在线模拟考试

在线模拟考试（精选7篇）

在线模拟考试 篇1

摘要：基于Web的在线模拟考试系统具有使用方便、易于维护的特性, 并能够激发学生的学习兴趣。文章重点介绍了系统实现的功能, 以及如何利用Struts和Hibernate框架构建该系统, 并对系统的框架流程和系统关键部分的实现进行了详细说明。

关键词：WEB,模拟考试,Struts,Hibernate

引言

计算机和网络的发展推动了远程教学例如网络教学的应用和发展。传统的教学模式已经不能完全适合需求, 利用网络教学学生可以更及时的发现自己的问题, 交互的学习方式也更能引起学生的兴趣。为此我们应用JSP技术, 结合Struts和Hibernate设计了一个基于Web模式的在线模拟考试系统, 该系统[1]具有在线模拟考试、动态出题、试卷管理、用户管理等功能。它使用方便, 操作简单, 客户端采用浏览器就可完成相应的功能, 即客户端零安装。克服了传统的C/S模式应用开发难于升级, 可伸展性差等问题, 使得该系统具有广阔的应用空间。

1.系统的功能介绍

在线模拟考试系统从功能上分为四个模块部分:管理员模块、教师模块、学生模块、通信模块。其各个模块[2]的功能如下图所示:

1.管理员模块

教师管理:管理员在核实教师的注册信息后, 赋予教师相应的管理的权限, 并能够对教师的部分或全部信息进行修改或删除。

学生管理:管理员可以对学生的部分资料进行修改, 能够删除过期学生用户。

系统配置:对整个系统进行一些基本的设置, 如学科属性的设置, 过期信息的删除, 页面排版显示的设置等。

2.教师模块

个人信息:教师在注册并通过审核后可以进入该模块, 能够更改部分资料信息, 如联系方式、登陆密码等个人信息, 但关键信息不得修改如姓名等。

题库管理:完成对习题的添加、修改、删除, 对习题所属的学科进行分类等, 并能够选择习题生成模拟试卷。

试题分析:查询学生的实际做题情况, 有效了解学生的选题信息和做题情况, 并可按一定的条件统计出题目的难易度, 即答题正确率, 并针对试题进行详细的分析。

3.学生模块

个人信息:学生在填写相应的信息注册后, 可以选择相应学科或课程练习。注册后同样可以修改部分信息。

知识查找:学生能够在系统中通过关键词查找相关的试题或答案。

试题练习:学生可以自主的选择习题进行练习, 也可以由系统随机抽取习题以供练习。

错题回顾:学生在练习中做错的题将会被系统记录下来, 以便日后反复练习, 达到巩固知识点的效果。

个人题库:学生在学习的过程中, 遇到自己想保留的习题, 可以保存到个人题库里面, 以便复习。同时学生也可自己上传补充习题以供复习。补充的习题可以设置公开或个人属性, 其中属性为公开的补充习题经过相关教师审核后可添加到题库中以供其他的学生学习。

4.通信模块

包括教师与教师、学生与学生、教师与管理员、教师与学生之间的信息交流与沟通。

2.系统的架构

Hibernate和Struts是J2EE领域中应用最广泛的框架, 基于这两种框架开发, 能够使得Web系统开发更简单、流程更清晰、维护更方便, 因此本系统采用基于Struts和Hibernate的框架进行开发。

Struts框架

就WEB应用程序开发来说, 采用MVC模式[3] (Model模型, View视图, Controller控制器) 是最基本最常用的一种设计模式。它通过把应用程序分成三个层--模型层、视图层、控制层, 其中模型层用于业务的逻辑处理;视图层是Web应用程序中用户界面相关的部分, 主要由JSP负责产生;控制层则对用户的输入请求做出处理, 即调用特定的模型进行处理, 最后将模型处理的结果返回给特定的视图以供数据的显示。MVC模式通过三者之间的分离达到层与层之间的松散藕合, 实现了代码的重用性和易于修改, 提高系统的可维护性。Struts作为Web系统广泛流行的应用框架, 正是因为它是一种基于MVC模式的框架, 简化了Web应用程序的开发, 并使得开发出的系统稳定并易于维护。在Struts框架中, 我们可以通过配置文件struts-config.xml把握整个系统各部分之间的相互关联, 清晰地掌握整个系统的体系结构。同时Struts对Taglib标签库进行了扩展, 使得我们不但可以通过Taglib可以简化JSP页面的开发, 同时也能够更方便灵活地在Struts中控制程序的流程。

Hibernate框架

Hibernate是一个开放源码的ORM (Object Relation Mapping对象-关系的映射) 持久层框架。Hibernate框架提供了对象到关系型数据库的持久化服务, 使得我们可以用面向对象的设计进行持久层开发。它采用持久化类与数据库表相映射, 每个持久化类实例均对应于数据库表中的一条记录。当我们采用面向对象的方法操作此持久化类实例, 就可完成对数据库表数据的插入、删除、修改、读取等操作。Hibernate主要通过hibernate.properties配置文件及类映射文件 (*.hbm.xml) 将实体类映射到数据库中的表, 为应用程序提供持久化服务。同时Hibernate将原本分散的JDBC和SQL配合产生的接口变成了对象化的接口, 定义了自己的基于面向对象设计的HQL (Hibernate Query Language) 查询语言, 通过它生成实际的SQL语句传递到数据库执行的, 大幅度减少开发时人工使用SQL和JDBC处理数据的时间。

基于Struts和Hibernate框架的系统架构

本系统采用Struts与Hibernate两种框架相结合的架构, 其系统的框架如图2所示:

在这种结构中, 当客户端发送HTTP请求后, 其请求被送到控制器ActionServlet, ActionServlet根据数据请求发给指定的一个ActionBean进行处理。ActionBean根据业务逻辑将会调用相应的JavaBean。如果需要访问数据库, JavaBean则会通过Hibernate进行访问, 因为在本系统中模型层用Hibernate实现。Hibernate采用ORM实现数据库与对象的映射, 通过操纵对象即可操纵数据库。当ActionBean通过调用相应的JavaBean完成业务逻辑处理后, 将会返回一个ActionForward对象给控制器ActionServlet, 其中ActionForward对象封装了下一个目标页面的信息。ActionServlet根据ActionForward对象信息, 查找配置文件中相应的映射信息, 并将原客户发送的HTTP请求再次转发到对应的视图JSP页面, 最后响应客户端的HTTP请求。

