Mạng kohonen và ứng dụng trong quản lý trợ cấp xã hội của sinh viên trường cao đẳng sư phạm cao bằng

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG LÃNH LAN HƢƠNG MẠNG KOHONEN VÀ ỨNG DỤNG TRONG QUẢN LÝ TRỢ CẤP XÃ HỘI CỦA SINH VIÊN TRƢỜNG CAO ĐẲNG SƢ PHẠM CAO BẰNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH THÁI NGUYÊN - 2014 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG LÃNH LAN HƢƠNG MẠNG KOHONEN VÀ ỨNG DỤNG TRONG QUẢN LÝ TRỢ CẤP XÃ HỘI CỦA SINH VIÊN TRƢỜNG CAO ĐẲNG SƢ PHẠM CAO BẰNG Chuyên ngành: KHOA HỌC MÁY TÍNH Mã số: 60 48 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: P G S TS LÊ BÁ DŨNG THÁI NGUYÊN - 2014 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn cơng trình nghiên cứu riêng cá nhân tôi, không chép tự nghiên cứu, đọc, dịch tài liệu, tổng hợp thực Nội dung lý thuyết trong luận văn có sử dụng số tài liệu tham khảo nhƣ trình bày phần tài liệu tham khảo Các số liệu, chƣơng trình phần mềm kết luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Thái Nguyên, tháng năm 2014 Học viên thực Lãnh Lan Hƣơng Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ii LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Lê Bá Dũng ngƣời tận tình hƣớng dẫn, bảo, giúp đỡ em suốt trình làm luận văn Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô giáo trƣờng Đại học Công nghệ thông tin Truyền thông - Đại học Thái Nguyên, thầy cô Viện Công nghệ thông tin truyền đạt kiến thức giúp đỡ em suốt trình học Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Ban giám hiệu trƣờng Cao đẳng Sƣ phạm Cao Bằng tạo điều kiện thuận lợi cho tơi tham gia khóa học suốt q trình hồn thành luận văn Và cuối xin gửi lời cảm ơn tới đồng nghiệp, gia đình bạn bè ngƣời ủng hộ, động viên tạo điều kiện giúp đỡ để tơi có đƣợc kết nhƣ ngày hơm Thái Nguyên, tháng năm 2014 Học viên Lãnh Lan Hƣơng Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC HÌNH vii MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG KOHONEN VÀ BÀI TOÁN PHÂN CỤM 1.1 Giới thiệu chung mạng Nơron 1.1.1 Lịch sử phát triển mạng nơron 1.1.2 Mạng Nơron sinh học 1.1.3 Mạng Nơron nhân tạo 1.1.4 Ứng dụng 14 1.2 Mạng Kohonen toán phân cụm 15 1.2.1 Giới thiệu mạng nơron Kohonen 15 1.2.2 Bài toán phân cụm 16 1.3 Các phƣơng pháp phân cụm 18 CHƢƠNG 2: SOM VÀ KĨ THUẬT PHÂN CỤM DỮ LIỆU DỰA VÀO SOM 20 2.1 Thuật toán phân cụm liệu 20 2.2 Một số thuật toán phân cụm liệu 21 2.2.1 Thuật toán phân cụm phân cấp 21 2.2.2 Thuật toán phân cụm phân hoạch (Thuật toán K-means) 22 2.2.3 Thuật toán phân cụm dựa mật độ (Thuật toán DBSCAN) 25 2.2.4 Thuật toán phân cụm dựa lƣới (Thuật toán STING) 26 2.2.5 Thuật tốn phân cụm dựa mơ hình (Thuật tốn EM) 27 2.3 Thuật toán phân cụm mạng Kohonen (SOM) 28 2.3.1 Mạng Kohonen gì? 28 2.3.2 Cấu trúc mô hình mạng Kohonen 29 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iv 2.3.3 Thuật toán phân cụm mạng Kohonen 30 2.4 Một số vấn đề phân cụm với mạng Kohonen 33 2.4.1 