Office网络考试系统的研究

朱克武

(广东食品药品职业学院，广东 广州 510520)

0 引言

目前，Office办公软件考试系统非常成熟，都实现了联网考试，由一台服务器和若干台客户机组成，一般一个服务器可以带200个客户端。例如:广东省考试中心的计算机水平一级考试系统、无忧公司制作的Office办公软件考试系统、广东省劳动厅的计算机水平考试系统等。

这些网络考试系统都由服务器和客户端两部分组成，需要在一台教师机上安装服务器程序，并配置服务器的相关参数，如HTTP服务器的IP地址和端口、FTP服务器的IP地址和端口等。学生机不需要安装客户端程序，学生可直接在客户端使用IE浏览器登录。

学生登录服务器后，由服务器分发考生的试卷。在考试过程中，服务器及时接收学生机上传的数据;如果学生机掉线，服务器能够及时了解是哪个客户端掉线;如果学生机死机重新启动，再次登录服务器后，服务器会回传该学生所做的内容，文件不会丢失。在考试过程中，系统自动计时，考试时间到服务器会自动停止考生的操作，即客户端停止答题。在学生关闭Word、Excel等应用程序后，客户端自动上传数据，上传完成后，会自动删除客户端的考生文件夹，不会留下相关的考试信息。

本网络考试系统借鉴了这些优秀的考试系统，设计相关的界面、对应的功能。系统采用Visual Studio 2005、Access等编程软件进行设计。

1 网络考试系统的方案讨论

上述3种办公软件网络考试系统中，考生在客户端使用IE浏览器登录服务器，登录成功后，从服务器端下载考试数据到客户端。下载完成后，自动启动考试程序，显示考试的题目。在考试过程中，每隔一段时间上传考试数据到服务器，考试结束后，上传数据，并删除考试信息。

1.1 服务器系统的方案

在服务器端的ASP NET网页中，可以调用服务器组件来实现相关的功能，服务器组件具有集合、属性和方法，创建一个服务器组件对象，通过该对象可以访问组件中的集合、属性和方法。

服务器端与数据库的连接，服务器最基本的功能是连接数据库，实现数据库中数据的添加、修改、删除、浏览、查找等基本功能。

服务器端要实现文件管理功能，可以使用文件系统对象或FileInfo对象。文件系统对象(FileSystemObject)位于Scripting类型库中，在安装Windows系统时，系统会自动在WindowsSystem32目录中生成scrrun.dll文件。在该文件中，引用Scripting类型库，可以声明一个文件系统对象的类型。创建一个文件系统对象，通过该对象，可以获得驱动器的信息、创建文件或文件夹等有关文件和文件夹的各项操作。在一个网页界面中，通过调用文件系统对象，就可以完成对文件或文件夹的操作。用户在客户端就可以对服务器上的文件或文件夹进行操作，非常方便用户管理服务器。这里不存在服务器安全的问题，因为只有服务器管理员才拥有修改服务器文件或文件夹的权限，其他用户没有这种权限。

服务器端要实现下载的功能，是通过内置对象Response的AddHeader方法设置HTTP标头名称和值实现的。具体实现的方法是，先添加HTTP标头信息，再写入文件内容。Response.AddHeader(“Content-Disposition”，”attachment;filename= ” +file.name)，其中，第一个参数是设置的HTTP标头的名称，第二个参数是标头的值。Response.WriteFile(file.FullName)，将指定文件的内容发往客户端，实现文件的下载。

1.2 客户端系统的方案

在客户端首先需要实现文件管理功能，如果没有考试目录，需要创建一个考试目录。安装Windows系统时，同样要有scrrun.dll文件，使用IE浏览器上网，可以浏览服务器上提供的各种信息，如果服务器提供了上传和下载功能，客户端可以向服务器上传数据，也可以从服务器下载数据到客户端。例如:浏览新浪的网站，只能浏览网站提供的各种信息，但是没有权限删除某个页面文件，也不能删除网页中的某个图片，即普通用户只有读的权限，没有修改、删除的权限。而网站的管理员则拥有修改、删除的权限，可以对服务器上指定的文件进行各种操作。但是，服务器不能对客户端上的文件或文件夹进行修改，否则上网的用户，他的电脑上的所有个人信息就全部暴露在服务器的面前，没有安全可言。在一个页面中，不能像服务器端那样，创建文件系统对象，虽然存在scrrun.dll这个文件，但是不能调用，这就是出于客户端安全性的考虑。因此服务器不能对客户端的文件或文件夹进行任何管理，没有这样的权限。然而计算机病毒的传播就是利用Windows系统的漏洞，达到对客户端控制的目的。