3.系统关键点的实现

在整个系统, 重要的部分很多, 不能一一对所有部分的实现进行说明, 这里仅就最关键的部分角色权限的实现及动态出题的实现进行详细的设计说明。

角色权限的实现

在Web应用程序中, 角色的权限验证是保证系统信息安全的关键技术。只有对所有的系统访问者分配一定的角色, 并赋予相应的权限, 才能够保证系统的安全性和信息的完整性。为此, 我们设计5张表用于实现系统的角色权限管理[4]。如下图所示:

users表为用户表, 用于保存登陆系统用户的个人信息;privilege＿define表为权限定义表, 即把系统的每一个功能都映射为一个权限;role表为角色定义表, 用于保存系统中各种不同的角色;privilege＿right表为角色权限表, 用于保存不同的角色所能够拥有的权限;user＿role表为用户角色定义表, 用于保存用户分别所属的角色。根据role＿privilege和uesr＿role表我们可以建立一个用户权限 (user＿privilege) 视图, 它表示了一个用户所拥有的全部权限。这样能够便于在系统中直接查询用户所拥有的权限。当一个用户成功登陆系统后, 我们将其登陆信息, 即users表中的user＿id信息写入会话Session中, 一旦用户需要进行某种操作的时候, 我们就可以从Session中提取用户信息, 并与user＿privilege视图中的权限进行比较, 如果有对应的权限就进行相应操作, 否则不予操作。通过此种方式就实现了角色的权限管理, 保证了系统的安全性。

动态出题的实现

动态出题是学生模块中试题练习的一部分, 它要求在选定的范围内随机挑选出一定数量的不重复题目以供学生练习。其关键的类方法代码如下:

通过对起止范围以及随机数的个数的限定, 并对产生的随机数作是否重复的判断, 实现了动态出题的基本功能。

4.小结

随着计算机技术的飞速发展, 利用计算机进行辅助学习是必然趋势。我们应用Web开发技术设计了一种基于Web的在线模拟考试系统, 并以Struts作为表现层框架、Hibernate为数据持久层框架, 在网络应用中体现出了安全、高效的优势, 并克服了传统的C/S模式应用开发难于升级, 可伸展性差等问题。更为重要的是, 本系统能够激发学生的学习兴趣, 对提高了学生的学习效率具有重要的意义。

参考文献

[1].马娅婕等.多媒体网络教学系统在线考试题库的设计计算机应用研究, 2005, 22[1]:182-186

[2].陈萱华.基于ASP.NET的试题库系统[J].汁算机应用, 2003, 23[1]:95-96.

[3].张桂元, 贾燕枫.Struts开发入门与项目实践.人民邮电出版社, 2005:2-8

[4].暴志刚, 胡艳军, 顾新建.基于Web的系统权限管理实现方法.计算机工程.2006-01, 32卷第1期:169-170

在线模拟考试 篇2

关键词：面向对象,色谱模拟蒸馏,上位机,需求陈述,对象模型,功能模型

1 在线模拟蒸馏分析仪表工作原理

在线模拟蒸馏分析仪表的工作原理如图1所示。样品由自动进样阀进行微量定量后进入汽化室被汽化,汽化后的样品由载气携带进入色谱柱,随着载气不断吹入,样品组分在色谱柱中的固定相和流动相间经过吸附—脱附的分配过程后产生了分离,这些分离后的组分流经检测器产生了电信号,通过软件数据处理转变成能用于定性定量的色谱结果。

我们研制的在线色谱模拟蒸馏分析仪通过上下位机通信实现仪表的控制以及汽油、柴油、航空煤油等多种轻质油品馏程的在线实时分析。这里主要介绍上位机软件。

2 面向对象方法的优点

传统的软件开发一般采用面向过程的方法(也称结构化范型)。面向过程就是分析出解决问题所需要的步骤,然后用函数把这些步骤一步一步实现,使用的时候一个一个依次调用就可以了。适合于开发任务比较明确、功能相对简单的软件。但是当软件规模较大,或者对软件的需求是模糊的或随时间变化的时候,这种方法开发软件往往不成功,而且时间越长维护起来越困难。

结构化范型只能获得有限成功的一个重要原因是,这种技术要么面向行为(即对数据的操作),要么面向数据,却没有既面向数据又面向行为的结构化技术。而软件系统是信息处理系统,离开了操作便无法操作数据,而脱离了数据的操作是毫无意义的。数据和对数据的处理原本是密切相关的,把数据和处理人为地分离成两个独立的部分,自然会增加软件开发和维护的难度。与传统方法相反,面向对象方法把数据和行为看成同等重要,它是一种以数据为主线,把数据和对数据的操作紧密地结合在一起的方法。

面向对象是把构成问题的事务分解成各个对象,建立对象的目的不是为了完成一个步骤,而是为了描叙某个事物在整个解决问题的步骤中的行为。对象彼此之间仅能通过发送消息互相通信。面向对象方法学的出发点和基本原则,是尽可能模拟人类习惯的思维方式,使开发软件的方法与过程尽可能接近人类认识世界解决问题的方法和过程,从而使描述问题的问题空间(问题域)和实现解法的解空间(求解域)在结构上尽可能一致。降低了软件产品的复杂性,提高了软件的可重用性和封装性,大大简化了软件的开发和维护工作。因此仪表上位机软件在软件编程工具上选用了Microsoft公司推出的面向对象的开发工具VisualC#.NET。

3 基于面向对象方法的上位机软件

3.1 需求陈述

如图2,系统包含上下位机两部分。下位机包含采样模块与温度控制、进样控制、点火控制、报警监测等控制部分。上位机通过RS-485通信方式与下位机连接,协作完成色谱信号采集、馏程结果分析等功能。

这里使用SystemState作为上下位机通信的状态位。首次使用前用户需要手动启动仪表,仪表启动后,SystemState置0。上位机与PLC通信,实时读取SystemState。

1)SystemState=0———样品等待运行状态:PLC命令仪表将汽化室、检测器、色谱柱加热升温;上位机初始化样品数据。

2)SystemState=1———样品开始运行状态:说明汽化室、检测器、色谱柱已经加热升温至目标值,PLC命令仪表打开进样阀进样,并将色谱柱程序升温。上位机读取PLC返回的色谱信号值,为分析油品做准备。

