基于大數據算法的高校信息管理系統設計

龐 敏

（大同師范高等專科學校，山西 大同，037000）

在現代社會，高校信息管理工作日漸向智能化的方向發展，各類以計算機為載體的信息管理系統開始成為高校工作的熱點，并被廣泛應用到教學與管理工作中。但受信息種類多、處理流程復雜、數據來源差異大等因素的影響，導致部分高校信息管理系統的響應時間大、傳輸精度欠佳，應用水平仍處于較低水平，無法滿足用戶現實所需。大數據算法是處理海量數據的優勢算法，其能夠分析數據、傳輸模式以及用戶行為，將大數據算法應用于高校信息管理系統，能夠實現對不同數據信息的有效分類，從而提升數據處理效率[1]。鑒于此，本文中設計了一種基于大數據算法的高校信息管理系統，通過硬件設計，完成對處理器、服務器、客戶端及電路等相關設計；通過軟件設計，提升了高校信息管理系統的運行性能；最后通過系統實驗，驗證了本系統具有良好的運行性能與傳輸精度，可滿足廣大師生及時獲取校園信息的要求。

1 整體設計

結合校務管理與工作需要，高校信息管理系統主要面向在校師生。針對用戶的教學信息獲取需求，創建教務模塊，提供成績管理、師資隊伍、就業創業指導等功能；針對用戶的定位需求，創建導航、瀏覽等功能。系統包括硬件與軟件兩部分，遵循MVC設計思想，將表示層、邏輯層、數據庫分離[2]。用戶通過表示層界面輸入及查詢信息，通過ThingJS-X編程工具向邏輯層發送交互請求，隨后調用方法對數據層進行增刪修改操作，并將結果反饋給表示層。圖1為系統整體架構。

圖1 系統整體架構

2 硬件設計

2.1 處理器

處理器功能包括數據收集與數據處理兩部分。數據收集負責收集與高校有關的信息，由于導入形式存在差異，數據格式也有所不同，有時會出現無法讀取的情況。對此應增加模擬收集功能，盡可能保證數據的轉換精度。但模擬收集易受外部影響，所以應在收集芯片上安裝濾波電路，從而保證收集精度[3]。隨后將不同數據輸入至處理器中，通過轉換與矯正進行歸一化處理，在傳輸協議約束下傳輸到服務器，并做好深層處理。

2.2 服務器

采用Dell PowerEdge XR作為部署與運行服務器，將操作界面，控制器與數據庫結合，形成一套以大數據技術為基礎的網絡系統。服務器同樣采用分層設計，這種設計便于子任務分工及維護。應用訪問層封裝對象數據庫，這是較為常見的數據訪問對象模式。系統包括UserDao、PhoneDao等DAO接口，各接口均有對應的實現類，分別實現數據庫表中的UserTbl、Phonetbl等相關增刪修改操作。

2.3 客戶端

客戶端由門戶平臺與行程通組成，門戶平臺被加入鑒權功能，是客戶端的中心模塊。客戶端使用Jsp控制用戶界面，能夠將視圖層與代碼分離，減少了組件耦合，提升了案件復用效果。但若完全使用布局文件來操控UI界面，那么便會顯著降低界面更新效果與靈活性，所以將Jsp與代碼聯合進行UI操控是較為理想的方法。門戶平臺是客戶端的核心，主要由專業概況、院系動態、成績查詢、就業查詢等子模塊組成，用戶通過這些模塊可查詢教務、新聞以及就業等相關信息[4]。該模塊采用嵌入式布局形式，各組件均要設置獨立屬性。行程通由個人位置與位置查詢模塊組成，在開發中應用了API。個人位置借助北斗定位與基站輔助定位功能定位用戶的當前位置，綜合位置查詢功能可精準獲取當前位置的信息詳情，以便用戶根據個人情況合理選擇，其部分代碼可表示為

