基于大數(shù)據(jù)分析的黨務(wù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

凌 媛

（湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 衡陽(yáng) 421005）

在當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的背景下，黨務(wù)管理對(duì)政黨的有效運(yùn)行和發(fā)展至關(guān)重要。隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展和大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，利用大數(shù)據(jù)分析來(lái)改進(jìn)黨務(wù)管理已成為一種必然趨勢(shì)。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)可以從海量的數(shù)據(jù)中提取有價(jià)值的規(guī)律和信息，有效提高黨務(wù)管理的效率和質(zhì)量。該文旨在基于大數(shù)據(jù)分析的方法設(shè)計(jì)一套黨務(wù)管理系統(tǒng)，以滿足現(xiàn)代政黨組織的需求。通過(guò)該系統(tǒng)，政黨組織可以更好地管理黨員信息、組織活動(dòng)和黨費(fèi)財(cái)務(wù)等方面的工作，實(shí)現(xiàn)黨務(wù)管理的科學(xué)化、規(guī)范化和智能化。該系統(tǒng)采用C/S模型為基礎(chǔ)架構(gòu)，借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)黨務(wù)管理的全面數(shù)字化，使用戶只需通過(guò)瀏覽器即可訪問(wèn)系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了用戶的操作流程，提高了用戶的使用便捷性。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，該文采用英特爾凌動(dòng)E3800系列SOC的處理器為系統(tǒng)硬件，通過(guò)層次式的E-R實(shí)體圖設(shè)計(jì)方法，建立系統(tǒng)的展示層、控制層和數(shù)據(jù)訪問(wèn)層，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的合理存儲(chǔ)和高效訪問(wèn)。期望通過(guò)該文的研究，能為政黨組織提供一種先進(jìn)的黨務(wù)管理解決方案，促進(jìn)黨務(wù)工作的現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型。

1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

基于大數(shù)據(jù)分析的黨務(wù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總框架可分為3層，分別為展示層、控制層和數(shù)據(jù)訪問(wèn)層，系統(tǒng)總框架設(shè)計(jì)圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總框架設(shè)計(jì)

展示層是系統(tǒng)的用戶界面，用于向用戶展示黨務(wù)管理系統(tǒng)的功能和數(shù)據(jù)分析結(jié)果。通過(guò)直觀的可視化界面，用戶可以方便地查看黨員信息、組織活動(dòng)和數(shù)據(jù)分析結(jié)果等內(nèi)容，以支持決策和管理工作[1]?？刂茖邮窍到y(tǒng)的核心邏輯處理部分，主要包括數(shù)據(jù)錄入模塊、數(shù)據(jù)處理模塊以及數(shù)據(jù)匯總模塊，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)的流動(dòng)和業(yè)務(wù)邏輯的處理。作為數(shù)據(jù)處理與展示層之間的橋梁，接收用戶請(qǐng)求并進(jìn)行相應(yīng)的處理，然后將結(jié)果返回展示層或調(diào)用數(shù)據(jù)訪問(wèn)層進(jìn)行數(shù)據(jù)的操作。數(shù)據(jù)訪問(wèn)層是系統(tǒng)中與數(shù)據(jù)存取直接相關(guān)的組件，負(fù)責(zé)與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行交互，進(jìn)行對(duì)數(shù)據(jù)的讀取、寫(xiě)入和更新操作。其主要目標(biāo)是提供高效、可靠的數(shù)據(jù)訪問(wèn)接口，保證系統(tǒng)的數(shù)據(jù)一致性和完整性。

2 硬件設(shè)計(jì)

基于大數(shù)據(jù)分析的黨務(wù)管理系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)主要通過(guò)64位英特爾凌動(dòng)E3800系列SOC的處理器及外圍核心擴(kuò)展模塊實(shí)現(xiàn)，支持DCODE總線接入，具備更強(qiáng)大的處理能力和更多的功能擴(kuò)展選項(xiàng)。該系列處理器配備了更大的Flash存儲(chǔ)器和RAM容量，可提供更多的GPIO引腳和外設(shè)接口，同時(shí)還具備高性能的浮點(diǎn)運(yùn)算單元（FPU），可加速?gòu)?fù)雜算法和信號(hào)處理任務(wù)，具有6個(gè)數(shù)字輸入通道和6個(gè)繼電器輸出通道，并通過(guò)以太網(wǎng)接口連接網(wǎng)絡(luò)，支持TCP/IP和UDP協(xié)議，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信息的傳輸和遠(yuǎn)程監(jiān)控，具有優(yōu)異的抗干擾能力，以提供卓越的信息采集能力和響應(yīng)速度，該系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖

具備1MB的內(nèi)置存儲(chǔ)器，用于操作系統(tǒng)和客戶端應(yīng)用程序；通過(guò)USB串口與控制臺(tái)連接，以修改主要參數(shù)并顯示局部狀態(tài)；配備外部接口WatchDog，監(jiān)控系統(tǒng)活動(dòng)；配備5V和3.3V共2個(gè)功率的指示燈，通過(guò)PWM脈沖寬度調(diào)制實(shí)現(xiàn)局部故障提醒；內(nèi)置DC電源，支持220V的AC電源輸入。

3 軟件設(shè)計(jì)

3.1 展示層

基于大數(shù)據(jù)分析的黨務(wù)管理系統(tǒng)展示層的主要功能是提供用戶界面，以便用戶可以與系統(tǒng)進(jìn)行交互并獲取相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)黨務(wù)信息的顯示和管理，并提供便捷的黨務(wù)指導(dǎo)和決策支持。為了滿足系統(tǒng)需求，采用了Thymeleaf技術(shù)與TypeScript技術(shù)相結(jié)合，利用Struts2框架進(jìn)行系統(tǒng)展示層設(shè)計(jì)和布局。前端UI使用模板引擎渲染工具CSS解釋器，將動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)與靜態(tài)模板結(jié)合，生成最終的輸出結(jié)果，具體流程圖如圖3所示。

圖3 解析流程圖

使用CSS解釋器將輸入的數(shù)據(jù)代碼分解為一個(gè)個(gè)詞法單元，解釋器將詞法單元按照CSS的語(yǔ)法規(guī)則進(jìn)行組合，形成一棵語(yǔ)法樹(shù)。語(yǔ)法樹(shù)表示數(shù)據(jù)代碼的結(jié)構(gòu)和層級(jí)關(guān)系，其中每個(gè)樹(shù)干代表一個(gè)CSS規(guī)則或聲明。解釋器根據(jù)解析得到的語(yǔ)法樹(shù)和瀏覽器的樣式規(guī)則鎖定每個(gè)元素應(yīng)用的最終樣式[2]。布局階段確定元素在頁(yè)面上的位置和大小，解釋器會(huì)根據(jù)解析得到的樣式信息鎖定每個(gè)元素的盒模型和布局屬性，最后將解析和布局完成的元素進(jìn)行渲染，生成最終的可視化輸出。借助峰值信噪比檢驗(yàn)可視化輸出效果，以評(píng)估生成圖像與目標(biāo)圖像之間的相似性和質(zhì)量，其計(jì)算如公式（1）所示。

式中：p為圖像像素值的最大可能值；m為生成圖像和目標(biāo)圖像之間的均方誤差；R為衡量圖像質(zhì)量的指標(biāo)系數(shù)，指標(biāo)值越高，表示生成圖像與目標(biāo)圖像之間的差異越小。

3.2 控制層

3.2.1 數(shù)據(jù)錄入模塊

數(shù)據(jù)錄入模塊的主要目的是接收用戶提供的黨務(wù)數(shù)據(jù)，并將其有效地存儲(chǔ)到系統(tǒng)中以供后續(xù)處理和分析。先進(jìn)行API訪問(wèn)接口的設(shè)計(jì)，以供用戶輸入和編輯黨務(wù)數(shù)據(jù)。該接口包括表單字段和選項(xiàng)。在數(shù)據(jù)錄入過(guò)程中進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)驗(yàn)證，確保輸入的數(shù)據(jù)符合規(guī)定的格式和要求。使用WinMerge工具建立一個(gè)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)矩陣，其計(jì)算如公式（2）所示。

式中：TI表示檢驗(yàn)矩陣一致性系數(shù)；?max為檢驗(yàn)矩陣的最大特征根；c為數(shù)據(jù)源信息個(gè)數(shù)。

將驗(yàn)證一致的黨務(wù)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在Cache快速存儲(chǔ)器中，通過(guò)以EPaxos算法為基礎(chǔ)的Doozerd檢測(cè)存儲(chǔ)任務(wù)序列狀態(tài)，結(jié)合存儲(chǔ)進(jìn)度發(fā)布存儲(chǔ)任務(wù)并靈活進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)度，設(shè)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)剩余能力為W，其計(jì)算如公式（3）所示。

式中：τi為剩余的信息存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)；ε為存儲(chǔ)黨務(wù)資源類型參數(shù)；p為單位時(shí)間信息傳輸量；t為剩余存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)容量。

總之，Cache快速存儲(chǔ)器可以將數(shù)據(jù)分布在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上，通過(guò)并行讀寫(xiě)和數(shù)據(jù)冗余來(lái)提高存儲(chǔ)性能和容錯(cuò)能力，加快數(shù)據(jù)的訪問(wèn)速度，以便更快地將數(shù)據(jù)提供給數(shù)據(jù)處理單元。