3)SystemState=2———样品结束运行状态:说明色谱柱升至终温,样品运行时间结束。上位机用A2887分析方法计算油样馏程结果,输出并保存。PLC启动仪表冷却风阀,对色谱柱冷却降温,降至初温后,将SystemState置1,重新回到上述步骤2)。

3.2 对象模型

根据需求陈述,构建出对象模型。包含串口通信类、上下位机通信类、样品类。

3.2.1 串口通信类

采用Modbus协议通过串口与下位机PLC通信。

3.2.2 上下位机通信类

通过调用串口通信类中的读、写串口操作,读取PLC的SystemState值和色谱信号值。

3.2.3 样品类

包含空白样、基线、校正样、油样四个子类。通过调用上下位机通信类,读取SystemState值和色谱信号值。根据SystemState值决定样品的准备、运行、结束等操作。利用色谱信号值,结合人工预先设定的参数和分析方法,计算油样的馏程数据。图3为对象模型。

3.3 功能模型

图4为功能模型。

4 结束语

较之传统的面向过程方法,利用面向对象方法开发的在线色谱模拟蒸馏仪表上位机软件,有着很强的代码封装性、可重用性,大大简化了人员的开发和维护工作。

图5为在线色谱模拟蒸馏仪表上位机软件界面。

参考文献

[1]张岩.在线色谱模拟蒸馏仪的研制[D].天津:天津大学硕士学位论文,2006.

[2]罗荣模.色谱数据工作站的研究[D].杭州:浙江大学硕士学位论文,2003.

[3]赵晓丹.色谱工作站软件系统设计[J].上海电力学院学报,2005,21(2).

[4]张海藩.软件工程[M].北京:人民邮电出版社,2002.

[5]解季萍,刘涵哲.从结构化程序到面向对象程序[J].云南电大学报,2002(2).

在线模拟考试 篇3

一、问题提出

《模拟电子技术》课程中, 介绍了各种电子元件、放大电路、集成电路的基础知识及原理。相对应的在模拟电子试验中也分别讲解的了各电子元件、各电路的简单应用。因此学生相应的掌握各独立电路的原理、实验方法、及实验结果。但是, 这些电路最终会应用在什么场合?具体起到什么作用?在实际的应用中又会出现什么样的问题等等?他们却很茫然。而该实验综合了模拟电子技术中的各基础知识点, 将单管放大、施密特触发器、差动放大及二极管、稳压管等的应用融为一体。这样同学们在做实验的同时便能够自然地将课本知识串接起来, 即有利于学生加深对基础知识的理解又有利于锻炼他们综合分析问题、解决问题的能力, 同时还加强了学生综合实践应用能力。

二、实验评价

1. 对实验本身的认识

了解模拟电子技术中各电路的性能指标和测试方法;熟悉实验设备仪器的使用方法、操作要求和注意事项;通过实验, 熟悉运算放大器的非线性应用的性能特点;学会单管放大电路的静态、动态分析, 掌握施密特触发器的电压传输特性。

2. 让学生想做

虽然大部分学生在以往的学习中也接触过一些小的创新型实验, 但仅限于部分学生的兴趣, 没有扩展到班级单位。该综合性实验的设计, 不仅加强学生对基础知识的灵活运用, 增强思维扩展, 又有利于激发全班同学互助合作的乐趣, 增强学习兴趣。

3. 让学生能做

学生有了创新的思维, 有了创新的设计, 然后就需要学校为其创造合适的实验环境, 保证学生发散思维的实现。该综合性实验所需器件均为已购买, 便携带器件, 并且实验室有良好的实验平台, 为该实验的成功操作提供了良好的基础条件。

三、综合性实验系统的设计

该综合性实验由差分放大电路, 集成运算放大电路和单管放大电路等主要电路组成。本系统将整个模拟电子技术的基础知识串接起来。整体电路的设计如图1所示。输入信号由电流传感器从变压器内部绕组采集, 然后将电流信号转化为电压信号, 再经由差分放大电路后将差模信号放大, 再经滞回比较电路与标准信号比较, 若大于标准信号, 输出正值经单管放大后反相蜂鸣器报警, 然后人工通知维修工维修或更换;若小于标准信号, 输出负值经单管放大后反相且大于+Vcc, 则继续监测。

1. 该综合性实验系统的特点

该实验兼顾系统的完整性, 科学性和实验教学的特殊性, 在以下几方面进行了设计。

(1) 系统性:独立的实验系统能够加深学生对某部分电路的理解和认识。而综合性实验是将各章节的知识系统性的联系在一起, 让学生深刻的认识到模拟电子技术的现实应用价值。

(2) 开放性:该综合性实验的每个部分都由学生自由选择所用器件, 自主设计各部分的功能, 意在在实验教学中鼓励和引导学生对已学过的模块进行改造和创新。

(3) 可扩展性:抛开该实验的功能要求, 学生可以改变本系统的输入信号, 也可以在此基础上加入其他电路模块从而改变整个系统的功能及应用范围 (如火灾报警器、水位报警器等等) 。可锻炼学生的发散性思维。

2. 实验内容与方法

(1) 差分放大电路的调试

差分放大电路原理图如图2所示, 此差分放大电路, 是由两只性能完全相同的半导体三极管组成的对称电路。该电路有两个输入端和两个输出端, 学生可以根据需要组成单端输入、双端输入、单端输出、双端输出等形式的电路。由于电路的对称性, 当双端输出时具有抑制零点漂移的作用。

此电路当开关S置于a端时, 构成典型的差动放大器, 调整电位器RW用以调节V1, V2的静态工作点。当开关S置于b端时, 构成具有恒流源的差动放大器, 三极管V3交流等效电阻远大于RE, 可以进一步调高差动放大器抑制共模信号的能力, 使其具有更高的共模抑制比。

该综合性实验中应用的是双端输入, 单端输出。用电流传感器采集变压器内部绕组局部放电时产生的电流信号, 经放大器放大后, 把电流信号转化为电压信号作为输入Ui2, 设定一个基准电压信号作为输入Ui1。把两个电压信号送入差分放大电路, 输出为Uo1。

