們的系統(tǒng)采用了分布式、事務(wù)處理透明的有良好擴展性的J2EE體系技術(shù)來實現(xiàn)。4．3系統(tǒng)框架設(shè)計在網(wǎng)上試題庫系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)中，我們總體上采用了J2EE四層結(jié)構(gòu)，并應(yīng)用了MVC等多種設(shè)計模式，將系統(tǒng)細分為如圖所示幾層：控制層控制層Web服務(wù)器EJB服務(wù)器NETBANKDBEJBHomeEJBObjectEJBsJDBC客戶端瀏覽器JSPServletJB界面層業(yè)務(wù)代理層業(yè)務(wù)邏輯層數(shù)據(jù)層IEreq圖4-3網(wǎng)上試題庫系統(tǒng)的系統(tǒng)框架客戶端層：用于為用戶提供可視化圖形界面。網(wǎng)上試題庫系統(tǒng)所用的客戶端，是一個簡單的IE瀏覽器。Web層：用于響應(yīng)客戶請求，為客戶提供所請求的數(shù)據(jù)。分為Web界面層、Web控制層和業(yè)務(wù)代理層。(1)Web界面層是使用JSP技術(shù)開發(fā)的動態(tài)服務(wù)頁面，用于提供給客戶友好界面，該層僅與客戶界面有關(guān)，沒有任何與業(yè)務(wù)相關(guān)的部分；(2)Web控制層是專門用來掌控整個網(wǎng)上考試系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程的，它僅僅包含流程控制部分，沒有用戶界面以及業(yè)務(wù)邏輯方面的部分，主要用JavaServlet技術(shù)開發(fā)；(3)為了使控制程序更好地使用分布在網(wǎng)絡(luò)上業(yè)務(wù)組件，故在控制層與業(yè)務(wù)邏輯層之間加了一層業(yè)務(wù)代理層，體現(xiàn)了業(yè)務(wù)代理模式在本系統(tǒng)中的應(yīng)用，主要采用普通的JavaBean技術(shù)開發(fā)。業(yè)務(wù)邏輯層：用于運行應(yīng)用邏輯，完成客戶請求中相應(yīng)的計算和數(shù)據(jù)操作。該層集中了網(wǎng)上考試系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯功能，主要完成數(shù)據(jù)入庫功能以及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)提取等，為了提高系統(tǒng)性能，在業(yè)務(wù)邏輯層主要采用了DAO模式、值對象模式等，主要用EJB技術(shù)開發(fā)；數(shù)據(jù)層：是指的網(wǎng)上試題庫數(shù)據(jù)庫。其中存儲了網(wǎng)上試題庫系統(tǒng)相關(guān)的各個表，業(yè)務(wù)邏輯組件訪問數(shù)據(jù)庫有兩種方式，一種是通過實體Bean與數(shù)據(jù)庫中的表建立映射的方式，另一種是通過DAO模式寫SQL語句的方式。采用多層結(jié)構(gòu)的方式使得系統(tǒng)具有很強的伸縮性、通用性、兼容性和可操作性，每一層能夠?qū)Ｗ⒂谔囟ǖ慕巧凸δ堋?．4數(shù)據(jù)庫設(shè)計4．4．1數(shù)據(jù)庫表的總體設(shè)計本系統(tǒng)的信息存儲采用Oracle9.1.3數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫名為NETBANK。根據(jù)分析階段得到的靜態(tài)類圖，得到數(shù)據(jù)庫實體關(guān)系如圖4-4，并由此得出以下主要數(shù)據(jù)庫表：知識點表（T_KNOW）存儲考綱信息，方便客戶端以知識樹的形式顯示，并便于對試題按照知識點進行存儲和檢索。