基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的大學(xué)生信息檢索系統(tǒng)研究

楊 萍

西安外事學(xué)院 陜西西安 710077

基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的大學(xué)生信息檢索系統(tǒng)研究

楊 萍

西安外事學(xué)院 陜西西安 710077

隨著網(wǎng)絡(luò)通信的普及，各行各業(yè)中產(chǎn)生了越來(lái)越多的信息量，特別是高校的信息化的不斷發(fā)展中，出現(xiàn)了傳統(tǒng)信息管理模式不能滿(mǎn)足現(xiàn)代大學(xué)生的要求的問(wèn)題，所以怎么能實(shí)現(xiàn)在海量的數(shù)據(jù)中快速檢索出準(zhǔn)確，有價(jià)值的信息已經(jīng)成為教育領(lǐng)域中關(guān)注的主要問(wèn)題。本研究根據(jù)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)思想，而提出了一種基于大學(xué)生的個(gè)人情況、成績(jī)、考勤、社會(huì)行為、就業(yè)、獎(jiǎng)勵(lì)懲罰、貸款還貸七類(lèi)模塊數(shù)據(jù)的檢索和挖掘的信息系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)了基于大學(xué)生的信息檢索的優(yōu)化和具體的數(shù)據(jù)挖掘流程研究。

數(shù)據(jù)挖掘；云存儲(chǔ)；信息檢索

隨著網(wǎng)絡(luò)通信的普及，各行各業(yè)中產(chǎn)生了越來(lái)越多的信息量，特別是高校的信息化的不斷發(fā)展中，出現(xiàn)了傳統(tǒng)信息管理模式不能滿(mǎn)足現(xiàn)代大學(xué)生的要求的問(wèn)題，所以怎么能實(shí)現(xiàn)在海量的數(shù)據(jù)中快速檢索出準(zhǔn)確，有價(jià)值的信息已經(jīng)成為教育領(lǐng)域中關(guān)注的主要問(wèn)題。要實(shí)現(xiàn)高校數(shù)子化學(xué)生信息管理系統(tǒng)，必須從越來(lái)越多的大學(xué)生數(shù)據(jù)中深入挖掘信息，過(guò)濾出有用的知識(shí)，并能把不同的大學(xué)生按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類(lèi)分析后，能夠使信息得到重新組合和分配。通過(guò)對(duì)大學(xué)生的優(yōu)化管理和對(duì)大學(xué)生的信息深度挖掘和整合，使大學(xué)校園的數(shù)字化信息建設(shè)得到更進(jìn)一步的發(fā)展。

1 系統(tǒng)可行性分析

隨著網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的蓬勃發(fā)展，越來(lái)越多的數(shù)據(jù)資源處于膨脹狀態(tài)，完全進(jìn)入了“大數(shù)據(jù)”時(shí)代。面對(duì)大量的異構(gòu)的數(shù)據(jù)資源，怎么進(jìn)行劃分，查詢(xún)，獲得有價(jià)值的信息，成為各應(yīng)用領(lǐng)域關(guān)心的問(wèn)題。要想實(shí)現(xiàn)從海量數(shù)據(jù)中提取各類(lèi)有用的信息并找到信息中各種隱藏的關(guān)系，其中最有效的方法就是利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)來(lái)完成對(duì)數(shù)據(jù)的分析與提取。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機(jī)的數(shù)據(jù)集中識(shí)別有效的、新穎的、潛在有用的信息和知識(shí)的過(guò)程，包括機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)、模式識(shí)別、粗糙集、模糊數(shù)學(xué)等相關(guān)技術(shù)。隨著教育信息化的發(fā)展和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的成功運(yùn)用，傳統(tǒng)的以數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的海量數(shù)據(jù)及學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行管理的模式已經(jīng)滿(mǎn)足不了教育工作者和大學(xué)生的要求了。如何轉(zhuǎn)換這些數(shù)據(jù)成為有價(jià)值的信息，并能為教學(xué)決策，學(xué)習(xí)優(yōu)化、改進(jìn)學(xué)習(xí)效果等服務(wù)，不僅成為教育界所關(guān)注的焦點(diǎn)，更是教育信息化發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。Romero&Ventura（2007）以及Baker&Yacef（2009）對(duì)10余年的教育數(shù)據(jù)挖掘研究進(jìn)行分析，歸納出5類(lèi)教育數(shù)據(jù)挖掘方法。目前，教育數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)已經(jīng)得到廣泛的關(guān)注和應(yīng)用，特別是網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)與相應(yīng)的教育管理系統(tǒng)中得到充分的發(fā)揮。伴隨著教育數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)方法的成熟，會(huì)進(jìn)一步開(kāi)啟對(duì)學(xué)生的行為分析的數(shù)據(jù)挖掘研究。本研究基于以上的教育數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的研究背景，立足于大學(xué)校園，通過(guò)對(duì)學(xué)生的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，希望探索出學(xué)生的個(gè)人情況、成績(jī)、考勤、社會(huì)行為、就業(yè)，獎(jiǎng)勵(lì)懲罰，貸款還貸中一系列活動(dòng)分布特點(diǎn)。為開(kāi)展對(duì)大學(xué)生教育教學(xué)個(gè)性化管理服務(wù)提供可靠的網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)。

