用Java 和XML 建立試題庫(kù)管理系統(tǒng) - Read.pdf

用 Java 和 XML 建立試題庫(kù)管理系統(tǒng) 用 Java 和 XML 建立試題庫(kù)管理系統(tǒng) 楊宇 楊宇 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 210048 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)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(guó)內(nèi)的試題庫(kù)管理系統(tǒng)大多采用 Word 軟件實(shí)現(xiàn)公式和圖形的編輯 這種架構(gòu)的缺點(diǎn)是 平臺(tái)相關(guān) 高成本 使用專有技術(shù) Java 語(yǔ)言是一種跨平臺(tái)的編程語(yǔ)言 XML 是開(kāi)放技術(shù) 教學(xué)中最常用的兩種 XML 應(yīng)用是 MathML 和 SVG 分別用來(lái)處理公式和圖形 可以嵌 入網(wǎng)頁(yè)中 使瀏覽和交互變得非常方便 用 Java 和 XML 構(gòu)建的試題庫(kù)管理系統(tǒng) 是基于開(kāi)放技術(shù)的低成本跨平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 關(guān)鍵詞 關(guān)鍵詞 Java XML MathML SVG 試題庫(kù)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(kù)管理系統(tǒng)簡(jiǎn)介基于 XML 的 java 試題庫(kù)管理系統(tǒng)簡(jiǎn)介 目前 國(guó)內(nèi)的試題庫(kù)管理系統(tǒng)大多采用微軟 Word 軟件實(shí)現(xiàn)公式和圖形的編輯 這種架構(gòu)帶來(lái)的缺點(diǎn)顯而易見(jiàn) 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(wú)法做到跨平臺(tái) 其次 要使基于 Word 的系統(tǒng)能在網(wǎng)絡(luò)上使用 需要每個(gè)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(yǔ) 言是一種跨平臺(tái)編程語(yǔ)言 它編寫(xiě)的程序能在任一操作系統(tǒng)上運(yùn)行 它最初的創(chuàng)建就是面向 Internet 因此它編寫(xiě) 的本地程序稍做修改就可放上網(wǎng)絡(luò) XML 被認(rèn)為是計(jì)算機(jī)世界的一次革命 教學(xué)中最常用的兩種 XML 應(yīng)用是 MathML 和 SVG 分別用來(lái)處理公式和圖形 可以嵌入網(wǎng)頁(yè)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(tái)數(shù)據(jù) 處理問(wèn)題 用 Java 和 XML 構(gòu)建的試題庫(kù)管理系統(tǒng) 是基于開(kāi)放技術(shù)的低成本跨平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 圖 1 是基于 XML 的 java 試題庫(kù)管理系統(tǒng)截屏圖 系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是試題完全按 XML 標(biāo)準(zhǔn)格式存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中 并能被顯示在常用的網(wǎng)頁(yè)瀏覽器中 系統(tǒng)由以下子模塊組成 連接模塊 對(duì)試題庫(kù)的連接 關(guān)閉 新建 刪除 導(dǎo) 入導(dǎo)出模塊 試題導(dǎo)出為 XML 文件或相反 編輯模塊 對(duì)章 節(jié) 題型 題目和試卷的編輯 組卷模塊 手工組 卷 自動(dòng)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(xiě) 可在 Windows 或 Linux 操作系統(tǒng)下運(yùn)行 圖 1 2 XML 在試題庫(kù)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用 2 XML 在試題庫(kù)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用 2 1 XML MathML SVG 簡(jiǎn)介 2 1 XML MathML SVG 簡(jiǎn)介 2 1 1 XML 簡(jiǎn)介 2 1 1 XML 簡(jiǎn)介 XML 全名 eXtensible Markup Language 即 可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)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(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)記語(yǔ)言 的一個(gè) 簡(jiǎn)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(wú)法表達(dá)數(shù)據(jù)內(nèi)容等 問(wèn)題 簡(jiǎn)潔而快速地根據(jù)企業(yè) 科學(xué)等領(lǐng)域的需求來(lái)定制相關(guān)的標(biāo)記集 