基于數(shù)據(jù)挖掘的學(xué)生體質(zhì)健康測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

任宇飛，劉海林，任宏飛

（1.陜西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 體育部，陜西 西安 710018；2.陜西交通高速公路服務(wù)有限公司 陜西 西安710075；3.陜西省交通廳 信息中心，陜西 西安 710075）

基于數(shù)據(jù)挖掘的學(xué)生體質(zhì)健康測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

任宇飛1，劉海林2，任宏飛3

（1.陜西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 體育部，陜西 西安 710018；2.陜西交通高速公路服務(wù)有限公司 陜西 西安710075；3.陜西省交通廳 信息中心，陜西 西安 710075）

文中設(shè)計(jì)一套基于數(shù)據(jù)挖掘的智能化檢測系統(tǒng)，并對系統(tǒng)構(gòu)成的功能模塊做出了詳細(xì)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)描述。從系統(tǒng)的主干服務(wù)模塊和信息交互模塊出發(fā)，逐步實(shí)現(xiàn)涵蓋系統(tǒng)管理操作、數(shù)據(jù)測試、學(xué)生管理和數(shù)據(jù)分析等信息交互與傳遞功能的完整體系，為實(shí)現(xiàn)規(guī)范化、智能化、便捷化學(xué)生體質(zhì)測試與數(shù)據(jù)采集提供重要的技術(shù)支持。

學(xué)生體質(zhì)健康測試；數(shù)據(jù)挖掘；系統(tǒng)構(gòu)建；測試與管理；數(shù)據(jù)分析

Abstract:The author put forward the idea to design a set of intelligent detection system based on data mining， and the system structure of the functional modules to make a detailed design and implementation description.Starting from the main service module and information interaction module of the system，and gradually realize the management system covering the complete system operation，data testing， data analysis and student management information exchange and transfer function，in order to realize the test and the number of students'physique standardized， intelligent， convenient data collection and provide important technical support.

Key words:students'physical fitness test； data mining； system construction； testing and management；data analysis

智能化管理和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是為適應(yīng)社會(huì)高效信息處理需求而產(chǎn)生的一種新型管理模式。社會(huì)節(jié)奏的加快導(dǎo)致工作壓力劇增，也使得人們更加注重基本身體素質(zhì)的管理。而作為人才輸送的重要樞紐，高職院校在此背景下逐漸衍生出圍繞學(xué)生體質(zhì)監(jiān)測和定期檢測的管理模式。而為了實(shí)現(xiàn)更優(yōu)質(zhì)的管理，向社會(huì)輸送高質(zhì)量優(yōu)秀人才，需要實(shí)現(xiàn)體質(zhì)信息的規(guī)范化收集和集中處理，這就離不開基于系統(tǒng)算法與數(shù)據(jù)挖掘的高效分析和科學(xué)化網(wǎng)絡(luò)管理[1]。以下便主要研究在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)下如何構(gòu)建出符合體質(zhì)監(jiān)測需求的科學(xué)、規(guī)范化監(jiān)測系統(tǒng)，從而縮減信息采集成本，提升數(shù)據(jù)質(zhì)量和工作分析效率，最大化保持測試結(jié)果的客觀準(zhǔn)確性。

1 需求分析及模型架構(gòu)

作為學(xué)生體質(zhì)測試的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化管理模式系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的基礎(chǔ)上，本文在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中集成了包括：數(shù)據(jù)支持和網(wǎng)絡(luò)支持的系統(tǒng)管理模塊；數(shù)據(jù)分析與總結(jié)的學(xué)生信息集散模塊；測試對比、信息采集的動(dòng)態(tài)學(xué)生交互模塊等多項(xiàng)功能模塊[2]。同時(shí)，在系統(tǒng)模型的建立、發(fā)布、執(zhí)行和結(jié)果反饋過程中，詳細(xì)介紹系統(tǒng)管理方式以及對資訊的收集與處理方法，為校方體育鍛煉方案制定及相關(guān)決策提供有效數(shù)據(jù)支持[3]。

