宋建駟

（陜西科技大學(xué)，西安，710021）

基于數(shù)據(jù)挖掘的體育成績(jī)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

宋建駟

（陜西科技大學(xué)，西安，710021）

隨著我國(guó)信息化的不斷發(fā)展，使得我們已經(jīng)進(jìn)入了新的大數(shù)據(jù)時(shí)代。因此，對(duì)信息的挖掘成為大數(shù)據(jù)下比較典型的特征。本文利用當(dāng)前比較流行的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)中的決策樹(shù)算法，并結(jié)合學(xué)生體育測(cè)試成績(jī)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)校相關(guān)數(shù)據(jù)的挖掘，更好的利用體育教師對(duì)學(xué)生的教學(xué)。

數(shù)據(jù)挖掘；決策樹(shù)SLIQ 算法；體育成績(jī)測(cè)試；ASP.NET

隨著高等教育的不斷發(fā)展，對(duì)學(xué)生體質(zhì)的關(guān)注成為當(dāng)前社會(huì)和學(xué)校共同關(guān)注的焦點(diǎn)。而如何更好的提高大學(xué)生的身體素質(zhì)，并通過(guò)科學(xué)合理的數(shù)據(jù)分析和挖掘，為體育部教師、學(xué)校等提供可行性、科學(xué)性的方案，成為高校共同思考的一個(gè)問(wèn)題。對(duì)于此，本人結(jié)合自身的工作，并結(jié)合當(dāng)前的計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)該話題進(jìn)行了一定的思考，并設(shè)計(jì)了一套可應(yīng)用于大學(xué)生體育成績(jī)挖掘的系統(tǒng)，以更好的為各位體育老師提供準(zhǔn)確性的教學(xué)參考。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)

1.1 ASP.NET 技術(shù)

該技術(shù)是由美國(guó)的微軟公司根據(jù)需求開(kāi)發(fā)的，其是以.NET的平臺(tái)而進(jìn)行設(shè)計(jì)。而在設(shè)計(jì)中，該技術(shù)更多的是通過(guò)對(duì)動(dòng)態(tài)頁(yè)面技術(shù)而實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)頁(yè)的制作，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是依靠網(wǎng)絡(luò)的軟件制作。而隨著該技術(shù)的在網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)中的使用，受到越來(lái)越多的人的喜愛(ài)，其主要的原因是該技術(shù)具有如下的優(yōu)勢(shì)：

（1）ASP.NET是在.NET和ASP兩者技術(shù)的基礎(chǔ)上共同提出來(lái)的，因此，該技術(shù)集合了兩者的之間的優(yōu)勢(shì)；

（2）在該技術(shù)中包含著很多的控件，這些空間可大大縮減軟件愛(ài)好者原本必須用語(yǔ)言變成才能實(shí)現(xiàn)的功能，從而使得軟件的開(kāi)發(fā)變得簡(jiǎn)單和簡(jiǎn)易。

（3）.NET架構(gòu)原本可支持多種形式的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，因此，該技術(shù)不僅豐富了原本框架開(kāi)發(fā)中的類，同時(shí)還可多種語(yǔ)言進(jìn)行運(yùn)用。

（4）該技術(shù)其優(yōu)點(diǎn)還表現(xiàn)在其強(qiáng)大的可移植性。這主要因?yàn)樵摷夹g(shù)的存儲(chǔ)是通過(guò)HTML，因此，只要儲(chǔ)存HTML的代碼，則可將其移植到新的軟件中，從而大大的縮短了軟件開(kāi)發(fā)的時(shí)間。

1.2 SQL Server 數(shù)據(jù)庫(kù)

SQL Server 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)是當(dāng)期比較流行的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)之一。該管理系統(tǒng)通過(guò)SQL 語(yǔ)句，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種數(shù)據(jù)的查詢、刪除、添加和修改等功能，并可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。同時(shí)該系統(tǒng)多別使用在分布式的系統(tǒng)中，因此，其具有操作方便、功能強(qiáng)大等忐忑第三，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的多種訪問(wèn)。在系統(tǒng)中，我們采用的是SQL Server 2008管理系統(tǒng)，其主要的原因是該數(shù)據(jù)庫(kù)支持多種開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，并支持XML表格訪問(wèn)；其次是多種技術(shù)封裝，有利于對(duì)技術(shù)的集成利用；其次其提供的性能更可靠，安全性更好。