Khởi tạo mạng Kohonen (SOM) 33 2.4.2 Huấn luyện mạng Kohonen 34 2.4.3 Tỉ lệ học 35 2.4.4 Cập nhật lại trọng số 36 2.4.5 Xác định nơron chiến thắng 37 2.5 Kohonen (SOM) công việc phân cụm liệu 38 2.5.1 SOM phân cụm với đồ chiều 38 2.5.2 SOM phân cụm với đồ chiều 38 2.5.3 Xác định ranh giới cụm 39 2.5.4 Trực quan mạng 40 2.5.5 Số lƣợng nhóm phân cụm 42 CHƢƠNG 3: ỨNG DỤNG MẠNG SOM TRONG CÔNG VIỆC QUẢN LÝ TRỢ CẤP XÃ HỘI CỦA SINH VIÊN TRƢỜNG CAO ĐẲNG SƢ PHẠM CAO BẰNG 43 3.1 Phát biểu toán 43 3.2 Khảo sát, đánh giá, thống kê tình hình trợ cấp xã hội sinh viên trƣờng Cao đẳng Sƣ phạm Cao Bằng 43 3.2.1 Thu thập liệu 43 3.2.2 Phân tích liệu 45 3.3 Thử nghiệm sử dụng mơ hình mạng Kohonen để khảo sát, đánh giá, thống kê tình hình trợ cấp xã hội học sinh, sinh viên trƣờng Cao đẳng Sƣ phạm Cao Bằng 51 3.3.1 Các chức chƣơng trình 51 3.3.2 Giao diện chƣơng trình 51 3.3.3 Kết phân tích kết sau huấn luyện mơ hình mạng Kohonen Trực quan mạng U-Matrix 53 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ v DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT HSSV: Học sinh, sinh viên CSDL: Cơ sở liệu KPDL: Khai phá liệu PCDL : Phân cụm liệu SOM(Self Organizing Maps): Mạng nơron tự tổ chức PE (Processing element): Phần tử xử lý BMU(Best - Matching unit): Đơn vị phù hợp U-matrix (unified distance matrix): Ma trận thống khoảng cách EM (Expectation maximization): Thuật tốn tối đa hóa STING (STatistical INformation Grid): Thuật tốn thống kê thơng tin lƣới DBSCAN (Density Based Spatial Clustering of Applications with Noise): Phân cụm liệu dựa không gian mật độ ứng với nhiễu Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 Dữ liệu thống kê phân cụm theo lớp trƣờng 48 Bảng 3.2 Dữ liệu thống kê phân cụm lớp 50 Bảng 3.3 Kết cụm lớp tính chất cụm sau huấn luyện mạng Kohonen 57 Bảng 3.4 Kết cụm sinh viên tính chất cụm sau huấn luyện mạng Kohonen 68 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Cấu tạo mơ hình nơron sinh học Hình 1.2 Cấu trúc mơ hình nơron nhân tạo Hình 1.3 Đồ thị dạng hàm chuyển Hình 1.4 Mơ hình mạng nơron lớp Hình 1.5 Cấu trúc huấn luyện mạng nơron 10 Hình 1.6 Học có giám sát 11 Hình 1.7 Học khơng có giám sát 11 Hình 1.8 Sơ đồ cấu trúc chung trình học 13 Hình 2.1 Các thiết lập để xác định ranh giới cụm ban đầu 22 Hình 2.2 Tính tốn trọng tâm cụm 23 Hình 2.3 Hình dạng cụm đƣợc khám phá thuật toán DBSCAN 25 Hình 2.4 Cấu trúc mạng Kohonen 29 Hình 2.5 Phần tử nơron chiến thắng BMU 30 Hình 2.6 Các vùng lân cận 31 Hình 2.9: Hàm tỉ lệ học theo thời gian 36 Hình 3.1 Kết phân cụm theo lớp trƣờng sử dụng phƣơng pháp trực quan U-Matrix 54 Hình 3.2 Kết phân cụm lớp sử dụng phƣơng pháp trực quan đồ thành phần 59 Hình 3.3 Kết phân cụm nhóm sinh viên lớp sử dụng phƣơng pháp trực quan U-Matrix 66 Hình 3.4 Kết phân cụm sinh viên sử dụng phƣơng pháp trực quan đồ thành phần 69 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ MỞ ĐẦU Thực tế trƣờng cao đẳng thuộc khu vực miền