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几种宿舍管理系统的构架
摘要：针对各种管理系统快速发展的形势，介绍了《基于Web的考试系统设计及其技术实现》，阐述了其利用当前网络的新技术和基于B2S 模式的全新设计思想和思路。介绍了《虚拟现实系统综合式框架模型的建模与系统设计》，阐述了虚拟现实技术作为人机交互的一种新手段和解决现实世界中问题的新方法，给现实世界带来了十分广泛的冲击和在机械设计、科学计算、影视娱乐、航空航天和军事训练等诸多领域起着重要的作用，有些应用甚至是其他技术无法替代的。
关键词：考试系统；体系结构；虚拟现实系统；数据库
一、基于Web的考试系统设计及其技术实现
随着计算机技术、通讯技术、网络技术和多媒体技术在现代远程教育中的应用， 传统的教学模式、教学要求、教学手段及相应的教学环境、教材建设等都已发生了较大的变化。以往传统的考试方式分为：人工出卷、考生考试、人工阅卷、成绩评估和试卷分析等5个步骤。随着考生的增加、考试要求不断提高，教师的工作量将越来越大，并且其工作将变为一件十分烦琐和容易出错的事情。基于Web的考试系统是解决这一系列问题的最好方式，它可以利用网络的无限广阔空间，随时随地的对学生进行考查，再加上数据库技术的利用，传统考试漫长的过程得到了大大的简化。因此基于Web的考试系统是远程教育不可缺少的一个重要环节。
1 系统简介
基于Web的考试系统综合利用了当前网络的新技术，是基于B2S 模式的全新的网络考试系统：服务器端对数据库进行管理，客户端通过浏览器登录考试系统与传统的基于C2S 模式的网上考试系统相比，它更加稳定，更适宜于互联网上的考试，同时，考试系统是基于题库操作的，所以能实现智能自动阅卷和自动分析，大大缩短了考试周期。
2 系统功能
(1) 系统管理员。试卷录入、查询、修改、删除。
(2) 考生方面。在进入在线考试界面时，要输入学号、姓名，选取考试的科目进入考试状态，在考试过程中自动计时，当时间还有30s时系统自动提示，为了防止考生多次提交试卷和规范考场纪律，采取自愿交卷和到了规定时间自动收卷两者有机结合的方式、限制考试时间和期限以及禁止鼠标等办法来实现，系统可以自动改卷，当场显示考生的成绩。
(3) 数据的安全与保密。由于此系统的特殊性，数据的安全与保密显得尤为重要。一是确保考生不能联网作弊；二是要在试卷上实时加以监控； 三是时间上加以严格的控制；四是只有考生自己才能参加考试等。这些主要通过以下3 种途径得以实现：
(a) 在网络配置的文件及打印共享上取消允许其他用户访问本机的文件；(b)凡进入在线考试的用户，都要通过用户身份验证；(c)禁止用户查看所有试卷的文件及拷贝功能；禁止使用鼠标右键等功能。
3 系统设计
3.1系统的体系结构
系统主要以ASP为开发平台，SQL Server2000为后台数据库，采用基于Browerö Server 模式完成系统的构建。从结构和功能上，系统可以分为表示层、功能层、数据层3 层体系结构：(1) 表示层。是信息系统的用户接口部分， 即人机界面，是用户与系统间交互信息的窗口，主要功能是指导操作人员使用界面，输入数据、输出结果。(2)功能层。是应用的主体、系统的核心。它的功能是接收输入，处理后返回结果。(3) 数据层。即数据库管理系统(DBM S) ，负责管理对数据库的读写和维护，能够迅速执行大量数据的更新和检索。
3.2关键问题及处理
(1) 连接数据库的安全问题及解决办法对于一个系统来说，连接数据库的文件存放了系统数据库极为重要的信息(比如用户名和密码) ，如果有访问者非法地获取了这个文件，那么网站的数据库将完全暴露出来，网站信息资料将没有安全可言， 所以保证连接数据库的安全问题是极为重要的[ 4 ]。在系统中，我们建立一个articleconn。 asp 文件来连接数据库， 这文件是采用数据库字符串的连接方式， 不需要在ODBC 数据源应用程序中设定数据源，在ASP文件中利用系统函数来确定数据库的相对存放位置。当我们在连接数据库时，使用< !# include f ile= " art icleconn。asp " > 语句来连接，这样用户就不能直观地看出数据库文件的类型和存放位置。
二、虚拟现实系统综合式框架模型的建模与系统设计
虚拟现实技术作为人机交互的一种新手段和解决现实世界中问题的新方法，给现实世界带来了十分广泛的冲击。目前，它在机械设计、科学计算、影视娱乐、航空航天和军事训练等诸多领域起着重要的作用，有些应用甚至是其他技术无法替代的。
