CN107145597A - 一种基于jsp技术的在线考试方法及其中服务器和客户端验证方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于jsp技术的在线考试方法，包括：包括两个主要模块，即考试***后台管理功能模块、前台考试功能模块；所述前台考试功能模块主要用于实现功能导航，包括在线注册考试、成绩查询、修改个人资料、退出***等的用户模块、考试模块和成绩查询模块三部分；后台管理功能模块是为管理人员使用的，实现管理员对***信息的管理，包括的功能模块有：用户管理模块，成绩查询模块，试题管理模块，考试标准管理模块；所述考生信息模块主要包括考生注册，考生登录，修改个人资料；所述考生成绩模块包括成绩查询、导出、打印。本发明还公开了一种用于在线考试方法中服务器和客户端验证方法。

Description

一种基于jsp技术的在线考试方法及其中服务器和客户端验 证方法

技术领域

本发明涉及在线考试方法领域，具体一种基于jsp技术的在线考试方法及其中服务器和客户端验证方法。

背景技术

考试作为衡量知识掌握水平的重要手段，在现代生活中的地位进一步提高，并深入到社会的各个方面。各种各样的学历考试、资格证书考试层出不穷。同时，随着科学技术的不断发展，考试的手段和媒介也在发生着革命性的变化。从传统的纸笔考试到计算机辅助考试，到最新的基于Web的考试，无不在快速的进行着改进。如何运用高新技术，并客观、准确地评估人的知识和能力水平，已成为研究的热点问题。

近几年来出现了一些新的教育形式，如网上授课、网上考试等，并且教育教学的方法也在不断改革以适应现代信息技术发展的需要，因此研发网上在线考试方法。这种无纸化的网络考试***，使考务管理突破时空限制，提高了考试工作效率和标准化水平，是学校管理者、教师和学生在任何时候、任何地点均可以通过网络考试进行考试。网络在线考试方法已经成为教育发展与研究的方向。

发明内容

本发明设计开发了一种基于jsp技术的在线考试方法，本发明的目的是解决随机选题速度慢，选题连续的问题。

本发明还提供了一种用于在线考试方法中服务器和客户端验证方法，增加服务器端与客户端的加密验证，保证数据传送过程中准确。

本发明提供的技术方案为：

一种基于jsp技术的在线考试方法，包括：

在待选择数据库中任意选取题号ID连续的区域；

产生一个0～1之间随机数；

所述连续区域的数据的数量和所述随机数乘积并且对结果进行四舍五入得到第一值；

所述连续区域的起始题号ID增加所述第一值的增量得到最终题号ID。

优选的是，还包括：前台功能模块，其用于进行在线考试、成绩查询和修改个人资料。

优选的是，所述前台管理模块包括用户模块，其用于用户注册、登录和个人信息修改。

优选的是，所述前台管理模块包括考试模块，其用于进行正考和补考。

优选的是，所述前台管理模块包括成绩查询，其用于历次考试成绩查询和考试记录导出。

优选的是，还包括：后台管理模块，其用于实现管理员对所述考试***信息的管理。

优选的是，所述后台管理模块包括用户管理模块，其包括：

管理员信息，其用于管理员信息列表的添加与修改以及删除管理员；以及

教工信息管理，其用于教工信息的添加、修改和删除。

优选的是，所述后台管理模块包括成绩查询模块，其包括：

历次考试成绩查询，其用于对所进行的考试成绩查询和分析；以及

成绩单打印导出，其用于批次及个人成绩单导出和打印。

优选的是，所述后台管理模块包括试卷管理模块，其包括：

试卷管理模块，其用于对题目类型进行选择，所述试卷管理***包括单选题管理、多选题管理和判断题管理。

一种用于在线考试方法中服务器和客户端验证方法，包括所述的方法：

第一步：求取选出的所有题号ID的平均值，将其转换成一个二进制数R；

第二步：对二进制公共密钥K和二进制数R进行异或操作得到结果M；

第三步：将服务器端标识F、二进制数R和公共密钥K提供给单向Hash函数得到假名P；

第四步：将假名P、公共密钥K、异或结果M和服务器标识F提供给单向Hash函数得到传递值A；

第五步：客户端在接收到传递值A、假名P和二进制数R后，利用事先存储在客户端的公共密钥K'，客户端利用公共密钥K'做异或运算得到M'，将假名P、公共密钥K'、服务器标识F和异或运算结果M'提供给单向Hash函数运算得到传递值A'；

