Ứng dụng luật tuần tự trong việc dự đoán kết quả học tập của sinh viên

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN HỮU QUANG ỨNG DỤNG LUẬT TUẦN TỰ TRONG VIỆC DỰ ĐOÁN KẾT QUẢ HỌC TẬP CỦA SINH VIÊN Chuyên ngành : HỆ THỐNG THÔNG TIN QUẢN LÝ Mã số: 60.34.04.05 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 08 năm 2018 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG – HCM Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS QUẢN THÀNH THƠ Cán chấm nhận xét 1: TS VÕ THỊ NGỌC CHÂU Cán chấm nhận xét 2: PGS.TS NGUYỄN TUẤN ĐĂNG Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 01 tháng năm 2018 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: TS Trần Minh Quang – Chủ tịch TS Lê Lam Sơn – Thư ký TS Võ Thị Ngọc Châu – Phản biện PGS.TS Nguyễn Tuấn Đăng – Phản biện PGS.TS Đặng Trần Khánh - Ủy viên Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KH&KTMT ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN HỮU QUANG MSHV: 7140658 Ngày, tháng, năm sinh: 13/09/1989 Nơi sinh: Tp.HCM Chuyên ngành: Hệ thống thông tin quản lý Mã số : 60.34.04.05 I TÊN ĐỀ TÀI Ứng dụng luật việc dự đoán kết học tập sinh viên II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG Tìm hiểu thuật toán khai thác luật sở liệu chuỗi ; Xây dựng ứng dụng dự đoán kết học tập sinh viên III IV V NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 04/09/2017 NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 17/06/2018 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS Quản Thành Thơ Tp HCM, ngày 18 tháng 06 năm 2018 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN PGS.TS Quản Thành Thơ TRƯỞNG KHOA KH & KTMT -i- LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn Thầy Cơ khoa KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT MÁY TÍNH trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM tạo điều kiện thuận lợi truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm quý báu cho em trình học tập trường Em xin chân thành cảm ơn thầy Quản Thành Thơ tạo điều kiện, hướng dẫn giúp đỡ em thời gian thực đề cương luận văn Trong suốt trình học tập, làm việc với Thầy, em có hội hồn thiện, bổ sung kiến thức học tập tác phong làm việc – tinh thần học tập nghiêm túc Thầy Mặc dù có nhiều cố gắng q trình làm luận văn khơng thể tránh khỏi sai sót Em mong nhận ý kiến đóng góp từ Thầy Cơ để em rút kinh nghiệm tích lũy cho học q báu cho cơng việc sau tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn !!! TP.HCM, ngày 18 tháng năm 2018 - ii - TÓM TẮT Khai phá liệu trình khai phá tri thức từ nguồn liệu lớn có Khai phá tri thức từ CSDL chuỗi hướng lĩnh vực khai phá liệu ứng dụng nhiều lĩnh vực khác y khoa, kinh tế, giáo dục đào tạo… Khai phá luật tuần tự, luật không dư thừa kỹ thuật khai phá tri thức từ CSDL chuỗi Tập luật tuần tự, luật không dư thừa rút trích từ CSDL chuỗi để xây dựng hệ thống dự báo Hình thức đào tạo đại học theo tín hình thức lấy người học làm trung tâm trình dạy học, hình thức đào tạo phát huy tính chủ động, sáng tạo người sinh viên áp dụng hầu hết trường đại học Việt Nam Với phương thức đào tạo theo tín chỉ, việc tự học, tự nghiên cứu coi trọng hơn, giảm truyền đạt kiến thức chiều từ giảng viên phương pháp đào tạo truyền thống Sinh viên người tiếp nhận kiến thức đồng thời người chủ động tạo kiến thức cho thân với mục tiêu đáp ứng nhu cầu thị trường lao động xã hội sau trường Mỗi khối kiến thức có môn học tự chọn hay bắt buộc với số lượng tín theo quy định để tốt nghiệp; sinh viên tham khảo giảng viên cố vấn học tập để chọn môn học phù hợp với Từ yêu cầu thực tế, việc xây dựng cơng cụ hỗ trợ sinh viên dự đốn kết học tập thân nhằm điều chỉnh khả học tập có khoa học việc chọn lựa môn học phần cần đăng ký học kỳ cần thiết Phương pháp xây dựng công cụ luận văn dựa kết học tập sinh viên tốt nghiệp, dùng thuật toán khai thác tập luật không dư thừa đưa tư vấn phù hợp - iii - ABSTRACT Data mining is the process of exploring knowledge from existing large data Exploring knowledge from sequence is one of the main directions in the field of data mining and is applied in a variety of fields such as medicine, economics, education and so on Non-redundant sequential rule is one of the techniques for exploring knowledge from the sequence Sequential rule, non-redundant sequential rule extracted from the sequence are the foundation of the forecasting system Form of credit-based mode is taking learners at center in the teaching and learning process This form of training promotes the activeness and creativity of students and applies in most of universities in Viet Nam today With