núi, đa phần sinh viên dân tộc thiểu số, có hồn cảnh khó khăn đƣợc hƣởng sách trợ cấp xã hội nhà nƣớc Hàng năm số lƣợng sinh viên đƣợc tuyển vào trƣờng ngày đông Công việc quản lý trợ cấp xã hội chủ yếu thông qua bảng biểu, thống kê khó phân tích theo yêu cầu quản lý công việc cách nhanh chóng Với phát triển mạnh mẽ Cơng nghệ thông tin đời mạng Nơron giúp cho cơng việc quản lý nói chung quản lý trợ cấp xã hội cho sinh viên nói riêng có nhìn trực quan Ngƣời quản lý dựa vào đƣa đƣợc đánh giá nhanh chóng, xác Luận văn với đề tài “Mạng Kohonen ứng dụng quản lý trợ cấp xã hội sinh viên trƣờng Cao đẳng Sƣ phạm Cao Bằng” khảo sát lĩnh vực KPDL dùng mạng nơron Luận văn tập trung vào tìm hiểu mạng nơron Kohonen (SOM) dùng thuật toán SOM để giải toán phân cụm liệu theo mơ hình mạng nơron Nội dung luận văn gồm có chƣơng: Chƣơng I Tổng quan mạng Kohonen toán phân cụm liệu Chƣơng II SOM kĩ thuật phân cụm liệu dựa vào SOM Chƣơng III Ứng dụng mạng Kohonen công việc quản lý trợ cấp xã hội sinh viên trƣờng Cao đẳng Sƣ phạm Cao Bằng Do thời gian nghiên cứu trình độ có hạn, luận văn khơng tránh khỏi hạn chế thiếu xót Em mong nhận đƣợc bảo, đóng góp ý kiến thầy, cô giáo nhƣ bạn bè đồng nghiệp Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, tháng năm 2014 Ngƣời viết luận văn Lãnh Lan Hƣơng Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 60 Trên hình 3.2 trực quan đồ thành phần xét trợ cấp cụm theo lớp: - Đối với Hộ nghèo: cụm có tỉ lệ hộ nghèo cao cụm gồm lớp: Mầm non K28A, Mầm non K28B, Mầm non K28C, Mầm non K27A, Mầm non K27B, Mầm non K26A, Mầm non K26B thể đồ có màu đỏ đậm Tiếp theo cụm số thể đồ có màu đỏ gồm lớp: Mầm non K27C, Mầm non K27D, Mầm non K26C Cụm có tỉ lệ hộ nghèo thấp cụm số gồm lớp: Toán Lý K13, Toán Tin K13, Lý KTCN K12, Tốn Lý K11 thể đồ có màu xanh đậm Tiếp theo cụm gồm lớp: Hóa Sinh K12, Hóa Sinh K11, Văn Địa K13, Văn Địa K11, Tiểu học 12B, Mầm non K11B Màu xanh lơ đồ thể số cụm 4, 5, Đây cụm có tỉ lệ hộ nghèo thấp nhƣng cao cụm 7, Cụm thể đồ có màu xanh nõn chuối có tỉ lệ HSSV thuộc diện hộ nghèo thấp cụm 1, cao cụm 4, 5, 6, 7, - Đối với Hộ cận nghèo, gia đình đơng độ tuổi học: cụm có tỉ lệ cao cụm thể đồ có màu đỏ đậm Tiếp theo cụm 2, có tỉ lệ hộ cận nghèo, gia đình đơng độ tuổi học cao thể đồ có màu đỏ Cụm cụm có tỉ lệ thấp gồm lớp Hóa Sinh K12, Hóa Sinh K11, Văn Địa K13, Văn Địa K11, Tiểu học 12B, Mầm non K11B thể đồ có màu xanh đậm Tiếp theo cụm có tỉ lệ hộ cận nghèo, gia đình có đơng độ tuổi học thấp Mầu xanh da trời thể số vùng cụm 6, 9, Tại tỉ lệ đạt thấp nhƣng cao cụm 7, - Đối với Dân tộc ngƣời: Màu đỏ đậm thể vị trí cụm cụm có số lớp có tỉ lệ HSSV ngƣời dân tộc ngƣời cao Tiếp theo cụm Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 61 có tỉ lệ HSSV ngƣời dân tộc ngƣời cao thể đồ có màu đỏ số vùng Màu xanh đậm thể vùng phía dƣới đồ gồm cụm 6, 7, 8, cụm có tỉ lệ học sinh, sinh viên ngƣời dân tộc ngƣời thấp Trong cụm cụm có tỉ lệ thấp Màu