由于IE浏览器的限制，人们可以上网浏览服务器上提供的信息，而服务器不能对客户端的文件进行任何操作。通过编程，有多种方法可以实现服务器对客户端的文件进行管理。方法一是编写一个ActiveX控件，在控件中实现对文件的各种操作、文件读取、上传等功能，然后在页面中，通过JavaScript脚本调用该控件，实现对客户端的管理。方法二是利用msadco.dll的漏洞进行处理，首先创建一个对象，obj=document.CreateElement(“object”)，设置对象的属性为msadco.dll的 classid，obj.SetAttribute(“classid”，ID的数值)，obj对象相当于服务器的内置对象Server，使用它能够创建各种组件对象。obj.CreateObject(“Microsoft.XMLHTTP”，””)，创建一个 xmlhttp 对象，可以从服务器上下载文件，obj.CreateObject(“ADODB.Stream”，””)，实现文件的读写操作，obj.CreateObject(“Scripting.FileSystemObject”，””)，该对象可以对文件进行管理，即创建文件或文件夹、设置属性、删除、更名等有关文件管理的操作，它都能够实现，功能非常强大。通过这3个对象的使用，基本上就能够满足网络考试系统客户端的要求。

客户端的文件上传，一般可以使用文件上传控件。但是该控件需要指定具体的文件，单击上传按钮，才能触发文件的上传，即文件上传时需要用户参与，而考试时文件的上传不需要考生参与，考生只负责做题目，不可能让考生每做完一道题目就上传一次。因此，使用文件上传控件的方法不可行。

在实际使用过程中，第一种方法编程的难度有些大，第二种方法会被杀毒软件查杀，而且Windows系统已经修复这些漏洞，因此不太容易实现。

服务器端由于可以使用Server对象，能够满足网络考试服务器系统的要求，但是客户端不能创建有关文件系统对象、数据流对象，因此无法实现文件的操作，无法实现网络考试客户端的要求。

因此，本办公软件网络考试系统采用C/S结构，服务器处于不断侦听和接收状态，每接收一个客户端，就分配一个Socket与客户端关联，通信双方使用Socket进行联系。

2 服务器端的设计

服务器端的设计包括用户登录、题库分发、考生信息显示、接收上传数据等部分。重点是服务器上的数据下载到客户端，客户端的数据上传到服务器。

首先，客户端的程序必须具有文件操作的功能，因为在考试之前，客户端并不存在考生这个文件夹，需要创建这个文件夹，然后才能把服务器上的数据下载下来。第二，一个文件要上传，必须有该文件的完整路径，否则读取文件失败。第三，考试系统的界面必须一直在最前面，需要调用API函数。

2.1 考生名单的导入

数据库采用Access，因为办公软件考试系统涉及的内容不是很多，主要有考生信息、客户端信息、考试题目信息等，属于一个小型数据库，所以使用Access完全能够满足网络考试系统的要求。

并不是每个教师都了解和会使用Access应用程序，而Excel应用程序是很多教师都会使用的。因此为方便教师的使用，在系统中需要设计一个功能，将含有考生信息的Excel文件转换为Access数据库中的一个考生信息表。方法是创建一个考试信息表，一般4个字段:班级、学号、姓名、考试科目。然后读取Excel表中的内容，该表中的字段与信息表中的字段名称要一致，否则无法读取，字段的顺序可以不同。将读取的每一行数据写到信息表中，循环读取，直到最后一条记录。

2.2 考生登录

首先读取客户端传来的“学号”数据，然后读取考试信息表，判断是否有该学号，有则回传登录成功信息;无，则该学号不正确或没有该学号，回传登录不成功的信息。这时在客户端，考生需重新登录，或由教师在服务器上添加该考生的相关信息。考生登录不成功，服务器不会将考试的相关信息下载到客户端，该考生无法参加考试。

2.3 题库的组合

教师必须事先准备好题目，题目由6个部分组成，分别是:理论题、Windows操作题、Word操作题、Excel操作题、PowerPoint操作题和网络操作题。操作题一般是根据知识点进行设计，例如Word操作题就包含字体、段落、项目符号、分栏等近30个知识点，Word的字体主要有:字体、字形、字号、字体颜色等。要考Word的字体这个知识点，可以出一道字体的题目，也可以出多套字体的题目。如果只有一道字体的题目，则在所有考生的试题中，都包含该道题目;如果有多套字体的题目，则通过一些算法，使这几套题目均分到考生的试题中，要求相邻的两个考生题目不同，目的是防止考生考试作弊。