知識點試題對應(yīng)表（T_KNOW_Q_REF）：存放知識點與試題的對應(yīng)關(guān)系，將知識點與試題之間的多對多關(guān)系轉(zhuǎn)化為兩個一對多關(guān)系。試題屬性表（T_Q_ATTRIBUTE）：存放該題庫中所有試題的，難度系數(shù)，區(qū)分度系數(shù)、認知分類系數(shù)、選中頻度，，出題人，日期，題目分值等與試題內(nèi)容無關(guān)的屬性。圖4-4實體關(guān)系圖單選題表（T_SINGLE_SELECT）:存放單選題文字題干、文字選項、多媒體材料編號及答案。判斷題表（T_DISCRIMINATION）:存儲判斷題題干和答案。論述題表（T_ISSUE）:存放論述題題干和答案。多媒體材料表（T_MUTIMEDIA）:以二進制文件形式存儲各種題型的試題的多媒體信息。組卷規(guī)則表（T_FORMING_POLICY）:存放組卷規(guī)則。試卷表（T_PAPER）:存放試卷的名稱、編號、考試時間、題量等屬性。試卷試題對應(yīng)表（T_P_Q_REF）:存放試卷與試題的對應(yīng)關(guān)系。4．4．2重要模塊的數(shù)據(jù)庫表設(shè)計4．4．2．1考綱的數(shù)據(jù)庫表設(shè)計考綱是考試的命題范圍，具有信息準確、概括性強等特點?？季V的結(jié)構(gòu)一般為具有科目、章、節(jié)、知識點等層次的樹形結(jié)構(gòu)。大多數(shù)試題庫系統(tǒng)將考綱的樹型結(jié)構(gòu)固定的分為三層或四層，即章、節(jié)、知識點或科目、章、節(jié)、知識點。每個層次用一個表來表示，各表之間用外鍵關(guān)聯(lián)。這樣做得好處是層次清晰，便于查找和管理。但是通過對多個考綱的仔細閱讀，我們發(fā)現(xiàn)，還有一部分考綱的內(nèi)容介于在章和節(jié)之間或節(jié)和知識點之間。這樣，固定的三層或四層結(jié)構(gòu)就不能準確描述考綱的結(jié)構(gòu)，本系統(tǒng)采用了理論上無限級樹結(jié)構(gòu)，可以滿足各種考綱的描述。在進行數(shù)據(jù)庫設(shè)計時，將科目、章、節(jié)、知識點等都看作知識點，用迭代的思想建立各層次的關(guān)聯(lián)，并用一個知識點表存儲。表4-5是知識點表（T_KNOW）的表結(jié)構(gòu)。 字段名稱字段類型字段長度是否為空字段描述備注KNOW_NOVarChar25NotNull知識點代碼LEVEL1NUMBER1NotNull層次樹結(jié)構(gòu)根節(jié)點層次是0PARENT_NOVarChar25NotNull所屬節(jié)代碼根節(jié)點的父節(jié)點代碼是-1SEQUENCENUMBER10，5NotNull具體邏輯順序若為追加，則為KNOW_NO，若為插入則取要前后兩個數(shù)的均值。KNOW_NAMEnVarChar250NotNull知識點名稱默認值是”新節(jié)點”KNOW_CONTENTnVarChar2300知識點內(nèi)容SUBJECT_NONumber5所屬科目DESCRIPTIONnVarChar2100知識點描述PRIMARYKEY(KNOW_NO),主鍵約束表4-5知識點表的表結(jié)構(gòu)通過父節(jié)點編號（PARENT_NO）、層次（LEVEL）、SEQUENCE（具體邏輯順序）可以唯一確定一個知識點在考綱樹中的位置，從整體來看，知識樹結(jié)構(gòu)是可以唯一確定的。對考綱樹的展現(xiàn)采用ORACLE9數(shù)據(jù)庫支持的迭代查詢語句：selectknow_no,know_namefromt_knowconnectbypriorknow_no=parent_nostartwithparent_no=-1ordersiblingsbysequence;無限級考綱樹結(jié)構(gòu)打破了固定的科目、章、節(jié)、知識點4層結(jié)構(gòu)的限制，使考綱樹的編寫更為靈活。