vàng thể vị trí cụm gồm lớp: Sử GDCD K12, GDCD K13, Văn Đội K12, KTNN-CN-KTGĐ K12, Tiểu học K11A cụm có tỉ lệ HSSV ngƣời dân tộc ngƣời thấp cụm 1, 2, cao cụm 6, 7, 8, - Vùng 3: Cụm cụm hai cụm có tỉ lệ học sinh, sinh viên sống xã vùng cao thể đồ có màu đỏ thẫm Tiếp theo cụm thể đồ có màu đỏ tƣơi số vùng Cụm cụm có số lƣợng học sinh, sinh viên sống xã vùng thấp thể đồ có màu xanh đậm Tiếp theo cụm tỉ lệ đạt thấp Màu xanh nõn chuối thể vị trí cụm 5, gồm lớp Tiểu học K13A, Tiểu học K11B, Hóa Sinh K12, Hóa Sinh K11, Văn Địa K13, Văn Địa K11, Tiểu học 12B, Mầm non K11B có tỉ lệ học sinh, sinh viên sống xã vùng cao cụm 4, Cụm tỉ lệ đạt cao thể đồ có màu vàng cam số vùng - Mồ côi cha mẹ mồ côi cha mẹ nhƣng ngƣời cịn lại khơng có khả ni dƣỡng: Cụm cụm có tỉ lệ đạt cao thể đồ có màu đỏ Tiếp theo cụm Một vùng xanh đậm phía bên phải đồ vị trí cụm 2, 4, 5, 6, Tại cụm tỉ lệ Màu xanh nõn chuối thể vị trí cụm 9, gồm lớp: Sinh Thể K11, Sinh Hóa K13, Văn Sử K13, Sử GDCD K11, Tiểu học 12A, Mầm non K28A, Mầm non K28B, Mầm non K28C, Mầm non K27A, Mầm non K27B, Mầm non K26A, Mầm non K26B Ở cụm tỉ lệ thấp cụm 3, cao cụm 2, 4, 5, 6, Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 62 - Con liệt sĩ: Màu xanh đậm bên góc phải đồ thể vị trí cụm 2, 4, Tại cụm tỉ lệ đạt thấp Cụm gồm lớp Tiểu học K13A, Tiểu học K11B cụm có tỉ lệ liệt sĩ cao thể đồ có màu vàng cam Cụm 3, 8, thể đồ có màu vàng Tỉ lệ cụm thấp cụm nhƣng cao cụm lại - Con thƣơng binh: Cụm cụm có tỉ lệ thƣơng binh cao thể đồ có màu cam Tiếp theo cụm thể đồ có màu vàng Cụm 1, 2, cụm có tỉ lệ đạt thấp nhất, khơng có học sinh, sinh viên thƣơng binh - Học sinh, sinh viên có cha mẹ vi phạm pháp luật chấp hành hình phạt tù khơng có ngƣời ni dƣỡng: Một màu xanh đậm bao kín đồ vị trí cụm 3, 6, 7, 8, Tại cụm tỉ lệ thấp 0% Cụm thể đồ có màu đỏ Tại cụm tỉ lệ đạt cao Tiếp theo cụm thể đồ có màu vàng - Con sĩ quan: Cụm gồm lớp: Toán Lý K13, Toán Tin K13, Lý KTCN K12, Toán Lý K11 cụm có tỉ lệ học sinh, sinh viên sĩ quan phục vụ lực lƣợng quân đội cao nhất, thể đồ có màu đỏ Tiếp theo cụm gồm lớp: Hóa Sinh K12, Hóa Sinh K11, Văn Địa K13, Văn Địa K11, Tiểu học 12B, Mầm non K11B có tỉ lệ học sinh, sinh viên sĩ quan cao nhƣng thấp cụm thể đồ có màu vàng cam Cụm cụm có tỉ lệ thấp thể đồ có màu xanh đậm Cụm 4, có tỉ lệ thấp Màu xanh lơ thể số vùng cụm 6, Tại hai cụm tỉ lệ học sinh, sinh viên sĩ quan thấp cụm 7, cao cụm cịn lại Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 63 - Học sinh, sinh viên tàn tật: Màu xanh đậm bao trùm bên phải đồ gồm cụm 2, 4, 5, 6, Tại cụm tỉ lệ đạt thấp 0% Cụm thể đồ có màu vàng cam cụm có tỉ lệ học sinh, sinh viên tàn tật cao gồm lớp: Hóa Sinh K12, Hóa Sinh K11, Văn Địa K13, Văn Địa K11, Tiểu học 12B, Mầm non K11B Tiếp theo cụm thể đồ có màu vàng - Học sinh, sinh viên cử tuyển: cụm gồm lớp: Sinh KTNN K13, Tiểu học K13B, Công tác đội K12, Mầm non K11A cụm có tỉ lệ học sinh, sinh viên cử tuyển cao thể đồ có màu