2 系統(tǒng)功能分析

基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的大學(xué)生信息檢索系統(tǒng)是在大量的學(xué)生信息中發(fā)現(xiàn)隱含的數(shù)據(jù)規(guī)則，根據(jù)信息的需求，對(duì)包含有的信息進(jìn)行采集、分析和存儲(chǔ)，從而完成學(xué)生信息檢索請(qǐng)求。主要實(shí)現(xiàn)的檢索信息功能見(jiàn)圖1。

圖1 大學(xué)生信息檢索系統(tǒng)功能模塊

（1）個(gè)人信息：對(duì)大學(xué)生基本信息包括學(xué)號(hào)、姓名、性別、民族、出生年月、電話、QQ號(hào)碼（MSN） 、郵箱、班級(jí)、家庭地址、所在院系、入學(xué)日期，年制等內(nèi)容檢索。

（2）成績(jī)信息：主要包括成績(jī)與選課（選修和必修）兩部分內(nèi)容。當(dāng)查詢(xún)學(xué)生相關(guān)考試成績(jī)信息時(shí)，可以根據(jù)學(xué)號(hào)、姓名、課程、班級(jí)，專(zhuān)業(yè)等不同字段進(jìn)行檢索也可以對(duì)選的課程的類(lèi)型進(jìn)行信息查詢(xún)。

（3）考勤信息：主要包括了學(xué)生在校上課情況信息的檢索?？梢粤谐鲆园唷⒄n程為關(guān)鍵字的學(xué)生考勤報(bào)表、并能智能篩選分析個(gè)人或班級(jí)的考勤對(duì)比等模塊。同時(shí)，針對(duì)個(gè)人考勤情況，對(duì)個(gè)別問(wèn)題學(xué)生也可以按一定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并及時(shí)反饋。

（4）社會(huì)行為信息：社會(huì)行為信息中反應(yīng)了大學(xué)生社會(huì)實(shí)踐重要內(nèi)容。每一個(gè)大學(xué)生的道德修養(yǎng)和知識(shí)應(yīng)用能力都是通過(guò)社會(huì)行為體現(xiàn)出來(lái)，其中主要包括了校內(nèi)和校外的課外活動(dòng)，其中校內(nèi)的包括社團(tuán)活動(dòng)和勤工助學(xué)等，校外的包括科技文化援助、醫(yī)療衛(wèi)生、法律宣傳、社會(huì)調(diào)查、文化服務(wù)等。

（5）就業(yè)信息：為了方便學(xué)校對(duì)已經(jīng)畢業(yè)的學(xué)生進(jìn)行跟蹤統(tǒng)計(jì)調(diào)查，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生畢業(yè)后的工作情況信息檢索。

（6）獎(jiǎng)勵(lì)懲罰信息：大學(xué)生在上學(xué)期間因何理由獎(jiǎng)勵(lì)和因何事進(jìn)行處分信息的檢索。獎(jiǎng)勵(lì)懲罰的等級(jí)包括通報(bào)表?yè)P(yáng)、嘉獎(jiǎng)、記小功、記大功、特別獎(jiǎng)等和學(xué)生處分分為警告、嚴(yán)重警告、記過(guò)、留校察看和開(kāi)除學(xué)籍五種。以上內(nèi)容都會(huì)作為考核每一個(gè)大學(xué)生誠(chéng)信水準(zhǔn)的重要指標(biāo)。

（7）貸款還貸信息：學(xué)生的貸款還貸現(xiàn)在已經(jīng)成為大學(xué)里不可缺少的一部分。發(fā)展大學(xué)對(duì)貸款還貸信息化管理，以達(dá)到大學(xué)生自主管理貸款還貸的目的。為實(shí)現(xiàn)這一目的，該系統(tǒng)對(duì)學(xué)生貸款銀行、個(gè)人的誠(chéng)信信息、貸款利率、貸款類(lèi)別、貸款年限、貸款金額、和還貸時(shí)間等信息進(jìn)行檢索和數(shù)據(jù)挖掘。

