快速云：基于云计算的在线考试系统研究

互推小编 2023-07-04

摘要：针对在线考试系统的现状，提出一种基于云计算技术的在线考试系统，从而为大规模的在线考试提供可靠的平台。接着分析了云计算服务的体系结构，并详细阐述了基于云计算的在线考试系统的设计目标、系统搭建的具体过程和系统的主要功能，最后总结了该系统的优势。

Abstract： In view of the present situation of the online examination system， an online examination system Based on the cloud computing technology is put forward， which can provide a reliable platform for the large-scale online examination. Then analyzes the architecture of cloud computing services， and describes the design goals， the specific process and the main function of the system， finally summarizes the advantages of the system.

1 在线考试系统现状分析

随着各种现代信息技术的应用和网路技术的迅猛发展，许多学校或机构都逐渐用在线考试系统取代了传统的纸质考试，从而提高了考试的效率，改善了考核质量，使得考试不再受场所和地域的限制。目前在线考试系统大部分是基于B/S结构，纯B/S架构考试系统，将承载能力集中在服务器端，只需要将系统安装服务器上，考生就可以通过网页地址访问进行考试，甚至可以用手机浏览网页进行考试，解决了时间和空间的问题，方便快捷。管理端也非常强大，可以动态组卷，给考生下达考试任务，可以批改考生试卷。这种基于B/S结构的系统承载能力有限，在考试高峰时，高并发量导致数据压力大；考试中发生异常情况时，考生答案容易丢失；在考試结束后的大部分时间中，设备都位于空闲状态，造成硬件设备和网络资源的极大浪费。因此急需一种新技术来解决这些弊端。

2 云计算技术

云计算是新一代互联网技术快速发展的产物，是一种新型的网络计算模式。云计算使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中。云计算拥有超强的运算能力，用户可以通过个人计算机、移动终端设备等方式接入数据中心，按自己的需求进行运算。这使得能够将计算资源切换到需要的应用上，用户根据自己的实际需求去访问计算机和存储系统。云计算技术支持用户在任意位置使用各种终端获取服务，具有可靠性高、通用性强的优势，有着广阔的应用价值和前景。目前云计算已经逐渐运用到信息系统开发中，也为在线考试系统的设计提供了一种技术解决方案。本文研究一种基于云计算技术的在线考试系统，该系统可以根据考试规模的需要分配分布式考试服务，为大规模的在线考试提供可靠的平台。

3 云计算服务的体系结构

云计算将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使得用户可以按具体需求访问计算资源，本质是通过网络提供服务。云计算将计算资源集中起来，并通过专门软件实现自动管理，无需人为参与。云计算服务的体系结构由五部分组成，包括资源层、平台层、管理层、应用层，用户访问层，其体系结构以服务为核心。

1）资源层

资源层包括物理资源、服务器服务、网络服务、存储服务。物理资源指的是物理设备，如服务器、存储器、网络设施等。服务可以提供各种虚拟化的资源，隐藏实际物理资源的复杂性。服务器服务指的是操作系统环境；网络服务指的是提供的网络处理能力；而存储服务则可以为用户提供数据存储能力。

2）平台层

平台层可以为资源层提供各种服务的封装，使用户可以根据需求构建自己的应用，平台层包括数据库服务和中间件服务。数据库服务提供了强大的数据库处理能力，而中间件服务则提供消息中间件或事务处理中间件等服务。