đỏ Tiếp theo cụm 5, 9, thể đồ có màu xanh nõn chuối Cụm cụm có số lƣợng HSSV cử tuyển nhất, thể đồ có màu xanh đậm Cụm 1, 2, 3, thể đồ có màu xanh da trời cụm có tỉ lệ học sinh, sinh viên học hệ cử tuyển thấp nhƣng cao cụm 7, thấp cụm 5, 6, 8, - Học sinh, sinh viên học lớp Chất lƣợng cao: Cụm gồm lớp: Toán Lý K13, Toán Tin K13, Lý KTCN K12, Toán Lý K11 lớp thuộc khoa Tự nhiên Đây cụm có tỉ lệ học sinh, sinh viên học lớp chất lƣợng cao nhiều Tiếp theo cụm gồm lớp: Sinh KTNN K13, Tiểu học K13B, Công tác đội K12, Mầm non K11A Cụm gồm lớp: Mầm non K27C, Mầm non K27D, Mầm non K26C lớp thuộc hệ trung cấp mầm non đầu vào theo hình thức xét tuyển nên khả nhận thức tiếp thu kiến thức thể lực học Tiếp theo cụm 1, 4, 5, có tỉ lệ học sinh đƣợc học lớp chất lƣợng cao thấp Cụm gồm lớp: Hóa Sinh K12, Hóa Sinh K11, Văn Địa K13, Văn Địa K11, Tiểu học 12B, Mầm non K11B thể đồ có màu xanh nõn chuối Tại tỉ lệ học sinh, sinh viên học lớp chất lƣợng cao thấp cụm 6, cao cụm 1, 2, 3, 4, 5, Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 64 Qua phân tích nhƣ đƣa nhận xét nhƣ sau: - Cụm 1, 2, xem cụm khó khăn Tại cụm tập trung nhiều hộ nghèo, cận nghèo, gia đình đơng độ tuổi học, dân tộc ngƣời, sống xã vùng xa xơi, hẻo lánh Có thể hiểu biết, hồn cảnh khó khăn, lại sống xa trung tâm nên cụm có tỉ lệ cha mẹ vi phạm sách xã hội cao Cụ thể cụm em học sinh có cha, mẹ thời gian chấp hành hình phạt tù trại giam, khơng cịn ngƣời ni dƣỡng cao cụm khác Đặc biệt cụm đa phần học sinh hệ trung cấp đầu vào theo hình thức xét tuyển, số học sinh đƣợc học theo diện cử tuyển cao nên khả tiếp thu nhận thức chậm, dẫn đến kết học không cao Tại cụm tập trung nhiều học sinh, sinh viên mồ cơi, thƣơng binh, dân tộc ngƣời - Các cụm 4, 5, 6, 8, cụm có nhóm sinh viên có hồn cảnh mức trung bình - Cụm xem cụm có nhóm sinh viên giả lực học tốt Ở cụm hầu hết lớp thuộc hệ cao đẳng khoa tự nhiên Có nhiều sinh viên bố mẹ làm cán công chức, sĩ quan, chiến sĩ phục vụ có thời hạn quân đội, số lƣợng học sinh học theo hệ cử tuyển thấp 3.3.3.2 Kết phân cụm sinh viên lớp Mỗi học sinh, sinh viên có hồn cảnh khác Mỗi em thuộc nhiều diện đƣợc hƣởng trợ cấp xã hội Tuy nhiên số tiền đƣợc hƣởng trợ cấp xã hội hàng tháng đƣợc hƣởng theo tiêu chí chọn Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 65 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 66 Hình 3.3 Kết phân cụm nhóm sinh viên lớp sử dụng phƣơng pháp trực quan U-Matrix Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 67 Kết phân cụm lớp sử dụng mơ hình mạng Kohonen phƣơng pháp trực quan U-Matrix đƣợc minh họa nhƣ bảng sau: Cụm Họ tên sinh viên Tính chất cụm Nhóm gồm sinh viên thuộc hộ Hứa Văn Chung, Triệu nghèo, dân tộc ngƣời, khơng có sinh Thị Hôn, Đổng Thị Hoa, viên học theo hệ cử tuyển, thƣơng Âu Thị Huyền Trang, binh, mồ côi cha mẹ hay cha mẹ vi phạm Nông Thị Dung, Tơ Thị pháp luật bị chấp hành hình phạt tù Liễu Nhiều sinh viên sĩ quan phục vụ lực lƣợng