基于關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘的高校管理信息系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

樊小杰樊永輝

（1.南京航空航天大學(xué)，210016;2.94860部隊，210018；）

基于關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘的高校管理信息系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

樊小杰1,樊永輝2

（1.南京航空航天大學(xué)，210016;2.94860部隊，210018；）

本文就基于關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘技術(shù)和高校管理信息系統(tǒng)的相關(guān)概念進(jìn)行分析，探討高校管理信息系統(tǒng)的需求，從而對高校管理信息系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計和實現(xiàn)，以便優(yōu)化高校信息管理模式，提高高校的管理水平。

基于關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘；高校管理信息系統(tǒng)；設(shè)計和實現(xiàn)

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，現(xiàn)代管理理論也隨之得到飛速的發(fā)展，在我國高校管理工作中逐漸引入了這些創(chuàng)新的技術(shù)和理論，有利于促進(jìn)高校管理者擺脫原來的經(jīng)驗管理，從而逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榛诂F(xiàn)代管理理論和先進(jìn)管理技術(shù)的科學(xué)管理方式。通過對先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)的引進(jìn)，有利于在高校管理信息系統(tǒng)中逐漸形成一種基于關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘的高校管理信息系統(tǒng)。可以說關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘技術(shù)的引用，不僅可以促進(jìn)學(xué)校管理方式的轉(zhuǎn)變，而且有利于高校充分利用現(xiàn)有的各種優(yōu)勢資源，從而促進(jìn)科學(xué)研究、人才培養(yǎng)、社會服務(wù)等功能目標(biāo)的有效達(dá)成。

1 基于關(guān)聯(lián)規(guī)則的挖掘技術(shù)

關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘技術(shù)指的是在給定的數(shù)據(jù)中找出出現(xiàn)次數(shù)最多的項集模式知識。當(dāng)前，隨著數(shù)據(jù)收集等信息技術(shù)的不斷發(fā)展，在比較短的時間內(nèi)就可以收集到較多的數(shù)據(jù)，在這些數(shù)據(jù)中，看似沒有什么關(guān)聯(lián)性，但在數(shù)據(jù)中的項集之間存在著一定的關(guān)聯(lián)。因此，人們加大了對隱藏在數(shù)據(jù)中的關(guān)聯(lián)規(guī)則的研究和挖掘。關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘技術(shù)在各大領(lǐng)域中均得到較廣泛的應(yīng)用，例如在生活中、商務(wù)決策中、分類設(shè)計、市場營銷、購物等方面均使用到了關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘技術(shù)。關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘技術(shù)通常是由兩個部分組成。其一，尋找到出現(xiàn)次數(shù)最多的項集，對預(yù)先設(shè)定的最小支持度進(jìn)行閾值，如果項集出現(xiàn)的頻率高于該閾值的項集為頻繁項集。其二，根據(jù)最小信任度閾值，分析所獲取的頻繁項集，找出相對應(yīng)的較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)規(guī)則。

2 高校管理信息系統(tǒng)概念及特征分析

管理信息系統(tǒng)主要是由計算機(jī)、外圍設(shè)備等器件組成，其職能主要是對有關(guān)信息進(jìn)行收集、傳送、保存、使用和加工等。高校管理信息系統(tǒng)指的是對高校內(nèi)部的各種數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行收集、傳送、保存、使用和加工等進(jìn)行管理。高校管理信息主要包括教師信息、學(xué)生信息、教學(xué)評估信息、財務(wù)信息、人事信息、科研數(shù)據(jù)信息、教材設(shè)備器械信息和后勤管理信息等。一般而言，高校信息管理系統(tǒng)的特征主要是：（1）對各類信息的組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，實現(xiàn)各項管理工作流程的數(shù)字化；由于其主要是以校園局域網(wǎng)為基礎(chǔ)，因此溝通交流比較簡潔。（2）通過各個職能部分之間的合作和溝通，對信息數(shù)據(jù)庫進(jìn)行同步處理，確定數(shù)據(jù)的來源和權(quán)威性，對各部分之間的工作進(jìn)行協(xié)調(diào)。（3）建立以人為本的管理理念，便于各類信息資源的擴(kuò)充和維護(hù)。（4）在給累信息中挖掘隱含的數(shù)據(jù)信息，從中提取并加以運用，有效的提高管理工作的質(zhì)量和效率，并對學(xué)生、教師等各類團(tuán)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整。