2.4 题库的分发

考生登录成功后，服务器向该客户端发送考题，即下载考题资料到客户端。考题资料分为两个部分:(1)考试的素材，即:Windows文件夹、Word文件、Excel文件、PowerPoint文件、网络题的文件，要有具体的素材，否则考试无法操作;(2)题目的内容，它存在一个Access文件中，客户端使用数据库系统，通过读取mdb文件中的内容，在客户端界面上显示题目。

2.5 考生信息的显示

在考试过程中，要能够及时反映考生的考试状态，即是否保持网络的连接、是否断线，断线的时间是多少等，让教师能够及时掌握考试的情况。每隔三分钟向服务器发送一次信息，收到该信息表示连接正常，没有收到表示断线，记录断线的时间，在服务器的界面上显示出来，提醒教师对断线的机器进行处理，重新打开IE浏览器、重启系统、或更换到另一台机器等，目的是解决网络不通的问题。

2.6 接收考生上传的数据

考生上传的数据是放在服务器端的数据库中，不能上传文件，因为每上传一个文件，就需要把原来的文件删除或覆盖，服务器将不断地处理这些文件，影响了服务器的工作效率，因此改用数据库处理就非常方便。一个文件对应一个字段，该字段使用备注类型，长度为65536个字符，一般Word等考试文件的长度不超过40k，使用一个字段就能够满足存储一个文件的要求。

在接收考生上传的数据中，首先要说明是哪个考生，上传的是哪个文件，然后接收该考生的文件内容，查找数据表中该考生的信息，将收到的数据替换原有的数据，实现数据的更新。

如果要简化网络考试系统，数据上传的操作可以省略。在客户端设置考试的时间，时间到考试结束，压缩考生文件夹，上传压缩文件，该压缩文件就是最终考试的结果。上传数据的目的就是考生换机后，服务器将考生的考试信息下载到他所在的机器上。电脑死机时，如果文件保存的话，文件就不会丢失，重新启动后，考生文件夹下的内容是不变的，因此如果不考虑学生换机这个因素，上传数据这步可以省略。

2.7 考试结束

考试结束，接收所有考生的文件，修改考生考试的状态，由“考试中”状态更改为“考试结束”。客户端系统退出，停止运行，而服务器端的考试系统还处于运行状态，客户端再次登录时，服务器还会接收登录信息，判断该考生是“未登录”、“考试中”、“考试结束”，根据数据库中考生信息的状态进行分析，对客户端作出相应的回应。

3 客户端的设计

客户端的设计包括考试计时、考试界面、数据上传等操作。首先，考生登录界面，输入学号，单击“提交”按钮，将考生信息上传到服务器。其次，考试系统运行时，在考试界面上，显示考试的时间，使用到计时的方式，一分钟计时一次。

3.1 客户端的界面设计

客户端的界面分两种情况设计，考理论题时是一个满窗口的界面;考操作题时，界面是固定大小的，占整个窗口的六分之一或更小，一般只显示一道题目的内容，目的是考试界面不要影响考生对文件的操作。

客户端的界面要一直处于最前面，没有最小化、最大化，调用API函数SetWindowPos，可以实现这个功能。

3.2 数据的上传

客户端每3分钟上传一次数据，这个时间并不是固定的，可以人为作出调整。时间不能太短，否则客户端会不断上传数据;时间也不能太长，如果客户端出现断线、死机等情况，上传的数据就不及时，即客户端的数据和服务器中的数据没有保持一致，即考生做的内容没有及时上传，会导致数据丢失。

客户端数据的上传有两种方式，一种是以文件的形式保存，一种是以数据库的形式保存。这两种形式都需要，只是用在不同场合。

客户端和服务器都需要对文件进行管理，如创建文件或文件夹、查看文件或文件夹的属性等各项操作。

每次上传时，并不是把所有的内容都上传，因为有的题目没有做，它的内容没有改变，上传没有意义;有的题目做了，内容上传了，但是在上传之后的一段时间内，没有对它进行任何操作，此时文件的内容与数据库中的内容是一致的，再上传也没有意义。如果文件的内容与数据库的内容没有变化，就不需要修改，因此要对上传的文件进行判断，即该文件是否发生变化，如何判断文件是否发生变化，可以根据该文件的最后一次修改时间来判断。

操作题做完必须关闭，因为一个文件在使用时，另一个进程是无法打开该文件，并对该文件进行读取、写入、更名等操作。因此，必须等该文件被关闭，才可以对它进行操作。

Windows操作题主要是判断文件或文件夹的创建、删除、移动、复制、更名、创建快捷方式、属性7个内容。文件的创建可以是任意文件类型，如文本文件、压缩文件等。一般都会考学生文本文件的创建，并打开该文本文件，在里面输入一段文字，并保存退出。因此，需要一个字段保存有关文本文件的内容。