quân đội Đa số sinh viên nhóm dân tộc Nơng Thị Hợi, Vƣơng Thị ngƣời, gia đình thuộc diện hộ nghèo, cận Bình, Sầm Thị Lẩy, Hầu nghèo, đơng độ tuổi học Văn Tu, Lục Thị Ngân So với nhóm lớp nhóm có lực học tốt Đặng Thị Hiền, Trƣơng Đa số sinh viên thuộc nghèo, cận nghèo, Thị Vân, Lƣơng Thị Hồng gia đình động độ tuổi học, Nhung, Hoàng Thị Ánh sống liên tục xã vùng 3, nhóm Diệp, Nơng Văn Hải Triệu Thị Chinh, Triệu Thị Miên, Lƣơng Thị Xuân, Nông Thị Hà có nhiều sinh viên mồ cơi cha, mẹ Đa phần sinh viên dân tộc ngƣời, thuộc hộ nghèo, cận nghèo, tỉ lệ sinh viên thuộc diện gia đình sách có cơng với cách mạng cao Đặng Văn Lại, Lý Mùi Phẩy, Nông Thị Mai Thơ, Hơn nửa sinh viên nhóm sống Khang Thị Nguyệt, Ma xã vùng lực học cao Khơng Văn Long, Hồng Thị có sinh viên thƣơng binh, liệt sĩ Tâm, La Thị Thơm, Vi Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 68 Văn Cao, Hoàng Thị Kiều, Lƣơng Thị Hằng, Hoàng Anh Tuấn, Lý Văn Thế, Lý Thị Huyền, Hoàng Thị Tuyết, Hoàng Thị Thanh, Trƣơng Thị Nhớ, Lãnh Thị Hiếu, Triệu Thị Phƣơng, Nguyễn Thị Đa số sinh viên nhóm sống xã vùng 3, học theo hệ cử tuyển có lực học tốt Khơng có sinh viên thƣơng binh, liệt sĩ, cha mẹ vi phạm sách, pháp luật chấp hành hình phạt tù, khơng có sinh viên tàn tật Nhóm gồm sinh viên dân tộc Cành, Nguyễn Thị Niêm ngƣời, sống xã vùng 3, sĩ quan phục vụ quân đội Đa số sinh viên sĩ quan học Nông Minh Lý, Nông Thị theo hệ cử tuyển Tỉ lệ sinh viên dân Thiên, Nông Thị Trang, tộc ngƣời sống xã vùng thấp Lê Thị Vân Khơng có sinh viên mồ cơi cha, mẹ, thƣơng binh, liệt sĩ, tàn tật Lục Thị Oanh, Đặng Phú Nhóm gồm sinh viên ngƣời dân Hợp, Mơng Thị Hiển, tộc ngƣời, sĩ quan, tỉ lệ sinh viên Mông Thị Hiển, Nông Thị học theo hệ cử tuyển thấp, có điều kiện Bích Thu Mã Thị Thiết kinh tế giả nhóm Vƣơng Văn Dẻ, Triệu Thị Gồm sinh viên có điều kiện kinh tế 10 Hoa, Hồng Thị Linh, giả, sĩ qua, khả tiếp Hoàng Thị Tƣ thu kiến thức lực học Bảng 3.4 Kết cụm sinh viên tính chất cụm sau huấn luyện mạng Kohonen Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 69 Trực quan sử dụng đồ thành phần Hình 3.4 Kết phân cụm sinh viên sử dụng phƣơng pháp trực quan đồ thành phần Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 70 Trên hình 3.4 trực quan đồ thành phần xét trợ cấp cụm lớp: - Đối với Hộ nghèo: nửa phía đồ màu đỏ bao trùm lên cụm 1, 2, 3, Trong cụm cụm gồm sinh viên thuộc hộ nghèo cao Tiếp theo cụm 2, 3, Cụm 7, thể đồ có màu vàng cam Đây hai cụm có nhóm sinh viên thuộc hộ nghèo cao nhƣng thấp cụm 1, 2, 3, Cụm 10 hai cụm có tỉ lệ sinh viên thuộc hộ nghèo 0% thấp thể đồ có màu xanh đậm Cụm 5, thể đồ có màu xanh lơ cụm có tỉ lệ hộ nghèo thấp nhƣng cao cụm 9, 10 - Đối với Hộ cận nghèo, gia đình đơng độ tuổi học: Cụm cụm có nhóm sinh viên thuộc hộ cận nghèo, gia đình đơng độ tuổi học thể đồ có màu đỏ Tiếp theo cụm 1, 3, cụm có tỉ lệ cao nhƣng thấp cụm Một màu xanh đậm bao trùm phía dƣới đồ gồm cụm 9, 10, 5, cụm có tỉ lệ sinh viên thuộc