基于数据挖掘的体育成绩管理系统的设计与实现

孙宏斌

（咸阳职业技术学院 陕西 咸阳 712000）

基于数据挖掘的体育成绩管理系统的设计与实现

孙宏斌

（咸阳职业技术学院 陕西 咸阳 712000）

为了将体育教师从繁芜的数据管理工作中解脱出来从而专注于教学质量的提高，提出了一种基于数据挖掘的成绩管理的设计方案，并给出了方案的设计和实现的过程。该方案的设计主要采用.NET三层体系架构，数据库平坦采用SQL Server 2005，程序开发平台为Visual Studio 2008，实际应用表明，该系统操作简便、功能良好的特点，达到了设计要求。

ASP.NET三层架构；SQL Server数据库；系统分析；系统实现

随着社会的发展和教育制度的拓宽，对体育教育越来越重视，体育测试已经纳入到学生的成绩中来，作为检测学生的综合素质的一项指标。体育测试的成绩是以长度和时间等标准来测试的，需要把这些数值按照国家标准转换成具体的分数，学生众多和数据量的庞大，让体育成绩管理的工作量很大，而且大多数实际工作中是教师手工录入的，因此工作效率也比较低下［1］。因此在实际工作中急需一种数据记录和分析的系统，让这些工作变动简单，将教师从这些工作量中解放出来，从而专注于提高教学质量，解决高效面临的实际问题。计算机和网络技术在国外兴起的很早，基于计算机和网络技术的数据挖掘技术也很早就展开了研究，不少企业都建立了自己的数据挖掘系统，带来了巨大的经济效益，但是数据挖掘技术主要还是在企业中应用的比较多，在高校中数据挖掘基本还是理论研究的比较多，实际管理中应用的还是少数［2］。针对高校的成绩管理的需求，许多学者进行了数据挖掘的研究，将数据挖掘应用到教学管理系统中，并且效果显著，学校的管理水平有很大的提高，在这种情况下，作者根据高校体育教学中的特点提出了体育成绩管理系统的方案，旨在通过该系统的应用去解决目前高校体育教学管理中存在的不便。帮助学生养成体育锻炼的习惯［3］。

1　对于系统的设计目标与要求

理论和实际应用表明，数据挖掘在管理系统中具有功能完善，可操作性好，出错率底，易于使用等很多优点，这些优点保证了基于数据挖掘的管理系统会越来越得到广泛地应用。正因为这些不可或缺的特征和优点，文中将设计基于数据挖掘的体育教学管理系统，设计成功后的教学管理系统将替代教师去完成各种繁琐的数据处理和分析的工作，实现教学成绩自动化管理，这些功能的实现必定会提高高校体育教学的效率并保证高校体育教育拥有良好的质量。

2　ASP.NET技术与系统分析

2.1ASP.NET技术的三层架构

ASP.NET是在ASP技术上进行演变发展而来的，将ASP 和.NET技术结合后开发出来的一种全新的技术。ASP.NET主要用来设计动态页面，相较于其他技术，ASP.NET主要有以下优点：1）ASP.NET是将ASP和.NET结合而来开发的技术，前两者都有很高的使用率，ASP.NET具备两者的全部优点并避免了两者的不足，因此ASP.NET必将受到大家的喜爱［4］。2）ASP.NET是基于.NET的，不仅提供了.NET的基础类库，而且还一并支持常用的别的多种开发语言。3）ASP.NET提供了多种技术控件，是系统开发变得更加容易。4）ASP.NET是基于HTML存储的，因此具备比较高的可移植性，使重复使用变得很简单易行。

ASP.NET的三层架构可以划分为用户层、业务逻辑层和数据访问层。用户层是直接面向用户的一层，和用户的交互都由该层完成、业务逻辑层是对业务相关的逻辑进行处理，是最核心的一层、数据访问层主要负责对数据库的访问进行操作，并提供反馈。这样的三层式的划分可以提高系统处理数据的速度和系统的运行效率。之所以选择三层结构去进行开发，是因为这样3个应用层都可以专注的去处理自己层面的业务，而且应用起来比较简单，大多数情况下只要更改少量的代码就可以在其他的服务器上使用，性能也比较强，3个层通过系统接口进行链接，模块化的分工不仅提高了开发效率，而且便于后续的维护和更改。图1给出了三层架构的模型图。