(2) 施密特触发器电路的调试

施密特触发器是一个具有正反馈的电压比较器, 运算放大器处于非线性应用, 输出电压仅为接近正负电源电压的两个饱和电压UOH和UOL, 因此决定了运算放大器同向输入端的参考电平也仅为两个值, 一个为UT+ (称为上门限电压) , 一个为UT- (称为下门限电压) 。该综合性实验在设计阈值电路, 当Uo1>UT时输出Uo2=UOH, 当Uo1未达到UT时输出Uo2=UOL。此处设计的时候选用滞回比较器而不用单限比较器, 原因是单限比较器输入电压在阈值电压附近有任何微小变化时, 都将引起输出电压的跃变, 因此抗干扰能力较差。选用滞回比较器有滞回特性, 当有较小的干扰信号时, 输出电压保持不变, 若当报警器不再报警的时候则表明故障已经消除。从而提高了整个设计的准确性。施密特触发电路的传输特性如图3所示。

(3) 单管放大电路的调试

前面得到的Uo2信号较小, 达不到理想的设计目的, 所以接下来要选择合适的放大器件将信号放大, 经放大后再选择合适的报警器件报警。当输出Uo2=UOH=9V时, 发光二极管点亮, 三极管处于正常放大工作区域, 此时蜂鸣器报警, 说明变压器内部有局部放电现象;当输出Uo2=UOL=-9V时, 因二极管具有单向导电性, 此时发光二极管灭, 三极管处于截止状态, 此时蜂鸣器不报警, 说明变压器无局部放电故障, 或者是局部放电故障已解决。

3. 实验分析

基于实验条件的限制, 该综合性实验不能从变压器中得到检测电流信号, 本文采用两路稳压电源信号来代替电压信号Ui1, Ui2。按照图1连接线路, 设定相应的参数值, 调整输入信号, 使Ui2从0m V逐渐增大最终得出当Ui2大于90m V时, 蜂鸣器响。此后当Ui1有小的波动时, 蜂鸣器不受影响。然后逐渐减小Ui2的值, 当Ui2小于20m V的时候, 蜂鸣器停止发声, 用以表明放电故障解决。此实验达到了预期设计的目的。

四、结束语

该综合性实验属于开放性实验中的部分内容, 实验误差小, 实验效果好。通过该实验使得学生掌握了模拟电子技术的综合知识, 提高了学生的实践动手能力。通过对电子器件与性能关系的分析, 使学生深切感悟到基础知识点相互联系的重要性, 同时也认识到了理论知识的实际应用。但该实验也存在一些问题, 如实际实施的复杂性和现场数据的难以采集性, 实验创新性等, 这些问题有待于结合实际情况解决。

在线模拟考试 篇4

石油产品的馏程数据是进行石油加工过程控制、常减压塔蒸馏过程拔出率评价及石油产品检测的重要指标,同时,它也是制定原油调配方案的重要依据[1]。常规的蒸馏方法[2]用样量多、分析周期长、精密度差、劳动强度高、对操作人员身体危害性大且有较严重的环境污染;气相色谱技术模拟蒸馏方法(ASTM D3710、ASTM D2887及ASTM D5307等)[3,4,5,6]具有数据准确、分析快速、用样量少、自动化程度高等特点,得到了快速发展。但是,常规蒸馏方法与实验室色谱模拟蒸馏技术均存在采样时间滞后、难于实时反映工艺的变化等缺点。在线色谱模拟蒸馏分析仪能够为炼厂油品馏程切割、优化工艺操作、提高产品收率提供准确的实时馏程数据,成为提升现代化炼厂自动化控制水平的一项重要技术。

在线色谱模拟蒸馏分析仪主要由:进样系统、色谱柱系统、检测系统、温度控制系统等组成。色谱柱系统与温度控制系统是在线色谱模拟蒸馏仪的重要组成部分[7],传统的色相色谱仪(如Agilent 6890D、Varian 450)以及ABB公司的流程色谱模拟蒸馏仪(PGC 2002)均采用炉式加热系统,存在加热功率大、降温慢、箱体体积大以及无法安装在需防爆的在线分析场所内等缺点。直热式加热系统是一种适用于在线分析的加热方式,主要有三种形式[8]:(1)柱外并行、缠绕电阻丝或者用金属管套在柱外形成管状电阻[9,10,11,12,13];(2)以色谱柱金属管自身或柱外壁镀覆导电外层作为加热电阻[14];(3)柱内镶嵌电阻丝[15]。直热式的加热方式制作工艺复杂、普通焊接通常很难达到长期稳定性的要求,同时由于柱管材质的不均性,很容易造成色谱柱局部温度过热,温度控制精度难于达到,也容易造成色谱柱填充物(或固定液)的损害和使用寿命的降低。

本文开发了由填充色谱柱、管式加热管、保温套管三部分结构组成的管式色谱柱室,基于该设计研制的在线色谱模拟蒸馏仪易于实现线性的程序升温控制,并达到良好的温度控制精度。同时仪表整体结构简单、功耗降低,准确性、可靠性也大大提高。

2 装置设计

本装置的设计思想[16]是利用管式加热管作为气相色谱柱的加热器,利用保温套管将色谱柱室与防爆箱体电气室隔离,实现采用较低的加热功率达到快速的程序升温过程,同时可通过冷却风实现快速降温。管式色谱柱室的结构示意图如图1所示。

注:1——色谱柱(不锈钢填充柱0.5 m×2 mm(i.d.));2——汽化室;3——加热管;4——保护套管

由于在升温过程中,加热系统环境变量会发生变化,普通PID温度控制设定的参数不能满足整个升温区间内线性升温的要求,采用小型可编程控制器(PLC)进行程序升温控制,实验装置采用的PLC闭环控制系统框图如图2所示。

控制方案采用了实际值跟随目标值的控制方法,保证实时数据满足温控的要求,因为要实现实时温度跟随,本文强化了比例控制(P)与微分控制(D),以满足动态需要,同时克服调节滞后,以实现实际值与设定值重合的目标,从而使设计的管式色谱柱室的控制精度达到±0.1 ℃的要求。

注:Sp(n)——温度设定值;e(n)——设定值与实际值差值;c(t)——温度值;Pv(t)——热电偶采集到的实际温度值(模拟量);Pv(n)——热电偶采集到的实际温度值(数字量);M(n)——PID调节运算结果(数字量);M(t)——PID调节运算结果(模拟量)