第七步：如果传递值A＝A'，则验证成功，服务器端向客户端发送试题；否则，服务器端拒绝发送。

本发明与现有技术相比较所具有的有益效果：

1、本发明操作简单方便、界面简洁美观；

2、本发明提供考试时间设计和计时功能，使考生了解考试剩余时间；

3、本发明可以实现自动阅卷功能；

4、当考生提交试卷时就能查看到自己的考试成绩，同时提供了试卷对错对比，当考试时间到，如果考生还未提交试卷，***将自动交卷，以保证考试严肃、公正地进行；

5、本发明能够通过选定查询范围，大大减少随机选题时间，并且能够产生不连续试题，大大降低了抄袭作弊的可能性。

附图说明

图1为本发明所述的考试***整体架构图。

图2为本发明所述的考试***的详细流程图。

图3为本发明所述的考试***的数据流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本发明的目的是提供一种基于jsp的在线考试方法，该***提供时间计时设置，可以根据考试的题量、题目的难易程度和学生的状况设置考试时间，使考生实时了解考试剩余时间，确保考生在规定时间内完成考试，本***具有自动阅卷功能，保证成绩真实准确，考生还可以查询考试成绩。

为了实现以上要求，本***的技术方案如下：

***用户管理：***管理员的增加、删除、修改、查询，方便对***的部署，使用和维护。

***题库的管理：对考试***中的题库进行增加、删除、修改、查询。方便题库进行及时更新。

试卷管理：设计试卷的标题，题目数量，考试时间，及格线等，以此作为试卷模板。

成绩查询：根据考生姓名，考生号进行成绩查询，成绩单打印，成绩单导出，答题记录查询。

其中，本发明的在线考试方法包括考试***后台管理、前台考试模块：

前台功能模块主要用于实现功能导航，包括在线考试、成绩查询、修改个人资料、成绩查询四部分；

后台管理功能模块实现管理员对***信息的管理，包括以下功能模块：

(1)用户管理模块，包括：

管理员信息：包括管理员信息列表、添加、修改和删除管理员；

教工信息管理：实现教工信息的添加、修改和删除；

(2)成绩查询模块，包括：

历次考试成绩查询：实现对所进行的考试成绩查询和分析；

成绩单打印导出：实现批次及个人成绩单导出及打印；

(3)试卷管理模块，包括：手动组卷和智能组卷，其题目类型分为单选题、判断题和多选题；

(4)试卷标准管理模块，包括：标准制定、标准选择及标准修改。

***后台管理包括用户成员的增加、删除、修改、查询等功能。

登录***的身份定为两种，一种是管理员，另一种是学生，只有被授权的用户才可以使用本***的资源。

权限管理：***需要经过有效的身份验证才可以登录；用户的身份不同，使用的***资源也不同；考生只可以参加在线考试；管理员分为***管理员和教师两种，教师可以对课程、考题、考试题目进行管理，进行考生成绩的查询，***管理员可以对考生信息的管理以及管理员的信息管理。

***后台管理包括考试题库单选题、多选题、判断题的增加、删除、修改、查询等功能。

***后台管理包括对考试试卷属性制定及组卷方法的确定，主要包括试卷编号、试卷名称、单选题数量、单选题分值、多选题数量、选选题分值、判断题数量、判断题分值、设置考试时间(单位为分钟)、可补考次数、及格线等。该模块是比较重要的模块，也是核心模块之一，期中题目的设定要满足一下的条件：单选题数量X单选题分值+多选题数量X选选题分值+判断题数量X判断题分值等于100分。在考生考试的时候会根据本次的考试标准，从题库中随机的选取相应数量的题目。根据及格线与考生最终得分可以最后判定该考生最后即可与否。考试时间的设定是为了限制在规定的时间内，考试必须打完试题并将考卷提交。超过时间将会自动交卷，超出时间将不能提交考试结果。每次考试会有补考机会，在考生开始考试前，会统计该考生对本次试卷的考试次数。如果超过了规定的次数，将不能再次考试。

考试***前台提供考生注册、登录功能、修改个人资料。

考试***提供自动随机组卷，自动生成考试页面，自动评分，成绩单查询、打印、导出功能。

本发明***的数据库包含的数据表如下：管理员信息表，包括的数据项有：管理员id，管理员账号、管理员密码、管理员姓名、联系方式等基本信息等；教工信息表，包括的数据项有：教工编号、教工账号、教工密码、教工姓名、所在办公室等基本信息；试卷信息表，包括的数据项有：试卷编号、单选题数量、单选题分值、多选题数量、多选题分值、判断题数量、判断题分值、及格线、考试时间、可补考次数；单选题信息表，包括的数据项有：题目编号、题目内容、正确答案；多选题信息表，包括的数据项有：题目编号、题目内容、正确答案；成绩信息表，包括的数据项有：成绩条目编号、考试科目、考生学号、成绩、考试时间、是否及格、是否补考。

