魏星

（陜西廣播電視大學(xué) 陜西 西安 710119）

基于數(shù)據(jù)挖掘的體育成績管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

魏星

（陜西廣播電視大學(xué) 陜西 西安 710119）

為了將體育教師從繁雜的數(shù)據(jù)管理工作中解放出來，專注于提高教學(xué)質(zhì)量，提出了一種基于數(shù)據(jù)挖掘的體育成績管理系統(tǒng)。該體育成績管理系統(tǒng)采用ASP.NET技術(shù)開發(fā)，選用SQL Sever2005作為數(shù)據(jù)庫平臺，采用三層體系架構(gòu)，實現(xiàn)了對體育成績各個功能模塊的管理；利用決策樹ID3算法將錄入的體育成績進行相關(guān)分析，同時方便學(xué)校管理層的查詢。系統(tǒng)經(jīng)過測試，平均的相應(yīng)時間為1秒鐘，每秒平均的請求數(shù)量為97，用戶平均的加載數(shù)為724，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的全部功能，保障系統(tǒng)性能的穩(wěn)定性，能夠滿足用戶日常的需求。

數(shù)據(jù)挖掘；體育成績管理系統(tǒng)；決策樹；設(shè)計

Abstract:In order to free physical education teachers from the complex data management，focusing on improving the quality of teaching，a data mining based on the sports performance management system is proposed.The sports performance management system developed by ASP.NET technology，using SQL Sever2005 as the database platform，using the three layer architecture，the realization of each function module of the sports performance management；using ID3 decision tree algorithm will input the sports performance correlation analysis，at the same time to facilitate the school management query.The system has passed the test， the corresponding average time is 1 seconds， the average number of requests per second to 97， the number of users to load an average of 724， the target of the system to achieve full functionality，stable performance， to meet the user's daily use.

Key words:data mining；sports performance management system；decision tree；design

隨著計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，學(xué)校信息化建設(shè)的步伐逐漸的加快。在過去的幾年中，我國很多的學(xué)校紛紛開始實施信息化建設(shè)，建立起了自己的教務(wù)管理系統(tǒng)。隨著我國教育制度的不斷改革，學(xué)校對體育教育越來越重視，體育測試已經(jīng)成為當(dāng)前提高學(xué)生綜合素養(yǎng)的一項重要的指標(biāo)[1-2]。體育測試成績與普通的學(xué)科的測試不同，是以長度和時間轉(zhuǎn)換成分?jǐn)?shù)的，需要將這些計量轉(zhuǎn)換成國家具體的分?jǐn)?shù)來進行管理，工作任務(wù)相當(dāng)繁重，增加了廣大體育教師的工作壓力[3-4]。因此在實際的工作中急需一種有效的體育成績管理系統(tǒng)化繁為簡，將體育教師從繁雜的工作中解放出來，重點關(guān)注教學(xué)質(zhì)量的提升。為此，本文在數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計出體育成績的管理系統(tǒng)，進而為廣大的教師提供便利。