4．4．2．2試題拆分方案設(shè)計試題的存儲是試題庫系統(tǒng)設(shè)計中最重要和最復(fù)雜的部分。試題有多種屬性(如課程代碼，考查知識點，難度系數(shù)，區(qū)分度，選中頻度，題干，答案，命題人，審核人，審核狀態(tài)，審核日期等等)，而且要求能夠按照各種屬性要求快速檢索。題目類型包括單選、多選、判斷、填空、論述、簡答等;題目的出題形式可能是文本，聲音，圖像，視頻等。題目答案可能是客觀題(如單選題、多選題、判斷題、填空題)簡單的字符、字符串，也可能是大的文本(如論述題)。試題類型、題干和答案的格式的多樣性，題目各屬性采用什么樣的數(shù)據(jù)類型及字節(jié)長度，如何組織這些屬性為一個或多個表格，從而既滿足要求，又能夠快速檢索，提高系統(tǒng)性能是一個需要認真思考的問題。大多數(shù)題庫系統(tǒng)采用簡單題庫設(shè)計方案，其特點是把所有信息集成到一個表中。每個字段都以滿足最大的字節(jié)長度需求為基準。其優(yōu)點是該表記錄了題目的所有信息，題目系統(tǒng)編號，所屬課程，所屬考點，題目難度系數(shù)，題目使用頻率，題目類型，多媒體文件格式，出題人，審核人，出題日期，文本題干，大對象題干（Blob），題目答案。但是該方案有明顯的缺點:盡管一個表非常簡單地滿足了所有需求，但是效率非常低。原因如下:由于表格中大對象(Blob,Clob)的存在，將使檢索效率非常低。非大對象試題與大對象試題用一個表存儲會造成存儲空間的浪費。在題庫抽取題目組卷時，題目的一些屬性如:科目、難度系數(shù)、區(qū)分度、認知分類、所包含知識點、出現(xiàn)頻率等是抽題的最重要因素。而題目內(nèi)容和答案是瀏覽、審查、試做樣卷和進一步組卷的重要內(nèi)容。所以，試題內(nèi)容與試題檢索信息放在一個表格降低檢索效率。經(jīng)過對題庫需求仔細分析后，本系統(tǒng)采用試題拆分方案將試題存儲到數(shù)據(jù)庫中,如圖4-6所示：圖4-6試題拆分示意圖該試題拆分方案的特點是：將試題拆分成試題內(nèi)容、試題屬性、所含知識點和所含多媒體文件；將試題按試題類型分為單選、多選、判斷、填空、問答等；多媒體文件數(shù)據(jù)用單獨的表存儲。試題拆分方案有著明顯的優(yōu)點：=1\*GB3①將試題屬性與試題內(nèi)容分離，有利于組卷、瀏覽試題等不同功能的快速檢索；=2\*GB3②將試題內(nèi)容按題型劃分有利于試題按格式存儲；=3\*GB3③將試題文本內(nèi)容與大對象內(nèi)容分開存儲靈活地適應(yīng)不同空間需求，方便快速檢索。總之，較簡單實現(xiàn)方案，其優(yōu)點非常明顯，查找效率更高，空間更節(jié)省，題庫的可擴展性也更好。4．5主要功能模塊的設(shè)計在對各功能模塊進行設(shè)計時，我們按照J2EE體系架構(gòu)和MVC模式原理用UML分別建立系統(tǒng)的靜態(tài)設(shè)計模型和動態(tài)設(shè)計模型。靜態(tài)模型主要使用對象圖，主要用來說明各個對象以及它們的關(guān)系。對象動態(tài)模型主要是順序圖，用來說明消息按時間順序在類、對象間的傳遞。在本系統(tǒng)的設(shè)計中，業(yè)務(wù)代理封裝了會話Bean中執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯的方法，Servlet則調(diào)用業(yè)務(wù)代理中的方法，因此在順序圖中的Servlet通過業(yè)務(wù)代理間接訪問業(yè)務(wù)邏輯層部分隱去了Servlet調(diào)用業(yè)務(wù)代理，以及業(yè)務(wù)代理調(diào)用會話Bean的方法，而以Servlet直接執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯方法展示。