[Diseño e implementación del sistema de calificación de red distribuida] Sistemas distribuidos comunes
En las escuelas de nueve condados y distritos de Taizhou, alrededor de 20.000 candidatos de todos los grados toman el examen unificado en 10 materias. Desde la implementación del sistema de calificación de red distribuida (en lo sucesivo, el sistema) en 2008, el Sistema Educativo de Taizhou ha realizado muchos ajustes y optimizaciones al sistema. Actualmente, 2.400 personas pueden calificar los exámenes de 60.000 estudiantes de secundaria al mismo tiempo, completar todo el trabajo de calificación en dos días y generar automáticamente las correspondientes declaraciones de los estudiantes e informes de análisis. El sistema consta de tres partes: sistema de red, sistema de hardware y sistema de software.
1. Diseño del sistema de red
El sistema de red es la base para implementar el marcado distribuido y se utiliza para el acceso a la red de puntos de marcado distribuido. Debido a que las formas de acceso a la red de cada escuela son inconsistentes, hay escuelas exportadas a través de la red del área metropolitana de educación del condado y escuelas conectadas directamente a Internet. Además, los requisitos de confidencialidad para los distintos exámenes también son diferentes. Por ejemplo, existen requisitos de confidencialidad para los exámenes de ingreso a la escuela secundaria, pero no existen requisitos correspondientes para el examen final de los estudiantes de secundaria superior. Por lo tanto, este sistema debe considerar múltiples métodos de acceso a la red. Se puede acceder a los identificadores de red sin requisitos de confidencialidad a través de Internet, y a los identificadores de red con requisitos de confidencialidad se puede acceder a través de redes privadas. Se puede utilizar MPLS VPN o SDH para conectarse en red a través de fibra óptica para garantizar que el sistema esté físicamente aislado de otras redes durante la operación. .
En primer lugar, debemos considerar la estabilidad de la red del sistema. Debido a la débil capacidad de SDH para suprimir las tormentas de transmisión después de la creación de redes, se accede a los exámenes de la escuela secundaria de Taizhou a través de la red VPN MPLS. Cada condado tiene un punto de acceso para el acceso de los clientes de calificación local y la carga de datos de escaneo. El examen final del examen de ingreso a la escuela secundaria adopta un método híbrido de red VPN MPLS y acceso a Internet.
En segundo lugar, debemos considerar el ancho de banda de salida de Internet y el ancho de banda de agregación VPN MPLS de este sistema. Después de múltiples pruebas de operación de marcado de red, cada cliente de marcado transmite principalmente imágenes segmentadas del papel de prueba durante el marcado, y el ancho de banda promedio requerido es de 40 Kbps a 50 Kbps. El ancho de banda requerido para todas las materias de 20.000 estudiantes de un grado de la escuela secundaria superior de Taizhou es de aproximadamente 72 Mbps a 80 Mbps. Teniendo en cuenta la expansión de este sistema y el desarrollo de servicios de aplicaciones como el disfrute de recursos educativos en el futuro, la exportación de Internet utiliza líneas dedicadas de 100 Mbps y la red VPN MPLS utiliza líneas dedicadas de 100 MB PS.
2. Diseño del sistema de hardware
1. Sistema de servidor
El sistema de servidor incluye un servidor de base de datos, un servidor de marcado y un servidor de imágenes, y es la plataforma básica para software de marcado distribuido. El servidor de la base de datos garantiza el funcionamiento estable del sistema de base de datos y tiene altos requisitos de recursos de CPU. El sistema utiliza ORACLE 9i como base de datos backend. Según la prueba real, 10 asignaturas de secundaria fueron evaluadas simultáneamente en una única plataforma de servidor con CPU 2×2 y memoria 4G, con 20.000 registros para cada asignatura en un solo grado. El sistema funciona de manera estable. El servidor de marcado implementa el inicio de sesión de la interfaz de marcado de red y es el principal responsable de las solicitudes HTTP, lo que requiere un alto rendimiento de memoria y CPU del servidor. En una única plataforma de servidor de memoria de 8G y CPU 2×4, más de 1.500 personas pueden acceder a ella al mismo tiempo. El servidor de imágenes implementa la distribución de imágenes de preguntas de prueba segmentadas y ocupa principalmente recursos de red y lectura y escritura de disco. Teniendo en cuenta la seguridad de los datos y la estabilidad del sistema, este sistema utiliza un sistema de almacenamiento óptico de gran capacidad como medio de almacenamiento.
2. Sistema de almacenamiento masivo
El sistema de almacenamiento masivo se utiliza para almacenar imágenes cortadas de exámenes escaneados. La cantidad media de datos para 20.000 candidatos por asignatura es de 3 GB. El sistema utiliza Raid 5 para formar un sistema de almacenamiento de 4 TB, logrando un funcionamiento estable de la plataforma de marcado y satisfaciendo las necesidades de copia de seguridad de datos. Además, el nivel de capacidad de imagen de cada prueba es de 40 KB a 120 KB, y existe un gran cuello de botella en el rendimiento al acceder a imágenes pequeñas en el sistema de disco. Primero podemos escribir cada imagen pequeña en un archivo grande de acuerdo con el índice y buscarla a través del software durante el marcado.
Esta medida puede mejorar la velocidad de acceso y ahorrar tiempo en la copia de seguridad de los datos. En la etapa inicial, este sistema utilizaba un almacenamiento de imágenes pequeño y el retraso en la transmisión era de 2 a 5 minutos. Cada vez que se realizaba una copia de seguridad de los datos del examen se tardaban aproximadamente 8 horas. Posteriormente, el sistema se ajustó y optimizó para utilizar un almacenamiento de archivos de gran tamaño. Cuando 2.400 personas califican en línea al mismo tiempo, el retraso en la transmisión de la imagen es de menos de 3 segundos y el tiempo de copia de seguridad de los datos para cada examen es de solo media hora.
