基于数据挖掘技术的系统

【摘要】随着网络的不断更新迭代，近年来在网络上的学习资料五花八门，种类繁多，导致学习者需要不断筛选无用信息的问题出现，降低了学习效率。由于网络上学习资料的不断丰富，就越来越需要一个综合整理后的多功能的大数据学习库，方便用户进行学习数据的搜索和技能学习。为了更加便利且快速的让每一个学习者搜索到所需学习资料，本项目团队通过对各大网校，学习网站资料库的数据分析，并利用当前热门的人工智能学科知识，设计了一个能够帮助用户找到可靠并且高效的学习资源，提高学习效率"学习库"。该学习库具有学习资料，学习视频的查找功能和一对一线上直播教学功能，尽可能满足每个用户的学习体验。

【关键词】数据挖掘技术;书籍管理系统;视频通讯技术

【基金项目】本研究为2020年大创项目，（项目编号：202010205014）。负责人：王秋涵，参与人：潘翔，刘祖桓，刘海洋，盖冠宇。

中图分类号：G223                                  文献标识码：A                        DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.08.087

1.学习库在网络平台系统应用的现状

随着当前我国高等教育教学信息化事业深度快速发展，互联网等移动信息时代技术正在为我们学生建设一种更加个性化的教育学习信息环境、为我们学生提供一种更加个性化的教育学习信息资源和教学服务、以及正在促进我们的教育个体学生自主选择学习越来越受到关注。在线开放的课程体系是当前我国网络课程教育发展的一种最新形式，是推进我国高等教育的教学改革与构建一个学习型社会的重要支持。再加上教学内容是通过互联网可以建立一个虚拟真实的课堂环境，所能达到的效果也比简单的文字堆砌是无法比拟的。网络课程通过传统的多媒体技术就是能够真正实现对教学情境的虚拟化和创设，营造出一个虚拟教学情境，这将大大促进学习者的认知动机由外在的内驱力向其认知内驱力的转化。因此越来越多的学习软件出现在市场上，各种各样的功能也层出不穷，但是对于课程的质量却很难把关，甚至营销多过于教学本身质量的学习软件比比皆是。基于此，通过对市场上现有学习软件的满意度和不满意的原因进行调查，为改善现有学习软件的不足，拟开发"集海量学习资料于一身的法宝—"学习库"系统。目的是能够将从小学到大学，各种考试、各种教材、教学辅助、教学讲义的电子版本等学习资料收录到系统之中，对学习资料进行全覆盖，增加学习资料的受用人群范围，能够根据需求进行阶段性线上和线下的学习，归一化学习软件的使用。并且由于市面上的学习软件五花八门且品质良莠不齐，基于这一情况特别实现了教师在线直播授课功能。一对一形式授课，了解院校信息，师生论坛的语音交流等一系列的功能，做到花最少的钱，学最多的知识，集各种学习资料于一身，创新出能够在线浏览并下载文档资源的学习系统，成功解决其他学习类软件学习资料单一，不能做到全方位和多元化学习的弊端。成功打破用户只能学习其所在阶段的学习资源的局限性，让任何阶段的学生都能够学习到他所需要学习的知识。学习知识的覆盖面广，且用户从小学到大学，甚至毕业都只需使用一款学习系统，极大地提高了系统的便捷性，实用性和适用性。

2.学习库创建过程中存在的问题

任何一个平台在初期的搭建，产品设计以及后期运行过程中都必须具有自己独特的方向性和其相应的使用价值，也都会是面向各种形式迥异的用户，面对不同用户的不同需求及时作出调整。比如说同时在搭建模块及页面的时候对于整个板块的设计和搜索引擎的创建都会需要敲定。因此初期都或多或少的就可能存在着一系列的技术问题，这就必然要求我们相应的研发管理团队需要去定期进行数据挖掘，商榷，研讨和最终解决的这些问题，同样是以基于学习库的创建也会面临着一些可解决的问题。

在本篇论文中仅列举一条具有代表性，针对性，关键性，极大影响性的问题，并列出相应的解决措施及方案，其他的问题都已经跟组员一起沟通制定了解决的方案。

系统的设计和实现中存在技术性问题的解决是重中之重。实践技术是我们检验科学真理的唯一标准，任何一个系统，任何一个平台都永远离不开这项技术的大力支持与研发，尤其是本次的系统设计需要大量计算机技术支持，所以格外需要计算机技术的学习。因此本研究团队进行了深度机器学习研究计算机互联网技术，ASP. net开发框架，sql server建立数据库，视频通信技术，数据挖掘技术，web软件开发，UML统一建模使用教程和软件工程理论与实践等多门课程。对于一个数据库来说，除了设计一个数据库之外，还有一个历史数据处理不好的问题，因为这个历史数据处理不好，最终可能会导致数据库不能正常工作。因此我们学习了一套技术设计专业的归档数据库，根据历史资料的需要确定保存和备查时间的长短，定期将所有历史资料转移到相应的归档数据库中。