图1　三层架构的模型图Fig.1　Illustraton of three layer architecture

2.2系统分析

系统开发过程中，系统分析是一个很重要的工作，不仅要对功能需求和性能需求进行分析，还要对系统的数据流程进行分析。需求分析是软件开发工作的第一步，需要知道应该实现什么样的功能和具有什么性能以满足用户的需要，在体育成绩管理系统中系统针对的用户有3种即管理员、教师和学生，这3种用户具有不同的权限和不同的操作，图2给出了这3种用户的操作权限。数据流程分析在系统设计之前也要考虑，主要是为了防止在数据在系统中流动的过程中发生流动不畅和数据前后不一致等现象，在发现问题后应该提出解决的方法相应的去解决。

图2　3种用户的操作权限Fig.2　Permissions of three kind of users

3　系统设计

3.1系统的功能模块设计

在系统的设计过程中，功能模块的设计是很重要的工作，在前期的设计分析中得出的功能的需求，模块化设计就是将不同的功能需求变成一个个可以实现的模块。功能模块的设计工作就是明确不同模块的功能然后实现模块之间的调用，将复杂的问题简单化，并且便于后续的维护和二次开发。在划分子模块的过程中，首先要明确各个子模块独立的条件，在整个系统中采用统一的标准去划分各个子模块，确保清晰明确，能紧密联系在一起的子模块要进行合并，即要满足实际工作的需要，又要保证系统的流畅性和简单化［5］。

在体育成绩管理系统中，采用5个子模块去构建该系统最为合适，该系统的模块框图由图3所示。

图3　系统总结构模块划分Fig.3　The system function modules

1）测试类型管理

测试类型管理是由教学大纲规定的用于体育测试的相关项目，包括测试类型的修改、测试类型的设置、测试类型的删除和测试类型的新增等相关的操作。

2）测试项目管理

测试项目管理是指测试所关联到的具体的体育项目的相关的业务进行管理，和测试类型管理基本一致的是，测试项目管理的子模块也是修改、删除、设置、分权重置等子模块。

3）成绩管理

成绩管理是该系统中最重要的子模块，包括成绩的录入、成绩的删除、成绩的修改，成绩的导出、成绩的查询和分制转换等操作，具体的结构图如图4所示。

图4　成绩管理模块图Fig.4　Performance management module

4）成绩分析

成绩分析是对学生的成绩进行统计并根据数据挖掘的算法进行分析，是整个系统中最核心的模块。

5）系统管理

系统管理是每个系统类软件设计中必须含有的模块，是最基本的功能模块主要功能包括用户的修改、新增、删除、分配等用户的操作和数据库的备份和还原等针对数据库的操作。

3.2数据库设计

每个数据系统中都有大量的数据，这些数据是如何存放、读取和操作必须明确的给出，因此，在系统设计的过程中要进行数据库的设计，数据库设计在系统设计中是十分重要的工作。对数据库进行设计就是对系统中所包含的数据之间的关系和联系进行设计，并在这个基础上建立数据模型。数据库设计的工作通常包括数据库的逻辑设计、数据库的概念设计和数据库的物理设计［6］。

1）数据库的概念设计

将数据中客观存在的结果进行抽象，找出其中的关联，并用概念模型的方法表示出来，在进行模型表述的时候经常使用的是E-R图的方法，经过实际的研究，该体育管理系统共有用户信息实体、学生信息实体、测试项目实体、测试结果实体、成绩信息实体等5个方面。

2）数据库的逻辑设计

概念设计是将客观事物转换为计算机可识别的数据模型，而逻辑设计刚好相反，是将概念设计的结果进行转换，使之成为计算机可以支持的逻辑结构。逻辑设计的实质是对数据关系进行规范化。在系统设计的时候，需要遵循规范化的理论，这样不仅可以使系统设计变得更加容易，而且可以提高数据库的操作速度。在概念图得出的E-R图转换为逻辑图的时候，需要遵循一一对应的原则。所以该管理系统的逻辑设计共有以下5个关系模式：学生信息、用户信息、测试项目、测试结果和成绩信息。