3 高校管理信息系統(tǒng)中引入關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘技術(shù)的必要性

由于高校教職員工人員龐大、學(xué)生數(shù)量多、生源結(jié)構(gòu)復(fù)雜、學(xué)科門類和專業(yè)設(shè)置多，因此，高校管理信息工作的范圍比較廣，而且各項數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、來源多樣，迫切需要依托相關(guān)的管理技術(shù)進(jìn)行有效的管理。在高校管理信息系統(tǒng)中，通過引進(jìn)計算機(jī)的有序管理和自動化處理等功能，不僅能有效的降低物力和人力資源的消耗，順利實現(xiàn)無紙化辦公，還能使得各項管理工作更加簡單化、便捷化，從而減輕廣大教職員工的勞動強(qiáng)度。高校管理信息系統(tǒng)的總體需求主要是確保數(shù)據(jù)的精確性、權(quán)威性、及時性、一致性，確保系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)資源的準(zhǔn)確完整，確?？茖W(xué)、有效的管理貫穿于高校工作的各個方面，便于為高校管理人員制定決策的時候，提供有效的數(shù)據(jù)和有利的依據(jù)，為高校提供規(guī)范化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和科學(xué)化的資源信息管理平臺。這些總體需求，決定了高校管理信息系統(tǒng)需要引進(jìn)關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘技術(shù)，對高校信息數(shù)據(jù)資源進(jìn)行有效的管理。

4 基于關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘的高校管理信息系統(tǒng)的設(shè)計方案

4.1 該系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

基于關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘的高校管理信息系統(tǒng)中主要融入了現(xiàn)代化的管理理念和先進(jìn)的管理技術(shù)，對高校的各種信息進(jìn)行統(tǒng)一管理。該系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框架如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框架

4.2 數(shù)據(jù)庫技術(shù)設(shè)計

在數(shù)據(jù)庫的設(shè)計過程中比較重要的設(shè)計環(huán)節(jié)是對數(shù)據(jù)庫概念的設(shè)計，通過歸納、分析、總結(jié)等，得到獨立的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)概念模型，圖2中主要是教師和學(xué)生信息教學(xué)類管理模塊中的數(shù)據(jù)庫模型。各種類型的信息大多是由信息編號、名稱、聯(lián)系方式、地址、年齡、性別、職稱類型等組成，并根據(jù)各種數(shù)據(jù)的不同加以改變。

圖2 教師和學(xué)生信息教學(xué)類管理數(shù)據(jù)庫模型

另外，數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是將相對應(yīng)的概念設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中的支持?jǐn)?shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)模型進(jìn)行優(yōu)化，將實體之間的關(guān)聯(lián)進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)庫中表格之間的關(guān)系。在設(shè)計數(shù)據(jù)庫邏輯的時候，就需要設(shè)計出各種信息管理表格，例如課程表、學(xué)生信息表、教師信息表等。

4.3 登錄功能設(shè)計

其一，用戶登入設(shè)計。在該系統(tǒng)中，用戶登入功能主要是判定用戶權(quán)限和系統(tǒng)的入口。根據(jù)用戶的身份，可以設(shè)定不同級別的登入權(quán)限。

其二，管理員登入設(shè)計。當(dāng)用戶登入后，具有不同級別的權(quán)限設(shè)定，然而管理員用戶可以查詢到信息，對所有數(shù)據(jù)表的信息可以進(jìn)行添加、修改或刪除等操作。另外教師用戶和學(xué)生用戶只能在權(quán)限允許的條件下對信息進(jìn)行添加、修改或刪除等操作。

5 基于關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘的高校管理信息系統(tǒng)的實現(xiàn)

5.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全性的實現(xiàn)

