嵌入式Web服务器在网络考试系统中的研究与应用

摘要

随着计算机硬件和软件技术的不断地发展，计算机嵌入式技术与计算机网络技术不断地融合，嵌入式Web服务器应运而生。在计算机教育技术领域，设备的小型化和网络化是主要的发展方向之一。因此，将嵌入式Web服务器应用于网络考试系统，在应用上和实践上都具有重要的研究意义，其系统架构的设计方法也具有普遍的指导意义。
　　 本文在对目前嵌入式技术和浏览器/服务器网络技术发展方向深入调研和分析后，首先提出了在嵌入式开发板上实现Web服务器和数据库管理系统的设计方案。接着本文对QT9261开发板的硬件资源和嵌入式Linux操作系统的性能进行了分析，并完成了嵌入式Linux操作系统在ARM微处理器开发板上的移植工作。在硬件平台和操作系统平台建立以后，本文研究了目前主要的Web服务器软件和数据库管理软件，选择Boa和mSQL分别作为嵌入式系统的Web服务器和数据库管理系统，并将其整合到嵌入式平台中。最后，本文使用Perl语言，调用CGI接口和DBI接口，完成了网络考试系统的软件设计。
　　 在以上工作过程中，本文在如下两方面进行了创新：
　　 1.将Web服务器和数据库服务器构建于嵌入式系统上，通过分析嵌入式系统的有限资源，以及B/S三层结构模式中Web服务器和数据库服务器的功能要求，选择既满足系统功能要求，又尽可能小巧的Web服务器解决方案和数据库服务器解决方案，把这些资源整合在一起，供Web应用程序使用。
　　 2.通过分析网络考试系统的功能要求，利用嵌入式Web服务器中有限资源设计了一套完整实用的Web软件系统。
　　 最后，本文将此网络考试系统在华东师范大学计算中心学生机房进行了测试。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 引言

1.1 嵌入式系统技术的简介和发展

1.2 浏览器/服务器体系结构的简介和发展

1.3 研究动因

1.4 本论文的主要工作与创新

1.5 本论文的结构

第2章 嵌入式Web服务器硬件系统的建立

2.1 硬件系统整体结构

2.2 AT91SAM9261微处理器

2.3 存储电路设计

2.3.1 AT91SAM9261存储空间管理

2.3.2 AT91SAM9261内部存储单元

2.3.3 核心板存储单元

2.4 系统启动过程

2.5 DM9000以太网接口控制器

2.6 硬件系统与PC机的连接和调试

第3章 嵌入式Web服务器操作系统的建立

3.1 嵌入式操作系统

3.1.1 嵌入式操作系统概述

3.1.2 嵌入式操作系统的发展

3.2 嵌入式Linux操作系统

3.2.1 嵌入式Linux简介

3.2.2 嵌入式Linux系统构成

3.3 嵌入式Linux操作系统移植

3.3.1 构建开发环境

3.3.2 BootLoader的编译

3.3.3 配置和编译Linux内核

3.3.4 准备文件系统

3.3.5 文件烧写

3.3.6 测试和验证系统

第4章 嵌入式Web服务器的设计及实现

4.1 嵌入式Web服务器概述

4.2 Web服务器的信息处理过程

4.3 HTTP协议与Socket技术

4.3.1 HTTP协议

4.3.2 Socket技术与HTTP通讯过程

4.4 嵌入式Web服务器的实现

4.4.1 Boa简介

4.4.2 Boa的移植

4.5 CGI技术

4.6 测试

第5章 嵌入式数据库管理系统设计及实现

5.1 嵌入式数据库系统概述

5.2 mSQL数据库

5.2.1 mSQL简介

5.2.2 mSQL安装

5.2.3 mSQL使用配置和运行

5.2.4 mSQL查询语言

5.2.5 mSQL工具

5.2.6 mSQL的API函数

5.3 Perl DBI接口

5.3.1 DBI简介

5.3.2 DBI/DBD接口的安装

5.3.3 DBI API的使用

5.4 在网络考试系统中集成mSQI

第6章 基于嵌入式Web服务器的网络考试系统设计及实现

6.1 网络考试系统设计的要求和实现方案

6.1.1 设计要求

6.1.2 实现方案

6.2 网络考试系统的数据库结构

6.3 网络考试系统的功能模块

6.3.1 登录合法性检查

6.3.2 检验密码合法性，录入密码

6.3.3 获取数据

6.3.4 增加记录

6.3.5 修改记录

6.3.6 删除记录

6.3.7 生成主观题未批阅学生名单

6.3.8 批阅主观题，录入成绩

6.3.9 生成学生成绩表

6.3.10 生成考卷

6.3.11 客观题自动批阅，录入成绩

6.3.12 保存主观题

6.4 网络考试系统的应用页面

6.4.1 管理员登录页面

6.4.2 教师登录页面

6.4.3 学生登录页面

6.5 网络考试系统的实现结果与性能分析

6.5.1 网络考试系统试题库

6.5.2 Web能力测试

6.5.3 真实使用环境测试

6.6 网络考试系统在嵌入式Web服务器中的实现

第7章 结论和展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

致谢