圖1 超級管理員功能用圖

2 系統(tǒng)模型構(gòu)建

針對系統(tǒng)的不同用戶，以下分別給出了系統(tǒng)可訪問的內(nèi)容及對應(yīng)權(quán)限。

1）超級管理員

超級管理員具備最高權(quán)限，實(shí)施所有系統(tǒng)管理員的管理和任務(wù)分配，一般由系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)者本人擔(dān)任。如圖1所示，超級管理員操作相對較為簡單，只需要對下屬管理員進(jìn)行添加、調(diào)整和任務(wù)分配即可[6]。

2）系統(tǒng)管理員

系統(tǒng)管理員相對工作種類較多，需要執(zhí)行日常管理的大多數(shù)操作，所以擁有系統(tǒng)管理員權(quán)限的人數(shù)也應(yīng)相對較多。如圖2所示，系統(tǒng)管理員主要實(shí)行日常系統(tǒng)維護(hù)、Bug修復(fù)、學(xué)生信息校對、數(shù)據(jù)備份、學(xué)生檔案管理和測試分析等系統(tǒng)任務(wù)。并在發(fā)生異常情狀況時(shí)進(jìn)行人工修補(bǔ)，或是在學(xué)生用戶登錄信息丟失、遺忘時(shí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)找回和還原。

圖2 系統(tǒng)管理員任務(wù)功能圖例

3）學(xué)生用戶

學(xué)生是系統(tǒng)的主要用戶群體，也是系統(tǒng)服務(wù)的對象。因此，面向?qū)W生用戶的功能和操作主要包括：系統(tǒng)登錄、預(yù)約測試、個(gè)人信息填寫及修改、測試成績查詢、核實(shí)反饋以及信息提交等[7]，關(guān)系如圖3所示。

圖3 學(xué)生用戶功能圖例

根據(jù)以上群體劃分權(quán)限等級進(jìn)行用戶內(nèi)容區(qū)別開放，對于體質(zhì)健康測試系統(tǒng)的“學(xué)生登錄”可采用表1的模型框架。

系統(tǒng)及服務(wù)器設(shè)計(jì)構(gòu)架，在基礎(chǔ)的Browser/Server體系范圍進(jìn)行功能擴(kuò)展，并添加體質(zhì)測試和收集設(shè)備前端。骨干結(jié)構(gòu)遵循圖4模式。

圖4 系統(tǒng)骨干框架

3部分結(jié)構(gòu)各自完成系統(tǒng)部分功能，并協(xié)同實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集和轉(zhuǎn)存分析過程。其中，體質(zhì)測試設(shè)備前端主要由測試儀器構(gòu)成，用于實(shí)地接受學(xué)生體質(zhì)參數(shù)。數(shù)據(jù)傳回服務(wù)器后，在服務(wù)器內(nèi)部按照體質(zhì)鑒定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相關(guān)邏輯分析，再將分析結(jié)果轉(zhuǎn)存到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，經(jīng)由瀏覽器將數(shù)據(jù)按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行發(fā)布[8]。其的結(jié)構(gòu)關(guān)系，如圖5所示。

圖5 系統(tǒng)詳細(xì)架構(gòu)

3 系統(tǒng)內(nèi)容設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 測試用戶服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)服務(wù)版塊設(shè)計(jì)和功能實(shí)現(xiàn)分為4個(gè)模塊進(jìn)行：系統(tǒng)管理員管理、系統(tǒng)資訊管理、學(xué)生數(shù)據(jù)信息反饋和系統(tǒng)儲(chǔ)存與備份四項(xiàng)模塊來實(shí)現(xiàn)體質(zhì)測試系統(tǒng)[9]。

系統(tǒng)管理員模塊主管權(quán)限，即對系統(tǒng)管理行為的各項(xiàng)操作。所有的管理操作均由系統(tǒng)預(yù)設(shè)定的權(quán)限代碼進(jìn)行審核及執(zhí)行，常用有Administrator和AdministratorManagement兩類。詳細(xì)間類關(guān)系，如圖6所示。