Windows操作题上传的内容，根据要考核学生掌握的知识点，一般情况下，需要以下内容:文件或文件夹的名称、属性。因为创建、删除、移动、复制、更名、创建快捷方式都涉及文件或文件夹的名称，根据名称就可以判断是否进行相关的操作，例如要创建一个文件，有了该文件，并且路径正确，则该题操作正确;如果没有该文件，则该题操作错误，其它的知识点操作类似。属性涉及只读、文档、隐藏等内容，根据属性的内容，就可以判断属性知识点的操作。

在设计题目时，文件夹的深度一般不超过5层，当然也可以有多层，只是增加了程序的复杂性。一个文件夹含有多级子文件夹，目的是考核学生掌握搜索这个知识点的程度。掌握Windows的搜索操作，要很容易找到指定的文件或文件夹，不管它在哪个位置。文件夹超过五层也没有太多的意义，因此，在设计题目的时候，假定文件夹的最大深度为五层。

根据上述分析，Windows操作题上传的内容的组成包含:上一级文件夹的序号、本级文件夹的序号、本级或文件夹的名称、文件还是文件夹、属性。使用文件系统对象，递归的方式读取Windows操作题上的每一个文件和文件夹，将读取的每一项内容存放到数组或指针中，递归结束后，将该内容上传。

Word操作题、Excel操作题、PowerPoint操作题的操作类似。以 Word操作题为例，首先，需要判断Word应用程序是否在使用该题，如果Word里面有这道题目，说明该文件正在被Word操作，不能对该文件再次打开，也就是不能上传该文件。如何判断该文件是否被Word打开，可通过API函数FindWindow来判断Word是否在运行，如果在运行，读取Word的标题，因为标题就是文件名，即可判断文件是否在使用。

读取指定的文件到一个字符数组中，上传数组中的内容到服务器，服务器接收数据，将数据存入数据库。上传的文件就不压缩了，压缩以后还需要再解压，增加了系统的复杂性，当然，也可以先压缩该文件，再上传，文件的大小肯定会减少很多，减轻了服务器的负担，也减少了数据库存储字段的容量。

网络操作题一般是把网页文件另存为文本文件、把网页文件中的图片另存、申请一个邮箱、使用Outlook Express发送一封邮件等。文本文件、图片文件是一个文件，与Word的操作类似，上传该文件靠数据库即可。邮箱需要上传各个字段中的内容，例如:上传姓名、密码、确认密码等字段的内容，注意各个字段之间的分隔，不能不加区分地把所有字段的内容放在一起。Outlook Express发送邮件，需要配置邮箱服务器，本系统没有实现邮箱服务器的功能，需要考生保存要发送的邮件，扩展名为eml，读取该文件，可以获取收件人、主题、正文等信息，而这些信息正是考核的要求，因此使用保存邮件的方法，实现对邮件的考核。

3.3 考试结束

考生单击“交卷”按钮，表示考试结束;或考试的时间到，考试结束。首先，需要把Word等应用程序关闭，如果没有关闭，表示某个文件还在继续使用，WinRAR程序在压缩这个文件时，会提示压缩失败，导致整个考生文件夹压缩的失败。其次，压缩整个考生文件夹，生成一个rar压缩文件，不是一个一个文件上传，而是压缩后的一个文件。读取该文件，将它上传到服务器，修改考生的考试状态。第三，删除考生文件夹，包括该文件夹下的所有文件和子文件夹，避免考试信息泄漏。

学生再用学号登录时，服务器根据考试状态，判断该考试是否考试结束，如果考试结束，则在客户端的界面上提示考试结束。

4 结束语

办公软件网络考试系统是一个非常复杂的系统，涉及的内容比较多，有文件管理、SQL数据库知识、Excel的应用、Socket套接字、WinRAR压缩和解压、进程和线程的管理等多方面的知识，重点和难点是网络通信，即Socket套接字的使用，如果没有套接字，也就不称为网络考试系统了，是一个单机版的系统。本系统还需要解决侦听数目的问题，一般是10个，如果同时有20个客户端要求连接，则只有排在前面的10个给处理，出现客户端连接慢的现象。本系统还需要解决连接客户端个数的问题，由于没有采用线程池技术，最多可以连接64个客户端。总之，网络考试系统需要考虑的问题非常多，本系统主要是解决上传和下载的问题，基本上实现了网络考试的功能，达到了预期的设计目标，在系统运行的过程中，还会出现各种各样的问题，需要不断地完善。

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