Ứng dụng khai phá dữ liệu để tư vấn học tập tại trường cao đẳng kinh tế kỹ thuật quảng nam

-2- -1- B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Đ I H C ĐÀ N NG M Đ U Lý ch n lu n văn Trong nh ng năm g n đây, cơng ngh thơng tin phát tri n m nh m vi c ng d ng công ngh thông tin nhi u lĩnh v c ñ i s ng, kinh t xã h i ñã làm lư ng d li u ñư c thu th p lưu tr PH M C M VÂN h th ng thông tin tăng lên m t cách nhanh chóng Trư c tình hình đó, vi c khai thác ch n l c nh ng d li u có ích t lư ng d li u kh ng l vi c c n thi t, đóng vai trị quy t đ nh thành cơng NG D NG KHAI PHÁ D LI U Đ TƯ V N H C T P T I TRƯ NG CAO Đ NG KINH T - K THU T QU NG NAM m i ho t ñ ng Các d li u ch t l c s giúp c i thi n ho t ñ ng hi n t i hay đưa nh ng d đốn giúp vi c ñưa quy t ñ nh tương lai s xác V i nh ng lý đó, nhu c u phát tri n k thu t thu th p, lưu tr , phân tích d li u, … đư c đ t địi h i ph i đư c x lý thơng minh hi u qu T ñã làm phát tri n k thu t m i Chuyên ngành: Khoa h c máy tính Mã s : 60.48.01 v i k thu t cho phép ta khai thác ñư c tri th c h u d ng t s d li u l n ñư c g i k thu t khai phá d li u (Data Mining - DM) Các k thu t khai phá d li u ñư c ng d ng nhi u lĩnh v c như: kinh t , tài chính, y t , giáo d c… TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T Trong vi c ng d ng khai phá d li u vào nhi u lĩnh v c khác c a ñ i s ng, khai phá d li u lĩnh v c giáo d c ñang d n có đư c s quan tâm m c Chúng ta c n ph i nhìn nh n r ng Ngư i hư ng d n khoa h c:TS NGUY N TR N QU C VINH giáo d c nhân t quy t ñ nh s phát tri n c a ñ t nư c v nhi u m t M c tiêu phát tri n xã h i m t cách b n v ng ñang ñ t cho giáo d c nh ng yêu c u m i Giáo d c ñào t o có nhi m v đ nh Đà N ng – Năm 2012 hư ng ho ch đ nh sách cho đ i tư ng c a giáo d c th h tr , l c lư ng k th a c a vi c xây d ng, b o v phát tri n ñ t nư c tương lai m t cách ñúng đ n k p th i Chính -3vì v y, vi c ñ nh hư ng xây d ng sách giáo d c đào t o c n ph i ñư c h tr b i cơng c khoa h c đ tránh nh ng sai l m ñáng ti c Trong s nh ng cơng c đó, khai phá d li u m t cơng c h u ích có tính khoa h c cao, giúp nhà qu n lý giáo -42 M c đích c a lu n văn - Nghiên c u phương pháp khai phá tìm lu t k t h p quy t ñ nh d a d li u giáo d c - ng d ng th c hi n nghiên c u đ xây d ng mơ hình khai phá d c có đư c nh ng tri th c q giá ph c v cho công tác qu n lý d li u d a vào thông tin n sinh ñ u vào k t qu h c t p sinh viên có th s d ng nh ng k t qu h u ích t q trình thu th p đư c c a sinh viên trư ng Cao Đ ng Kinh T K Thu t ch t l c d li u khai phá d li u Qu ng Nam T đó, tri n khai xây d ng h th ng ng d ng t mơ Ngày nay, trư ng đ i h c cao ñ ng ña s ñã chuy n sang hình đư c xây d ng nh m d đốn k t qu h c t p c a sinh viên ñào t o theo h c ch tín ch Vi c tư v n h c t p, ch y u liên quan qua vi c k t h p gi a thông tin n sinh đ u vào l trình h c, t đ n l a ch n l trình h c phù h p nh m ñ t ñư c k t qu h c t p cao giúp cho sinh viên có th ch n l a đư c m t l trình h c đ t k t nh t cho m i sinh viên ñư c ñ c bi t quan tâm Đó khó khăn qu t i ưu nh t phù h p v i ñi u ki n l c c a Bên chung khơng ch c a m i sinh