實(shí)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(xué)標(biāo)記語(yǔ)言 和 SVG Scalable Vector Graphics 可伸縮矢量圖形 分別用來(lái)標(biāo)識(shí)數(shù)學(xué)內(nèi)容和圖形 它們可以嵌入 XHTML 符合 XML 規(guī)范的 HTML 網(wǎng)頁(yè)中 使用瀏 覽器查看 2 1 2 MathML 簡(jiǎn)介2 1 2 MathML 簡(jiǎn)介 MathML 是 W3C 推薦的一種 XML 語(yǔ)言 其目的是 促進(jìn)數(shù)學(xué)和科學(xué)內(nèi)容在 Web 上 以及其他應(yīng)用程序如計(jì)算機(jī) 代數(shù)系統(tǒng) 打印排版及語(yǔ)音合成中的使用和重用 MathML 可用于對(duì)能夠高質(zhì)量顯示的數(shù)學(xué)符號(hào)表示編碼 也可用于 為語(yǔ)義起著更重要作用的應(yīng)用程序?qū)?shù)學(xué)內(nèi)容編碼 如科學(xué)軟件或語(yǔ)音合成 MathML 常用于在教育 科學(xué)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(jiǎn)介 2 1 3 SVG 簡(jiǎn)介 隨著 Internet 技術(shù)的迅速發(fā)展 人們對(duì)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(tái)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(kāi)發(fā)的新一代基于 XML 的二維矢量圖形標(biāo)準(zhǔn) 它靈活 可擴(kuò)展 能表現(xiàn)豐富的圖形內(nèi)容 實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)大的交互性 可重用性和可伸縮性 2 2 XML 的網(wǎng)頁(yè)瀏覽器支持 2 2 XML 的網(wǎng)頁(yè)瀏覽器支持 目前常被用來(lái)查看網(wǎng)頁(yè)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(guò) XML 命名空間集成 XHTML MathML 和 SVG 實(shí)現(xiàn)在瀏覽器顯示圖 2 的數(shù)學(xué)內(nèi)容和圖形示例 圖 2 下面是圖 2 的實(shí)現(xiàn)代碼 Sample XHTML MathML SVG document MathML sample ax2 bx c 0 SVG sample 2 3 XML 在試題庫(kù)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用舉例 2 3 XML 在試題庫(kù)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(tái)考慮 試題內(nèi)容應(yīng)以 XHTML 格式存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中 這就要求一個(gè)能處理 MathML 和 SVG 的 XHTML 編輯 器 我們借用了 sourceforge 中的一個(gè)開(kāi)源 HTML 編輯器項(xiàng)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(gè)開(kāi)源項(xiàng)目的代碼 實(shí) 現(xiàn)了所見(jiàn)即所得 WYSIWYG 編輯 如圖 3 所示 圖 3 HTML 編輯器沒(méi)有應(yīng)用 XML 解析和處理 主要是因?yàn)榕f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(lái)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(gè)原因是它給程序員一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)格式 使所有數(shù)據(jù)都可以按標(biāo)準(zhǔn)方法處理 從而簡(jiǎn)化編程 比 如出卷前的選題 當(dāng)一組試題從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀出后 先將它們放入一個(gè) XML 文檔中待選 選定某題時(shí) 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(guò)程中涉及的數(shù)據(jù)插入 查找 刪 除 排序正是 XML 的特長(zhǎng) 2 3 3 手工選題統(tǒng)計(jì)2 3 3 手工選題統(tǒng)計(jì) 對(duì)手工選題進(jìn)行統(tǒng)計(jì) 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(shí)需要 XML 的一個(gè)重要技術(shù) XSLT 直接實(shí)現(xiàn)文檔轉(zhuǎn)換 而不是通過(guò)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(jì)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(duì)它進(jìn)行修飾 我們應(yīng)允許用戶選擇顯示模式 