摘 要:為優(yōu)化檔案管理系統(tǒng),提高數(shù)據(jù)處理效率與智能化水平,文章圍繞計算機數(shù)據(jù)挖掘技術在檔案管理系統(tǒng)的應用展開分析。首先,文章闡述了數(shù)據(jù)挖掘的原理及其在檔案管理中的應用可行性;其次,探討了基于此技術構建檔案管理系統(tǒng)的具體過程,重點解析了系統(tǒng)需求、數(shù)據(jù)挖掘模型構建、系統(tǒng)架構等環(huán)節(jié),希望為檔案管理領域的技術更新與系統(tǒng)優(yōu)化提供一定的參考。
關鍵詞:計算機;數(shù)據(jù)挖掘技術;檔案管理系統(tǒng);需求;框架
中圖分類號:G271 文獻標識碼:A
隨著信息技術的迅速發(fā)展,當前社會已經(jīng)進入大數(shù)據(jù)時代。在此背景下,檔案管理面臨諸多新挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的檔案管理模式已經(jīng)難以滿足高效、精準的信息處理需求。計算機數(shù)據(jù)挖掘技術以其強大的數(shù)據(jù)分析與模式識別能力,為革新傳統(tǒng)檔案管理模式提供了可能。該技術能夠從龐雜的檔案數(shù)據(jù)中提取有價值信息,支持決策制定,并增強管理系統(tǒng)的響應速度與服務質(zhì)量。因此,探索數(shù)據(jù)挖掘技術在檔案管理系統(tǒng)中的應用,不僅有助于提升系統(tǒng)性能,還符合數(shù)字化轉型的時代要求,值得重點分析。
一、計算機數(shù)據(jù)挖掘技術原理簡析
1.數(shù)據(jù)挖掘技術概述
(1)定義與核心原理
數(shù)據(jù)挖掘技術是指從大量數(shù)據(jù)中自動搜索隱藏的信息,提取知識的過程。核心原理是通過算法分析數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)模式和統(tǒng)計規(guī)律,從而預測未來趨勢或行為。數(shù)據(jù)挖掘綜合使用統(tǒng)計學、機器學習和數(shù)據(jù)庫技術,通過模型建立對數(shù)據(jù)展開深入分析。
(2)關鍵技術與方法
數(shù)據(jù)挖掘的關鍵技術包括分類、聚類、關聯(lián)規(guī)則分析、異常檢測和回歸分析等。方法如決策樹、神經(jīng)網(wǎng)絡、支持向量機和K-均值聚類等,不僅提供多角度的數(shù)據(jù)分析,還適用于不同類型的數(shù)據(jù)集,以適應特定的分析需求。
(3)數(shù)據(jù)挖掘過程
數(shù)據(jù)挖掘過程通常包括數(shù)據(jù)預處理、數(shù)據(jù)探索、模型構建、模型評估和知識展示。首先,預處理階段涉及數(shù)據(jù)清洗和轉換,以準備適合挖掘的數(shù)據(jù)集。其次,探索階段用于分析數(shù)據(jù)的基本特征和模式。再次,在模型構建階段,選擇適當?shù)乃惴▉碛柧殧?shù)據(jù)模型,隨后在模型評估階段驗證模型的準確性和效果。最后,將挖掘得到的知識以適合用戶理解的形式展示出來。
(4)數(shù)據(jù)挖掘工具與平臺
當前主流的數(shù)據(jù)挖掘工具和平臺(如SAS、Python等)能夠提供豐富的算法庫和數(shù)據(jù)處理功能。SAS專注于商業(yè)應用,具備強大的數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計功能;Python則因具有廣泛的庫支持和易于學習的特性,在開發(fā)者中極具人氣。這些工具為數(shù)據(jù)挖掘的各個階段提供了強有力的支持,從數(shù)據(jù)預處理到模型部署,均可得到高效執(zhí)行。
2.數(shù)據(jù)挖掘技術在檔案管理中的應用前景
(1)檔案數(shù)據(jù)的特點
檔案數(shù)據(jù)具有多樣性、歷史性和結構性的特點。這些數(shù)據(jù)不僅包括文本文件,還涵蓋圖像、音頻和視頻文件,展示了數(shù)據(jù)類型的多樣性。由于檔案資料通常記錄了長時間跨度的信息。因此,具有明顯的歷史性,能夠反映出不同時間段的信息特征。此外,檔案數(shù)據(jù)通常按照一定的格式和標準組織,顯示出一定的結構性。這種結構性包括文檔的格式化標簽和索引系統(tǒng),有助數(shù)據(jù)的存儲、檢索和分析。
