高校管理數(shù)據(jù)挖掘技術的應用

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高校招生規(guī)模的不斷擴大以及教育方式的靈活多樣化，使大多數(shù)高校都面臨著學生人數(shù)的急劇增加與教學資源日漸緊張的矛盾，這給高校的管理帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。因此，如何以最小的代價獲得最大的發(fā)展成為高校亟待解決的新課題。高校從整體的、宏觀的角度認清形勢，解決問題，優(yōu)化教育資源配置，提高教育資源利用率。建立一個有效的高校管理決策支持系統(tǒng)（DecisionSupportingSystem，簡稱DSS）顯得十分必要。該系統(tǒng)的各項功能除了能滿足日常簡單的查詢、統(tǒng)計和維護、全局統(tǒng)籌規(guī)劃外，還要能夠保證管理各種信息、協(xié)調(diào)各部門工作順利開展，并能為高校管理者提供有關教育形勢的瞬時變化、發(fā)展趨勢，以及通過高科技手段來開發(fā)歷史數(shù)據(jù)，提取隱含在其中的事先未知的、潛在的、深層次的、有價值的信息，以利于簡單統(tǒng)計分析和決策。一般在建立DSS時，會利用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫（Database）技術，但有問題的數(shù)據(jù)庫滿足不了。數(shù)據(jù)倉庫技術的出現(xiàn)給決策支持系統(tǒng)的發(fā)展注入了新的活力，它把決策者所需的信息從原始的操作數(shù)據(jù)中分離出來，把分散的、難以訪問的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為集中統(tǒng)一、隨時可訪問的信息，即數(shù)據(jù)倉庫對信息實現(xiàn)合理、全面而高效的管理。因此，研究數(shù)據(jù)倉庫和它的相關技術并應用于高校決策支持系統(tǒng)中是極其有效的途徑[4]。本文所采用的解決方案，就是一個以數(shù)據(jù)倉庫(DataWarehouse，簡稱DW)技術為基礎，以數(shù)據(jù)挖掘(DataMining，簡稱DM)工具為手段的高校管理決策支持系統(tǒng)DSS的設計方案。本方案中，數(shù)據(jù)倉庫用于存儲和組織高校的基礎數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)挖掘則利用該基礎數(shù)據(jù)，通過一系列技術挖掘出有價值的知識信息，輔助決策。

1高校管理中的數(shù)據(jù)倉庫建立

數(shù)據(jù)倉庫不是業(yè)務數(shù)據(jù)的簡單堆積，而是抽取數(shù)據(jù)，并整理、轉(zhuǎn)化為新的存儲格式，把數(shù)據(jù)聚合在一種特殊的格式中。隨著此過程的發(fā)展和完善，這種支持決策的、特殊的數(shù)據(jù)存儲即被稱為數(shù)據(jù)倉庫。對高校管理來說，DSS建立數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)可能來自人事處、學生處、教務處、財務處、后勤管理等職能部門和二級學院等，所有這些數(shù)據(jù)從結(jié)構(gòu)上看，是相對獨立的，是不利于高校決策者進行全面分析和查詢的。根據(jù)高校DSS的需求，必須要求數(shù)據(jù)倉庫把分散的、難以訪問的數(shù)據(jù)從不同信息系統(tǒng)中分離出來，通過深層次加工把信息轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)集市(DataMart)以利于各個職能管理部門和院系作專題分析和輔助領導層決策[5]?？傊瑪?shù)據(jù)倉庫把高校分散的、難以訪問的日常數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為集中統(tǒng)一、隨時可用的信息。建立數(shù)據(jù)倉庫是一個長期復雜的過程。數(shù)據(jù)倉庫的真正價值在于幫助人們制定能夠改進過程的決策。因此，有了數(shù)據(jù)倉庫，高校管理層決策時就可以依據(jù)事實，而不再是只依賴直覺。

2高校管理需要數(shù)據(jù)挖掘

根據(jù)目前高校管理信息系統(tǒng)的特點，首先需要將不同信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)綜合、歸類，并進行分析利用，即建立數(shù)據(jù)倉庫，在數(shù)據(jù)倉庫的基礎上進行聯(lián)機分析處理和數(shù)據(jù)挖掘，為科學決策提供依據(jù)支持。數(shù)據(jù)挖掘就是從大量的、模糊的、隨機的、不完全的實際數(shù)據(jù)中，抽取隱含在其中的、人們事先不知道的、但又是潛在有用的信息和知識的過程。從廣義上講，數(shù)據(jù)挖掘就是在觀察數(shù)據(jù)的集合中尋求模式的決策支持過程。因此，它除了處理傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)值型的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)外，還可以對文本、圖形、圖像、WWW信息資源等半結(jié)構(gòu)、非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)進行挖掘。數(shù)據(jù)挖掘的對象不僅是數(shù)據(jù)庫，也可以是文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)集合或數(shù)據(jù)倉庫?；跀?shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)挖掘技術，其任務是發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)倉庫中尚未被發(fā)現(xiàn)的數(shù)據(jù)。對于那些決策者明確了解的信息，可以用查詢等工具直接獲取，而另外一些隱藏在大量數(shù)據(jù)中的關系等信息就需要數(shù)據(jù)挖掘技術[2]。數(shù)據(jù)挖掘技術可從數(shù)據(jù)倉庫中找出大量真正有價值的信息，可以更好地對高校各方面的發(fā)展趨勢做出定量的分析和預測。為高校的管理決策者提供更科學的決策基礎，從而有效地提高教學質(zhì)量，有針對性地加強教學管理。就目前高校的情況而言，現(xiàn)有的管理信息系統(tǒng)大都具有分類特性，因此高校管理DSS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)挖掘方法主要采用能實現(xiàn)分類模式分析的方法，以分類模式分析為主線，關聯(lián)模式分析為輔線結(jié)合其他分析方法進行。

