基于.NET的网络考试系统的设计与实现
2 系统构建的相关技术
基于学校校园网提供的网络平台，考试用的学生机与考试服务器可通过代理服务器连接或直接连接，考试服务器和数据库服务器使用专用服务器，服务器采用Windows 2000 Server，客户机采用Windows个人PC操作系统均可。Web服务器选用IIS加装.NET框架，数据库服务器选用SQL Server 2000，客户机浏览器IE 4.0以上版本均可，并运用ASP.NET、ADO.NET等技术实现系统功能。
2.1 Web数据库技术
2.1.1 Web数据库技术简介
Internet是目前全球最大的计算机通信网，它遍及全球几乎所有的国家和地区。WWW系统是一个大型的分布式超媒体信息数据库，它极大地推动了Internet的发展，己经成为Internet中最流行、最主要的信息服务方式。它能够把各种类型的信息资源，如静态图像、文本、数据、视频和音频有机地结合起来，使用户能够在Internet上浏览、查询和共享建立在WWW服务器所有站点上的超媒体信息。
目前Web技术与数据库管理系统(DBMS)相互融合领域的研究已成为热点方向之一
[22]
，数据库厂家和Web公司也纷纷推出各自的产品和中间件来支持Web技术和DBMS
的融合，将两者取长补短，发挥各自的优势，使用户可以在Web浏览器上方便地检索数据库的内容。
当前的Web数据库技术并无统一的规范。Microsoft、Sun、Netscape等公司各支持不同的技术，存在这一领域的竞争。较早使用的技术有CGI、ISAPI/NSAP1，之后有DC、Java/Applet，最近流行的技术有ASP、JSP、PHP，还有Microsoft新推出的ASP.NET等。
总的来说，当前的Web数据库技术不外乎是在服务器端或客户端扩展功能，以实现对数据库的访问。在服务器端的扩展主要是CGI和API。客户端扩展技术主要是Microsoft、Sun、Netscape三大公司之间的标准之争，无论是ASP、PHP还是JSP其性能均无太大的差异，它们之间的取舍主要应考虑支持平台、兼容性和竞争前景等因素。
Web数据库技术的发展依赖于相关技术的发展。Web技术本身也在不断的发展中，未来会不会将数据库访问功能直接集成到Web中，应该是一个值得注意的问题。 2.1.2 Web数据库的运行方式
一般的Web数据库运行方式如图2.1所示。从图中可以看出一个数据库的必要元素：
- 8 -
大连理工大学专业学位硕士学位论文
后台数据库、WEB数据库、客户端浏览器及联系客户端和服务器之间的网络。
Internet客户端InternetInternet客户端客户端Web服务器后台数据库
图2.1 Web数据库示意图 Fig. 2.1 Web database sketch
客户端只需Web浏览器即可。WEB浏览器接受的其实只是文本形式的HTML代码(包括一些动态脚本语言)，通过逐条解释HTML代码来组织各种文本和多媒体对象，以一定的方式显示在客户端的浏览器界面上，传递信息给客户。要实现动态的交互浏览形式，Web服务器必须具有动态生成HTML代码的能力。Web数据库系统运行方式如图2.2所示。
从图2.2可以看出用户通过客户端浏览器来访问一个Web数据库系统的过程。客户端的浏览器首先发出请求，服务器根据请求向客户端发回相应的HTML文件，这时客户端将显示出这一Web数据库系统的登录界面，假设在这个登录界面上需要输入并提交后，信息通过Internet/Intranet网传递到服务器端，这时服务器端的相应程序启动并执行，向后台数据库发出相关的数据操作指令，后台数据库的引擎将执行该命令，进行相应的数据库存储和查询操作，将结果返回到服务器的运行程序，服务器端的运行程序根据从后台数据库返回的数据生成相应的数据存储和查询操作，将结果返回到服务器的运行程序，服务器端的运行程序根据从后台数据库返回的数据生成相应的HTML文件，
- 9 -
基于.NET的网络考试系统的设计与实现
并通过网络返回到客户端，客户端将看到相应的信息。编写服务器端应用程序在开发Web数据库系统中有很重要的地位，应用程序的效果直接影响对客户的服务质量和服务方式。这样的应用程序必须有以下几项功能：
(1) 建立与后台数据库的联系；
(2) 能够给后台数据库发出数据操作指令； (3) 能够对客户发出的请求做出响应； (4) 能够处理客户反馈的数据； (5) 能够处理从数据库返回的信息。
HTML代码服务请求客户端浏览器查询结果数据操作Web服务器后台数据库
图2.2 Web数据库的运行方式 Fig. 2.2 Web database operation
2.1.3 Browser/Server结构
随着网上浏览器功能的日益增强，一种新型的体系结构B/S应运而生，并获得飞速发展[23]。B/S结构极大的简化了客户端的工作，客户端只需安装、配置少量的客户端软件即可，服务器将担负更多的工作，对数据库的访问和应用程序的执行只由服务器完成。其体系结构如图2.3所示。