3.基于学习库的设计理念

在学习库中，当学生或教师注册自己的信息之后，系统会根据信息进行大数据分析推荐相应的课程视频以及资料。前端界面作为一个用户首先能够看到的最直观的窗口，在进行课程可视化设计过程中，依据分析的各单元模块信息特征和用户需要，围绕课程资料的浏览和对资料检索两大功能，用资料卡片的方式，列表展示一定时间内学习资料的点击量和阅读量还有下载量，根据浏览次数统计最多人采纳的学习资料。再对专题进行较为细致的划分。系统将自动对收到的点赞和采纳数量最多的学习材料进行排列综合整理后排名给所有用户。在课程可视化设计中，依据分析出的单元模块信息特征和用户需要，围绕课程数据浏览功能和资料检索功能进行了两大功能。检索之后会根据用户的浏览记录、下载记录、答題的错误记录等等推荐相对应的合适的视频，文字，包括老师的细致推荐，推荐的顺序也是从最受采纳的资料依次推荐，想要更加细分就是继续增加关键字进行搜索。

本系统区别于其他的学习软件单一的功能，集各大功能需求为一体。其他的学习软件重在通过课程的资源进行盈利，课程价格层次不一，参差不齐，质量也是难以保证。而本系统重在资源共享和快捷便利。

首先，我们会整合从小学到大学的学习资料，包括各类证书的学习资源进行数据整合。然后进行分类细致化分板块。同时支持教师线上一对一教学，邀请老师入住网站进行资格认证，采用视频通讯技术，获取授课双方的在线视频信息，实时地显示在前端的JSP页面上，学生可以有选择的联系老师在线教学。也支持管理员自发上传学习资料，用户可以在后台对学习资料进行审核，拒绝发布学习资料的不合法信息。

其次，我们会收集近十年各大高校，各类别考试的十年真题以及模拟题练习题作为题库，方便用户学习之后的巩固复习，创建问答管理模块，将用户提出问题的提问表和用户给出答案的解答表实现对接，实现将提问和解答同时显示的功能。还会开通自习室功能，创建白名单，自主设定学习时间，关闭手机里的娱乐app，让每一位有需求的用户能够静下心来学习。用户与用户之间可以进行线上互动，互加好友，进行学习的比拼，找到志同道合的"學友"。双方互为好友之间可以进行学习资源间的共享，针对用户的浏览记录，爱好和学习题库的答卷情况等进行个性化的推荐同时，本系统还结合了人工智能技术，通过语音识别，图像识别，人脸识别等多项技术使得用户更为便捷地操作和安全使用。

4. 基于学习库系统的设计与实现

本系统的设计与实现共历经：前期准备，系统研发和系统测试三个阶段。

4.1 前期准备

前期的准备工作过程中对项目进行前期的需求分析，了解项目的用户需要和制订设计流程，部分功能存在技术问题需要解决。相应的技术研发人员也根据所需的功能对学习库进行了相关技术的研究，每一位学习成员都对该库系统进行了独立的技术研究和学习，对于计算机技术的深入和进修也更认真地进行了研究，并且为此拟定了学习库系统的开发工作日程和计划。前期准备回归工作研究小组团队通过线上的纸质电子问卷，线下的纸质问卷调研等多种方式出现来分析和调研那些是否有关于用户的各类需要商榷之处的问题。本次调研均为有效的数据，发出了电子及纸质版的调查问卷共有200份，有效问卷共有164份，表现为86%的答卷者了解学习软件，了解学习软件的人对学习软件各有不同：46%的人了解是补课的学习软件，比如学而思网校、一起学网校;30%的人了解的是可以专项学习技能的学习软件，比如51Talk英语，哆啦日语等;24%的人了解的是解题软件，比如小猿搜题。在这其中有65.29%的人认为学习软件的资料丰富和界面的简洁便利很重要（宋兹鹏.2021）。并且在网上翻阅和查找了大量的文献，学习资料库的建立以及市面上大多数学习软件界面以及功能的优缺点进行对比和优化。