4．5．1考綱管理模塊設(shè)計考綱管理模塊實現(xiàn)題庫管理員對科目和考綱的管理和維護，該模塊主要是為其他模塊提供支持的。模塊以知識樹形式分級顯示知識點內(nèi)容，供用戶編輯、查詢知識點信息(知識點名稱、編號和內(nèi)容)、增加、刪除知識點。另外，系統(tǒng)還對所輸入的知識點編號進行有效性驗證，保證知識點的唯一性?？季V管理模塊的靜態(tài)模型主要是詳細對象圖，如圖4-7所示。在業(yè)務(wù)邏輯層，實體BeanKnowledge代表了考綱的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，通過會話BeanKnowledgeManage充當實體BeanKnowledge的會話外觀，實現(xiàn)考綱管理的業(yè)務(wù)邏輯。為了檢索考綱樹這樣的批量數(shù)據(jù)，系統(tǒng)設(shè)計時使用了DAO模式來通過SQL語句訪問數(shù)據(jù)源。圖4-7考綱管理模塊詳細對象圖Web層使用代理模式來解決知識點管理主控對象查找其它對象如KnowledgeManage會話Bean或Knowledge實體Bean等以及執(zhí)行遠程過程調(diào)用。知識點代理KnowledgeBD，封裝了對KnowledgeManage的遠程訪問。這樣，知識點管理主控對象SubmitKnowledgeServlet程序就可以用通常處理過程中的消息發(fā)送來和代理交互。Web層的JSP頁面與SubmitKnowledge交互，并將SubmitKnowledge傳遞的數(shù)據(jù)展現(xiàn)給客戶。我們用順序圖來展現(xiàn)考綱管理模塊的動態(tài)設(shè)計模型。圖4-8是插入知識點用例的順序圖。首先題庫管理員點擊知識樹頁面KnowlegeTree中的某一節(jié)點，頁面向控制器SubmitKnowledge發(fā)送得到該節(jié)點詳細信息的請求。SubmitKnowledge得到該節(jié)點的實體BeanKnowledge對象，并將頁面轉(zhuǎn)向到知識點詳細信息頁面，從而展示給用戶該知識點的詳細信息。用戶選擇“添加節(jié)點”，則頁面將知識點的詳細信息如q_no,parent_no,level,sequence等參數(shù)傳給SubmitKnowledge，再由SubmitKnowledge通過DAO得到數(shù)據(jù)庫中知識點序號的最大值SN,將(SN+1,parent_no,level,sequence）等參數(shù)實例化新知識點數(shù)值對象。將值對象傳給知識點實體Bean從而新建一個知識點實體Bean對象。SubmitKnowledge用getTree函數(shù)通過DAO獲得構(gòu)建知識樹的數(shù)據(jù)集并刷新KnowlegeTree頁面然后重定向頁面到編輯知識點頁面editKnow.jsp。當用戶提交完編輯后的新知識點，editKnow.jsp將修改的知識點信息以參數(shù)的形式傳給控制器，再由控制器根據(jù)該知識點的q_no獲得實體Bean對象，并用set方法修改實體Bean。最后由控制器發(fā)出刷新KnowlegeTree指令。圖4-8插入知識點順序圖4．5．2試題管理模塊設(shè)計試題管理模塊主要實現(xiàn)的是教師和試題庫管理員對試題的插入、刪除、修改操作以及對題庫中試題的按照條件知識點、難度、認知程度等分類瀏覽和統(tǒng)計。試題管理模塊提供符合國家標準的多媒體題庫管理系統(tǒng)，能夠高效、快速、便捷地與試卷生成系統(tǒng)交換數(shù)據(jù);包含面向用戶的題目錄入功能，并且能從其他題庫繼承題目的可行性及具體方法;提供詳細直觀的題庫試題統(tǒng)計分析工具。