***采用java语言开发，使用mysql数据库，采用ssh(spring，Struts2，hibernate)框架，采用mvc的架构模式，方便***的测试与维护，在***开发完成之后，进行***测试，包括单元测试，模块测试，集成测试，总体测试。

如图1～图3所示，下面结合附图与具体考试流程对本发明做出具体说明，管理员模块介绍：管理员即负责本项目基础信息的维护。在实施例中，由于管理员信息不是本功能的主要模块，设计的相对简单，主要包括：管理员id，管理员账号、管理员密码、管理员姓名、联系方式等基本信息。设管理员模块用于负责管理，维护本考试***的信息；负责对考生成绩进行查询，打印，导出。

考试模块介绍：考生是本***的主要参与者，由于参加本次考试的考生多数为我校的教工，考生信息设计的比较简单，主要分为教工编号、教工账号、教工密码、教工姓名、所在办公室等基本信息；考试模块主要是为了方便对已经注册的教工信息进行统计与管理，如某位考生忘记了自己的密码，可以在次模块进行查询，密码找回等工作。

试题模块：试题管理即题库管理。本次考试***中的试题全是从题库中进行查找，本次考试***中的试题主要分为：单选题、多选题和判断题。单选题包括判断题编号(自动增长)，判断题题目、判断题正确答案。多选题包括多选题编号、多选题题目、多选题正确答案。每个试题都有一个编号，可以根据编号快速的检索出题目信息。设计次模块一是为了检索题目用于考生考试，另一个目的是可以动态的对题库进行题目的更新与删除。

随机抽取试题并显示试题的实现过程，考生登录到网络在线考试的前台，单击“考试”超链接，将进入到考试规则页面，在该页面中单击“同意”按钮，进入选择考试课程页面，在该页面中选择要考试的课程，并单击“确定”按钮，进入到准备考试页面，在该页面中，单击“开始考试”按钮，将关闭当前窗口，并打开新的窗口显示试题：

(1)实现随机抽取试题：

在准备考试页面中，单击“开始考试”按钮，将调用JavaScript关闭当前窗口并打开新的窗口，用于显示试题；

(2)实现显示试题

在实现显示试题时首先需要在显示试题的页面中添加一个用于收集实体信息的表单；

自动阅卷并显示考试成绩的实现过程，单击“交卷”按钮或是到达考试结束时间时，***将自动阅卷并将考试成绩以对话框的形式反馈给考生，同时提供错题分析，供考生查看。

试卷标准模块：“试卷标准”是对一次试卷的抽象，主要包括了试卷编号、试卷名称、单选题数量、单选题分值、多选题数量、多选题分值、判断题数量、判断题分值、考试时间(单位为分钟)、可补考次数、及格线等。其中，题目的设定要满足一下的条件：单选题数量X单选题分值+多选题数量X选选题分值+判断题数量X判断题分值＝100分。在考生考试的时候会根据本次的考试标准，从题库中随机的选取相应数量的题目。根据及格线与考生最终得分可以最后判定该考生最后即可与否。考试时间的设定是为了限制在规定的时间内，考试必须答完试题并将考卷提交。超过时间将会自动交卷，超出时间将不能提交考试结果。每次考试会有补考机会，在考生开始考试前，会统计该考生对本次试卷的考试次数。如果超过了规定的次数，将不能再次考试。

考试结果模块：也即成绩单模块。该成绩单是对考生一次考试信息的描述。主要分为成绩单编号、考生编号、试卷编号、考试日期、考试分数、是否及格等信息。该模块作为成绩统计的依据，也作为成绩分析模块的依据，通过分析考试成绩，可以反映出考生对知识水平的掌握程度，对下次出题定下及格线作为参考。

组卷模块。本次考试***中，题目是随机从题库中随机抽取的，目的是为了防止作弊，反应真实的成绩掌握结果。在邻近的考生中题目保证重复率降低，尽量降低作弊的可能性。在考试***中，既要满足随机性，使各个题目被选中的几率相等，又要保证快速的选取题目，在考试过程中不会遇到网络的阻塞，因此采用必要的算法是比较可靠的。

本次***中采用的数据库是mysql数据库，在mysql的库函数中提供了rand()函数，可以从数据库中随机的选取记录，但是当数据量大的时候，mysql中rand()算法的性能比较低下，mysql数据库获取随机数据的函数rand()，从16万数据里随机获取5条数据，用时14.02秒，这个耗费很大。