1 系統(tǒng)需求分析

目標(biāo)系統(tǒng)的設(shè)計主要是在數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)上形成的，針對體育成績管理中的難題，提出了系統(tǒng)成績管理的重點開發(fā)方案，主要的目的是通過目標(biāo)系統(tǒng)開發(fā)和設(shè)計，解決當(dāng)前體育成績管理中的問題，實現(xiàn)體育成績管理的自動化和信息化[5-6]。目標(biāo)系統(tǒng)主要的用戶為教師、學(xué)生和管理員。每一種角色設(shè)置不同的操作權(quán)限。用戶在登錄到體育成績管理系統(tǒng)中，需要運用自己的個人賬號和密碼，系統(tǒng)會及時判斷用戶的個人賬戶信息，給予用戶不同的權(quán)限，進而用戶登錄系統(tǒng)后采取相應(yīng)權(quán)限的操作。體育測試的項目較多，不同的項目之間測試的分值和計分方式也有很大的不同[7-8]。在計算成績時需要設(shè)置百分制，然后根據(jù)不同的體育測試項目設(shè)置不同的分?jǐn)?shù)形式，各類的分值總和為100%[9]。目標(biāo)系統(tǒng)需要對這些測試的類別進行添加、刪除或者是修改，同時按照不同的登錄用戶設(shè)置不同的權(quán)限。在增加或者刪除相關(guān)的測試類型時，需要在每個項目中設(shè)置相關(guān)的分值和權(quán)重，然后獲得到項目的總分。目標(biāo)系統(tǒng)需要實現(xiàn)成績分制的轉(zhuǎn)換，同時支持學(xué)生成績的導(dǎo)出。該系統(tǒng)還需要對學(xué)生的成績進行評定，分析目前學(xué)生的體質(zhì)狀況，發(fā)現(xiàn)體育教學(xué)中出現(xiàn)的問題和不足，幫助教師實施針對性的訓(xùn)練策略，提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)[10]。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)的總體架構(gòu)

目標(biāo)系統(tǒng)分為三層結(jié)構(gòu)：表示層、業(yè)務(wù)邏輯層以及數(shù)據(jù)訪問層。表示層直接與用戶接觸，實現(xiàn)現(xiàn)實與虛擬之間的對接。該層面負(fù)責(zé)接收用戶的訪問請求并且將請求的結(jié)果反饋給用戶。業(yè)務(wù)邏輯層位于系統(tǒng)的核心部分，主要是處理和計算用戶發(fā)來的請求，同時連接表示層和數(shù)據(jù)的訪問層。數(shù)據(jù)訪問層主要是訪問和執(zhí)行數(shù)據(jù)請求，并且反饋給用戶數(shù)據(jù)處理的結(jié)果[11]。如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體技術(shù)架構(gòu)

2.2 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計

功能模塊的設(shè)計是系統(tǒng)的一個重要的開發(fā)過程，設(shè)計這些模塊能夠滿足用戶的要求。圖2為目標(biāo)系統(tǒng)的總體功能結(jié)構(gòu)圖。

圖2 系統(tǒng)總體功能結(jié)構(gòu)圖

由圖中可知系統(tǒng)分為5大模塊。測試類型管理模塊主要功能是按照體育測試的不同項目類型，實現(xiàn)增加、刪除或者修改等操作功能，并設(shè)置用戶不同的權(quán)限。測試類型的增加能夠在系統(tǒng)中添加新的體育測試項目，添加的過程中系統(tǒng)能夠按照測試項目的類型給予不同的劃分。測試類型的修改主要是能夠?qū)⒃械臏y試項目進行修改，滿足體育測試的目的，并且將修改后的結(jié)果存儲在數(shù)據(jù)庫中[12]。刪除測試類型主要是判斷刪除的測試類型是否存在，如果存在，則系統(tǒng)會給用戶提示該體育測試項目的存在，不能刪除；如果不存在，則提示可進行體育測試項目的添加和刪除功能。

2.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

數(shù)據(jù)庫主要存放的是目標(biāo)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，讀取目標(biāo)系統(tǒng)的請求和操作，是系統(tǒng)開發(fā)的重點內(nèi)容。數(shù)據(jù)庫的設(shè)計工作需要設(shè)計出數(shù)據(jù)庫的概念、物理以及邏輯等。數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計需要利用E-R圖，將客觀的事物聯(lián)系起來。在目標(biāo)系統(tǒng)中主要的實體有學(xué)生的信息、測試類型、測試項目以及成績等[14]。用戶信息實體E-R圖中記錄了用戶的個人信息以及信息的類型等。學(xué)生信息實體E-R圖中記錄了學(xué)生的個人信息和信息的類型等。數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計需要轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)庫概念設(shè)計中的E-R圖，轉(zhuǎn)換工作中遵循一對一的原則，一個實體對應(yīng)一種關(guān)系。數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計需要按照給定的DBMS對存儲的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和方法進行設(shè)計。按照目標(biāo)系統(tǒng)的功能需求，同時結(jié)合數(shù)據(jù)庫的概念和邏輯設(shè)計，設(shè)計出相應(yīng)的數(shù)據(jù)表。