基于關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘的高校管理信息系統(tǒng)涉及到的知識面比較廣且復(fù)雜，在系統(tǒng)安全方面難以確保各個方面的安全性。但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在物理安全方面，需要選擇質(zhì)量安全系數(shù)較高的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。操作系統(tǒng)應(yīng)該及時升級更新?lián)Q代，并安裝先進(jìn)的殺毒軟件。同時，技術(shù)維護(hù)人員應(yīng)定期對防火墻進(jìn)行檢查，如發(fā)現(xiàn)問題，要及時采取相對應(yīng)的處理措施。另外，還應(yīng)在數(shù)據(jù)傳送方面進(jìn)行加密設(shè)置，采用安全系數(shù)較高的數(shù)據(jù)庫管理，在登入時可以通過設(shè)置用“身份證”和“校園卡”等有效身份證件進(jìn)行必要的身份驗證，并通過相關(guān)的技術(shù)設(shè)置物理地址的訪問權(quán)限，進(jìn)一步確保數(shù)據(jù)的安全性。

5.2 主要功能的實現(xiàn)

圖5-1 系統(tǒng)登入界面

圖5-2 系統(tǒng)錯誤提示

其一，基本功能的實現(xiàn)。首先，登入系統(tǒng)的實現(xiàn)。在進(jìn)入系統(tǒng)的時候，需要輸入用戶名和登入密碼，不同的用戶的登入操作不同。登入界面如圖5-1所示。如果用戶名和密碼不匹配或用戶名不存在，就會彈出錯誤的提示，如圖5-2所示。其次，添加信息、查詢信息和修改信息的實現(xiàn)。登入系統(tǒng)后，用戶可以根據(jù)不同的使得權(quán)限進(jìn)行不同的操作。學(xué)生信息管理模塊中學(xué)生信息不能夠隨便變動，當(dāng)管理員用戶權(quán)限登入后，才能夠?qū)W(xué)生的信息進(jìn)行添加和查詢以及修改等操作。

其中出現(xiàn)比較頻繁的項集有A2、B1、C1、C2、D2、D3、E2、E3。通過關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘技術(shù)分析可以得出，高學(xué)歷的教師經(jīng)常會參加各類學(xué)術(shù)活動，有利于提高其教學(xué)質(zhì)量，職稱較高的教師在學(xué)術(shù)和教學(xué)的領(lǐng)域中表現(xiàn)的比較優(yōu)秀，其教學(xué)質(zhì)量較高。因此，在安排教學(xué)活動的時候，可以根據(jù)教師的職稱、學(xué)歷等進(jìn)行科學(xué)合理的配置，針對經(jīng)驗比較少、年齡較小的教師，應(yīng)該鼓勵他們多參加學(xué)術(shù)活動，以便提高教學(xué)質(zhì)量和水平。

6 總結(jié)

通過對關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘技術(shù)和高校管理信息系統(tǒng)的相關(guān)概念進(jìn)行分析研究，探討基于關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘的高校管理信息系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)方案，以便提高高校的管理信息系統(tǒng)的工作效率和質(zhì)量，提升高校的管理水平，促進(jìn)高校又好又快地科學(xué)發(fā)展。

[1] 陳文偉.數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)[M].北京：工業(yè)大學(xué)出版社，2012.

[2] 林筑英.數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)及其所面臨的問題[J].貴州師范大學(xué)學(xué)報，2003，14（3）：11-12.

[3] 康曉東.基于數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

Design and implementation of information system of university management based on Association Rule Mining

Fan Xiaojie1,Fan Yonghui2
(1.Nanjing University of Aeronautics & Astronautics,210016;2.94860 army,210018;)

This paper analyzes related concepts based on association rule mining and the management information system,discusses the requirements of information management system,which is on the design and implementation of management information system of universities,in order to optimize the information management,improve the management level of the high school.

Based on association rule mining;management information system;design and Implementation

樊小杰（1982-），男，河北邢臺人，南京航空航天大學(xué)發(fā)展研究中心講師，博士，研究方向：教育技術(shù)管理、管理科學(xué)與工程。

樊永輝（1985-），男，河北沙河人，碩士，94860部隊上尉副營，研究方向：指揮自動化、計算機(jī)仿真技術(shù)。