(2)數(shù)據(jù)挖掘對檔案管理的價值
數(shù)據(jù)挖掘技術能夠顯著增強檔案管理的效能,特別是在信息檢索、知識發(fā)現(xiàn)和決策支持方面。利用數(shù)據(jù)挖掘,管理人員可以從龐大的檔案數(shù)據(jù)庫中迅速提取有價值的信息,實現(xiàn)高效的信息檢索。更進一步,通過分析和識別檔案中的模式和趨勢,數(shù)據(jù)挖掘有助從歷史數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)未被注意的知識,為決策提供科學依據(jù)。此外,數(shù)據(jù)挖掘還可以優(yōu)化檔案的存儲方式和管理流程,通過自動分類和標簽化,提高檔案系統(tǒng)的整體運行效率和響應速度。這種技術的應用不僅提升了檔案管理的質(zhì)量,還大幅度提高了工作效率。
3.檔案管理系統(tǒng)建設中應用數(shù)據(jù)挖掘技術的可行性分析
(1)技術可行性
本單位經(jīng)過研究后發(fā)現(xiàn),在檔案管理系統(tǒng)中應用數(shù)據(jù)挖掘技術是技術上可行的。隨著信息技術的發(fā)展,現(xiàn)有的計算資源已經(jīng)能夠支持大規(guī)模數(shù)據(jù)處理和復雜算法的運行。數(shù)據(jù)挖掘技術,如機器學習、人工智能已在多個領域獲得成功應用,證明了其技術成熟度和穩(wěn)定性。本單位的IT基礎設施和技術團隊具備實施此類技術的能力,能夠確保數(shù)據(jù)挖掘項目的順利開展。
(2)經(jīng)濟可行性
從經(jīng)濟角度考慮,投資數(shù)據(jù)挖掘技術在檔案管理系統(tǒng)中的應用是劃算的。雖然初期可能需要較大的資金投入用于軟硬件購置和人員培訓,但從長遠來看,通過優(yōu)化數(shù)據(jù)處理流程和提高信息檢索效率,可以顯著降低運營成本。此外,數(shù)據(jù)挖掘技術可以增強檔案服務的商業(yè)價值,為本單位帶來潛在的經(jīng)濟效益和競爭優(yōu)勢。
(3)社會與法律可行性
在社會與法律層面,引入數(shù)據(jù)挖掘技術亦顯可行。當前社會對數(shù)據(jù)保護和隱私安全的要求日益增高,本單位在引入數(shù)據(jù)挖掘技術時,已充分考慮到相關法律法規(guī)的遵守。例如,確保數(shù)據(jù)處理活動符合數(shù)據(jù)保護法規(guī),如GDPR或本地數(shù)據(jù)保護法,并采取適當?shù)臄?shù)據(jù)加密和匿名化措施,以保護個人信息和隱私。
二、基于數(shù)據(jù)挖掘技術的檔案管理系統(tǒng)建設
1.檔案管理系統(tǒng)需求分析
(1)系統(tǒng)目標與功能需求
本單位在構建基于數(shù)據(jù)挖掘技術的檔案管理系統(tǒng)時,設定了明確的系統(tǒng)目標和功能需求。首要目標是提高檔案檢索的效率和準確性,使得檔案利用更加便捷和直觀。此外,系統(tǒng)旨在通過自動化處理減少人工操作錯誤,增強數(shù)據(jù)的安全性和保密性。為實現(xiàn)上述目標,本單位設計的檔案管理系統(tǒng)的功能需求包括但不限于:自動分類檔案數(shù)據(jù)功能;智能推薦相關檔案功能;歷史數(shù)據(jù)趨勢分析功能;異常檔案的自動檢測功能。此外,系統(tǒng)中需要包括一個具有“用戶友好”屬性的查詢界面,從而幫助非專業(yè)用戶能夠查詢到目標檔案。在此基礎上,本單位也計劃實現(xiàn)高級數(shù)據(jù)分析功能,如情感分析和文本挖掘,以提取檔案內(nèi)容的深層價值。
(2)用戶需求
針對用戶需求的深入分析是系統(tǒng)成功的關鍵。本單位開展了廣泛的需求調(diào)研,包括發(fā)放問卷、組織訪談及用戶工作坊,以收集來自不同用戶群體的反饋和期望。分析結果顯示,用戶需求可以大致分為:高效性、便捷性、準確性和定制性四類。檔案工作人員強調(diào)檢索系統(tǒng)的反應速度和準確率,希望建立快速、準確的索引機制,而研究人員則更關注于如何通過系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)之間的潛在關聯(lián)。此外,管理層則關注如何通過數(shù)據(jù)挖掘技術提升決策支持系統(tǒng)的效能。因此,需基于這些反饋調(diào)整系統(tǒng)設計,確保滿足各方面的需求。
