基于關聯規(guī)則挖掘的高校管理信息系統(tǒng)設計與實現

樊小杰樊永輝

（1.南京航空航天大學，210016;2.94860部隊，210018；）

基于關聯規(guī)則挖掘的高校管理信息系統(tǒng)設計與實現

樊小杰1,樊永輝2

（1.南京航空航天大學，210016;2.94860部隊，210018；）

本文就基于關聯規(guī)則挖掘技術和高校管理信息系統(tǒng)的相關概念進行分析，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)進行設計和實現，以便優(yōu)化高校信息管理模式，提高高校的管理水平。

基于關聯規(guī)則挖掘；高校管理信息系統(tǒng)；設計和實現

0 引言

隨著科學技術的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，現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)新的技術和理論，有利于促進高校管理者擺脫原來的經驗管理，從而逐漸轉變?yōu)榛诂F代管理理論和先進管理技術的科學管理方式。通過對先進的科學技術的引進，有利于在高校管理信息系統(tǒng)中逐漸形成一種基于關聯規(guī)則挖掘的高校管理信息系統(tǒng)。可以說關聯規(guī)則挖掘技術的引用，不僅可以促進學校管理方式的轉變，而且有利于高校充分利用現有的各種優(yōu)勢資源，從而促進科學研究、人才培養(yǎng)、社會服務等功能目標的有效達成。

1 基于關聯規(guī)則的挖掘技術

關聯規(guī)則挖掘技術指的是在給定的數據中找出出現次數最多的項集模式知識。當前，隨著數據收集等信息技術的不斷發(fā)展，在比較短的時間內就可以收集到較多的數據，在這些數據中，看似沒有什么關聯性，但在數據中的項集之間存在著一定的關聯。因此，人們加大了對隱藏在數據中的關聯規(guī)則的研究和挖掘。關聯規(guī)則挖掘技術在各大領域中均得到較廣泛的應用，例如在生活中、商務決策中、分類設計、市場營銷、購物等方面均使用到了關聯規(guī)則挖掘技術。關聯規(guī)則挖掘技術通常是由兩個部分組成。其一，尋找到出現次數最多的項集，對預先設定的最小支持度進行閾值，如果項集出現的頻率高于該閾值的項集為頻繁項集。其二，根據最小信任度閾值，分析所獲取的頻繁項集，找出相對應的較強的關聯規(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、外圍設備等器件組成，其職能主要是對有關信息進行收集、傳送、保存、使用和加工等。高校管理信息系統(tǒng)指的是對高校內部的各種數據和信息進行收集、傳送、保存、使用和加工等進行管理。高校管理信息主要包括教師信息、學生信息、教學評估信息、財務信息、人事信息、科研數據信息、教材設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構進行優(yōu)化，實現各項管理工作流程的數字化；由于其主要是以校園局域網為基礎，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，對信息數據庫進行同步處理，確定數據的來源和權威性，對各部分之間的工作進行協調。（3）建立以人為本的管理理念，便于各類信息資源的擴充和維護。（4）在給累信息中挖掘隱含的數據信息，從中提取并加以運用，有效的提高管理工作的質量和效率，并對學生、教師等各類團體結構進行優(yōu)化和調整。

3 高校管理信息系統(tǒng)中引入關聯規(guī)則挖掘技術的必要性

由于高校教職員工人員龐大、學生數量多、生源結構復雜、學科門類和專業(yè)設置多，因此，高校管理信息工作的范圍比較廣，而且各項數據結構復雜、來源多樣，迫切需要依托相關的管理技術進行有效的管理。在高校管理信息系統(tǒng)中，通過引進計算機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度。高校管理信息系統(tǒng)的總體需求主要是確保數據的精確性、權威性、及時性、一致性，確保系統(tǒng)提供的數據資源的準確完整，確保科學、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，提供有效的數據和有利的依據，為高校提供規(guī)范化、網絡化、數字化和科學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)需要引進關聯規(guī)則挖掘技術，對高校信息數據資源進行有效的管理。

