基于关联规则挖掘的高校管理信息系统设计与实现

樊小杰樊永辉

（1.南京航空航天大学，210016;2.94860部队，210018；）

基于关联规则挖掘的高校管理信息系统设计与实现

樊小杰1,樊永辉2

（1.南京航空航天大学，210016;2.94860部队，210018；）

本文就基于关联规则挖掘技术和高校管理信息系统的相关概念进行分析，探讨高校管理信息系统的需求，从而对高校管理信息系统进行设计和实现，以便优化高校信息管理模式，提高高校的管理水平。

基于关联规则挖掘；高校管理信息系统；设计和实现

0 引言

随着科学技术的不断创新和发展，现代管理理论也随之得到飞速的发展，在我国高校管理工作中逐渐引入了这些创新的技术和理论，有利于促进高校管理者摆脱原来的经验管理，从而逐渐转变为基于现代管理理论和先进管理技术的科学管理方式。通过对先进的科学技术的引进，有利于在高校管理信息系统中逐渐形成一种基于关联规则挖掘的高校管理信息系统。可以说关联规则挖掘技术的引用，不仅可以促进学校管理方式的转变，而且有利于高校充分利用现有的各种优势资源，从而促进科学研究、人才培养、社会服务等功能目标的有效达成。

1 基于关联规则的挖掘技术

关联规则挖掘技术指的是在给定的数据中找出出现次数最多的项集模式知识。当前，随着数据收集等信息技术的不断发展，在比较短的时间内就可以收集到较多的数据，在这些数据中，看似没有什么关联性，但在数据中的项集之间存在着一定的关联。因此，人们加大了对隐藏在数据中的关联规则的研究和挖掘。关联规则挖掘技术在各大领域中均得到较广泛的应用，例如在生活中、商务决策中、分类设计、市场营销、购物等方面均使用到了关联规则挖掘技术。关联规则挖掘技术通常是由两个部分组成。其一，寻找到出现次数最多的项集，对预先设定的最小支持度进行阈值，如果项集出现的频率高于该阈值的项集为频繁项集。其二，根据最小信任度阈值，分析所获取的频繁项集，找出相对应的较强的关联规则。

2 高校管理信息系统概念及特征分析

管理信息系统主要是由计算机、外围设备等器件组成，其职能主要是对有关信息进行收集、传送、保存、使用和加工等。高校管理信息系统指的是对高校内部的各种数据和信息进行收集、传送、保存、使用和加工等进行管理。高校管理信息主要包括教师信息、学生信息、教学评估信息、财务信息、人事信息、科研数据信息、教材设备器械信息和后勤管理信息等。一般而言，高校信息管理系统的特征主要是：（1）对各类信息的组织结构进行优化，实现各项管理工作流程的数字化；由于其主要是以校园局域网为基础，因此沟通交流比较简洁。（2）通过各个职能部分之间的合作和沟通，对信息数据库进行同步处理，确定数据的来源和权威性，对各部分之间的工作进行协调。（3）建立以人为本的管理理念，便于各类信息资源的扩充和维护。（4）在给累信息中挖掘隐含的数据信息，从中提取并加以运用，有效的提高管理工作的质量和效率，并对学生、教师等各类团体结构进行优化和调整。

3 高校管理信息系统中引入关联规则挖掘技术的必要性

由于高校教职员工人员庞大、学生数量多、生源结构复杂、学科门类和专业设置多，因此，高校管理信息工作的范围比较广，而且各项数据结构复杂、来源多样，迫切需要依托相关的管理技术进行有效的管理。在高校管理信息系统中，通过引进计算机的有序管理和自动化处理等功能，不仅能有效的降低物力和人力资源的消耗，顺利实现无纸化办公，还能使得各项管理工作更加简单化、便捷化，从而减轻广大教职员工的劳动强度。高校管理信息系统的总体需求主要是确保数据的精确性、权威性、及时性、一致性，确保系统提供的数据资源的准确完整，确保科学、有效的管理贯穿于高校工作的各个方面，便于为高校管理人员制定决策的时候，提供有效的数据和有利的依据，为高校提供规范化、网络化、数字化和科学化的资源信息管理平台。这些总体需求，决定了高校管理信息系统需要引进关联规则挖掘技术，对高校信息数据资源进行有效的管理。