hộ cận nghèo, gia đình đơng độ tuổi học thấp Trong thấp cụm 9, 10 Hai cụm khơng có sinh viên thuộc hộ cận nghèo, đơng Đây xem nhóm sinh viên có điều kiện gia đình giả lớp Cụm 7, thể đồ có màu xanh lơ có tỉ lệ sinh viên thuộc hộ cận nghèo, đơng độ tuổi học cao cụm 5, 6, 9, 10 nhƣng thấp cụm 1, 2, 3, Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 71 - Dân tộc ngƣời: Cụm cụm hai cụm có tỉ lệ sinh viên dân tộc ngƣời cao thể đồ có màu đỏ đậm số vùng Màu cam xuất vị trí cụm 3, có tỉ lệ sinh viên ngƣời dân tộc ngƣời cao nhƣng thấp cụm 1, Cụm cụm có nhóm sinh viên ngƣời dân tộc ngƣời thấp thể đồ có màu xanh đậm Tiếp theo cụm 10 có tỉ lệ thấp nhƣng cao cụm Cụm 5, thể đồ có màu xanh nõn chuối có tỉ lệ sinh viên ngƣời dân tộc ngƣời cao cụm 8, 10 nhƣng thấp cụm 1, 2, 3, - Vùng 3: Màu đỏ đậm thể vị trí cụm cụm có nhóm sinh viên sống xã vùng cao lớp Tiếp theo cụm tỉ lệ sinh viên sống xã vùng nhóm cao nhƣng thấp cụm thể đồ có màu đỏ Vùng màu vàng bao chùm lên cụm số cụm có nhóm sinh viên sống xã vùng cao thấp cụm 5, 6, Cụm cụm có số sinh viên sống xã vùng thể đồ có màu xanh đậm Tiếp theo cụm 1, 3, cụm tỉ lệ đạt thấp - Mồ côi cha mẹ mồ côi cha mẹ nhƣng ngƣời cịn lại khơng có khả ni dƣỡng: Một màu xanh đậm bao trùm góc bên trái đồ vị trí cụm 1, 4, 7, Đây cụm khơng có sinh viên thuộc diện mồ cơi khơng có ngƣời ni dƣỡng Tỉ lệ đạt thấp Cụm cụm có nhiều sinh viên mồ cơi khơng có ngƣời ni dƣỡng nhiều lớp thể đồ có màu đỏ Tiếp theo cụm thể đồ có màu vàng - Con liệt sĩ: Màu vàng cam thể số vùng cụm 10 cụm có nhóm sinh viên liệt sĩ gia đình sách có cơng với cách mang cao lớp Một màu xanh đậm bao trùm hết đồ từ bên phải sang thể tỉ lệ liệt sĩ, gia đình sách thấp hầu hết nhóm có tỉ lệ 0% Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 72 - Con thuơng binh: Một màu xanh đậm bao trùm hết đồ từ bên phải sang thể tỉ lệ thƣơng binh thấp, hầu nhƣ khơng có Tỉ lệ đạt cao cụm 10 thể đồ có màu vàng - Học sinh, sinh viên có cha mẹ vi phạm pháp luật chấp hành hình phạt tù khơng có ngƣời ni dƣỡng: Màu xanh thể hai phía bên phải bên trái đồ Bao trùm lên cụm 1, 6, 3, thể tỉ lệ đạt thấp Trong thấp cụm 1, 6, tỉ lệ đạt 0% - Con sĩ quan: Nhóm nhóm có tỉ lệ sinh viên sĩ quan cao lớp thể đồ có màu đỏ đậm Tiếp theo nhóm 1, có màu cam thể nhóm sinh viên sĩ quan phục vụ lực lƣợng vũ trang cao Thấp cụm thể màu xanh đồ số vùng - Sinh viên tàn tật: Một màu xanh bao chùm từ phía đồ xuống dƣới thể tỉ lệ sinh viên tàn tật thấp Đặc biệt màu xanh đậm cụm 1, 2, 3, 4, 6, cụm khơng có sinh viên tàn tật - Sinh viên cử tuyển: Cụm thể đồ có màu đỏ đậm cụm có số sinh viên học theo hệ cử tuyển cao Tiếp theo cụm thể đồ có màu cam Cụm thấp cụm thể đồ có màu xanh đậm Tiếp theo cụm 3, 5, cụm tỉ lệ đạt thấp nhƣng cao cụm - Sinh viên học lớp Chất lƣợng cao: Màu đỏ đậm thể số vùng cụm 2, 5, cụm có tỉ lệ sinh viên học lớp chất lƣợng cao nhiều thể lực học tiếp thu kiến thức cao nhóm khác Tiếp theo cụm hai nhóm có số sinh viên