viên, mà c a bên tham gia tư c nh đó, h th ng cho phép hi n th mơ hình khai phá d li u ñã v n, t t ch c qu n lý trư ng ñ i h c cho ñ n cán b xây d ng nh m h tr cho ngư i dùng cu i H th ng khơng ch h đư c phân cơng chun trách gi ng viên ch nhi m Các gi ng tr cho sinh viên mà h tr cho phòng ñào t o, khoa chuyên viên chuyên trách không th ti p c n toàn b d li u v ñi m c a ngành, giáo viên ch nhi m có th tư v n cho sinh viên sinh viên Ngay c v i c p qu n lý, b ng c m tính ho c suy lu n th công t kh i d li u kh ng l ñ ñưa nh ng tư v n t t vi c ch n l trình h c cho m i sinh viên không ph i kh thi Trư c th c t ñư c s ñ ng ý c a TS Nguy n Tr n Qu c - T o ti n ñ ñ phát tri n ng d ng khác Đ i tư ng ph m vi nghiên c u - Đ i tư ng nghiên c u c a lu n văn + K thu t khai phá d li u Vinh, ch n lu n văn “ ng d ng khai phá d li u ñ tư v n h c + D li u ñào t o t p t i Trư ng Cao ñ ng Kinh T K Thu t Qu ng Nam” Lu n văn + H th ng tư v n th c hi n vi c khai phá d li u t thơng tin n sinh đ u vào k t - Ph m vi nghiên c u: h p v i l trình h c nh m đ d đốn k t qu h c t p c a sinh viên D a vào k t qu d đốn đó, h th ng – k t qu c a lu n văn, s giúp sinh viên l a ch n cho m t l trình h c phù h p v i ñi u ki n l c c a b n thân ñ ñ t ñư c k t qu t i ưu + Các k thu t phân l p: quy t ñ nh (Deccision tree – DT) lu t k t h p (Association rules – AR) + Công c h tr khai phá Business Intelligence Development Studio (BIDS) 2008 R2 mơ-đun h tr + D li u th c t i trư ng Cao ñ ng Kinh T K Thu t Qu ng Nam g m: K t qu h c t p thông tin cá nhân c a kho ng 2000 -5- -6- sinh viên v i ngành h c sau: K tốn, Qu n tr , Qu n lý đ t Phương pháp nghiên c u đai, Ni tr ng th y s n, Lâm nghi p - Phương pháp nghiên c u lý lu n: Thu th p, ñ c hi u, phân + Xây d ng ng d ng d đốn k t qu h c t p ñ tư v n ñào t o t i trư ng Cao ñ ng Kinh T K Thu t Qu ng Nam tích thơng tin, d li u t tài li u, giáo trình, sách liên quan đ n khai phá d li u Nhi m v nghiên c u - Phương pháp nghiên c u th c ti n: Ti n hành nghiên c u Nghiên c u lý thuy t v khai phá d li u, c th k thu t lu t k t h p quy t ñ nh k thu t cho phép phân l p khai phá d li u, ng d ng k thu t đ xây d ng mơ hình d ñoán k t qu h c t p c a sinh viên Xác đ nh tốn c th xây d ng công c li t kê t t c d a vào thơng tin đ u vào Đ tài ti n hành so sánh k t qu c a l trình h c cho m i ngành h c g n l trình h c v i m i sinh viên, k thu t ñ l a ch n k thu t cho k t qu xác nh t T đó, chu n b ngu n d li u ñ xây d ng chương trình xây d ng chương trình d báo k t qu h c t p cho m i sinh viên đ Xây d ng mơ hình d báo k t qu h c t p c a sinh viên theo k thu t khác quy t ñ nh, lu t k t h p, ng d ng công c Business Intelligence Development Studio ñ xây d ng tư v n cho sinh viên ch n l trình h c phù h p nh t ñ ñ t ñư c k t qu h c t p cao nh t Vi c xây d ng mơ hình đư c ti n hành theo bư c: ki m tra mơ hình - Làm s ch tích h p d li u Đánh giá k t qu d báo c a mơ hình l a ch n mơ - L a ch n d li u chuy n đ i d li u hình t t nh t ñ th c hi n d báo - Khai thác d li u Nghiên c u thư vi n liên quan Data Mining Extension - Đánh giá mơ hình (DMX) đ Xây d ng chương trình