3 系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)

3.1 功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

基于大學(xué)生信息檢索系統(tǒng)需求分析，以B／S網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)不同的用戶(hù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)對(duì)服務(wù)器中的學(xué)生的各類(lèi)信息進(jìn)行檢索和挖掘，多樣性的數(shù)據(jù)形式采取分類(lèi)采集后，檢索的結(jié)果可通過(guò)服務(wù)器端發(fā)送回給客戶(hù)端。為了實(shí)現(xiàn)大學(xué)生的七大類(lèi)信息檢索和數(shù)據(jù)挖掘，把系統(tǒng)劃分為用戶(hù)管理模塊、數(shù)據(jù)管理模塊（數(shù)據(jù)采集功能、數(shù)據(jù)分析功能，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能），通過(guò)這些模塊相互協(xié)作實(shí)現(xiàn)大學(xué)生信息檢索功能。

3.2 用戶(hù)管理模塊

用戶(hù)管理模塊按管理員、教師、學(xué)生三類(lèi)用戶(hù)進(jìn)行分類(lèi)，不同的用戶(hù)在相應(yīng)的權(quán)限下執(zhí)行操作。每個(gè)用戶(hù)成功登錄后，可對(duì)學(xué)生基本情況，在校行為表現(xiàn)，學(xué)籍內(nèi)容，獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰等信息的檢索。對(duì)于學(xué)生，可以檢索本人相關(guān)的全部信息，并能智能化推薦個(gè)性化的服務(wù)指導(dǎo)；而對(duì)于管理員，不僅可以獲得學(xué)生的各類(lèi)信息，而且可以把檢索到的學(xué)生信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和進(jìn)一步數(shù)據(jù)挖掘。同時(shí)，為了獲得更全，準(zhǔn)確的個(gè)人信息，在注冊(cè)時(shí)提供數(shù)據(jù)類(lèi)型具有多樣性，能夠滿(mǎn)足各用戶(hù)的各種輸入要求。

3.3 數(shù)據(jù)管理模塊

3.3.1 數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集分為客戶(hù)端數(shù)據(jù)采集和服務(wù)器端數(shù)據(jù)采集兩大類(lèi)。當(dāng)用戶(hù)把檢索條件提交后，先對(duì)客戶(hù)端數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取并匹配成功后傳到Web服務(wù)器，根據(jù)請(qǐng)求的檢索條件進(jìn)行數(shù)據(jù)匹配，按一定的數(shù)據(jù)收集方法找到合適的數(shù)據(jù)源，并將收集到的不同數(shù)據(jù)源以相應(yīng)的格式存入數(shù)據(jù)庫(kù)。

3.3.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問(wèn)題是基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的大學(xué)生信息檢索系統(tǒng)中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，需要建立一個(gè)完善的數(shù)據(jù)庫(kù)，以實(shí)現(xiàn)各類(lèi)數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)。本系統(tǒng)由七類(lèi)信息模塊為依托，分別建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)表，其中不僅考慮了功能擴(kuò)展的問(wèn)題，還必須針對(duì)了各個(gè)表之間的關(guān)系，設(shè)置相應(yīng)的數(shù)據(jù)表的主鍵和索引。

3.3.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析是本系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的核心部分。服務(wù)器端根據(jù)不同用戶(hù)的要求，建立的相關(guān)索引，實(shí)時(shí)對(duì)海量數(shù)據(jù)的分析處理，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)清理后，將完整、正確、一致的信息存儲(chǔ)到大數(shù)據(jù)庫(kù)。其中可通過(guò)數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶(hù)的個(gè)性化需求進(jìn)行分析，并給予學(xué)生的行為分析預(yù)測(cè)，從而可提供滿(mǎn)足這些特征個(gè)性化內(nèi)容的智能化信息展示與推薦指導(dǎo)。例如：從服務(wù)器中提取出某個(gè)學(xué)生的成績(jī)，對(duì)學(xué)生的成績(jī)數(shù)據(jù)篩選并進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘分析后，不僅要分析成績(jī)的好壞，并能夠個(gè)性化指導(dǎo)學(xué)習(xí)狀態(tài)以達(dá)到學(xué)習(xí)效率的提高。

3.4 實(shí)現(xiàn)流程

該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)主要由3個(gè)層組成。

表1 基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的大學(xué)生信息檢索系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)