học lớp chất lƣợng cao đông Cụm cụm có sinh viên học lớp thể màu xanh đậm số vùng Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 73 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN Kết luận Sau trình nghiên cứu thực đề tài, tơi có số kết luận nhƣ sau: - Mơ hình mạng Kohonen (hay cịn gọi SOM) thực cơng cụ hữu ích việc thực quản lý trợ cấp xã hội thông qua kỹ thuật phân cụm phƣơng pháp trực quan mạng U-Matrix mà thực tế luận văn đƣa kết cài đặt thử nghiệm tập liệu trợ cấp xã hội để phân cụm liệu học sinh, sinh viên theo đƣa nhận xét, đánh giá cách nhanh chóng, xác mức hỗ trợ hợp lý - Mỗi giải thuật phân cụm áp dụng số mục tiêu kiểu liệu định - Việc thu thập liệu xác, thuật tốn cài đặt phƣơng pháp tính toán độ tƣơng đồng đối tƣợng yếu tố định đến độ xác cho kết tốc độ phân cụm mạng - Mạng Kohonen phƣơng pháp khai phá liệu mạnh nhiên để đạt đƣợc kết khai phá tốt, hoàn chỉnh cần kết hợp với phƣơng pháp khai phá liệu khác cần có ý kiến chuyên gia lĩnh vực giáo dục, kinh tế để đƣa kết luận xác nhằm nâng cao chất lƣợng giáo dục cải thiện sống cho học sinh, sinh viên nghèo Hƣớng phát triển Ứng dụng mạng Kohonen đa dạng phù hợp với nhiều lĩnh vực thực tế Luận văn tiếp tục nghiên cứu ứng dụng mạng Kohonen lĩnh vực khác nhƣ dự báo kinh tế, thị trƣờng chứng khoán Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Lê Bá Dũng (2012), Bài giảng mạng nơron nhân tạo ứng dụng, ĐH Công nghệ thông tin Truyền thông - Đại học Thái Nguyên Đỗ Cẩm Vân (2004), Học mạng nơron theo mơ hình SOM ứng dụng tốn quản lý khách hàng vay vốn ngân hàng, luận văn Thạc sĩ cao học, trƣờng đại học Quốc Gia Hà Nội Quy định việc hƣởng trợ cấp xã hội học sinh, sinh viên, Ban hành kèm theo định số 34/2001/QĐ-CĐSP ngày 02 tháng năm 2001 Hiệu trƣởng trƣờng Cao đẳng Sƣ phạm Cao Bằng, Chương II Một số sách hỗ trợ cụ thể Trƣờng Cao đẳng Sƣ phạm Cao Bằng (2010), Kỉ yếu 10 năm thành lập trường Cao đẳng Sư phạm (2000-2010), Cao Bằng Tiếng Anh A.K.Jain, R.C.Dubes, Algorithms of fuzzy clustering data, Ptentice Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1988 Juha Vesanto (2000), Using SOMs in Data Mining, Licentiate’s thesis, Helsinki University of Technology Tom Germano (1999), Self Organizing Maps Teuvo Kohonen(2001), Self-Organizing Maps, Third Edition, Springer, Heidelberg Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ... TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG LÃNH LAN HƢƠNG MẠNG KOHONEN VÀ ỨNG DỤNG TRONG QUẢN LÝ TRỢ CẤP XÃ HỘI CỦA SINH VIÊN TRƢỜNG CAO ĐẲNG SƢ PHẠM CAO BẰNG Chuyên ngành: KHOA HỌC MÁY... với đề tài ? ?Mạng Kohonen ứng dụng quản lý trợ cấp xã hội sinh viên trƣờng Cao đẳng Sƣ phạm Cao Bằng? ?? khảo sát lĩnh vực KPDL dùng mạng nơron Luận văn tập trung vào tìm hiểu mạng nơron Kohonen (SOM)... 2.5.5 Số lƣợng nhóm phân cụm 42 CHƢƠNG 3: ỨNG DỤNG MẠNG SOM TRONG CÔNG VIỆC QUẢN LÝ TRỢ CẤP XÃ HỘI CỦA SINH VIÊN TRƢỜNG CAO ĐẲNG SƢ PHẠM CAO BẰNG 43 3.1 Phát biểu toán