3 测试评价

根据色谱模拟蒸馏的原理,其方法是用具有一定分离度的非极性色谱柱,在线性程序升温的条件下测定已知正构烷烃混合物(即校正样)组分的保留时间,得到校正样的保留时间-沸点的校准曲线;然后在相同的色谱条件下,将试样按沸点次序分离,同时进行切片积分,获得对应的累加面积以及相应的保留时间,经过温度-时间的内插校正,得到对应百分率的温度即馏程。

在色谱模拟蒸馏分析过程中,色谱柱、载气流速等分析条件确定后,程序升温控制就成为分析准确性的关键,如温度控制精度及重复性差,将会对分析结果产生很大的影响。为了确定上述基于PLC闭环控制的管式色谱柱室的温度控制效果,本文设计了线性程序升温、校正样重复性和航煤样本重复性及准确性三项评价实验。实验条件设定为:(1)离线气相色谱仪(实验室气相色谱仪,Agilent 6890N)采用7683自动进样器进样,进样量为1 μL,汽化室和检测器温度设定为300 ℃,程序升温色谱柱温度为40～300 ℃,升温速率为20 ℃/min,运行时间为17 min;(2)基于管式色谱柱室设计的在线色谱模拟蒸馏分析仪采用进样阀自动进样,其余分析条件与离线气相色谱仪相同。

3.1 程序升温评价

由于色谱模拟蒸馏的分析对象是沸点较宽的馏分油组分,采用线性程序升温操作,线性程序升温不仅需要具有良好的线性,达到要求的控制精度,同时还要具有良好的重复性。

图3显示了基于PLC控制的管式色谱柱室的程序升温曲线。由此可见,色谱柱室程序升温控制能够达到线性控制的要求,同时由于管式色谱柱室自身热容相对较小,具有降温速率较快、分析周期加快等优势。

表1给出了基于PLC控制的管式色谱柱室温度控制精度。线性程序升温的给定值与实际值的差值及控制精度为±0.1 ℃,符合线性程序升温温控精度要求。

3.2 校正样重复性测试

由于色谱模拟蒸馏方法假设基于相同沸点的烃类在色谱柱内具有相同的保留时间,对保留时间的重复性要求很高,所以对基于管式色谱柱室设计的在线色谱模拟蒸馏分析仪做校正样重复性测试。本实验选用nC5～nC24正构烷烃混合样作为校正样,在上述相同的实验条件下,连续进行7次测试校正样品,色谱图见图4。通过计算其极差考察校正样保留时间的重复性,数据见表2。

从表2可以看出在给定的色谱实验条件下,校正样的保留时间重复性的极差最大为0.13 min,完全能达到基于ASTM D2887标准规定的色谱模拟蒸馏方法校正样保留时间的重复性在0.2 min之内的要求。

3.3 航煤馏程重复性及再现性评价

按照色谱模拟蒸馏的测试标准ASTM D2887及SH/T 0558的要求,进行油样的模拟蒸馏测试需要满足其重复性及再现性的要求。为此,选取兰州石化公司炼油厂5×106 t/a常减压装置的常一线航煤馏分油,在与校正样测试条件一致的情况下,对油品样本也进行7次重复性测试,测试样图见图5。对航煤馏分数据进行处理得到航煤馏分油的馏程数据并计算其极差如表3所示。

通过表3可以看出,油样7次测试数据最大极差是在终馏点(FBP)处,为2.0 ℃,其它各点均在1.0 ℃左右,满足ASTM D2887及SH/T 0558-93标准方法规定的重复性要求。

为了评价在线色谱模拟蒸馏仪对油品样本馏分测试的再现性(准确性),将相同的油品样本在实验室气相色谱仪Agilent 6890N上进行色谱模拟蒸馏实验,测试结果与在线色谱模拟蒸馏仪的偏差如表4所示。

由表4可以看出,在线色谱与离线色谱模拟蒸馏方法测定的常一线航煤样本馏分点偏差在3.0 ℃范围之内。在线色谱模拟蒸馏仪与离线的实验室色谱模拟蒸馏仪的再现性完全达到了ASTM D2887及SH/T 0558-93标准方法的规定。

4 结 论

管式色谱柱室是一种结构简单、空间体积小的新型色谱柱室系统。利用该设计易于实现线性的程序升温控制,并达到良好的温度控制精度。通过对基于该设计的在线色谱模拟蒸馏分析仪的校正样、航煤油品样本的测试表明,管式色谱柱室的设计能够满足ASTM D2887及SH/T 0558标准规定的重复性与再现性要求。由于该装置具有体积小、耗电少、分析准确度高等特点,使得在线色谱模拟蒸馏分析仪表的整体结构简单,可靠性大大提高。

浅谈在线考试系统 篇5

网络化教育代表了教育改革的一个发展方向,已经成为现代教育的一个特征,并对教育的发展形成新的推动力。随着Internet/Intranet的迅速发展和广泛普及,建立在其上的远程教育成为现代教育技术未来发展方向之一,考试测试作为远程教育的一个子系统也成为一个重要的研究领域。现代远程教育作为一种新的教学手段已经开始进入我们的生活,正在给传统教育模式带来新的变革,并对教育的发展形成新的推动力。

基于Internet的考试系统正成为人们的研究热点之一。与传统考试模式相比,网上考试具有无可比拟的优越性,它可以将传统考试过程中的试卷组织、审定印制、传送收集、登记发放、评判归档各个环节缩小到一至两个环节,几乎屏蔽了所有人工直接干预考试活动的可能性,不但能够节约大量的时日、人力、物力与财力,而且还可以大幅度提高考试成绩的客观性和公正性。在线考试系统课题产生的背景是当今教育信息化的趋势及我国高校教育信息化系统的建设。目的是充分利用学校现有的计算机软、硬件资源和网络资源实现无纸化考试以避免传统手工考试的不足。与传统考试模式相比,网上考试渗入了更多的技术环节,对实现安全性的途径、方法也提出了更高的技术要求。通过Intcrnet/Intranct来实现网上考试,是现代教育技术的一个具体实现,具有很重要的现实意义。可以实现教考分离以及考务工作的全自动化管理,可以有效利用校园网的软硬件资源,使其发挥最大效力,更好的为学校的教学、科研、管理服务,可以大规模的实行考试,实现考试的客观、公证性,自动化组卷、阅卷可以减轻教师的工作强度。网络考试系统是传统考场的延伸,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试,加上Web数据库技术的利用,大大简化了传统考试的过程。