ng d ng mơ hình đư c l a ch n - S tr c quan hóa đ d báo k t qu h c t p c a sinh viên d a vào thơng tin đ u D li u ñ u vào cho k thu t phân l p có th s n có vào, t th c hi n tư v n cho sinh viên vi c l a ch n l trình thơng tin cá nhân (khu v c, gi i tính, dân t c, m ưu tiên…), h c nh m ñ t k t qu h c t p cao nh t ñi m n sinh, chun ngành đào t o có th l trình h c Ý nghĩa khoa h c th c ti n c a lu n văn k t qu th c hi n c a m t công c m t ph n c a k t qu c a ñ - Trư ng Cao ñ ng Kinh T K Thu t Qu ng Nam ñang th c hi n vi c ng d ng công ngh thông tin vào công tác d y h c r t tài - Phương pháp nghiên c u tài li u: Tìm hi u ngơn ng l p t t Vi c xây d ng ng d ng d đốn k t qu h c t p s h tr cho trình, h qu n tr Cơ s d li u (CSDL); Xây d ng ng d ng sinh viên vi c l a ch n phương pháp h c môn h c (n u B c c c a lu n văn trư ng h c theo hình th c tín ch ) ñ ñ t k t qu t t h c kỳ k ti p Ngoài ph n m ñ u k t lu n, lu n văn g m ba chương: -7- -8- Chương 1: Nghiên c u t ng quan, chương gi i thi u t ng Lu t k t h p quy t ñ nh khai phá d li u 1.3 quan v trình khai phá d li u, k thu t khai phá d li u, gi i 1.3.1 Cây quy t ñ nh (Decision Trees) thi u thu t tốn xây d ng mơ hình khai phá d li u Gi i thi u công 1.3.1.1 Gi i thi u c xây d ng mơ hình khai phá d li u cơng c phát tri n h 1.3.1.2 Ho t ñ ng c a thu t toán th ng 1.3.1.3.D li u ñư c yêu c u cho vi c xây d ng mơ hình quy t Chương 2: Nghiên c u xây d ng ng d ng, chương n i dung đ c p đ n là: Mô t ng d ng, xây d ng tốn li t kê l trình h c cho t ng ngành h c, phân tích thi t k h th ng, trình bày bư c thu th p, x lý d li u Chương 3: Phát tri n Demo ng d ng, chương trình bày đ nh 1.3.1.4 Nh ng tham s ñư c h tr thu t tốn quy t đ nh 1.3.1.5 Xây d ng quy t ñ nh s d ng thu t tốn C4.5 Thu t tốn C4.5 đư c phát tri n công b b i Quinlan vào năm 1996 Thu t toán C4.5 m t thu t tốn đư c c i ti n t thu t toán giao di n hi n th hai mơ hình khai phá d li u đư c xây d ng ID3 v i vi c cho phép x lý t p d li u có thu c tính s đ ng th i chương trình có th th c hi n ch c d đốn k t qu (numeric attributes) làm vi c ñư c v i t p d li u b thi u b h c t p c a sinh viên k t h p gi a thông tin n sinh ñ u vào l nhi u trình h c, t sinh viên có th ch n cho m t l trình h c phù Mã gi thu t toán C4.5: h p v i ñi u ki n l c ñ ñ t k t qu ñ u t t nh t Ví d minh h a cho thu t toán C4.5 CHƯƠNG NGHIÊN C U T NG QUAN 1.1 Khai phá d li u Đ minh ho , tác gi xin trích d li u c a 10 sinh viên t d li u s ñư c s d ng ñ nghiên c u 1.1.1 Khái ni m Khai phá d li u đư c dùng đ mơ t trình phát hi n tri th c CSDL Quá trình k t xu t tri th c ti m n t d li u giúp cho vi c d báo kinh doanh, ho t ñ ng s n xu t, Khai phá d li u làm gi m chi phí v th i gian so v i phương pháp truy n th ng trư c (ví d phương pháp th ng kê) 1.1.2 Mơ hình khai phá d li u t ng quát 1.1.3 ng d ng c a khai phá d li u 1.2 D báo d a vào khai phá d li u 1.2.1 Khái ni m 1.2.2 Các phương pháp d báo Đ gi i quy t tốn d đốn k t qu h c t p, ngư i ta đưa mơ hình quy t ñ nh: Theo quy t ñ nh trên, lu t (Series of Rules) ñư c sinh t quy t ñ nh dùng ñ d đốn sau: -9Rule 1: N u Đi m thi đ u vào