基于多元逻辑回归的成绩危机预警系统设计

基于多元逻辑回归的成绩危机预警系统设计

摘要

许多现象往往不是简单的与某一因素有关而是要受多个因素的影响，此时就需要用两个或两个以上的影响因素作为自变量来解释因变量的变化，这就是多元回归，多元线性回归是预测中经常使用的预测方法，其基本原理是通过对多个变量之间变动关系的分析，建立一定的数学模型，并对因变量的未来变化趋势进行预测。

本文循序渐进的给出了成绩预警系统从需求分析到最终实现的全过程。该系统采用Hadoop架构进行设计，以充分发挥当前互联网环境所发挥的积极作用和此架构所具有的用户不受地理位置限制的工作模式，系统应用当前较为成熟的Hadoop平台进行开发，并在图表统计、数据显示等关键功能方面应用了JQuery、GDI+等主流技术。目前，沈阳职业技术学院软件学院通过对本系统的应用已经取得了良好的工作效果。

关键词：成绩预警；管理系统；Hadoop；JQuery

第1章　绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 国内、国外研究现状 2

1.3 系统提出的目的和意义 3

1.4 本文主要研究内容 4

第2章　系统开发技术及理论 5

2.1Hadoop架构概述 5

2.2Hadoop平台概述 6

2.2.1 Hadoop框架 6

2.2.2 C#面向对象开发语言 6

2.3Hadoop框架应用 7

2.3.1 ASPHadoop技术 7

2.3.2 GDI+技术 8

2.3.3 ADOHadoop技术 8

2.3.4 JQuery技术 9

第3章　系统分析 10

3.1沈阳职业技术学院成绩管理系统应用现状 10

3.2系统可行性分析 10

3.2.1技术可行性 10

3.2.2经济可行性 10

3.2.3 操作可行性 11

3.3 系统需求分析 11

3.3.1系统总体业务分析 11

3.3.2系统功能模块分析 13

3.4 系统非功能需求分析 18

第4章　系统设计 19

4.1 系统总体设计 19

4.1.1 系统技术架构 19

4.1.2 系统开发和运行环境 20

4.1.3 系统整体功能模块划分 20

4.2 系统功能详细设计 21

4.2.1系统管理 21

4.2.2 基础数据管理模块 24

4.2.3 成绩数据管理 25

4.2.4 成绩预警管理 26

4.2.5 综合统计与分析管理 28

4.3 数据库设计 29

4.3.1 数据库逻辑结构设计 30

4.3.2 数据库实体关系设计 30

4.3.3 数据库物理模型设计 31

第5章　系统实现 35

5.1数据操作实现 35

5.1.1数据连接 35

5.1.2数据集应用 35

5.2 系统主要功能实现 36

5.2.1用户角色、权限管理 36

5.2.2学习成绩预警操作实现 38

5.2.3 JQuery实现预警曲线图 40

5.3 系统主要功能运行界面 41

5.3.1系统登录界面 41

5.3.2系统主界面 42

5.3.3成绩明细查询界面 42

5.3.4一级成绩预警界面 43

结论 45

参考文献 47

致谢 50

作者简介 51

第1章　绪论

1.1 研究背景

学生成绩一直以来都是衡量学生学业水平的主要参考依据，成绩对于学生、学校、家长、老师等多方都具着非常重要的意义，成绩管理也是高校人才培养工作的主要内容之一。随着计算机技术的飞速发展及软件开发技术的逐步应用，早期通过VB、PB等计算机编程工具开发了很多优秀的管理信息系统，这其中就包含了被高校所普遍应用的成绩管理系统。早期的成绩管理系统普遍采用C/S架构进行开发，其特点是系统的应用需要通过局域网环境下运行，这也同时限制了系统使用者对系统的使用范围。随着互联网技术的快速发展，很多基于C/S架构的管理信息系统纷纷转型为基于Hadoop架构的WEB系统，这在一定程度上使得管理信息系统的使用范围扩大和使用效率提升，总得来说基于Hadoop架构的管理信息系统为企事业单位的信息化建设做出了突出的贡献，也是各大企事业单位的发展趋势。对于高校所应用的Hadoop架构成绩管理系统而言，通过互联网环境进行系统的使用，将浏览器作为系统操作平台一定程度上扩宽了系统的使用率，同时也极大的提高了系统的易操作性，这些优势是毋庸置疑的。而高职院校的成绩管理系统除了完成系统本身所具有的成绩录入、修改、查询、统计、打印等基本功能外，也需充分考虑到高职院校的实际情况，需在传统功能的基础之上将成绩纳入到日常学生管理工作中去，进而最大程度的发挥成绩管理系统的作用。