2.4 電路設計

因為在硬件系統中調整了部分元件，所以設計應從接口、復位以及電源等電路對連接電路進行優化。基于傳統電路，連接一組中斷保護電路，確保運行安全。同時，還需將調整好的處理器連接到核心電路上。中斷保護電路由單片機控制，通過輸入控制與輸出中斷實現中斷保護。確定現實設備為唯一輸出端口，并將其接入電路之中。圖2為具體電路設計。

圖2 電路設計

3 軟件設計

3.1 數據劃分

由于收集到的數據類型繁雜多樣，所以在管理任務前對原始數據進行分類處理。確定分類主題，例如成績信息或就業信息，確定主題后構建分類器。分類器采用大數據算法，以成績文本信息為例，經收集、過濾以及處理后，將數據導入分類器中，設定輸入數據集 ， ， 均為函數序列，并設置期望輸出值 ，求解最優權重 ，將待分類的數據代入式（1）：

將計算結果與分類閾值進行比較，從而確定就業信息收集數據的屬類。

3.2 權限設置

系統角色包括管理員、教師以及學生，用戶身份不同其權限也存在差異。管理員可查閱、增刪、統計信息，且能創建用戶并進行權限分配，但修改信息時僅有部分權限；教師修改課程、成績等部分信息；學生僅能登錄、查詢、上傳個人信息，對于其他信息僅可查閱。

3.3 分類管理

以信息分類為基礎，對校園信息進行綜合管理。以課程信息為例，學生結合個人情況選課，此時管理員會進行合法檢查，未通過會彈出錯誤界面，判定選課無效；通過則需要確定人數是否已滿員，若已滿員則需要重新選擇，教師授課信息也會隨之改變，由此起到更新數據庫表的作用。

4 數據庫設計

系統數據庫為R DBMS，根據系統需求與功能實現，設計的核心數據庫表包括用戶、電話、教室、專業、機房等，其余各表為數據庫中的屬性表[5]。User（用戶）表示用戶屬性，應用于注冊、登錄以及教務流程；Phone（電話）用于存儲姓名、聯系方式、類型及關鍵詞等信息；Classroom（教室）用于存儲教室編號、教室面積、教室功能等信息；Major（專業）用于存儲專業名稱、專業介紹、學院特色等信息；Pcclassroom（機房）主要包括機房配置、交換機信息、服務器群等屬性。RDBMS數據庫中各數據表情況如表1所示。

表1 RDBMS數據庫數據表

5 系統實驗

5.1 實驗準備

利用VTest仿真平臺，測試基于大數據算法的高校信息管理系統的響應時間與傳輸精度。為形成合理化比較，設置傳統高校信息管理系統作為參照系統，二系統的開發環境相同，確保實驗變量的唯一性。

5.2 響應實驗

設置5、10、15、20個用戶數，基于不同網絡條件統計二系統的響應時間（如表2所示）。通過縱向比較可以發現，用戶數越多，系統響應時間越長；通過橫向比較可以發現，在信息添加或修改方面，基于大數據算法的高校信息管理系統的響應時間均少于傳統高校信息管理系統，其運行性能更為良好。

表2 響應實驗

5.3 精度實驗

對基于大數據算法的高校信息管理系統與傳統高校信息管理系統的傳輸精度進行比較實驗，具體測試結果如表3所示。通過大數據算法，可將傳輸精度計算公式表示為

表3 精度實驗

式中， 表示傳輸精度； 表示傳輸截面； 表示傳輸矢量； 表示數據原始特征。

根據傳輸精度實驗結果，與傳統高校信息管理系統相比，本文中設計的基于大數據算法的高校信息管理系統能實現精度更高的數據傳輸效果。

6 結束語

綜上，隨著高校信息量的逐漸增加，間接提升了高校信息管理工作的難度。利用大數據算法進行高校信息管理系統設計，可有效地擴大信息管理工作的規模，提升信息管理的效率。本研究根據需求完成了硬件設計與軟件環境構建，并進行了數據庫設計。實驗結果可知，與傳統高校信息管理系統相比，本系統狀態良好，響應時間與傳輸精度均有顯著提升，基本完成預期需求，后期研究應致力于拓展功能應用，從而實現更為個性化的服務。■