1 综合式框架模型
1.1 虚拟现实系统的组成
本文定义的虚拟现实系统包括三个主要构成部分:应用模块、系统功能模块和对话框模块，应用模块是虚拟现实系统本身的应用， 包含具体应用系统的使用知识。系统功能模块是用户、其它外部实体与系统交互信息或操作的核心。系统功能模块包括数据和对象。数据是指从用户(或其它外部实体) 输入的信息；对象是指已经定义好规则和特性的实体。对话框模块完成应用模块与系统功能模块的通讯。本文提出的CFM模型和建模方法只关心虚拟现实系统中系统功能的设计。应用和对话框的设计不在本文的研究范围内。本文把对象的图形、行为、交互和通讯作为虚拟现实系统设计首先考虑的重要部分。图2 是本文建立的多构件的CFM模型。由这5 构件的全部或部分组成的不同对象实现系统功能模块的各项功能。
1.2 CFM模型描述
①图形构件是系统中对象的图形表示，包括所有需要在计算机环境下出现的对象及这些对象的各种运动的图形表示。图形构件是为了满足对象的可视性要求。虚拟现实系统中可视性方面的设计是计算机图形学范畴的内容。②行为构件是系统中各种对象行为的描述。系统中对象可能拥有“物理”行为、“逻辑”行为和“复合行为”，“逻辑”行为是那些在现实世界很难或根本不可能观察得到的行为。事实上，一个对象可能包括一系列物理行为、逻辑行为或两种行为混合的复合行为。对象行为的设计是本文的一个重点，大多数已开发的虚拟现实系统可视性方面是足够的，但行为特性却极度匮乏。③交互构件是用来指明对象的输入、输出方向来自哪里及如何改变对象的行为。④协调管理构件描述系统内对象各部件间通讯的控制与协调机制，目的是避免对象行为之间的冲突，减少部件间的耦合。
2 CFM模型建模方法
虚拟现实系统设计过程是一个反复迭代的过程，通过不断的细化完善系统内各对象构件的内容将设计要求转换为满足软件开发人员可应用的设计说明书及编程算法。本部分介绍如何系统地使用CFM模型建立虚拟现实系统。具体实施方法是将设计过程分为顶层设计和底层设计两个阶段。顶层设计阶段完成之后形成一个设计的解决方案，该方案是高层次的抽象，设计中采用多构件的综合式框架模型结构作为概念性指导。顶层设计阶段的输入是虚拟现实系统的功能描述。输出是系统中数据元素和对象的高级表达，系统中对象的图形、行为、交互、内外部通讯特性是在高层次抽象级别上加以定义。其输出是底层设计阶段的输入。在底层设计阶段，完成对顶层设计的详细表达以及如何在形式上实现。底层设计的输出是一套设计说明书，软件开发人员应用设计说明书建立编程算法。本文采用“自顶向下”的方法来实现从高级抽象到底层详细设计的开发过程，这个设计过程不是一个线性过程，它要求在顶层设计和底层设计之间不断的反复。
3 应用CFM模型建模及系统设计
本文使用汽车动力总成虚拟装配系统来说明如何使用CFM模型建模方法来开发虚拟现实系统。汽车的动力总成虚拟装配系统包括一个虚拟汽车动力总成和一个数据手套，设计人员头戴立体眼镜，用数据手套抓取动力总成的某些部件，数据手套的坐标传递给虚拟现实系统。当设计者用手套去挪动某个部件时，该部件移动，高亮显示并显示该模型的文件名和中心位置坐标，与该部件相连的其它部件也增加显示亮度。
3. 1 顶层设计阶段( TL)
TL1：确定数据元素数据元素是实现虚拟现实系统外部实体与虚拟现实系统内部进行通讯的数据。本例中唯一的数据元素是表达数据手套空间位置的三维坐标。
TL2：明确对象。这里主要完成以下内容：①明确系统中可能出现的潜在对象；②确定合法的对象；③区分虚拟对象和物理对象。在①和②部分，用面向对象的分析和设计方法[4]指明潜在的对象，并选择合法的对象。在③部分，虚拟对象是那些需要由计算机建模生成的实体，物理对象是与虚拟现实系统进行交互的物理实体。
TL3：对象模型。在设计中，设计者不再关心被确定为物理对象的实体，因为它们不需要建立模型体。虚拟对象模型包含以下内容: ①图形模型；②行为；③交互；④内部通讯特性；⑤对象外部通讯特性。多个对象构成的复合对象可以被作为一个整体建模。因而在顶层设计阶段，复合对象的各组成部分可在复合对象结构中描述各自的特性，可作为一个整体来建模。
TL3.1：图形。这部分完成虚拟对象图形的高级描述。本例中发动机、变速器、离合器等必须建立图形描述，通过对这些对象进行抽象，确定每个对象在图形显示方面的关键特性，形成对象的图形描述。这些图形描述虽然是高级抽象，但必须足够详细以便使设计者可以理解图形模型的内在结构。