4.2 系统研发

在系统的研发阶段本项目对系统进行了细致的设计，按照系统总体设计、原型图的要求来开发各个主要模块。其中在系统的展示部分，该系统主要界面展示为视频资料展示，文字资料展示和答题库展示，以及本系统采用协同过滤算法对用户进行资料推荐，为用户推荐合适的学习资料。由于传统的视频传输技术中，存在一些问题比如：建立连接消耗时间过长，视频质量不够清晰等，所以团队学习了新的视频传输协议和视频编码技术，也就是VC的视频传输技术，能够进行实时而高效的视频传输，保证在线的一对一的课程的质量（赵新梅，曹艳.2016）。同时会让管理员在后台进行直播间的巡视巡查，确保在学习交流过程中的安全性，并在确保安全性的同时稳定直播间的链接，减少直播间的卡顿，延迟，画面的正常显示。在搜索功能中，本系统分别选择了学习资料的关键字搜索和按照不同类别进行搜索，在该功能中本系统结合人工智能添加了语音识别搜索，图片搜索等功能。关于问题功能的设计本系统在整体设计中分别收藏了相关题目、笔记添加和例题多练等功能在资料下载这一模块，在用户做完测试之后会收集错题数据，方便推荐给用户同种类型题进行反复练习和巩固。本资料系统设计了提供资料下载，资料分享，资料上传，分享资料至微博、qq等第三方社区的一系列功能。同时，在登录的过程中本系统充分结合了人工智能技术采用指纹登录和密码登陆两种方式，极大的提高了用户在登录使用效率的同时，也加强了对于用户密码的管理和保护。而本系统的后台关于数据库的设计与开发部分，本系统采用了主从备份，对所有数据库都进行了负载均衡，确保了数据库的正常工作运行，包括可以进行资料的上传，资料的加密。当然管理员也会进行审核，确保资料上传以及浏览环境的安全。ASP.net##r还提供了一种软件跟踪服务，在用户可以通过选择性设定应用程序的调试级别和其他页面查看调试信息级别的操作过程中会被启用，可以通过有利于选择性功能地快速查看这些页面调试信息，或者如果是软件使用者还可以通过选择性设定应用程序调试级别的软件跟踪工具查看，该工具可用来快速查看跟踪信息。

4.3 系统测试

系统测试阶段直接影响着系统能否给予正常的使用，因此本系统拟采用SQL Server建立数据库，ASP.NET应用程序平台，采用UML实现系统建模。学习库的设计是进行对系统各个功能模块的分类划分和网站各个功能模块之间相互关联的设计，对网站的功能模板进行了编程，以及页面模板的设计，网页外观也进行了美化。通过加载插件的方式，对数据进行了可视化。使其能够实时记录和分析用户的数据，为以后人工智能分析的数据做好准备。数据挖掘技术是数据库原始数据处理，储存和操作的基础。

通过对相关的数据结构和标准化的客服需求，解决了特殊存取数据的难题，利用新时代出现的数据库定向技术更易于找到在数据库中所隐含的模型。ASP. net为我们能够向任何一个浏览器或者是设备都提供了更安全，更强大的可升级性，更稳定的应用程序而言，它们都是一种新的软件编程模式和基本架构，并且在内部使用Unicode以表示请求和响应数据的时候，可以为每台计算机，每页都配比国家化的设置。同时使用视频通讯技术，获取双方的在线视频信息，实时的显示在前端的JSP页面上。同时提升技术，在能够实时的进行直播的时候确保能够少卡顿，少延迟，确保直播链接的稳定性。用户可在直播间进行有效发言。本次测试系统是选用黑盒测试，对系统的性能进行了测试。除此之外，研发团队还将根据测试的效果，对系统进行一些优化和改进，极大的程度上提高系统的性能使用率，并且要做好系统后期的检测和维修工作。

5. 学习库推荐系统项目总结

本系统针对UML统一建模和SQL Server的系统，不仅具有丰富的理论意义，而且还有很强的使用价值，为用户提供最快最便捷的数据搜索系统。本系统主要面向的是所有需要进行学习资料检索的所有用户人群，其中包含大学生，考研党，考公务员等不同的对于考试正在努力或者想通过自学学习想要技能的人群。网络课程的建设和实施将对推进高等教育改革、远程教育的发展具有重要意义和作用（李莹亮.2020），如果不正视我们的网络课程在其设计、开发、应用、管理和评估等过程中可能出现的一些问题，并及时加以预防和改善，不仅可能会严重影响到网络教育课程的质量，而且可能会阻碍我们的网络教育课程在实际应用中的推广和发展，所以本系统会尽可能的保证网络学习资料的质量和网课的开发与建设。完善的数据库之外，也有机会为网络课程的设计和开发，应用和管理尽最大的努力的推进网络课程的发展。在极大程度上进行用户学习资料资源共享的同时，发布资源的用户经过管理员审核之后可以自行决定学习资料有偿与否，让每一位用户可以更加高效便利的享受到有用的学习资料，进行学习与学习间的交流。

本次系统将先进的算法代码和核心技术也都进行了优化，让系统的性能也在设计上得到了质的改善，使系统能够实现了准确率和效果的双重提高。包括本系统学习库的线上直播教学功能通过视频通讯技术的加持也会让学习库更加的高效，让所有的孩子都能够享受到一线的教育资源，能够拿到最好的学习资料，让每一位用户都能通过学习库得到提高，是这个学习库的最开始设计的初衷。也希望未来这个系统能够让更多用户感受到更好地学习体验。

参考文献：

[1]宋兹鹏.51Talk黄佳佳：初心不改  努力构建在线英语素质教育系统[J].中国商界，2021（04）：70-73.

[2]冉庆华.计算机数据挖掘技术及其应用研究[J].电脑编程技巧与维护，2021（03）：68-70.

[3]赵新梅，曹艳.视频通讯发展现状及未来趋势[J].科技资讯，2016，14（03）：4-5+7.