本文以Internet为平台,研究了基于Web考试系统的设计与实现,包括系统需求分析和系统功能设计以及数据库设计。重点阐述了用户登录模块、题库管理模块和试卷管理模块的设计,特别是在题库管理模块中对自动组卷功能常用的算法进行了比较。

1 在线考试系统实现

采用C/S模式,选择Access作为后台数据库,选择Java、VB作为应用程序开发语言,运用ASP作为开发工作,整个系统完全基于Client/Server模式进行设计。

在线考试系统主要实现题库录入、在线考试、在线制作试卷、在线控制考试、自动评分、自动交卷、考生管理、成绩查询、试卷审批、系统管理等功能。

登录系统的身份定为二种,一是管理员,二是学生,只有被授权的用户才可以使用本系统的资源。系统的功能主要有八个部分:①权限管理:系统需要经过有效的身份验证才可以登录。用户的身份不同,使用的系统资源也不同。考生只可以参加在线考试、成绩查询等。管理员可以在线制作试卷,进行考生管理、成绩查询等,并拥有整个系统的全部使用权,可审批试卷;②在线考试功能:考生输入学生姓名及密码登陆系统后,随机自动选择试卷进行考试。答题完毕后,可自动交卷和手动交卷,系统将自动评分,同时提供考试新闻等功能;③在线制作试卷管理员可在设置试卷的题库,可设定考卷的类型、试题多少、分值等;④控制考试功能:可禁止或允许考生参加考试,同时可查看考生的考试状态;⑤考生管理功能:可注册新增学生用户,查看个别考生或班级考生的信息;⑥考生成绩查询功能:提供考生各科目成绩的查询;⑦试卷审批功能:管理员有此权限。教师制作试卷完毕,只有经过管理员审批后才能发布,才能开考;⑧系统管理功能:管理员有此权限。可增加、修改、删除考生的全部信息等。

2 系统层次模块功能

系统模块构成如图一所示。

在线考试系统分为系统管理、考生管理、成绩查询、控制考试、制作试卷、试卷中心、考生考试七大模块。各模块的具体功能划分如下:

(l)考生管理功能

考生管理模块包括注册、考生信息查询、考生集体(班级)查询三个子模块。在考生注册子模中可以判断姓名、密码、班级的所在系是否为空,数据库中是否有重复的姓名及班级是否正确。在这里系统管理员可以添加考生信息,添加的信息有姓名、密码、班级或所在系。所有的信息被系统取得后都将添入信息表中,经过注册的考生,可以使用他的姓名和密码登录网络考试系统,进行在线考试。在信息查询子模块中,用户选择系别和班级,提交给系统后,系统将这个具体的班的所有考生的信息显示出来。集体的信息有准考证号、姓名、性别、学号、考试状态(允许考试/禁止考试)。通过这个功能还可以设置整个班级考生的考试状态。

(2)成绩查询功能

在这个子功能里,用户可输入姓名,查个别考生的科目成绩;也可选择班级,查看全体学生的各科目的成绩。

(3)试卷制作模块图

制作试卷模块包括:基本属性设置(系别、试卷的科目、试卷的标题、性质(标准考试,补考))、题型设置(题型、难度、分数、问题)、问题选项设置(选项个数的设置、每个选项的内容及设置该选项是否为正确答案)、试卷的预览(具有修改的功能)。

试卷的问题设置分别是:单选题、多选题、判断题及填空题,以菜单的形式显示。将以上这些信息提交给系统,系统会根据用户提交题型的不同,显示不同的内容。单选题和多选题显示的是用户设置几个选项后提交给系统;判断题显示的是此问题,让用户选择此题的答案是对还是错提交给系统。判断题和填空题提交后显示的是继续制作和完成制作。继续制作是接着完成试卷里其它题型的设置;完成制作是预览这套试卷。单选题多选题提交,所产生的是设置每个选项的内容,及该选项的正确/错误设置。

(4)试卷中心模块

这个功能是管理员的功能,管理员才可以有权利使用。每个系统的普通教师制作完成的试卷,要经过有效的审批后才可以发布出去。这个功能就是用来实现此目的。首先选择要审批试卷所在部门名,系统会将所提交的部门里的所有没有经过审批的制作完成的试卷显示出来。用户想审批哪套试卷,就可以选择它并提交给系统,系统就会将这套试卷全部显示出来,从而可以进行审批。

(5)考生考试模块

系统对考生输入的口令进行验证,如果通过则并进入考生考试的首页面,及显示考生的所有信息,公布一些考场规则。当考生获取试卷并作答时系统进入倒计时,时间一到,系统将自动交试卷并进入评分,把该科目的成绩存入到学生档案中,显示该科目的成绩并打印成绩单。

(6)系统管理功能

系统管理模块包括管理员登录、更改密码、高级管理三大子模块。

①管理员登录:管理员可用分配的用户名(admin)与密码(admin)进行登录;

②更改密码:管理员登录系统后,可自行重新设置登录密码;

③高级管理:a、添加资源,添加名称,可将科目名称录入到科目信息表中,以后教师可以制作此科目的试卷。b、添加及删除考生,允许管理员添加考生及一般的管理员用户并分配权限。删除考生信息。

(7)自动组卷

自动组卷是题库管理模块中最重要的环节之一。目前具有自动组卷功能的考试系统一般采用随机选取法、回溯试探法和遗传算法。

随机选取法对于整个组卷过程来说组卷成功率低,即使组卷成功,花费时间也令人难以忍受。尤其是当题库中各状态类型平均出题量较低时,组卷往往以失败而告终。回溯试探法在实际应用时对内存的占用量很大,程序结构相对比较复杂,而且选取试题缺乏随机性,组卷时间长,后两点是用户无法接受的。

遗传算法(Genetic Algorithms)是一种并行的、能够有效优化的算法,其实质就是一种把自然界有机体的优胜劣汰的自然选择、适者生存的进化机制与同一群体中个体与个体间的随机信息交换机制相结合的搜索算法。运用遗传算法求解问题首先需将所要求解的问题表示成二进制编码,然后根据环境进行基本的操作:sel ection,crossover,mutation……这样进行不断的所谓“生存选择”,最后收敛到一个最适应环境条件的个体上,得到问题的最优解。