1.2 国内、国外研究现状

在我国，高职院校教育信息化工作起步相对较晚，甚至滞后于国内的普通高等院校。究其原因，这与我国计算机整体发展水平是及其相关的。计算机相关技术起源于欧美等发达国家，发展中国家的计算机技术的发展在时间上、技术上都要落后于发达国家。80年代中期，计算机硬件、软件产品首次引入我国，在之后的十几年里与计算机相关的自主技术研发都较为迟缓，直到80年代中后期，我国部分企事业单位相继进行管理信息系统的研发，管理信息系统也才逐渐被应用于金融、地产、教育等领域。成绩管理系统是最早一批被应用于教育领域的管理信息系统，早期的成绩管理系统开发技术相对落后，系统缺乏一定的功能扩展性，由于当时的计算机硬件条件也并不成熟，成绩管理系统也只能完成基本的成绩录入、基本统计等工作。90年代初期，基于互联网环境下的Hadoop架构软件系统开始流行，Hadoop架构软件系统的优势也逐渐凸显，很多管理信息系统也都进行架构上的调整，使得成绩管理系统的技术架构有了新的定义。

管理信息系统在技术方面也经历一个发展过程，起初的管理信息系统普遍基于C/S架构软件模式下，所采用的技术多以Visual Basic、Power Builder、Delphi等技术为主，这些技术体现了可视化编程技术的最初特点和面向对象编程思想的基本应用，所开发的管理信息系统以Windows窗体为表现形式，操作用户可以直观的基于操作系统进行系统的应用。随着Hadoop架构软件模式的流行，Asp、AspHadoop、Jsp等技术的产生使得管理信息系统在互联网环境下得以应用，尤其是aspHadoop等动态网站开发技术，基于面向对象编程思想和优秀的开发工具之下，使得管理信息系统的应用更能发挥其自身优势。Ajax等技术的出现使得Hadoop架构下的软件系统更加成熟，提升了系统的数据处理能力，完善并弥补了Hadoop架构页面请求和回发过程的时间间隙，jQuery等框架使得Ajax技术的发挥更是淋漓尽致。近些年来，随着互联网环境的日趋成熟面向服务的编程思想目前正被广泛应用，SOA架构使得互联网下的管理信息系统可以实现多个应用程序的整合，跨系统、跨平台的应用程序可以轻易的重组和集成[2-4]。

改革开放几十年来，一批优秀的软件开发技术也逐渐被我国优秀的IT人才所掌握并得到普及，管理信息系统的研发水平与国外发达国家相比也极大的缩短了差距。就学生成绩相关管理系统而言，我国多数高职院校都已采用了不同形式的成绩管理系统进行成绩管理工作，少数院校应用了学生成绩预警系统。就本文所探讨的成绩预警管理系统而言，其工作过程与传统的成绩管理系统也有着明显的区别，成绩预警管理系统是以成绩数据为参考，对成绩在预警范围内的学生进行预警提示，促使学生由被动学习转为主动学习。成绩预警系统的应用在我国高职院校并未普及，部分高职院校在系统设计方面也存在着一些不足，具体表现为以下几点：

(1) 成绩预警不及时

很多高职院校在考试体系上仍然以学期期末考试为主，当期末考试结束后进行成绩预警的效果不是很理想，期末结束后学生处于放假状态，况且即使部分学生被告知成绩预警了，但此时某门课程也已经完成了一个教学周期，学生如想在学期过程进行补救早已为时晚矣。

(2) 成绩预警对象不全面

高职院校学生入学门槛相对较低，学生主动学习能力不强，通常针对学生本身的预警效果甚微，成绩预警对象缺少家长共同监管大大降低了预警的预期效果。

总之，高职院校的成绩预警管理系统在当前的教育体制下仍是一个可探讨、可研究、能实施的重要课题。在一点上，西方发达国家高职院校相对比较重视对成绩预警工作的研究，德国等国家的成绩预警管理系统是建立在其完善的职业院校教学体制下的，小班授课、过程化项目考核等机制促使其成绩预警管理系统能够最大限度的发挥其自身作用[5-7]。