3. Diseño del sistema de software
El sistema de software incluye los siguientes subsistemas:
El sistema de informe de datos puede cargar información de calificación del profesor y datos de disposición de la sala de examen del candidato. El examen de ingreso a la escuela secundaria involucra a más de 30 escuelas, y el examen de ingreso a la escuela secundaria involucra a más de 250 escuelas. El sistema de escaneo de papel realiza la conversión de papel escaneado a documentos en formato de imagen. Después del escaneo, se dividirá automáticamente en las áreas de marcado correspondientes según las áreas divididas según el formato de papel predefinido. Los documentos en formato de imagen se empaquetan en archivos por unidad temática y se transfieren al servidor de imágenes del Centro de información de Taizhou para la distribución de los exámenes.
El sistema de software de calificación es el componente central de todo el sistema de calificación. Se adopta el modelo de navegador/servidor para adaptarse a diversos entornos y se adopta la arquitectura J2EE para garantizar la estabilidad del sistema en condiciones de alta concurrencia. Después de las pruebas de ejecución reales, utilizando componentes de terceros de Java como sistemas de desarrollo de bibliotecas de clases, 500 recuentos de concurrencia en un solo servidor provocarán que el middleware falle. Después de usar el código nativo de Java más tarde, se realizaron 1500 ejecuciones simultáneas en un solo servidor con la misma configuración, lo cual fue muy estable.
El sistema de síntesis de puntajes se inicia una vez completado el trabajo de calificación en línea, sintetiza automáticamente puntajes subjetivos y objetivos y genera varios informes de análisis basados en esto. El sistema de asignación de calificaciones se basa en tres niveles de control: ciudad, condado y escuela. Después de que el administrador de la escuela inicie sesión con la cuenta correspondiente, el sistema recuperará los datos de los candidatos de la escuela correspondiente y los descargará localmente en forma de documento Excel para facilitar el procesamiento secundario de los datos por parte de la escuela.
IV. Efecto del funcionamiento del sistema
En junio de 2011, la Oficina de Enseñanza e Investigación de la Oficina de Educación Municipal de Taizhou organizó dos exámenes: del 1 al 1 de junio, se llevó a cabo el Examen de Certificación Provincial de Zhejiang. organizado, las preguntas objetivas se descomprimen y marcan mediante una máquina, y las preguntas subjetivas se marcan manualmente en toda la provincia 65438+ organiza el examen conjunto final clave de la escuela secundaria de la ciudad de Taizhou del 17 al 19 de octubre, y las preguntas subjetivas también se marcan en el forma de red distribuida. Las disposiciones laborales y los honorarios después de los dos exámenes se muestran en la Tabla 1.
En primer lugar, puedes ahorrar mucho dinero utilizando este sistema. Comparando las disposiciones laborales después de los dos exámenes, es necesario disponer de vehículos especiales para transportar los exámenes después del examen. Después de recibir los exámenes municipales, 15 personas deben trabajar continuamente durante 7 horas durante el proceso de desembalaje de los exámenes, y 50 personas deben trabajar continuamente durante 15 horas durante el proceso de ingreso de calificaciones después del examen. Los costos laborales de cada eslabón, los gastos de manutención y alojamiento de los profesores de calificación, etc., ascendieron a 150.000 yuanes. Después de utilizar la calificación de la red distribuida, la escuela escaneará el examen final y lo cargará a través de la red. No es necesario que una persona dedicada descomprima los archivos. Una vez completada la calificación, el software de calificación genera automáticamente puntuaciones e informes.
En segundo lugar, este sistema puede mejorar la eficiencia del marcado. Tomemos como ejemplo la química: hay 30.523 estudiantes de segundo año de secundaria, 30 puntos por preguntas subjetivas, 65.438 calificadores de exámenes y 16 horas de trabajo continuo. Según esto, la velocidad media de calificación de los profesores es de 37,4 trabajos completos/hora. Hay 15.435 estudiantes en el examen final de la escuela secundaria clave de segundo grado, 60 puntos por preguntas subjetivas en papel, 11 profesores que califican y 4 horas de trabajo continuo. Según este cálculo, la velocidad media de calificación de los profesores es de 32,4 trabajos por hora. Si no se tiene en cuenta la dificultad de calificar en el examen final, tras convertir 60 puntos de preguntas subjetivas en 30 puntos, la velocidad media de calificación online puede llegar a 64,8 trabajos por hora.
En tercer lugar, el sistema puede controlar eficazmente los errores. La evaluación final de la escuela secundaria adopta una evaluación de un solo ítem, y a cada materia se le asigna un inspector de calidad para monitorear la calidad de la calificación y recordar rápidamente a los maestros que otorgan puntajes demasiado altos o demasiado bajos y devolverlos para una nueva evaluación. El examen de ingreso a la escuela secundaria se califica dos veces, lo que es diferente del maestro que asegura que el sistema calificará el examen dos veces. Se introdujo un mecanismo de arbitraje. Si la diferencia entre las puntuaciones otorgadas por los dos profesores de calificación para el mismo candidato excede el límite de error, el sistema enviará automáticamente el examen al líder de la asignatura para su procesamiento. Desde la introducción de este sistema para calificar el examen de ingreso a la escuela secundaria, ha sido reconocido unánimemente por la sociedad en términos de equidad y justicia.
(Unidad del autor: Sección de Enseñanza e Investigación de la Oficina de Educación de Taizhou, provincia de Zhejiang)