3）管理层

管理层可以提供对所有层次云计算服务的管理功能，使得资源能够安全、高效地为应用提供各种服务。包括安全管理、服务目录管理、服务质量管理、服务监控等。

4）应用层

应用层提供软件服务，包括面向企业的用户的企业应用服务和面向个人用户的个人应用服务。

5）用户访问层

用户访问层作用是方便用户使用云计算服务所需的各种支撑服务，针对每个层次的云计算服务都需要提供相应的访问接口。包括服务目录、订阅管理、服务访问。

4 基于云计算的在线考试系统分析

设计基于云计算的在线考试系统的设计目标是：

1）构建一个可靠、方便、可扩展并且低功耗的服务运维环境，为在线考试的实现提供有效的硬件环境支持。

2）构建一个稳定、安全的数据中心，保证各个应用系统之间能够稳定运行。

3）构建一个高效、安全的数据存储体系，组建一个可靠的数据备份容灾系统。

4）构建一个公共的开放服务平台，对于用户的需求，能够在任何时刻任何环境下都给予快速的响应，用户可以随时随地通过电脑、手机等各种设备访问所需要的考试资源。

在搭建该考试系统时要制定云计算安全方案，将保密的考试数据存放在虚拟环境里，使得机密数据具备可靠的灾备方案，从而有效地解决机密考试数据的损坏、丢失等问题；利用云计算技术与服务器虚拟化技术实现不同的物理服务器中的来回迁移，实现物理机上的系统迁移到云计算管理平台在作为一台虚拟机运行，从而提高资源的管理效率和利用率。

系统搭建的过程如下所示：

选择性能高的考试服务器，利用服务器系统构建云计算集群，接着配置虚拟计算机，从而使得它可以在云计算集群上进行应用；建立集群平台，正确调配好多台考试服务器，保证各个考试服务器能够方便快捷地访问数据库；将基于B/S结构的在线考试系统安装在各个服务器上；做好系统服务器的地址解析，确保系统的有效访问；安装系统管理软件对云计算集群进行统一管理；把有频繁数据操作需求的考试服务器整合到云集群中，使用软件进行统一的分配和管理；配置计算机并部署相关应用。

基于云计算技术的在线考试系统，能提供更加方便和快速的在线考试服务。该考试系统具备无限的动态扩展能力。云计算不仅提供计算服务，还提供存储服务，云端存储空间大，把各种考试资源放在云端，不怕考试数据的丢失或者是损坏，能够不受空间和时间的限制实现考试资源的共享。这种技术可以保证考试资源的安全，避免计算机病毒或黑客的入侵而导致的考試系统无法正常工作的情况，也可以实现所有虚拟机计算机的隔离，实现在不同的虚拟机上运行不同的考试应用，从而减轻主系统的压力，提高并发数，解决资源传输过程中的网络阻塞问题。

基于云计算的在线考试系统的主要功能有：

1）考试数据的接收与分发

云考试服务器接收考试数据并存储考试数据，其中包括考试的考场信息、考试的试卷信息、考生信息、试卷答案信息、监考人员信息等，并把这些考试相关数据分发到每一个分布式的考试服务器上，做好考前个各种准备工作。

2）人员身份验证

对考生信息、监考人员信息进行身份验证及权限判断，确认其合法性。

3）在线考试

考生可以打开试卷，在线答题；答题过程中，有计时控制功能，可以控制考试的时间、每道题目的答题时间以及考试的结束时间；为了防止考生答案丢失，考生答案可以每隔一段时间自动保存，也可以手动保存答题结果；可以对考试过程进行实时监控，包括参加考试情况、提交考卷情况等；考生提交答案后，将考生的答题信息保存入库，并计算考生的客观题成绩。

4）考试结果上传

将考生的答题结果、客观题成绩上传到考务管理系统，上传方式可以进行自动上传，也可以用户根据实际情况设定上传方案。

5）异常处理

在考试结果提交过程中，如果有断电、断网等异常情况发生，导致考生不能提交考试结果，可以允许管理员在考生的计算机上找出对应的考试文件，通过拷贝或者电子邮件的方式发送给考务管理系统。

6）动态调配

能够满足各种各样的考试需要，能根据具体考生人数、实际考试需求，随时随地接受并处理多个不同的考务命令，及时调配考试服务器。

5 结束语

将云计算技术应用于B/S结构的在线考试系统中，其实是将云计算技术作为一套整体解决方案，这种方案增强了服务器的处理能力，解决了考试资源按需动态分配的问题，使得应用系统的稳定性得到提高，有利于资源的合理调配、快速部署，同时可以满足现代信息社会的多元化考试需求。随着现代信息技术和云计算技术的发展，基于云计算的在线考试系统必定能进一步发挥其优势，拥有广阔的发展前景。

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