2.4 ID3學(xué)習(xí)算法

傳統(tǒng)的ID3算法在選擇屬性標(biāo)準(zhǔn)時將信息熵作為依據(jù)，在數(shù)據(jù)計算的基礎(chǔ)上得到準(zhǔn)確的信息熵值，通過比較選擇最大的信息熵并且作為屬性選擇的標(biāo)準(zhǔn)和決策樹的根節(jié)點。ID3算法就是按照信息熵中最大的屬性對訓(xùn)練分類有利的屬性原則在算法中獲取最佳的分類[15]。一個屬性的信息增益會導(dǎo)致系統(tǒng)信息熵的降低。而ID3算法的關(guān)鍵操作在于計算出各個屬性的信息贏取并且加以比較。決策樹各個節(jié)點的開發(fā)以代表訓(xùn)練樣本為例，判斷樣本是否在用一個類別當(dāng)中。選擇最佳的樣本充分分類屬性，并將其作為測試的節(jié)點屬性。針對這個節(jié)點屬性進行樣本的劃分。如果某一個分支缺少樣本，那么會對比訓(xùn)練集群的樣本類型，進而得到最大的標(biāo)準(zhǔn)值。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1 體育測試類型

體育測試類型的管理包含了測試類型的增加、修改、刪除以及權(quán)重設(shè)置等過程，這些過程對應(yīng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)類型。以體育測試成績的刪除為例，其實現(xiàn)過程如下：1）用戶按照自身的需求選擇需要刪除的體育測試項目；2）系統(tǒng)通過對體育測試項目ID的判斷驗證是否需要刪除；3）判斷測試項目是否存在，如果不存在，則執(zhí)行刪除操作；如果存在，則提示用戶測試項目存在；4）退出程序。圖3為具體的流程圖。

圖3 測試類型刪除程序流程

3.2 成績管理

成績管理需要通過成績的錄入、刪除、查詢以及導(dǎo)出等操作實現(xiàn)對學(xué)生體育成績的管理。1）測試得分錄入：在系統(tǒng)的得分信息表中插入新的數(shù)據(jù)表，數(shù)據(jù)表會記錄學(xué)生的ID、學(xué)號、對應(yīng)的分值。2）程序獲取信息后進行判斷；3）檢測用戶輸入的信息是否存在，如果存在則提示用戶不需要輸入；如果不存在則滿足用戶的錄入；4）錄入成功與否要根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的返回值進行判斷。顯示True則表示為錄入成功。其流程圖如圖4所示。

圖4 成績錄入程序流程圖

按照流程圖給出該部分功能實現(xiàn)的關(guān)鍵代碼：

4 結(jié) 論

文中在數(shù)據(jù)挖掘的基礎(chǔ)上，運用構(gòu)建三層架構(gòu)的目標(biāo)系統(tǒng)，詳細(xì)分析和設(shè)計了系統(tǒng)的功能模塊以及數(shù)據(jù)庫，并運用ID3學(xué)習(xí)算法實現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)挖掘，最終完成了系統(tǒng)的各個功能模塊的操作，為體育成績的自動化和信息化管理提供了可靠的技術(shù)支撐。

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Design and implementation of sports performance management system based on data minining

WEI Xing
（Shaanxi Radio and Television University，Xi'an710119，China）

TN964-34

A

1674－6236（2017）19-0046-04

2016-10-01稿件編號201610002

魏 星（1983—），男，陜西西安人，碩士，講師。研究方向：體育教學(xué)與研究。