基于数据挖掘的体育成绩管理系统设计与实现

2017-10-12魏星

电子设计工程 2017年19期

关键词：测试项目数据挖掘管理系统

魏星

（陕西广播电视大学陕西西安 710119）

基于数据挖掘的体育成绩管理系统设计与实现

魏星

（陕西广播电视大学陕西西安 710119）

为了将体育教师从繁杂的数据管理工作中解放出来，专注于提高教学质量，提出了一种基于数据挖掘的体育成绩管理系统。该体育成绩管理系统采用ASP.NET技术开发，选用SQL Sever2005作为数据库平台，采用三层体系架构，实现了对体育成绩各个功能模块的管理；利用决策树ID3算法将录入的体育成绩进行相关分析，同时方便学校管理层的查询。系统经过测试，平均的相应时间为1秒钟，每秒平均的请求数量为97，用户平均的加载数为724，能够实现系统的全部功能，保障系统性能的稳定性，能够满足用户日常的需求。

数据挖掘；体育成绩管理系统；决策树；设计

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

随着计算机和网络技术的不断发展，学校信息化建设的步伐逐渐的加快。在过去的几年中，我国很多的学校纷纷开始实施信息化建设，建立起了自己的教务管理系统。随着我国教育制度的不断改革，学校对体育教育越来越重视，体育测试已经成为当前提高学生综合素养的一项重要的指标[1-2]。体育测试成绩与普通的学科的测试不同，是以长度和时间转换成分数的，需要将这些计量转换成国家具体的分数来进行管理，工作任务相当繁重，增加了广大体育教师的工作压力[3-4]。因此在实际的工作中急需一种有效的体育成绩管理系统化繁为简，将体育教师从繁杂的工作中解放出来，重点关注教学质量的提升。为此，本文在数据挖掘技术的基础上，设计出体育成绩的管理系统，进而为广大的教师提供便利。

1 系统需求分析

目标系统的设计主要是在数据挖掘技术上形成的，针对体育成绩管理中的难题，提出了系统成绩管理的重点开发方案，主要的目的是通过目标系统开发和设计，解决当前体育成绩管理中的问题，实现体育成绩管理的自动化和信息化[5-6]。目标系统主要的用户为教师、学生和管理员。每一种角色设置不同的操作权限。用户在登录到体育成绩管理系统中，需要运用自己的个人账号和密码，系统会及时判断用户的个人账户信息，给予用户不同的权限，进而用户登录系统后采取相应权限的操作。体育测试的项目较多，不同的项目之间测试的分值和计分方式也有很大的不同[7-8]。在计算成绩时需要设置百分制，然后根据不同的体育测试项目设置不同的分数形式，各类的分值总和为100%[9]。目标系统需要对这些测试的类别进行添加、删除或者是修改，同时按照不同的登录用户设置不同的权限。在增加或者删除相关的测试类型时，需要在每个项目中设置相关的分值和权重，然后获得到项目的总分。目标系统需要实现成绩分制的转换，同时支持学生成绩的导出。该系统还需要对学生的成绩进行评定，分析目前学生的体质状况，发现体育教学中出现的问题和不足，帮助教师实施针对性的训练策略，提高学生的综合素养[10]。

2 系统设计

2.1 系统的总体架构

目标系统分为三层结构：表示层、业务逻辑层以及数据访问层。表示层直接与用户接触，实现现实与虚拟之间的对接。该层面负责接收用户的访问请求并且将请求的结果反馈给用户。业务逻辑层位于系统的核心部分，主要是处理和计算用户发来的请求，同时连接表示层和数据的访问层。数据访问层主要是访问和执行数据请求，并且反馈给用户数据处理的结果[11]。如图1所示。

图1 系统总体技术架构

2.2 系统功能模块设计

功能模块的设计是系统的一个重要的开发过程，设计这些模块能够满足用户的要求。图2为目标系统的总体功能结构图。

图2 系统总体功能结构图

由图中可知系统分为5大模块。测试类型管理模块主要功能是按照体育测试的不同项目类型，实现增加、删除或者修改等操作功能，并设置用户不同的权限。测试类型的增加能够在系统中添加新的体育测试项目，添加的过程中系统能够按照测试项目的类型给予不同的划分。测试类型的修改主要是能够将原有的测试项目进行修改，满足体育测试的目的，并且将修改后的结果存储在数据库中[12]。删除测试类型主要是判断删除的测试类型是否存在，如果存在，则系统会给用户提示该体育测试项目的存在，不能删除；如果不存在，则提示可进行体育测试项目的添加和删除功能。

2.3 数据库设计

数据库主要存放的是目标系统中的数据，读取目标系统的请求和操作，是系统开发的重点内容。数据库的设计工作需要设计出数据库的概念、物理以及逻辑等。数据库概念设计需要利用E-R图，将客观的事物联系起来。在目标系统中主要的实体有学生的信息、测试类型、测试项目以及成绩等[14]。用户信息实体E-R图中记录了用户的个人信息以及信息的类型等。学生信息实体E-R图中记录了学生的个人信息和信息的类型等。数据库逻辑设计需要转换数据库概念设计中的E-R图，转换工作中遵循一对一的原则，一个实体对应一种关系。数据库物理设计需要按照给定的DBMS对存储的数据结构和方法进行设计。按照目标系统的功能需求，同时结合数据库的概念和逻辑设计，设计出相应的数据表。

2.4 ID3学习算法

传统的ID3算法在选择属性标准时将信息熵作为依据，在数据计算的基础上得到准确的信息熵值，通过比较选择最大的信息熵并且作为属性选择的标准和决策树的根节点。ID3算法就是按照信息熵中最大的属性对训练分类有利的属性原则在算法中获取最佳的分类[15]。一个属性的信息增益会导致系统信息熵的降低。而ID3算法的关键操作在于计算出各个属性的信息赢取并且加以比较。决策树各个节点的开发以代表训练样本为例，判断样本是否在用一个类别当中。选择最佳的样本充分分类属性，并将其作为测试的节点属性。针对这个节点属性进行样本的划分。如果某一个分支缺少样本，那么会对比训练集群的样本类型，进而得到最大的标准值。

3 系统实现

3.1 体育测试类型

体育测试类型的管理包含了测试类型的增加、修改、删除以及权重设置等过程，这些过程对应数据库中的数据类型。以体育测试成绩的删除为例，其实现过程如下：1）用户按照自身的需求选择需要删除的体育测试项目；2）系统通过对体育测试项目ID的判断验证是否需要删除；3）判断测试项目是否存在，如果不存在，则执行删除操作；如果存在，则提示用户测试项目存在；4）退出程序。图3为具体的流程图。

图3 测试类型删除程序流程

3.2 成绩管理

成绩管理需要通过成绩的录入、删除、查询以及导出等操作实现对学生体育成绩的管理。1）测试得分录入：在系统的得分信息表中插入新的数据表，数据表会记录学生的ID、学号、对应的分值。2）程序获取信息后进行判断；3）检测用户输入的信息是否存在，如果存在则提示用户不需要输入；如果不存在则满足用户的录入；4）录入成功与否要根据数据库中的返回值进行判断。显示True则表示为录入成功。其流程图如图4所示。