在另一种实施例中，由于mysql数据的最大值和最小值的获取几乎是0消耗的，数据库表数据与自身主键ID的集合做join查询，是非常快速的，因此通过mysql最大值函数max()，最小值min()确定查询期间，在确定的查询期间内进行随机获取，以此来减小查询消耗；例如：查询最大的单择题目id，可以写出sql语句入：select max(id)from single；得到的结果为最大选择题id，想要获取最小的单选题id，可以通过select min(id)fromsingle来获取；再如：随机选取五道单选题题目，可以编写如下sql语句：SELECT*FROMsingle AS t1JOIN(SELECT ROUND(RAND()*(SELECT MAX(id)FROM single))AS id)ASt2WHERE t1.id>＝t2.id ORDER BY t1.id ASC LIMIT 5；

在本实施例中，随机算法说明：假设现在数据库中一共200道题目，rand()是mysql数据库中的一个随机函数，每次会随机产生0-1之间的一个小数，如产生的小数是0.45654567，然后用200*0.45654567得到的结果进行四舍五入取整数是91，因此我们选择题目编号是91、92、93、94、95这5道单选题目。最后从单选题表sing中查询出这5道题目的数据，返给上层应用。

在16万数据的基数下，随机产生5条数据几乎看不到时间消耗的。但是这种查询方法有一个缺点，产生的数据ID都是连续的，如果想不连续，还要做循环执行才行(每循环一次随机1条或2条数据)。

因此要选取一组快速产生随机的算法：若要在i≤R≤j这个范围得到一个随机整数R，需要用到表达式FLOOR(i+RAND()*(j–i+1))。

在另一种实施例中，若要在7到12的范围(包括7和12)内得到一个随机整数，可使用以下语句：

SELECT FLOOR(7+(RAND()*6))；在本次随机选取题目的时候就使用了这种方法。

映射到单选题的选择可以用如下的sql语句来执行：SELECT*FROM single WHEREid>＝(SELECT floor(RAND()*((SELECT MAX(id)FROM single)-(SELECT MIN(id)FROMsingle))+(SELECT MIN(id)FROM single)))ORDER BY id LIMIT 1；

这样就可以保证从单选题中随机选取一道题目出来，我们可以将随机选取单选题的方法封装成一个函数selectSingleRandom()。

在另一种实施例中，随机生成30条，可以循环调用30次随机选择函数。代码如下：

判卷模块。由于本次***中每个人的试题不一样，答题顺序不一样，在判卷的时候就需要一定的技巧。用户在点击开始考试的时候，服务器端会将用户选取了那些题目进行缓存。当用户提交题目的时候，每个题目除了提交用户选择的答案，还会提交题目的编号。***根据题目的编号，可以检索到题目的详细信息，进而选取出标准答案。根据标准答案与用户的答案进行对比。如果一致则该题目得分，否则该题目失分。定义一个累加器，每当题目作对的时候，累加器加上该题目所得的分数，当题目判断完成后，累加器中的值便是该考生的总分。

作为进一步的实施例，在现实考试中，普遍采用电子化、计算机化的生成方式和传递数据方式，具有速度快、效率高等特点。但是，也存在试题容易发错泄密的可能。为了提供试题的匿名性，提高传送的准确性，避免传送错误导致的泄露，有必要在传送试题之前，采用验证的方式，确保试题的准确可靠传送。

该验证方法为数字签名认证。数字签名认证的原理大致为：客户端将请求参数进行排序之后，将参数名与参数值按照base64编码生成信息摘要，将加密数据传递给服务端；当服务端接收到客户端传递的参数后，按照相同的策略对数据进行解密，解密完成进行数据处理。当处理完成后，再以相同的方式传递给客户端，避免明文传输，防止信息泄露。

生成题的服务器端和客户端设置验证，通过验证的客户端，服务器才发送选择好的题。否则，拒绝发送。客户端T和服务器端F实现通过安全通道设置二进制公共密钥K，将公共密钥K分别存储在客户端和服务器端。将选出的所有题号ID求和，然后对和除以题号ID的个数，得到所有题号ID的平均值，转换成一个二进制数R，对二进制公共密钥K和二进制数R进行异或操作得到结果M，单向哈希函数Hash具有很好的加密性能，采用单向Hash函数对服务器端标识F、二进制数R和公共密钥K进行单向Hash函数运算得到假名P，P＝h(F||R||K)；其中||为连接操作符。再次使用Hash函数对假名P、公共密钥K、异或结果M和服务器标识F进行单向Hash函数运算得到传递值A，A＝h(P||K||F||M)。