分析上述算法的优缺点,不难发现,在限制条件状态空间的控制下,随机选取法有时可能在那些已经证明是无法抽取合适试题的区域内反复选题,进行大量的无效操作进入死循环,最终导致组卷失败。回溯试探法组卷成功率高,但它是以牺牲大量的时间为代价的,对于现今越来越流行的考生网上随机即时调题的考试过程来说,它已不符合要求。遗传算法以其具有自适应全局寻优和智能搜索技术,并且收敛性好的特性能很好的满足自动考试组卷的要求。

3 主要数据库设计

主要数据表设计如表一至表三所示。

4 结束语

在线考试系统给教学带来了许多便利,它真正实现了无纸考试,让同学们可以通过注册考生号而直接进行考试,让老师可以在线阅卷、改卷;然后把考生成绩直接发布在系统上,让考生通过输入自己的考生号而进行在线查找;同时还有一个考试信息发布模块,让登录的考生可以自己观注一下最新的各项考试信息,同时考生若有什么建议可以写在qq留言板里发表,让老师可以更好的了解考生的意向;同时还有一个试卷审批功能,让老师对随机生成的试卷进行审批,以免试卷中有重复的题目存在。

参考文献

[1]朱贵良，宋庆涛，许强．基于WEB模式的网络考试系统安全性研究[J]．计算机工程与应用，2002，(13)：173-175．

[2]刘福春、高昆．基于Internet的通用考试系统[M]．长春：长春科技大学出版社，2005．

[3]张峦桥．谈开放教育的标准化考试[J]．开放教育研究，2002，(1)：35．

在线考试管理系统 篇6

该系统分为两个子系统, 即报名管理系统、考试系统。系统分为三级:省级、地市级、区县级, 采用三层架构。考试结束将数据传到报名管理系统, 再由报名管理系统生成数据导出盘, 最后打印证书。

1.1 报名管理系统功能

报名管理:

基本信息录入、基本信息查询。

考试管理:

考题录入、考题维护、考题统计。

系统管理:

操作员登录、操作员管理、操作员更改口令、退出。

考场管理:

考场设置、打印准考证、打印考室清单。

数据导出:

考试试题导出、考生基本信息导出、考生基本信息合并、合格考生信息接收、合格考生信息导出、数据备份、数据恢复。

字典维护:

注册单位字典、考试科目字典、民族字典、性别字典、最高学历字典、所学专业字典、现任职务字典、会计专业技术资格字典、取得方式字典、现任专业技术职务字典、电算化证字典、珠算等级字典、是否在岗字典、单位经济类型字典。

1.2 考试系统功能

系统管理:

初始化数据库、查询系统参数、退出。

考试管理:

考生考试、查询考试合格信息。

数据输入输出:

接收考题信息、接收考生基本信息、合并考试合格信息、导出考试合格信息、数据备份、数据恢复。

2 数据库设计

2.1 条件和限制

(1) 关于身份证:身份证信息的录入为15位或18位;另外必须考虑特殊情况 (比如军人身份证) , 特殊身份证第一位必须为字母“J”, 表示为“J”+特殊身份证号, 它的位数不限制。

(2) 关于报名号:报名号采用12位, 号码分配情况说明如下:

(1) 第一、二位表示省级; (2) 第三、四位表示地市州级; (3) 第五、六位表示区县级; (4) 最后六位是表示报名流水号。

(3) 考生准考证:根据考室的分配情况由系统随机生成。

(4) 考试科目:财经法规、会计基础知识、会计实务、初级会计电算化。

(5) 题型类型分为:单选、多选、判断题。在考试时按单选、多选、判断题的排列顺序。考题顺序号按各个考题类型分别自动生成序号。

(6) 考试科目的先后根据考试科目字典的先后顺序排列。

(7) 每份考题都是考生考试时由系统随机生成, 做到每个考生的考题都不一样。

(8) 考试科目为4科, 考试题型分配:判断、单选、多选, 单科25分, 4科共100分;考试合格标准是单科成绩15分, 也就是说单科成绩要达到60%的正确。考生在考试一结束就能看见成绩, 成绩不具体记分, 只显示合格或不合格。

(9) 根据报名信息中的“电算化证”将考生分为两类:有电算化证、无电算化证。有电算化证的考生将免试设定的科目。

(10) 考试时间为2.5小时, 考试时由考生自己确定考试开始, 到时系统自动结束, 考生可以自己在考试中途主动结束考试, 考试结束时显示考生是否合格。

为了保证考题不被泄露, 加强考试的公正性, 该系统对考题采用了加密算法;考生考试试题是随机生成的试卷, 每位考生的试卷都不一样;考生考试完后, 考题信息立即消失, 避免考题泄露。

2.2 数据库的主要设计

数据库系统为SQL SERVER 2000。

(1) 报名信息数据设计 (主体) , 见表1。

(2) 考试题库数据设计, 见表2。

(3) 其它数据库设计包括:

考场设置、准考证主表数据设计、准考证从表数据设计、试题答案数据设计、民族字典数据设计、性别字典数据设计、最高学历字典数据设计、所学专业字典数据设计、现任职务字典数据设计、会计专业技术资格字典数据设计、取得方式字典数据设计、报考科目字典数据设计、报名点名称字典数据设计。

3 网络实现

本系统服务器端的操作系统采用Windows 2000 Server或Windows NT;客户端的操作系统采用Windows XP或Windows2000。数据库系统采用大型数据库SQL Server 2000。

参考文献

[1]brian.SQL Server2000高级DBA指南[M].李明, 欧阳宇译.北京:清华大学出版社.

[2]刘艺.Delphi模式编程[M].机械工业出版社, 2004.