(3)技術需求
技術需求分析確保系統(tǒng)的建設和運行得以順利完成。本單位全面評估了所學的技術需求,確定了以下幾項關鍵信息。其一,數(shù)據(jù)處理能力。鑒于檔案數(shù)據(jù)量龐大且持續(xù)增長,系統(tǒng)必須具備高效的數(shù)據(jù)處理能力,能夠快速處理和分析大規(guī)模數(shù)據(jù)集;其二,數(shù)據(jù)安全和隱私保護。系統(tǒng)需要實現(xiàn)嚴格的數(shù)據(jù)安全措施,包括數(shù)據(jù)加密、訪問控制和審計日志,確保符合相關法律法規(guī)的要求;其三,可擴展性。隨著本單位需求的變化和數(shù)據(jù)量的增加,系統(tǒng)架構必須具備良好的可擴展性,支持未來的升級和功能擴展;其四,用戶界面。需要開發(fā)直觀易用的用戶界面,支持各類用戶輕松訪問和操作系統(tǒng)?;谶@些技術需求,本單位設計了一套符合現(xiàn)代信息技術標準的檔案管理系統(tǒng),利用數(shù)據(jù)挖掘技術提升檔案管理的整體性能和用戶體驗。
2.檔案管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)挖掘模型構建
(1)數(shù)據(jù)預處理與集成
在構建數(shù)據(jù)挖掘模型前,數(shù)據(jù)預處理與集成是確保分析有效性的關鍵步驟。本單位設置的主要任務包括數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)轉換、數(shù)據(jù)歸一化以及數(shù)據(jù)集成。具體步驟如下:第一,數(shù)據(jù)清洗。該步驟主要解決數(shù)據(jù)中的噪聲問題和異常值處理。例如,對于檔案數(shù)據(jù)中的缺失值,采用均值、中位數(shù)或模態(tài)數(shù)填充方法。具體方法取決于數(shù)據(jù)的分布特性及其對分析結果的影響程度。對異常值的處理,則采用基于Z-score的方法,即計算每個數(shù)據(jù)點與平均值的標準差數(shù),超過三個標準差的數(shù)據(jù)點被視為異常值并予以剔除。第二,數(shù)據(jù)轉換。該步驟主要是編碼“非數(shù)值類數(shù)據(jù)”,如使用獨熱編碼(One-Hot Encoding)處理分類數(shù)據(jù)。此外,對于時間序列數(shù)據(jù)轉換為更適合挖掘的格式,如將日期數(shù)據(jù)分解為年、月、日三部分。第三,數(shù)據(jù)歸一化處理。該步驟主要是處理不同量級數(shù)據(jù)帶來的偏差問題。本單位采用Min-Max歸一化方法,將所有數(shù)值型數(shù)據(jù)縮放到0和1之間。第四,數(shù)據(jù)集成。該步驟主要是將多個數(shù)據(jù)源合并為一個一致的數(shù)據(jù)存儲。在檔案管理系統(tǒng)中,這可能包括合并來自不同部門或不同地區(qū)的檔案數(shù)據(jù)。集成過程中要處理好數(shù)據(jù)源之間的沖突,如相同數(shù)據(jù)實體在不同源中的表示可能不同,需統(tǒng)一到一個標準格式。
通過以上步驟,本單位能夠確?;谟嬎銠C數(shù)據(jù)挖掘技術構建的檔案管理系統(tǒng)運行期間,所收集數(shù)據(jù)的質(zhì)量和一致性均可得到保證,為后續(xù)的數(shù)據(jù)挖掘模型構建打下堅實基礎。
(2)數(shù)據(jù)挖掘模型選擇與應用
選擇合適的數(shù)據(jù)挖掘模型是實現(xiàn)有效分析的關鍵步驟。本單位根據(jù)檔案管理的具體需求,選擇了幾種主要的模型來應對不同的挑戰(zhàn)。第一,對于檔案數(shù)據(jù)的分類和標記問題,采用了支持向量機(SVM)模型。該模型在處理高維數(shù)據(jù)集方面表現(xiàn)出色,尤其適用于文本數(shù)據(jù)分類。SVM通過尋找最大間隔超平面來區(qū)分不同類別。其中涉及幾個概念:一是權重向量(超平面法向量),偏置(截距項),數(shù)據(jù)點和對應的標簽,最小化超平面的法向量的歐幾里得范數(shù)的平方值,實際上是在最大化兩個類別之間的間隔;二是約束條件確保所有數(shù)據(jù)點都正確分類,并且位于超平面的正確一側,同時距離至少為1。這里的是類標簽,只能取1或-1。第二,關聯(lián)規(guī)則學習的支持度和置信度。