圖2 大學(xué)生信息檢索流程圖

各功能模塊交互協(xié)作實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的檢索，并傳送給客戶(hù)端。具體流程見(jiàn)圖2。

（1）智能檢索網(wǎng)絡(luò)客戶(hù)端接收用戶(hù)所提出的檢索要求，并對(duì)用戶(hù)名和密碼進(jìn)行登錄驗(yàn)證。

（2）服務(wù)器收到用戶(hù)提出的信息檢索要求后，把信息傳送給服務(wù)器平臺(tái)。

（3）在獲得服務(wù)器信息存取訪問(wèn)后，建立客戶(hù)端與網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的通信。讀取信息時(shí)先從數(shù)據(jù)塊中采集到對(duì)應(yīng)的元數(shù)據(jù)的信息位置，通過(guò)數(shù)據(jù)的位置信息，依次對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，真到讀取完成。在整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中就是通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘工具對(duì)查找到的數(shù)據(jù)進(jìn)行反復(fù)的過(guò)濾，去除模糊，不確定的數(shù)據(jù)，提煉出有價(jià)值的信息。

（4）檢索的結(jié)果將會(huì)有不同數(shù)據(jù)形式傳遞到客戶(hù)端。

4 結(jié)語(yǔ)

目前，大學(xué)生信息數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的挖掘已經(jīng)成為大學(xué)校園里數(shù)子信息化發(fā)展的重要指標(biāo)。根據(jù)信息處理的挖掘技術(shù)，本研究提出了一種基于大學(xué)生的個(gè)人信息、成績(jī)、考勤、社會(huì)行為、就業(yè)，獎(jiǎng)勵(lì)懲罰，貸款還貸七類(lèi)模塊數(shù)據(jù)的檢索和挖掘的信息系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)了基于大學(xué)生的信息檢索的優(yōu)化和具體的數(shù)據(jù)挖掘流程。 通過(guò)構(gòu)建一個(gè)全方位的學(xué)生檢索系統(tǒng)，使大學(xué)生的信息實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理和數(shù)據(jù)重新分配與整合，而且還實(shí)現(xiàn)學(xué)生各類(lèi)信息的優(yōu)化，又保障了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)用性。但是，目前教育數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)還不成熟，在具體應(yīng)用中還出現(xiàn)很多問(wèn)題，尤其是在檢索信息的時(shí)候，信息安全性，數(shù)據(jù)匹配，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性等方面都有待于深入研究。

[1] WANG Yi-jie，SUN Wei-dong，ZHOU Song，et a1． Key technologies of distributed storage for cloud computing[J]．Joumal of Software，2012（4）：1-25．

[2] WU Yong—wei．HUANG Xiao—meng．Cloud storage[J]．Society of China Computer Communication，2009，5（6）：44-51．

[3] HUANG C Q，DUAN R L，TANG Y，et a1．EllS：An educational information intelligent search engine supported by semantic services[J].International Journal of Distance Education Technologies（I～DET），2011，9（1）：21-43．

[4] Baepler，P&Murdoch，C．J．Academic Analytics and Data Mining in Higher Education[J]．International Journal for the Scholarship of Teaching and Learning，2010，4（2）：170-178．

[5] 陳衛(wèi)榮．Web網(wǎng)絡(luò)信息挖掘系統(tǒng)的體系構(gòu)建探究[J]．寧德師范學(xué)院學(xué)報(bào)，201（10）：156-160．

[6] 魏順平.學(xué)習(xí)分析技術(shù)：挖掘大數(shù)據(jù)時(shí)代下教育數(shù)據(jù)的價(jià)值[J]．現(xiàn)代教育技術(shù)，2013（23）：5-11．

[7] 徐鵬，王以寧.大數(shù)據(jù)視角分析學(xué)習(xí)變革——美國(guó)《通過(guò)教育數(shù)據(jù)挖掘和學(xué)習(xí)分析促進(jìn)教與學(xué)》報(bào)告解讀及啟示[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2013（6）：11-17．

[8] 劉宇.網(wǎng)絡(luò)交易數(shù)據(jù)挖掘分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]．電腦編程技巧與維護(hù)，2014（23）：50-51．

[9] 中一鳴，申懷亮.基于Hadoop架構(gòu)的校園信息系統(tǒng)研究[J].中國(guó)電子商務(wù)，2013（24）：58-59．

[10] 張建莉.云存儲(chǔ)技術(shù)在高校信息化建設(shè)中的應(yīng)用分析[J]．科技視界，2013（28）：216．

TP311.13

A