標(biāo)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(shí)使用 2 3 5 試卷的編輯2 3 5 試卷的編輯 很難猜測(cè)用戶設(shè)置單個(gè)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?yàn)楸M管生成的試卷有統(tǒng)一 的格式 但不影響單個(gè)試題中的格式 可能導(dǎo)致字體不統(tǒng)一等問(wèn)題 而強(qiáng)行刪除單個(gè)試題中的格式會(huì)帶來(lái)不可預(yù)測(cè) 的后果 萬(wàn)一有格式不統(tǒng)一問(wèn)題 就需要對(duì)試卷進(jìn)行修改 由用戶決定是否刪除單個(gè)試題中的格式 以保持整個(gè)試 卷格式的統(tǒng)一 試卷編輯與試題編輯使用的是同一個(gè)編輯器 3 在試題庫(kù)管理系統(tǒng)中的體現(xiàn)出來(lái)的 Java 的幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)3 在試題庫(kù)管理系統(tǒng)中的體現(xiàn)出來(lái)的 Java 的幾個(gè)優(yōu)點(diǎn) 3 1 Java 的跨平臺(tái)性3 1 Java 的跨平臺(tái)性 Sun 公司一直強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是 Java 語(yǔ)言能做到 只編譯一次 到處運(yùn)行 用 Java 編寫(xiě)的試題庫(kù)管理系統(tǒng)軟件自 然能在各個(gè)操作系統(tǒng)上運(yùn)行 不需要為每一個(gè)操作系統(tǒng)編寫(xiě)一套軟件 大大降低了編程 升級(jí)和維護(hù)的費(fèi)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(yǔ)言的一個(gè)重要特點(diǎn) 它的定義為以后的具體應(yīng)用和擴(kuò)展留下了充分的空間 上面圖 4 是一 個(gè) JTreeTable 組件 主體是 JTable 但第一列是 JTree 這個(gè)組件實(shí)現(xiàn)起來(lái)很簡(jiǎn)單 UI 部分 只要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)類 繼承 Jtree 類并實(shí)現(xiàn) TableCellRenderer 接口中的方法即可實(shí)現(xiàn) Jtree 和 Jtable 之間主要的交互行為 數(shù)據(jù)部分 則應(yīng)實(shí)現(xiàn) TreeModel 接口中的方法 很難想象在沒(méi)有接口的情況下 完成這樣一個(gè)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(kù) 使用 JDBC 進(jìn)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(kāi)源代碼的高可選用性3 3 Java 開(kāi)源代碼的高可選用性 除了 Sun 公司的 Java 包 本試題庫(kù)管理系統(tǒng)還使用了大量的開(kāi)源軟件 首先 對(duì) 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(kāi)源項(xiàng)目為基礎(chǔ) SVG 編輯器則依賴于 apache 的 Batik 項(xiàng)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(kù)管理系統(tǒng)計(jì)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(kāi)發(fā)基 于瀏覽器的在線組卷及考試系統(tǒng) Jboss 和 Tomcat 的強(qiáng)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(diǎn)3 4 Java 的其它優(yōu)點(diǎn) Java 的一個(gè)很重要的優(yōu)點(diǎn)是免費(fèi)開(kāi)發(fā)工具的成熟 我們使用的是 NetBeans 能進(jìn)行可視化 UI 編程 有代碼自 動(dòng)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(jiǎn)單 Java 另一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)是充滿生機(jī)的 Java 社區(qū) 每個(gè)人都可以為社區(qū)作出貢獻(xiàn) 同時(shí)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(xué)中 使用 XML 技術(shù)已成為一種趨勢(shì) 但在試題庫(kù)管理系統(tǒng)中 XML 卻很少被使用 基于 Word 的試題 庫(kù)管理系統(tǒng)除了缺乏跨平臺(tái)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(kù)管理系統(tǒng)是跨平臺(tái) 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(duì)數(shù)學(xué)內(nèi) 容與圖形的精確顯示成為可能 并能為進(jìn)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(duì)客 戶端的瀏覽器有要求 體現(xiàn)出瘦客戶端的低成本優(yōu)