1.3 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)根據(jù)不同的分類，其可以被分為很多種不同的種類。而根據(jù)其挖掘的任務(wù)的不同，可以將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)分為如數(shù)據(jù)總結(jié)、分類挖掘、聚類方法等。而一般的數(shù)據(jù)總結(jié)在現(xiàn)實(shí)中如OLAP多維分析；分類挖掘則如貝葉斯、非參數(shù)、決策樹(shù)等；聚類方法則包括統(tǒng)計(jì)方法。而在該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中我們采用基于決策樹(shù)的SLIQ 算法。（其具體應(yīng)用文中敘述）

2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

根據(jù)對(duì)體育成績(jī)管理的需求分析，我們將其系統(tǒng)功能分為系統(tǒng)管理、成績(jī)管理、測(cè)試類型管理、測(cè)試項(xiàng)目管理、成績(jī)分析幾大功能模塊。

其中，系統(tǒng)管理包括對(duì)系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)的維護(hù)、備份和參數(shù)設(shè)置等，同時(shí)還包括對(duì)系統(tǒng)相關(guān)用戶權(quán)限的設(shè)置，對(duì)用戶的信息的刪除、編輯和添加，對(duì)系統(tǒng)相關(guān)信息的發(fā)布。

測(cè)試類型管理主要根據(jù)高校體育教學(xué)大綱而進(jìn)行設(shè)置的。而起主要包括對(duì)類型的添加、刪除等功能。測(cè)試類型添加：該類型主要是添加新的測(cè)試類型，同時(shí)在添加到過(guò)程中系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)其添加的內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)證，包括該類型是否合法和為空；測(cè)試類型的修改，則主要是對(duì)原來(lái)的測(cè)試的類型進(jìn)行相關(guān)的修改，并將最后的修改結(jié)果自動(dòng)保存到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中去；類型刪除主要對(duì)原來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除；分值權(quán)重設(shè)置是對(duì)每個(gè)不同的測(cè)試類型下其分值的相關(guān)權(quán)重進(jìn)行的比例的相關(guān)設(shè)置。

測(cè)試項(xiàng)目則是對(duì)本學(xué)期不同科目考試的項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)置，如籃球、排球、跳高等項(xiàng)目。而管理則是在這個(gè)基礎(chǔ)上對(duì)這些考試項(xiàng)目的刪除、添加和修改，以及對(duì)不同的項(xiàng)目的分值權(quán)重的設(shè)置。

3 系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，我們采用三層結(jié)構(gòu)，并采用ASP.NET技術(shù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)頁(yè)面訪問(wèn)，數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQL Server 2008 數(shù)據(jù)庫(kù)。服務(wù)器操作系統(tǒng)采用WINDOW Advanced Server，并安裝IIS6.0。其具體的架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計(jì)

4 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用

在該系統(tǒng)中，我們選用SLIQ 算法，是因?yàn)樵摷夹g(shù)是基于ID3算法、C4.5算法，集合兩種算法的優(yōu)點(diǎn)，是兩種算法的改進(jìn)型。因此，我們采用該算法。同時(shí)我們以體育成績(jī)和就業(yè)能力的關(guān)系進(jìn)行挖掘?yàn)槔?，具體應(yīng)用過(guò)程主要包括以下幾個(gè)步驟：

4.1 數(shù)據(jù)處理

所謂對(duì)數(shù)據(jù)的處理，是將不同結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并，從而得出比較模糊的數(shù)據(jù)表格。而在這里的所謂的數(shù)據(jù)處理并不是簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)合并，而是將不同的數(shù)據(jù)類型進(jìn)行統(tǒng)一的、規(guī)范的處理，其需要統(tǒng)一數(shù)據(jù)中矛盾的地方，如字段名、單位長(zhǎng)度等，從而形成最初的數(shù)據(jù)挖掘。