4 基于關聯規(guī)則挖掘的高校管理信息系統(tǒng)的設計方案

4.1 該系統(tǒng)的總體結構

基于關聯規(guī)則挖掘的高校管理信息系統(tǒng)中主要融入了現代化的管理理念和先進的管理技術，對高校的各種信息進行統(tǒng)一管理。該系統(tǒng)的總體結構框架如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)的總體結構框架

4.2 數據庫技術設計

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

圖2 教師和學生信息教學類管理數據庫模型

另外，數據庫的邏輯結構設計主要是將相對應的概念設計轉變?yōu)閿祿旃芾硐到y(tǒng)中的支持數據，并對數據模型進行優(yōu)化，將實體之間的關聯進一步轉變?yōu)閿祿熘斜砀裰g的關系。在設計數據庫邏輯的時候，就需要設計出各種信息管理表格，例如課程表、學生信息表、教師信息表等。

4.3 登錄功能設計

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

其二，管理員登入設計。當用戶登入后，具有不同級別的權限設定，然而管理員用戶可以查詢到信息，對所有數據表的信息可以進行添加、修改或刪除等操作。另外教師用戶和學生用戶只能在權限允許的條件下對信息進行添加、修改或刪除等操作。

5 基于關聯規(guī)則挖掘的高校管理信息系統(tǒng)的實現

5.1 系統(tǒng)數據安全性的實現

基于關聯規(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。但隨著科學技術的發(fā)展，在物理安全方面，需要選擇質量安全系數較高的網絡設備。操作系統(tǒng)應該及時升級更新換代，并安裝先進的殺毒軟件。同時，技術維護人員應定期對防火墻進行檢查，如發(fā)現問題，要及時采取相對應的處理措施。另外，還應在數據傳送方面進行加密設置，采用安全系數較高的數據庫管理，在登入時可以通過設置用“身份證”和“校園卡”等有效身份證件進行必要的身份驗證，并通過相關的技術設置物理地址的訪問權限，進一步確保數據的安全性。

5.2 主要功能的實現

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。首先，登入系統(tǒng)的實現。在進入系統(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。登入系統(tǒng)后，用戶可以根據不同的使得權限進行不同的操作。學生信息管理模塊中學生信息不能夠隨便變動，當管理員用戶權限登入后，才能夠將學生的信息進行添加和查詢以及修改等操作。

其中出現比較頻繁的項集有A2、B1、C1、C2、D2、D3、E2、E3。通過關聯規(guī)則挖掘技術分析可以得出，高學歷的教師經常會參加各類學術活動，有利于提高其教學質量，職稱較高的教師在學術和教學的領域中表現的比較優(yōu)秀，其教學質量較高。因此，在安排教學活動的時候，可以根據教師的職稱、學歷等進行科學合理的配置，針對經驗比較少、年齡較小的教師，應該鼓勵他們多參加學術活動，以便提高教學質量和水平。

6 總結

通過對關聯規(guī)則挖掘技術和高校管理信息系統(tǒng)的相關概念進行分析研究，探討基于關聯規(guī)則挖掘的高校管理信息系統(tǒng)的設計和實現方案，以便提高高校的管理信息系統(tǒng)的工作效率和質量，提升高校的管理水平，促進高校又好又快地科學發(fā)展。

[1] 陳文偉.數據挖掘技術[M].北京：工業(yè)大學出版社，2012.

[2] 林筑英.數據挖掘技術及其所面臨的問題[J].貴州師范大學學報，2003，14（3）：11-12.

[3] 康曉東.基于數據倉庫的數據挖掘技術[M].北京：機械工業(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，南京航空航天大學發(fā)展研究中心講師，博士，研究方向：教育技術管理、管理科學與工程。

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、計算機仿真技術。