圖6 系統(tǒng)管理員模塊間類關(guān)系

系統(tǒng)資訊模塊主管系統(tǒng)資訊數(shù)據(jù)的管理操作，需要管理員權(quán)限才能執(zhí)行。內(nèi)部劃分若干數(shù)據(jù)類別，針對資訊IDNID、資訊標(biāo)題NTitle、資訊內(nèi)容NContent、資訊發(fā)布時(shí)間NPublishtime和資訊發(fā)布者NAuthor等屬性信息，實(shí)現(xiàn)新聞、系統(tǒng)通知、資訊管理、內(nèi)容添加、修改和刪除等操作。該項(xiàng)模塊的間類關(guān)系，如圖7所示。

圖7 系統(tǒng)資訊模塊間類關(guān)系

反饋信息模塊主要負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)接收的各項(xiàng)學(xué)生信息，同樣由管理員實(shí)行各項(xiàng)系統(tǒng)操作。模塊間類關(guān)系，如圖8所示。

系統(tǒng)備份模塊主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的備份和加密儲(chǔ)存，在后續(xù)的數(shù)據(jù)修正和缺失修補(bǔ)過程中起重要參考作用。備份方法包含“備份路徑、備份表格、備份系統(tǒng)參數(shù)params”，協(xié)同主導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行備份審定和執(zhí)行。

3.2 數(shù)據(jù)挖掘分析模塊設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)挖掘分析模塊專門負(fù)責(zé)進(jìn)行學(xué)生體質(zhì)數(shù)據(jù)的各項(xiàng)分析與測試，并按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行體質(zhì)狀況評定，是數(shù)據(jù)分析的“主力軍”。數(shù)據(jù)挖掘模塊得到的體質(zhì)報(bào)表、用戶大數(shù)據(jù)分類和體質(zhì)趨向等各類信息，將為學(xué)生體質(zhì)鍛煉方案執(zhí)行和后續(xù)計(jì)劃審定提供重要參考和支持。具體組件運(yùn)行，如圖9所示。

圖8 反饋信息管理模塊間類關(guān)系

圖9 數(shù)據(jù)分析模塊間類關(guān)系

數(shù)據(jù)挖掘分析模塊主要集中在Data Analysis Module環(huán)境下實(shí)現(xiàn)，分別進(jìn)行GradeEvaluation的成績評定和測試數(shù)據(jù)分級；GenerateTables優(yōu)良統(tǒng)計(jì)報(bào)表；Search的測試條件結(jié)果查詢；基于Mining Rules For Decision的決策關(guān)聯(lián)與挖掘算法支持[10-14]。

4 結(jié)束語

文中主要從服務(wù)系統(tǒng)所包含的數(shù)據(jù)和交互模塊入手，進(jìn)行學(xué)生體質(zhì)測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。并從管理模塊、測試模塊、學(xué)生模塊和數(shù)據(jù)模塊幾個(gè)子項(xiàng)目分別著手，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能分工與合作的有機(jī)融合，使系統(tǒng)成為管理完備、資訊齊全、反饋及時(shí)的成熟、完善的系統(tǒng)體系。注重系統(tǒng)的各模塊功能互補(bǔ)性，從而共同實(shí)現(xiàn)大學(xué)生體質(zhì)測試和數(shù)據(jù)分析的數(shù)字信息化管理。為體質(zhì)測驗(yàn)后續(xù)的成績評定、報(bào)表生成、結(jié)果查詢以及校方新階段的體育鍛煉計(jì)劃制定與實(shí)施，提供重要的技術(shù)支持與數(shù)據(jù)參考。

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The design and implementation of the students'physical fitness test system based on data mining

REN Yu-fei1，LIU Hai-lin2，REN Hong-fei2
（1.Department of Physical Education， Shaanxi Vocational and Technical College， Xi'an710018，China；2.Shaanxi Highway Traffic Services Ltd.， Xi'an710075，China；3.Shaanxi Provincial Communications Department Information Center， Xi'an710075，China）

TN99

A

1674－6236（2017）19-0060-04

2016-10-20稿件編號201610102

任宇飛（1982—），男，陜西洛川人，碩士，講師。研究方向：籃球教學(xué)與訓(xùn)練。