4.2 數(shù)據(jù)清洗

所謂的數(shù)據(jù)清洗，其實(shí)質(zhì)就是將系統(tǒng)中存在的噪聲數(shù)據(jù)、空白數(shù)據(jù)等進(jìn)行刪除，并通過(guò)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的形式，建立唯一的關(guān)聯(lián)表格的過(guò)程。

4.3 決策樹(shù)的創(chuàng)建

我們以學(xué)生成績(jī)與就業(yè)的關(guān)系作為該數(shù)據(jù)挖掘的示例，通過(guò)上述的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)的清洗，并通過(guò)決策樹(shù)建模，我們可以得出以下的決策樹(shù)結(jié)果。

圖2 基于SLIQ 決策樹(shù)生成

其實(shí)現(xiàn)代碼：

1) fill in config information;

2) create and sort Attribute List, create Glass List;

3) create root:

4) scan class list in order to fill class histogram of root node;

5) push root to queue1; // queue1 是當(dāng)前葉子節(jié)點(diǎn)隊(duì)列

6) if(root 為純節(jié)點(diǎn)) exit(0);7) white (not empty queue1) do

8)for each of the attribute A do //計(jì)算最佳分裂方案

9)if (A is a numeric attribute) then //數(shù)值型

10)for every record of A From 0 to maxn- 1 do

11)change class histogram:

12)if(treenode.newinfogain>treenode.infogain) then

13)update tree node 's threshold information

14)else if (A is a categorical attribute) //離散型

15)for every record of A from 0 to rnaxn- 1 do

16)add class information to the node //記錄每個(gè)屬性值對(duì)應(yīng)的類的總個(gè)數(shù)

17)greedy algrithm to compute the split

18)if(treenode.newinfogain>treenode.intogain) then

19)update tree node 's threshold information

20) for each node N in queue1 do //執(zhí)行分裂

21) if (not enough info gain(N)) //執(zhí)行裁剪算法, 判斷是否有必要分裂

22)continue;//沒(méi)有必要分裂, 當(dāng)前節(jié)點(diǎn)成為葉子

23) create left leaf and right leaf;

24) put the two new leaf into queue2; //queue2 是新葉子節(jié)點(diǎn)隊(duì)列

25) split the node by split info in the node

26) refresh class list

27) clean the pure node out of the queue2;

28) queue1=queue2;

29) store the tree node into database //將樹(shù)轉(zhuǎn)化為線性存儲(chǔ)方式存入 DB

4.4 結(jié)果輸出

通過(guò)上述的分析，我們可以得出各科不同的成績(jī)和就業(yè)之間的關(guān)系。其中籃球分?jǐn)?shù)高的，其就業(yè)情況也通常比較好，這說(shuō)明就業(yè)單位在對(duì)學(xué)生進(jìn)行選擇的時(shí)候，通常選擇身體體質(zhì)比較好的學(xué)生。

5 結(jié)束語(yǔ)

本系統(tǒng)將ASP.NET技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用于體育成績(jī)管理系統(tǒng)，有效的實(shí)現(xiàn)了對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的挖掘，并通過(guò)HTML頁(yè)面將結(jié)果展現(xiàn)給廣大的體育教師，以此更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)體育教學(xué)的制定。

[1] 黃芳.基于數(shù)據(jù)挖掘的決策樹(shù)技術(shù)在成績(jī)分析中的應(yīng)用研究[D].山東大學(xué),2010,78-83.

[2] Breiman L Friedman,H H R A,Stone C J.Classification Regression Trees[Z].Wadsworth International Group,2010,134-139.

[3] 饒?jiān)撇?張應(yīng)輝,等.基于 ASP.NET 的電子商務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展,2009,16(5):160-162.

Design of the sports performance management system based on Data Mining

Song Jiansi
(Shaanxi University of Science and Technology,Xi'an，710021)

Along with the development of information industry in our country,so we have entered the era of big datanew.Therefore,mining the information be features of typical large data.This article uses the current popular datamining techniques of decision tree algorithm,and combined with the test scores of students in sports,the mining ofschool related data,better use of PE Teachers' teaching to the students.

data mining;decision tree SLIQ algorithm;physical performance test;ASP.NET