the form of credit-based mode, self-study becomes more and more important, reducing the one-way transfer of knowledge from lecturers as the traditional training method Students are not only the recipients of knowledge but also the ones who actively create their own knowledge to appropriate with the real business' requirements after graduated Therefore, to achieve their best performance, students would need guidelines on study direction in the compulsory subjects and choose the optional courses appropriate to their interests and abilities, they may refer to lecturers or academic consultants to select the ones that suitable for them Based on these practical requirements, a tool to assist students in predicting their own academic performance is necessary in order to improve their academic ability and help them to choose the subjects for the next semester in a reasonable manner This predition tool is based on a set of sequential rules from the learning result of the students by using the non-redundant sequential rules to provide the necessary advice - iv - LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn Thạc sĩ "Ứng dụng luật việc dự đoán kết học tập sinh viên" cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu tài liệu luận văn trung thực Tất tham khảo kế thừa trích dẫn tham chiếu đầy đủ Học viên Nguyễn Hữu Quang -v- MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT ii ABSTRACT iii LỜI CAM ĐOAN iv MỤC LỤC v DANH MỤC BẢNG viii DANH MỤC HÌNH ix DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT x CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề toán 1.2 Lý chọn đề tài 1.3 Mục tiêu, nội dung phương pháp nghiên cứu 1.3.1 Mục tiêu 1.3.2 Nội dung 1.3.3 Phương pháp nghiên cứu 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.5 Ý nghĩa thực tiễn đề tài 1.6 Các cơng trình nghiên cứu liên quan 1.7 Bố cục luận văn CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 10 2.1 Dữ liệu chuỗi 10 2.1.1 Đặc điểm liệu chuỗi 10 2.1.2 Một số ví dụ liệu chuỗi 11 2.1.3 Khai thác liệu chuỗi 13 - vi - 2.2 Khai thác mẫu 14 2.2.1 Các khái niệm chuỗi 14 2.2.2 Bài toán khai thác mẫu 16 2.2.3 Cách tổ chức liệu 16 2.2.4 Cây tiền tố 18 2.2.5 Thuật toán khai thác mẫu 19 2.3 Khai thác luật 22 2.3.1 Ý nghĩa luật 23 2.3.2 Các khái niệm luật 23 2.3.3 Bài toán khai thác luật 24 2.3.4 Các thuật toán khai thác luật 25 2.3.5 Thuật toán IMSR_PreTree 27 2.3.6 Thuật toán MNSR_PreTree 30 2.4 Kết luận 34 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ THUẬT TOÁN KHAI THÁC LUẬT TUẦN TỰ ĐẦY ĐỦ VÀ LUẬT TUẦN TỰ KHÔNG DƯ THỪA 35 3.1 Môi trường thực nghiệm 35 3.2 Kết thực nghiệm 36 3.3 Kết luận 37 CHƯƠNG MƠ HÌNH DỰ ĐỐN KẾT QUẢ HỌC TẬP CỦA SINH VIÊN 38 4.1 Mơ tả tốn 38 4.2 Mơ hình dự đốn kết học tập sinh viên 41 4.2.1 Thu thập liệu 42 4.2.2 Tiền xử lý liệu 42 4.2.3 Khai thác luật 55 4.2.4 Dữ liệu đầu vào/đầu 55 - vii - 4.3 Xây dựng ứng dụng 55 4.3.1 Môi trường thực nghiệm 56 4.3.2 Ứng dụng 56 4.3.3 Kiểm thử ứng dụng 58 4.4 Kết luận 60 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 61 5.1 Kết luận 61 5.2 Hướng phát triển 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 PHỤ LỤC - QUI CHẾ ĐÀO TẠO TÍN CHỈ CỦA BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 65 PHỤ LỤC – QUY CHẾ ĐÀO TẠO CỦA TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM 87 - 89 - - 90 - - 91 - - 92 - - 93 - - 94 - - 95 - - 96 - - 97 - - 98 - - 99 - - 100 - - 101 - - 102 - - 103 - PHẦN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: NGUYỄN HỮU QUANG Ngày, tháng, năm sinh: 13/09/1989 Nơi sinh: Tp.HCM Địa liên lạc: 22/110 Trần Bình Trọng, p.01, q.05, Tp.HCM QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO - 2010 – 2013: Sinh viên trường Đại học Công Nghiệp Tp.HCM – chuyên ngành: Khoa học máy tính - 2014 – 2018: Học viên cao học trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM – chuyên ngành: Hệ thống thơng tin quản lý Q TRÌNH CƠNG TÁC - 09/2013 – nay: Chuyên viên Phòng Đào tạo – trường Đại học Công Nghiệp Tp.HCM ... tốt Ứng dụng dự đoán kết học tập sinh viên giúp giảm bớt lượng công việc tư vấn hỗ trợ sinh viên trình sinh viên học tập trường - Sinh viên: Ứng dụng hỗ trợ sinh viên việc lựa chọn môn học học... sánh kết đạt từ hai thuật toán - Nghiên cứu toán dự đoán kết học tập sinh viên dựa vào việc lựa chọn tập luật cần thiết thích hợp để xây dựng ứng dụng dự đoán kết học tập sinh viên dựa tập luật. .. MƠ HÌNH DỰ ĐỐN KẾT QUẢ HỌC TẬP CỦA SINH VIÊN Trong chương nay, luận văn đề xuất xây dựng mơ hình dự đốn kết học tập sinh viên Dựa kết dự đốn, sinh viên có kế hoạch học tập tốt trình học tập trường