3.2.2 數(shù)據(jù)處理模塊

當(dāng)用戶完成黨務(wù)信息錄入后，系統(tǒng)會(huì)將錄入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行處理和分析[3]。數(shù)據(jù)處理模塊主要指的是數(shù)據(jù)ETL功能，即對(duì)導(dǎo)入系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、寫(xiě)入、清洗和轉(zhuǎn)換等操作，讓其達(dá)到數(shù)據(jù)分析可用的狀態(tài)?；谛枨蠓治?，數(shù)據(jù)處理模塊部分會(huì)記錄處理需求。針對(duì)實(shí)時(shí)部分?jǐn)?shù)據(jù)，會(huì)在集群上啟動(dòng)一個(gè)任務(wù)，最后將處理結(jié)果寫(xiě)入一個(gè)新的集合中；針對(duì)離線部分?jǐn)?shù)據(jù)，會(huì)將任務(wù)提交給調(diào)度系統(tǒng)，進(jìn)行周期性處理，并將結(jié)果導(dǎo)入新的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中，處理步驟如下。

調(diào)度系統(tǒng)周期性處理離線數(shù)據(jù)的第一步是抽取離線數(shù)據(jù)源，在需要抽取的數(shù)據(jù)源建立修改、插入和刪除3個(gè)觸發(fā)器，當(dāng)數(shù)據(jù)源中的數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，相應(yīng)的觸發(fā)器會(huì)將發(fā)生變化的數(shù)據(jù)內(nèi)容寫(xiě)入抽取線程，完成抽取工作。

抽取完成后，借助ETL工具對(duì)異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、消除和匹配等操作，然后將經(jīng)過(guò)ETL工具處理的數(shù)據(jù)內(nèi)容加載到所構(gòu)建的臨時(shí)中間層中，具體流程圖如圖4所示。

圖4 ETL格式轉(zhuǎn)換圖

如圖4所示，當(dāng)ETL工具對(duì)黨務(wù)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，對(duì)于一致的黨務(wù)源數(shù)據(jù)，可以直接進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換；對(duì)于不一致的會(huì)計(jì)源數(shù)據(jù)，則采用調(diào)試、導(dǎo)出、分配以及合并信息等方式將信息進(jìn)行統(tǒng)一清洗。將清洗后的2種數(shù)據(jù)信息統(tǒng)一進(jìn)行耦合性數(shù)據(jù)連接，以便將相似數(shù)據(jù)進(jìn)行共同存儲(chǔ)分析。設(shè)2種信息的耦合性為Vc，其計(jì)算如公式（4）所示。

式中：Va為一致黨務(wù)信息的數(shù)據(jù)源系數(shù)；Vb為不一致黨務(wù)信息的數(shù)據(jù)源系數(shù)；α為混合權(quán)重。

然后將已經(jīng)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)格式的會(huì)計(jì)信息分配到不同的分類標(biāo)準(zhǔn)體系中，根據(jù)不同的分析內(nèi)容對(duì)所需的實(shí)元素進(jìn)行檢索分類，從而為管理者提供所需的黨務(wù)內(nèi)容或黨務(wù)信息。

3.2.3 數(shù)據(jù)匯總模塊

在黨務(wù)管理系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)匯總模塊類似于為服務(wù)器端增加了一個(gè)臨時(shí)中間層，該層能夠高效地存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)，以提供更快速的數(shù)據(jù)訪問(wèn)和匯總服務(wù)。通過(guò)引入臨時(shí)中間層，系統(tǒng)能夠有效地減輕對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的直接訪問(wèn)壓力，同時(shí)還能快速響應(yīng)用戶的數(shù)據(jù)查詢和匯總需求，使黨務(wù)管理系統(tǒng)在數(shù)據(jù)處理和分析方面具備了更高的效率和性能，提升了系統(tǒng)整體的運(yùn)行效果[4]。設(shè)黨務(wù)信息處理類型集合為qj，其計(jì)算如公式（5）所示。

式中：n為黨務(wù)信息的特征數(shù)量；kn為黨務(wù)信息第n個(gè)單項(xiàng)特征。

假設(shè)需要計(jì)算的黨務(wù)信息匯總為Fh，其計(jì)算如公式（6）所示。

式中：h為黨員發(fā)展階段節(jié)點(diǎn)；i為入黨時(shí)間；k為黨員業(yè)務(wù)序號(hào)；j為黨務(wù)類型；qj為黨務(wù)類型集合；則Li，hj，k為黨務(wù)匯總信息向量。