TL3.2：行为在这部分明确指明对象展现出的各种行为，将这些行为按照物理行为、逻辑行为和复合行为进行分类，通过建立行为描述表使设计者能形象化的理解各种行为。
TL3.4：内部通讯。本部分完成以下内容：①检查对象的所有行为；②确定潜在冲突行为；③确定可能导致潜在冲突的通讯请求；④确定通讯优先级。
TL3.5：外部通讯。建立对象外部通讯的有关控制和协调的要求。在例子中要实现数据手套的坐标值进入汽车装配虚拟环境的通讯信息。
TL4：确定协调管理机制。为了减少对象行为之间的冲突，协调管理构件设计采用Gamma[6 ]等提出的“协调管理构件设计模板”方法，用该法实现协调管理构件控制功能并协调对象内的所有通讯。
3. 2 底层设计( DL)
顶层设计的输出就是底层设计的输入，通过对顶层设计的具体化，反复执行底层设计的5个步骤最终实现底层设计描述的细化。
DL1：建立图形规范。底层图形设计是建立图形的模型实体并使图形模型与对象行为建立联系。在TL 3.1中确定的图形描述中的模型实体将被看作“黑盒(blackbox )”，只关心它的外在表现，模型实体的构造采用商品化造型软件完成，将每个实体图形模型与TL3.2中确定的每种行为联系在一起，作为实体图形模型的一类属性。
DL2 ：建立行为规范。行为的底层设计使用PMIW语言，PMIW是用户界面描述语言，最初用来开发交互规范 ，但它同样适合描述行为规范。PMIW表示法实现过程如下：a)确定行为的离散组成部分和连续的组成部分；b) 用数据流图表达连续行为；c)用静态图和状态转换图
DL3：建立交互规范。与行为的底层设计相似，交互的底层设计完成在TL3。 3 中说明的交互过程的具体详细的表达。交互的正式表达需要选择设计语言。本例使用PMIW 语言来达到这一目的。在此步骤中，表示行为的活动轮廓图被使用。
DL4：建立内部通讯规范。底层设计中内部通讯规范是建立通讯请求时序冲突的解决机制，采用Reynolds 提出的所有行为竞争解决冲突法来实现时序安排。该法是通过预先定义冲突行为来解决冲突的发生。
DL5：建立外部通讯规范。底层设计中外部通讯是说明通讯构件如何实现对象外部通讯的信息传递机制，可以选择同步、异步、超时和批量信息传递机制
4 结论
虚拟现实系统模型和建模方法是虚拟现实研究领域中的一个重要内容，这对于降低虚拟现实系统开发风险、缩短开发周期起着决定性作用。虚拟现实系统的模型结构不但涉及到虚拟环境下对象数据的完整性、一致性、可靠性和可重用性，还与模型建模方法、手段密切相关，因此虚拟现实系统模型结构和建模方法将对传统的系统开发方法和过程产生重大的影响。本文在对现存虚拟现实系统设计领域的成果进行分析和比较的基础上，建立了包含多构件的综合式框架模型结构，并提出了采用该模型结构建立虚拟现实系统的建模方法。文中对各构件的内涵及重要意义进行了详细论述，结合汽车动力总成虚拟装配系统实
参考文献：
[1]译圳耀.澳大利亚信息教育的未来之路[J].世界教育信息,2003(7):4-6.
[2]安宝生,樊秀萍.我国高校信息化体系的四大支柱[J].教育研究,2004(2):10-12.
[3]王正成，叶良朋.敏捷供应链的合作伙伴选择研究[J ] .质量.成本.管理，2002(5) .
[4]孙光圻，盛广成.供应链战略合作伙伴的选择[J ] .现代物流，2003(1) .
[5]王莲芬.网络分析法(ANP) 的理论预算法[J ].系统工程理论与实践，2001(3) .
[6]彭祖赠，孙韫玉.模糊(Fuzzy) 数学及其应用[M] .武汉:武汉大学出版社，2002.
[9]闪四清.SQL Server 2000系统管理指南[M ].北京: 清华大学出版社，2001. 120～ 137
[10]曹卫真.网络教学特性与网络学科教学模式探讨[J ].现代远距离教育， 2000
[11]RichardA ，Ch risB.A SP 高级编程[M ].北京: 机械工业出版社，2000.11
[12]段兴.《Visual Basic 6。0数据库实用程序设计100例》.北京：人民邮电出版社
[13]刘韬.《Visual Basic 6.0数据库系统开发实例导航》.北京：人民邮电出版社，2002年
[14]周佩德.《数据库原理及应用》.北京：电子工业出版社
[15]王利福，张世琨，朱冰.《软件工程》.北京：北京大学出版社 | 