關聯(lián)規(guī)則學習主要用于發(fā)現(xiàn)大型數(shù)據(jù)庫中變量間有趣的關系,其衡量指標包括支持度和置信度。支持度定義為項集(一組項目)在所有事務中同時出現(xiàn)的頻率,具體的計算方法是:項集A在所有事物中出現(xiàn)的次數(shù)÷總事物數(shù);置信度則是在前提項集發(fā)生的條件下,結論項集發(fā)生的條件概率,計算原理是在已知項集 (A) 出現(xiàn)的條件下,項集 (B) 出現(xiàn)的概率。這表明了在先決項集 (A) 發(fā)生時,結果項集 (B) 同時發(fā)生的可靠性。上述兩個公式是關聯(lián)規(guī)則分析中使用的基本理論,能夠幫助識別和度量項集之間的關聯(lián)關系。第三,決策樹。決策樹是通過遞歸地劃分數(shù)據(jù)集構建樹形結構來實現(xiàn)分類和回歸的。在構建決策樹時,每一次數(shù)據(jù)劃分都是基于最優(yōu)化某個標準,如信息增益、基尼不純度等。決策樹的每個非葉節(jié)點代表一個屬性上的決策規(guī)則,而每個葉節(jié)點代表一個分類結果。本單位認為,決策樹模型的主要優(yōu)點是模型容易理解,實施簡單,且對中間值的缺失不敏感,也能夠處理不相關的特征。然而,決策樹容易過擬合,特別是當樹很深時。因此,常常需要剪枝來優(yōu)化性能。
(3)功能實現(xiàn)
根據(jù)上文分析可知,本單位基于計算機數(shù)據(jù)挖掘技術構建的檔案管理系統(tǒng)總體框架為支持向量機(SVM)框架。由于系統(tǒng)的功能眾多,故本段選擇“檔案文檔分類”功能及實現(xiàn)的方法展開分析。所采用的模型表達式為決策函數(shù)。其中,涉及的要素包括:一是將輸入向量映射到高維空間的函數(shù);二是模型參數(shù)。評估此模型的性能,通常使用交叉驗證方法,特別是k-折交叉驗證以及準確率(accuracy,衡量分類正確的樣本占總樣本的比例)、召回率(recall,衡量正類中被正確預測的比例)和F1分數(shù)(是準確率和召回率的調(diào)和平均水平,用于在不平衡類數(shù)據(jù)集中維持性能的評估)作為評估指標。具體操作步驟如下:第一,映射到高維空間。將輸入向量通過一個映射函數(shù)轉換到一個更高維的空間。這種映射是基于核技巧的思想,使得在原始空間線性不可分的數(shù)據(jù)在新空間可能變得線性可分。對應檔案管理系統(tǒng)的功能是:在檔案管理系統(tǒng)中,許多檔案數(shù)據(jù),如文本文件自然包含非結構化和高維特征。通過將這些數(shù)據(jù)映射到高維空間,SVM能夠有效處理和分析這些復雜數(shù)據(jù),從而提高文本分類的精度和效率。第二,決策邊界的定義。在上述高維空間中,SVM 的目標是找到一個超平面,這個超平面可以將不同類別的數(shù)據(jù)分開,并且兩邊的間隔最大化。這個超平面由向量和截距定義。向量指出了超平面的方向,而截距決定了超平面與原點之間的距離。對應檔案管理系統(tǒng)的功能是:檔案管理系統(tǒng)需要能夠區(qū)分不同類型的檔案,如法律文件、財務報告等。SVM通過建立一個決策邊界來實現(xiàn)這一點,使系統(tǒng)能夠準確地將新的或現(xiàn)有的檔案自動分類到適當?shù)念悇e中。
三、結語
綜上所述,計算機數(shù)據(jù)挖掘技術應用于構建檔案管理系統(tǒng)時,基于技術自身特點,能夠解決傳統(tǒng)檔案管理中數(shù)據(jù)處理效率低下、準確性低、信息利用不足等問題。因此,該技術具有應用可行性?;谠摷夹g構建檔案管理系統(tǒng)時,技術人員需要厘清檔案管理系統(tǒng)需要解決哪些需求問題,在此基礎上構建具有較強針對性的數(shù)據(jù)挖掘模型,之后組成系統(tǒng)框架,在不斷地運用過程中優(yōu)化用戶交互體驗,最終達到提高檔案管理系統(tǒng)綜合運行質(zhì)量的目的。未來,隨著人工智能、機器學習等前沿技術的融合應用,檔案管理系統(tǒng)的智能化水平將進一步提高,不僅會增強系統(tǒng)處理復雜數(shù)據(jù)的能力,還將提高用戶交互體驗,從而實現(xiàn)更加個性化、動態(tài)化服務的目標。
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作者單位:滕州市疾病預防控制中心