在B/S三层体系结构[24]中，表示层、功能层、数据层被分割成三个相对独立的单元： (1) 第一层表示层：Web浏览器
在表示层中包含系统的显示逻辑，位于客户端。它的任务是由Web浏览器向网上的Web服务器发出服务请求，Web服务器对用户身份验证后，用HTTP协议把所需的协议传给客户端，客户机接受传来的主页文件，并把它显示在浏览器上。
(2) 第二层功能层：Web服务器
- 10 -
大连理工大学专业学位硕士学位论文
在功能层中包含系统的事务处理逻辑，位于Web服务器端。它的任务是接受用户的请求，首先执行扩展的应用程序并与数据库进行连接，通过SQL方式向数据库服务器提出数据处理申请，而后等待数据库服务器将数据处理的结果提交给Web服务器，再由Web服务器将结果传回给客户端。
(3) 第三层数据层：数据库服务器
在数据层中包含系统的数据处理逻辑，位于数据库服务器端。它的任务是接受Web服务器向数据库操作的请求，实现对数据库查询、修改、更新等功能，把运行结果提交给Web服务器。
这种结构不仅把客户机从沉重的负担和不断对其提高的性能的要求中解放出来，也把技术维护人员从繁重的维护升级工作中解脱出来。由于客户机把事务处理逻辑部分交给了Web服务器，使客户机一下子“苗条”了很多，不再负责处理复杂计算及数据访问等关键事务，只负责显示部分，所以维护人员不再为程序的维护工作奔波于每个客户机之间，而把主要精力放在Web服务器上的程序的更新工作中。这种三层结构的层与层相互独立，任何一层的改变不影响其它层的功能，它从根本上改变了传统的两层C/S结构的缺陷，它是应用系统体系结构中的一次深刻变革。
浏览器Web服务器数据库服务器响应显示逻辑事务处理逻辑响应数据处理逻辑请求响应数据库请求请求
图2.3 B/S三层体系结构 Fig. 2.3 B/S three-tier architecture
2.2 基于ASP.NET的编程技术
随着网络经济的到来，Microsoft公司为了能够使用户充分利用网络资源而推出了Microsoft.NET战略。其思想是将互联网本身作为构建新一代操作系统的基础，对互联网和操作系统的设计进行合理延伸，从而使自己不仅仅是平台和产品的开发者，并且还将作为架构服务提供商、应用程序提供商，为广大用户提供全方位的Internet服务。
- 11 -
基于.NET的网络考试系统的设计与实现
2.2.1 ASP.NET的优势
ASP.NET是在ASP的基础上发展起来的，是Microsoft公司推出的新一代Active Server Pages脚本语言和新型体系结构.NET的一部分，是建立在公共语言运行库上的编程框架，使用它可在服务器上生成功能强大的Web应用程序，与过去的Web开发模型相比，ASP.NET的优势主要体现在[25]：
(1) 增强性：与ASP不同的是，ASP.NET是在服务器上运行已编译好的公共语言运行库代码，还可利用早期绑定、实时编译、本机优化等，这相当于在编写程序之前就显著提高了性能，大大地提高了程序的执行效率。另外，ASP.NET框架不但提供了设计周到的结构和可视化的开发工具的支持，它使开发人员可以在适当的级别“插入”用户代码，可以用自己编写的自定义组件扩展或替换ASP.NET运行库的任何子组件，还补充了Visual Studio集成环境中的大量工具箱和设计器，在自定义性和扩展性方面得到了增强。
(2) 灵活性：由于ASP.NET基于公共语言运行库，.NET框架类库、消息处理和数据库访问解决方案都可从Web无缝访问。ASP.NET也与语言无关，所以可以选择最适合的应用程序语言，或跨平台多种语言分割应用。另外，公共语言运行库的交互性保证在迁移到ASP.NET时保留基于COM开发中的现有投资，因此，Web应用程序开发人员可以利用整个平台的威力和灵活性。
(3) 简易性：ASP.NET使执行常见任务变得容易，从简单的窗体提交和客户端身份验证到站点的部署和配置。例如：ASP.NET页框架使开发人员可以生成将应用逻辑与表示代码清楚分开的用户界面，和在类似Visual Basic的简单窗体处理模型中处理事件。另外，公共语言运行库（CLR）利用托管代码服务（如自动引用计数和垃圾回收）简化了开发。
(4) 可管理性：ASP.NET采用基于文本的分层配置系统，简化了将设置应用于服务器环境和Web应用。由于配置信息是以纯文本形式存储的，因此可以在没有本地管理工具帮助的情况下应用新设置。此“零本地管理”哲学也扩展到了ASP.NET的部署，只须将必要的文件复制到服务器，即可将ASP.NET框架应用程序部署到服务器，即使是在部署或替换运行的编译代码时，也不需要重新启动服务器。
(5) 可缩放性和重用性：ASP.NET在设计时考虑了要缩放性，增加了专门用于在聚集环境和多处理器环境中提高性能的功能。另外，进程受到ASP.NET运行库的密切监视和管理，以便当进程行为不正常(泄漏、或死锁)时，可就地创建新进程，以帮助保持应用程序始终可用于处理请求。
- 12 -