3）数据库物理设计

在完成数据库的概念设计和逻辑设计之后，就要进行数据库的物理设计，物理设计是对具体的数据库管理系统进行明确的定义，包括对数据库的选择和实体相关属性的确定等工作。在实际使用中，物理设计和具体使用的DBMS是有很大关联的，因此，通常按照给定的DBMS存储数据的方法进行数据库的物理设计，对具有给定的某个应用，系统会自动选择最优的存储结构以达到最快的处理速度。通过这种结构设计处理的结果一般是短跑数据库［7］。物理设计一般用数据表的形式给出，图5给出了学生信息表作为示例。

图5　学生信息表Fig.5　Student information table

4　系统实现

体育成绩管理的实现包括体育测试类型、体育测试项目、成绩管理和分制转换等项目。

1）体育测试类型

体育测试类型对应的功能模块有测试类型的新增、删除、修改和权限重置等模块。图6给出了体育测试类型管理的系统界面图。

图6　体育测试类型管理的系统界面Fig.6　Sports management system interface test type

2）体育测试项目

体育测试项目管理是对体育测试项目的信息进行一系列的管理，该管理包含的模块主要有体育测试项目的新增、修改、删除和权限重置等。上述四项内容在模块设计上基本相同，图7给出测试项目新增的流程图作为参考。

3）成绩管理

成绩管理是对系统中成绩相关的部分进行管理，其包含的功能模块主要有成绩的录入、修改、删除、查询等模块。其中成绩的录入和计算是最重要的部分，占用了数据流程比较大的时间和工作量［8］。

4）分制转换

分制转换的目的就是将学生的实际得到的分数转换为系统自动评定的等级，根据实际情况，在该体育成绩管理系统中，分制转换的流程图可如图8所示。

图7　体育测试类型管理的系统界面Fig.7　The flow chart of the new test project

图8　分制转换的流程图Fig.8　Flow chart of system transformation

5　结　论

文中在数据挖掘技术原理掌握的基础上，基于ASP.NET的三层架构对体育教学过程中的成绩管理系统进行了设计，对系统设计的功能模块进行了比较详细的分析，并讨论了具体的系统实现和实现过程中会遇到的一些问题，最终的系统能完成测试类型管理、测试项目管理、成绩录入、成绩转换等功能模块，实现了体育成绩的自动化和信息化的管理，使教师的成绩管理工作效率得到提高，将教师从繁琐的数据管理中解放出来，从而更专注于教学。

［1］ZHAO hui Tang，Megranghan M F，Benty H W.Data Minging with ASP.NET［M］.NewYork:MC Wiley Publishing，1996.

［2］K.W.VanVune，Dommel H W.Supply Chain Management Information Systems Critical Failure Factors［J］.IEEE Trans on Power Systems，20058，6（l）:425-431.

［3］Agnes Bogairdi-Meszoly，Tihamer Levendovszky，Hassan Charaf.Performance Factors in ASP.NET Web Applications with Limited Queue Model.INES International Conference on Intelligent Engineering Systems，2006:253-257.

［4］Mohammad Jafar Tarokh，Javad Soroor.Supply Chain Management Information Systems Critical Failure Factors［J］.IEEE，2010，425-431.

［5］朱艳丽，高国红.Apriori算法研究及其在学生成绩分析中的应用［J］.福建电脑，2010（1）:147.

［6］李晓玲.学校体育与健康管理系统的设计与实现［J］.宁夏大学学报，2003（4）:371-374.

［7］陈冠军.精通ASP.NET 2.0典型模块设计与实现［M］.北京:人民邮电出版社，2008.

［8］张兴科，王浩.通过数据挖掘技术预测学生学习成绩［J］.科技信息，2007（22）:43，102.

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

SUN Hong-bin
（Xianyang Vocational Technical College，Xianyang 712000，China）

In order to PE teachers from data management work get freed to focus on improving the quality of teaching，the paper proposed a design scheme of performance management based on data mining，and presents the design and implementation process.This design mainly uses.NET three layer architecture，database using SQL Server 2005 flat，the program development platform for Visual Studio 2008，the actual application shows that，the system is easy to operate，good function，meet the design requirements.

ASP.NET three layer architecture；SQL server database；systems analysis；system implementation

TM933.4

A

1674－6236（2016）05-0074-04

2015-04-02稿件编号：201504030

孙宏斌（1976—），男，陕西咸阳人，硕士，讲师。研究方向：体育教学与训练。