在线模拟考试 篇7

本文提出了一种管壳式换热器壳程的污垢多相流在线清洗技术, 并借助FLUENT软件对多相流在管壳式换热器壳程的流动清洗情况进行了数值模拟。以此来验证此多相流清洗在管壳式换热器壳程上应用的可行性。

一、壳程多相流在线清洗实验装置

管壳式换热器多相流清洗装置系统示意图如图1所示。该装置利用磁力驱动泵对液体作功;射流器的作用将液体与固体混合形成固液两相流, 并使混合后的流体以一定的速度流进换热器;水槽的最主要功能是保证固体颗粒的均匀流态化, 同时回收固液流体, 并兼作磁力驱动泵的泵槽。

二、多相流清洗技术的基本原理及清洗磨料的选择

多相流是指两相或两相以上不相溶 (或具有相界面) 物质的混合体。

当管间流速达到一定值时, 水流将产生强烈的弥散涡流, 对管壁具有较强的冲刷效应, 通过射流器将一定粒度范围的固体颗粒按适量的配比置入清洗水流后, 固体颗粒借助水流的载带及涡流效应可与水充分地进行掺混, 实现均匀流态化。显然, 这种液固两相流由于固体颗粒可与水充分地进行掺混, 其速度松弛的时间较长, 因此, 固体颗粒具有较高的动能。当这种液固两相流连续不断地循环流经管壳式换热器管间环隙时, 均匀流态化的固体颗粒随机而频繁地碰撞、擦刮管子的表面污垢, 对污垢施加强烈的冲刷、磨削和破碎等物理作用, 从而达到除垢清洗的目的。

在以往用于多相流清洗的固相多为河砂和刚玉, 本项研究中采用了自制的发泡橡胶钢丝球, 其特点为质轻, 能悬浮于水中, 并且合金钢丝坚硬锐利, 对金属的表面污垢能够很好的磨削。

三、FLUENT数值模拟

为了在实验前能够对多相流在管壳式换热器壳程内的流动情况, 以及流体在壳程内所能达到的速度有所了解, 因此利用FLUENT软件对多相流在管壳式换热器壳程内的流动情况进行了模拟, 为实验奠定了基础。

几何模型采用实验时所用模型为普通管壳式换热器, 单管程、单壳程和弓形折流板, 其结构简图如图2所示, 换热器的几何参数为壳体长为500mm内径为190mm, 19根管径20mm的正三角形排列, 管间距为35mm, 弓形折流板4块。

1. 模型的建立及网格划分

弓形折流板换热器的内部是相互交错的三维复杂几何体, 因此采用分块划分的方法将壳程区域进行分割, 然后分别对分割后的子块进行非结构化网格划分, 这里采用的是四面体网格和金字塔网格。另外, 在对换热器进行结构模拟建模时, 考虑了换热器入口和出口部分对于换热器整体流动特性的影响。

2. 计算求解设置

因湍流效应对流动与传热有一定的影响故采用k-ε二方程模型。采用分离变量法 (Segregated) 隐式 (Implicit) 求解, 保证收敛的稳定性;压力和速度解耦采用SIMPLE算法;动量、能量, 以及湍流参量的求解采用二阶迎风格式 (Second Order Upwind) ;计算流体进口采用速度入口条件, 给定流体流速为6m/s、温度及相应的湍流条件;出口采用自由出口边界条件 (outflow) ;壳体壁面采用不可渗透、无滑移绝热边界, 并给定换热管壁面温度;稳态不可压缩求解。多相流设为水和发泡橡胶钢丝球, 由于含固量低且固相颗粒质轻, 所以壳程介质只设为水。

3. 计算结果及分析

由图3可以看出, 流体的轴向流动由于受到折流板的阻挡而呈现整体的“Z”型流动, 由图4、图5可以看出, 流体流经折流板时流速发生剧烈变化, 其中在流通截面突变的圆缺处形成高速流动区, 而在折流板背面则形成回流滞流区。在进出口区域, 流体流速有较大的变化。

由图3可看出流体在壳程的流速为0.479m/s, 由于固相采用的是自制的发泡橡胶钢丝球, 可以悬浮于水中, 因而液体流速足以带动固相颗粒实现清洗, 如果选用沙子, 其自由沉降速度为0.243m/s, 壳程流速大于其沉降速度, 因此足以能够带动沙子实现清洗。但是, 由于在折流板附近存在一个流速较低的区域, 在此区域清洗情况会稍差, 这样可能造成清洗不均匀。

4. 三相流清洗及模拟

采用两相流可以实现壳程清洗, 但可能造成清洗不均匀, 所以, 可尝试加入气体实现三相流清洗, 来改善由于滞流区的存在而造成的清洗不均匀的情况。如图8所示, 在换热器底部加两根喷气管。在清洗气流的喷射下, 气泡向上浮生运动时, 形成气、液、固三相流态化横过管子流动。喷气管上的喷气孔为两排向上其夹角为120°, 开孔方向为水流向下区域孔斜向折流扳背面, 水流向上区域孔口方向垂直于管束。

FLUENT模拟改进后的几何模型是在改进前的几何模型基础上加入了喷气管, 划分网格方法同上。在计算求解时又选用了混合模型, 喷气管进口采用速度入口条件, 给定流体流速为18m/s。

由图4、图5与图10、图11比较可以看出, 折流板背面则形成回流滞流区问题已解决, 壳程90%速度可达到2.61～5.19m/s之间, 壳程内整体流速提高很多, 这样清洗速度也会有所提高。比较图6、图7和图12、图13也可看出, 两相流时在折流板圆缺处流速比其他部分高, 造成清洗不均匀, 而三相流整个横截面各个管子周围流速相差不大, 基本可实现均匀清洗。

四、结论

本文提出了一种管壳式换热器壳程的多相流在线清洗技术, 给企业管壳式换热器壳程污垢清洗难的问题提供了一种新的方法。在进行实验前, 用FLUENT软件对流体在管壳式换热器壳程的情况进行了模拟, 证明流体流速足以带动固相颗粒实现清洗。两相流时由于在折流板附近存在一个流速较低的区域, 在此区域清洗情况会稍差, 这样可能造成清洗不均匀, 用三相流可解决折流板背面则形成回流滞流区问题, 还可使整体流速提高, 缩短清洗时间。

参考文献

[1]俞秀民, 吴金香, 支校衡.立式换热器管外双向内循环三相流态化在线清洗研究, 湘潭大学自然科学学报, 2005, 27 (4) :94-97

[2]蒋少青, 俞秀民, 支校衡.卧式列管换热器管外污垢在线流态化清洗设计, 化工进展, 2006, 25:361-364

[3]王福军.计算流体动力学分析.北京:清华大学出版社, 2004:113-116