增加黨務(wù)信息匯總模塊，和直接讀取數(shù)據(jù)庫(kù)文檔相比，可以提升數(shù)據(jù)讀取效率。

3.3 數(shù)據(jù)訪問(wèn)層

在黨務(wù)管理系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)是非常關(guān)鍵的部分，是一個(gè)用于存儲(chǔ)、管理和處理數(shù)據(jù)的關(guān)鍵工具，是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高效數(shù)據(jù)訪問(wèn)、共享、安全和管理功能的基礎(chǔ)，可為應(yīng)用程序和用戶提供可靠的數(shù)據(jù)支持[5]。采用層次式的E-R實(shí)體圖設(shè)計(jì)方法對(duì)該系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)并形成系統(tǒng)大框架，在逐步細(xì)化程序的同時(shí)，進(jìn)行各子系統(tǒng)的部分設(shè)計(jì)。因此，該系統(tǒng)可以及時(shí)回到前端對(duì)上層的實(shí)體圖進(jìn)行優(yōu)化，E-R實(shí)體圖整體設(shè)計(jì)流程如圖5所示。

圖5 數(shù)據(jù)庫(kù)E-R實(shí)體圖設(shè)計(jì)步驟

在黨務(wù)信息要求的基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)工作主要為將需要持久存儲(chǔ)的實(shí)體圖更改為關(guān)系數(shù)據(jù)表，在其中詳細(xì)定義數(shù)據(jù)表的列關(guān)系和列屬性。在基于黨務(wù)管理數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中，合理維護(hù)數(shù)據(jù)資源是提高管理系統(tǒng)工作效率的關(guān)鍵部分。數(shù)據(jù)訪問(wèn)層位于數(shù)據(jù)庫(kù)的服務(wù)器端，作為整個(gè)管理系統(tǒng)架構(gòu)的重要組成部分，負(fù)責(zé)主要數(shù)據(jù)的邏輯判斷和處理任務(wù)。

4 測(cè)試試驗(yàn)

4.1 測(cè)試環(huán)境

為評(píng)估基于大數(shù)據(jù)分析的黨務(wù)管理系統(tǒng)的實(shí)用性和穩(wěn)定性，該文進(jìn)行模擬測(cè)試來(lái)檢測(cè)系統(tǒng)的性能。測(cè)試使用戴爾PowerEdge R740服務(wù)器，內(nèi)置64GB內(nèi)存、4TB硬盤(pán)以及2個(gè)10GB網(wǎng)口。在Windows Server 2019操作系統(tǒng)下進(jìn)行測(cè)試，并選擇MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行系統(tǒng)信息存儲(chǔ)，此外，為構(gòu)建適合數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)環(huán)境，采用高速網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和光纖進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接。在測(cè)試過(guò)程中，選擇5個(gè)不同的信息節(jié)點(diǎn)，并對(duì)黨務(wù)信息的采集時(shí)間、系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率和處理信息的準(zhǔn)確性進(jìn)行了測(cè)試。

4.2 試驗(yàn)結(jié)果

該文選取5個(gè)不同的系統(tǒng)傳輸節(jié)點(diǎn)測(cè)試黨務(wù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確率與數(shù)據(jù)傳輸速率，具體測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 測(cè)試試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，可以得出如下結(jié)論：該系統(tǒng)的平均采集時(shí)間為7.09s，表明該系統(tǒng)具有較高的響應(yīng)速度和實(shí)時(shí)性；系統(tǒng)傳輸速度為21.12s，表明該系統(tǒng)具有高效的處理能力和性能；數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率達(dá)98%以上，表明該系統(tǒng)具備較高的精度和可靠性。總之，基于大數(shù)據(jù)分析的黨務(wù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)不僅使黨務(wù)信息的獲取更便捷、高效，而且還通過(guò)提供準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，進(jìn)一步提升了黨務(wù)信息處理的有效性。高系統(tǒng)的引入為黨務(wù)管理提供了強(qiáng)有力的工具，有助于提高管理效率、加強(qiáng)決策的科學(xué)性，從而推動(dòng)黨務(wù)工作的發(fā)展和提升。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，該文從黨務(wù)管理工作的實(shí)際需求出發(fā)，對(duì)基于大數(shù)據(jù)分析的黨務(wù)管理系統(tǒng)進(jìn)行了整體優(yōu)化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)采用英特爾凌動(dòng)E3800系列SOC的處理器，系統(tǒng)Web架構(gòu)分為展示層、控制層和數(shù)據(jù)訪問(wèn)層3個(gè)層次，實(shí)現(xiàn)了黨務(wù)信息自動(dòng)生成、存儲(chǔ)、處理和展現(xiàn)。試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果表明，在大數(shù)據(jù)分析技術(shù)加持下設(shè)計(jì)的黨務(wù)管理系統(tǒng)能幫助管理者更好、更快地獲取所需信息，并有效提高黨務(wù)信息處理水平，具有較高的實(shí)用性，更能適應(yīng)當(dāng)今信息化企業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。