要求能錄入多媒體題目，即題目不僅要包括文字、表格和公式，還要包括各種圖形圖像(picture)、音頻(audio)、視頻(vedio)、動畫(animation)等媒體素材。對用戶所添加的題目，系統(tǒng)首先存入試題庫，然后經(jīng)試題庫管理員根據(jù)試題的質(zhì)量和使用情況，進行試題審核，審核通過的題目可以在組卷時使用。提供批量錄入功能，提供題目導(dǎo)入導(dǎo)出向?qū)В瑢崿F(xiàn)與其他常見數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的導(dǎo)入和導(dǎo)出。模塊的詳細對象圖如下：圖4-9試題管理詳細對象圖在該功能模塊中，模型主要由業(yè)務(wù)邏輯層擔(dān)任。該層主要由會話Bean和實體Bean組成。實體BeanQuestion_Attribue代表試題的屬性數(shù)據(jù)，F(xiàn)illing、SingleSelect、Issue分別代表填空題、選擇題、論述題等不同題型試題的內(nèi)容，Q_k_ref代表試題與知識點的對應(yīng)。無狀態(tài)會話BeanQuestionManage管理數(shù)據(jù)模型的關(guān)系并實現(xiàn)了所有試題管理的業(yè)務(wù)邏輯，如試題的增加、刪除、查詢、修改和統(tǒng)計等。QuestionManageDAO是該功能模塊的數(shù)據(jù)訪問對象，通過它可以從資源層中檢索某些批量的數(shù)據(jù),減少了由EJB帶來的遠程方法調(diào)用、事務(wù)管理、數(shù)據(jù)序列化等開銷。圖下方一系列的值對象是各層進行數(shù)據(jù)交流的載體，可以在JSP頁面、SessionBeans和EntityBeans間有效地傳遞批量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，避免了客戶端分別調(diào)用子表對象的Set和Get方法而引起的網(wǎng)絡(luò)調(diào)用數(shù)泛濫。比如:將一道多媒體選擇題，包括單選題的提干、選項、多媒體材料、答案封裝到SingleSelectVO實例中，方便各層的使用。QuestionManageDelegate是與QuestionManage對應(yīng)的業(yè)務(wù)代理，它向表示層隱藏了所有業(yè)務(wù)調(diào)用的實現(xiàn)細節(jié)，并將網(wǎng)絡(luò)異常轉(zhuǎn)換為更友好的應(yīng)用異常，在表示層看來所有的業(yè)務(wù)調(diào)用都是本地調(diào)用?？刂破饔蒞eb層的幾個Servlet組成，它們共同控制著整個試題管理模塊的頁面轉(zhuǎn)換。它們接受來自用戶的請求，根據(jù)請求去調(diào)用業(yè)務(wù)代理類Quest-ionDelegate中的方法，然后將結(jié)果傳給JSP頁面。表示層由一些JSP網(wǎng)頁組成。JSP網(wǎng)頁只涉及到頁面顯示部分，與業(yè)務(wù)邏輯部分無關(guān)。這些JSP網(wǎng)頁只與試題管理模塊中的Servlet交互，需要的信息由JSP頁面通過表單form的action提交給servlet，然后由將所需信息封裝成對象重定向JSP頁面。我們以插入單選題用例為例使用順序圖建立動態(tài)模型，如圖4-10所示。圖4-10試題錄入用例順序圖4．5．3試卷管理模塊設(shè)計試卷管理模塊實現(xiàn)試卷的生成以及試卷的管理維護，并提供在線試做試卷功能。教師可選擇手工組卷或自動組卷，如選擇自動組卷，則通過自動組卷向?qū)?，設(shè)置一系列的組卷參數(shù)，系統(tǒng)自動生成一套試卷，并可進行試卷的修改。人工組卷提供從題庫中人工抽取試題和人工錄入組卷的方