服务器端向客户端发送消息：传递值A、假名P和二进制数R。客户端在接收到消息后，利用事先存储在客户端的公共密钥K'，如果是实现通过安全通道设置的K'，那么K'＝K；客户端利用K'做异或运算由于异或运算很容易被破译或者存在偶然性，还需要进一步验证传递值A。客户端使用单向Hash函数对假名P、公共密钥K'、服务器标识F和异或运算结果M'进行单向Hash函数运算得到传递值A'，A'＝h(P||K'||F||M')；如果A＝A'，则验证成功，服务器端向客户端发送试题。否则，服务器端拒绝发送。

第一步：将选出的所有题号ID求和，然后对和除以题号ID的个数，得到所有题号ID的平均值，转换成一个二进制数R。

第二步：对二进制公共密钥K和二进制数R进行异或操作得到结果M，

第三步：采用单向Hash函数对服务器端标识F、二进制数R和公共密钥K进行单向Hash函数运算得到假名P，P＝h(F||R||K)；其中||为连接操作符。

第四步：再次使用Hash函数对假名P、公共密钥K、异或结果M和服务器标识F进行单向Hash函数运算得到传递值A，A＝h(P||K||F||M)。

第五步：服务器端向客户端发送消息：传递值A、假名P和二进制数R。

第六步：客户端在接收到消息后，利用事先存储在客户端的公共密钥K'，客户端利用K'做异或运算客户端使用单向Hash函数对假名P、公共密钥K'、服务器标识F和异或运算结果M'进行单向Hash函数运算得到传递值A'，A'＝h(P||K'||F||M')；

第七步：如果传递值A＝A'，则验证成功，服务器端向客户端发送试题。否则，服务器端拒绝发送。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种基于jsp技术的在线考试方法，其特征在于，包括：

在待选择数据库中任意选取题号ID连续的区域；

产生一个0～1之间随机数；

所述连续区域的数据的数量和所述随机数乘积并且对结果进行四舍五入得到第一值；

所述连续区域的起始题号ID增加所述第一值的增量得到最终题号ID。

2.如权利要求1所述的基于jsp技术的在线考试方法，其特征在于，还包括：前台功能模块，其用于进行在线考试、成绩查询和修改个人资料。

3.如权利要求2所述的基于jsp技术的在线考试方法，其特征在于，所述前台管理模块包括用户模块，其用于用户注册、登录和个人信息修改。

4.如权利要求2或3所述的基于jsp技术的在线考试方法，其特征在于，所述前台管理模块包括考试模块，其用于进行正考和补考。

5.如权利要求4所述的基于jsp技术的在线考试方法，其特征在于，所述前台管理模块包括成绩查询，其用于历次考试成绩查询和考试记录导出。

6.如权利要求1-3或5中任一项所述的基于jsp技术的在线考试方法，其特征在于，还包括：后台管理模块，其用于实现管理员对所述考试***信息的管理。

7.如权利要求6所述的基于jsp技术的在线考试方法，其特征在于，所述后台管理模块包括用户管理模块，其包括：

管理员信息，其用于管理员信息列表的添加与修改以及删除管理员；以及

教工信息管理，其用于教工信息的添加、修改和删除。

8.如权利要求7所述的基于jsp技术的在线考试方法，其特征在于，所述后台管理模块包括成绩查询模块，其包括：

历次考试成绩查询，其用于对所进行的考试成绩查询和分析；以及

成绩单打印导出，其用于批次及个人成绩单导出和打印。

9.如权利要求7或8所述的基于jsp技术的在线考试方法，其特征在于，所述后台管理模块包括试卷管理模块，其包括：

试卷管理模块，其用于对题目类型进行选择，所述试卷管理***包括单选题管理、多选题管理和判断题管理。

10.一种用于在线考试方法中服务器和客户端验证方法，其特征在于，包括权利要求1-9中任意一项所述的方法：

第一步：求取选出的所有题号ID的平均值，将其转换成一个二进制数R；

第二步：对二进制公共密钥K和二进制数R进行异或操作得到结果M；

第三步：将服务器端标识F、二进制数R和公共密钥K提供给单向Hash函数得到假名P；

第四步：将假名P、公共密钥K、异或结果M和服务器标识F提供给单向Hash函数得到传递值A；

第五步：客户端在接收到传递值A、假名P和二进制数R后，利用事先存储在客户端的公共密钥K'，客户端利用公共密钥K'做异或运算得到M'，将假名P、公共密钥K'、服务器标识F和异或运算结果M'提供给单向Hash函数运算得到传递值A'；

第七步：如果传递值A＝A'，则验证成功，服务器端向客户端发送试题；否则，服务器端拒绝发送。