4 基于关联规则挖掘的高校管理信息系统的设计方案

4.1 该系统的总体结构

基于关联规则挖掘的高校管理信息系统中主要融入了现代化的管理理念和先进的管理技术，对高校的各种信息进行统一管理。该系统的总体结构框架如图1所示。

图1 系统的总体结构框架

4.2 数据库技术设计

在数据库的设计过程中比较重要的设计环节是对数据库概念的设计，通过归纳、分析、总结等，得到独立的数据库管理系统概念模型，图2中主要是教师和学生信息教学类管理模块中的数据库模型。各种类型的信息大多是由信息编号、名称、联系方式、地址、年龄、性别、职称类型等组成，并根据各种数据的不同加以改变。

图2 教师和学生信息教学类管理数据库模型

另外，数据库的逻辑结构设计主要是将相对应的概念设计转变为数据库管理系统中的支持数据，并对数据模型进行优化，将实体之间的关联进一步转变为数据库中表格之间的关系。在设计数据库逻辑的时候，就需要设计出各种信息管理表格，例如课程表、学生信息表、教师信息表等。

4.3 登录功能设计

其一，用户登入设计。在该系统中，用户登入功能主要是判定用户权限和系统的入口。根据用户的身份，可以设定不同级别的登入权限。

其二，管理员登入设计。当用户登入后，具有不同级别的权限设定，然而管理员用户可以查询到信息，对所有数据表的信息可以进行添加、修改或删除等操作。另外教师用户和学生用户只能在权限允许的条件下对信息进行添加、修改或删除等操作。

5 基于关联规则挖掘的高校管理信息系统的实现

5.1 系统数据安全性的实现

基于关联规则挖掘的高校管理信息系统涉及到的知识面比较广且复杂，在系统安全方面难以确保各个方面的安全性。但随着科学技术的发展，在物理安全方面，需要选择质量安全系数较高的网络设备。操作系统应该及时升级更新换代，并安装先进的杀毒软件。同时，技术维护人员应定期对防火墙进行检查，如发现问题，要及时采取相对应的处理措施。另外，还应在数据传送方面进行加密设置，采用安全系数较高的数据库管理，在登入时可以通过设置用“身份证”和“校园卡”等有效身份证件进行必要的身份验证，并通过相关的技术设置物理地址的访问权限，进一步确保数据的安全性。

5.2 主要功能的实现

图5-1 系统登入界面

图5-2 系统错误提示

其一，基本功能的实现。首先，登入系统的实现。在进入系统的时候，需要输入用户名和登入密码，不同的用户的登入操作不同。登入界面如图5-1所示。如果用户名和密码不匹配或用户名不存在，就会弹出错误的提示，如图5-2所示。其次，添加信息、查询信息和修改信息的实现。登入系统后，用户可以根据不同的使得权限进行不同的操作。学生信息管理模块中学生信息不能够随便变动，当管理员用户权限登入后，才能够将学生的信息进行添加和查询以及修改等操作。

其中出现比较频繁的项集有A2、B1、C1、C2、D2、D3、E2、E3。通过关联规则挖掘技术分析可以得出，高学历的教师经常会参加各类学术活动，有利于提高其教学质量，职称较高的教师在学术和教学的领域中表现的比较优秀，其教学质量较高。因此，在安排教学活动的时候，可以根据教师的职称、学历等进行科学合理的配置，针对经验比较少、年龄较小的教师，应该鼓励他们多参加学术活动，以便提高教学质量和水平。

6 总结

通过对关联规则挖掘技术和高校管理信息系统的相关概念进行分析研究，探讨基于关联规则挖掘的高校管理信息系统的设计和实现方案，以便提高高校的管理信息系统的工作效率和质量，提升高校的管理水平，促进高校又好又快地科学发展。

[1] 陈文伟.数据挖掘技术[M].北京：工业大学出版社，2012.

[2] 林筑英.数据挖掘技术及其所面临的问题[J].贵州师范大学学报，2003，14（3）：11-12.

[3] 康晓东.基于数据仓库的数据挖掘技术[M].北京：机械工业出版社，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，河北邢台人，南京航空航天大学发展研究中心讲师，博士，研究方向：教育技术管理、管理科学与工程。

樊永辉（1985-），男，河北沙河人，硕士，94860部队上尉副营，研究方向：指挥自动化、计算机仿真技术。