3決策支持系統(tǒng)技術分析

⑴基本概念管理的核心是“決策”。隨著時代的發(fā)展，高校比以往任何時候都面臨著更為復雜的生存環(huán)境，更難以形成并維護其競爭優(yōu)勢，競爭的壓力對高校制定決策的質(zhì)量、速度都提出了更高的要求[1]。決策支持系統(tǒng)（DSS，DecisionSupportingSystem），是以運籌學、管理科學、行為科學和控制論為基礎，以信息技術、計算機技術和仿真技術為手段，針對半結(jié)構(gòu)化的決策問題，支持決策活動的具有智能作用的人機系統(tǒng)[3]。該系統(tǒng)能夠為決策者提供決策所需的信息、數(shù)據(jù)和背景材料，幫助明確決策目標和進行問題的識別，建立或修改決策模型，提供各種備選方案，并且對各種方案進行評價和優(yōu)選，通過人機交互功能進行分析、比較和判斷，為正確決策提供必要的支持。決策支持系統(tǒng)作為一種新型的信息技術，能夠為高校提供各種決策信息以及許多問題的解決方案，從而減輕管理者從事低層次信息處理和分析的負擔，使得他們專注于最需要決策智慧和經(jīng)驗的工作，提高了決策的質(zhì)量和效率。從功能邏輯結(jié)構(gòu)上看，它是由模型庫系統(tǒng)、知識庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及人機會話系統(tǒng)等部分組成的。⑵DSS的分析方法DSS應滿足決策支持系統(tǒng)的要求和達到DSS的性能指標，由于DSS的特殊性，對DSS的系統(tǒng)分析通常采用一種稱之為ROMC的方法。ROMC是一種基于決策過程基本活動的方法，是決策者進行表達（R）、操作（O）、存儲輔助（M）和控制（C）的方法，其基本思路是建立起DSS的要求與性能之間的關系，并力求減少它們之間的差異。ROMC分析方法是建立在用戶目標的基礎之上的，它主要從以下幾點進行分析：⑴提供表達式幫助決策者將問題概念化，以便于處理和交流；⑵提供分析和運算這些表達式的操作方法；⑶提供輔助記憶手段；⑷提供控制機構(gòu)以處理和使用整個系統(tǒng)。

4基于數(shù)據(jù)挖掘的決策支持系統(tǒng)的建立

基于以上討論，一種基于數(shù)據(jù)挖掘的決策支持系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)框架已經(jīng)出現(xiàn)。它由數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)挖掘工具、數(shù)據(jù)倉庫管理模塊、知識庫、知識發(fā)現(xiàn)模塊、人機交互模塊組成。系統(tǒng)的主要輸入是源于數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)以及存儲在知識庫中的知識；人機交互模塊提供相互聯(lián)系的集成界面；數(shù)據(jù)倉庫管理模塊完成數(shù)據(jù)倉庫的創(chuàng)建以及數(shù)據(jù)倉庫中數(shù)據(jù)的綜合、提取等各種操作，負責管理整個系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)；數(shù)據(jù)挖掘工具用于實現(xiàn)實際決策問題所需的各種查詢檢索工具和數(shù)據(jù)挖掘工具等，以實現(xiàn)決策支持系統(tǒng)的各種要求；知識發(fā)現(xiàn)模塊管理并控制知識發(fā)現(xiàn)過程，它將知識庫中的信息和數(shù)據(jù)的輸入用于驅(qū)動數(shù)據(jù)選擇過程、知識發(fā)現(xiàn)引擎過程和發(fā)現(xiàn)的評價過程。以下描述建立決策支持系統(tǒng)的過程。①分析決策需求，確定決策主題，確定決策的問題。②確定數(shù)據(jù)來源，對異構(gòu)環(huán)境下可操作的數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)記錄或文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)重新進行聯(lián)接，建立數(shù)據(jù)倉庫。③針對任務的所屬類別，選擇有效的數(shù)據(jù)挖掘算法并加以實現(xiàn)。④調(diào)用數(shù)據(jù)挖掘功能，提煉數(shù)據(jù)，并與最終用戶交互、協(xié)同，得到所必須的有用的數(shù)據(jù)。⑤測試與評價數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行一致性、有效性處理。⑥根據(jù)最終用戶的要求，建立適用于決策支持的集成界面和應用程序，使用戶能在決策支持中運用所發(fā)現(xiàn)的知識。以上過程是一個學習、發(fā)現(xiàn)和修改的過程，各步驟之間包含了反復循環(huán)，以達到對所發(fā)現(xiàn)的知識不斷求精、深化，并使其易于理解的結(jié)果。

5結(jié)束語

數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)挖掘和決策支持系統(tǒng)都是方興未艾的前沿科學，已經(jīng)在多個領域取得令人滿意的應用。數(shù)據(jù)挖掘技術為決策支持系統(tǒng)研制與開發(fā)提供了一種有效、可行的系統(tǒng)化解決方案。隨著數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘技術在各個領域的廣泛應用，決策支持系統(tǒng)的研究與開發(fā)將被推向一個更高的層面。在教育領域，隨著數(shù)據(jù)挖掘技術的不斷發(fā)展，把數(shù)據(jù)挖掘技術應用到管理信息系統(tǒng)中，以建立高校管理決策支持系統(tǒng)，最終可以達到我們的目標——提高高校管理者的工作效率。這種方式為高校在激烈的競爭中掌握主動，在未來的發(fā)展中爭取更廣闊的空間，發(fā)揮重要的作用，為高校的跨越式發(fā)展起到一個科學導向作用。

作者：朱鐵櫻 駱爽 單位：浙江廣廈建設職業(yè)技術學院信息與控制工程學院