1.3 系统提出的目的和意义

高职院校学生成绩预警管理系统是通过信息化技术手段，参照院校成绩管理业务流程，建立的一套程序化预测、评价和处理机制，其目的在于通过对学生成绩数据的统计与分析，及时确定学生的学习状态，对于处于预警范围内的学生进行学业警示和告知以最大限度的保证学生能够顺利完成学业，并减少高职院校的学籍异动现象，为高职院校营造一种浓厚的学习氛围。

本系统的提出源于作者所在工作单位沈阳职业技术学院软件学院，通过调研沈阳地区多数高职院校了解到，高职院校普遍存在学生不重视或不主动重视考试成绩的现象，同时也有很多高职院校在成绩管理工作上采用的是基于过程化的成绩考核体系，该考核体系将传统期末考试课程分解为多个任务模块，极大的促进了学生的学习积极性。本系统的提出满足高职院校对学习成绩的基本操作，同时在过程化考核模式的基础之上建立成绩预警机制，是对传统成绩管理系统的一次升级。即是技术上的升级，也是功能上的升级。

目前，本系统的应用在成绩管理工作上发挥着重要的作用，同时系统所特有的预警操作功能也直接的提升了学生学习动力，应用效果显著。希望本系统的研究工作能为同等职业类院校在学生成绩管理工作方面起到一定的借鉴意义。

1.4 本文主要研究内容

本文共分为六个部分进行课题的论述，分别为：

第一章绪论，阐述了课题研究背景、目的、意义、研究现状等内容。

第二章系统开发技术及理论，重点介绍了本课题所探讨和应用的关键技术，给出了部分技术的文字介绍。

第三章系统分析，按照软件工程的理论要求对系统进行了可行性分析和需求分析，明确了系统的设计方向。

第四章系统设计，通过用例图、功能结构图、流程图、数据库E-R图等软件工程分析方法进行了系统总体设计和功能设计。

第五章系统实现，重点讲述了关键功能的实现过程，给出了系统的实际运行效果图。

最后，对本文工作进行了总结并提出了系统的不足之处，明确了课题的下一步工作方向。

结论

高职院校学生成绩预警管理系统的设计与实现工作完全是按照软件工程的设计思想进行研究的，本系统的研发过程尊重现实业务，从沈阳职业技术学院软件学院和其余兄弟院校进行充分的业务调研，对调研结构进行分析与归纳形成了应用软件技术手段可解决的系统功能和业务处理流程，为系统需求分析的顺利开展提供了可靠的参考数据。本系统在技术方面应用了Hadoop框架下的ASPHadoop技术进行WEB系统开发，数据库方面结合了SQLSERVER2005数据库管理系统优势，将应用程序与数据库之间做到了很好的结合，在数据处理效率、网络传输等方面都取得了很好的效果。

本系统围绕着高职院校学生成绩预警操作为核心构建了一款以成绩预警操作为核心的成绩系统，系统一改早前只处理成绩数据的传统成绩系统，系统的成绩预警功能使得系统更具人性化管理，将成绩的管理转移到了对学生的管理，以学生成绩为纽带将高职院校的学生、老师、家长等多方联系在一起，加强了多方共同管理力度。系统在成绩预警方面引入了较为先进的JQuery技术，实现了以曲线图动态反应数据的图形化成绩表达方式，解决了前后台数据对接的难题。

本文所完成的主要工作大体体现在以下几个方面：

(1) 归纳出系统开发必要性并总结了关键技术

按照系统研究背景、研究目的、研究意义、研究现状等主题描述了本系统的开发必要性，给出了本系统所涉及的主要开发技术介绍。

(2) 对系统进行分析

按照软件工程行业标准进行了系统需求分析，通过用例图等手段对系统各个功能进行的需求确定。

(3) 对本系统进行设计

通过系统功能结构图、系统业务流程图、数据库实体关系图等软件系统设计手段对本系统整体架构、各功能模块、数据库逻辑结构等进行的详细设计。

(4) 系统实现

给出了本系统主要功能模块的实现过程，描述了数据处理方面的实现过程，详细介绍了成绩预警相关功能的实现过程。

通过以上工作的完成，使得本系统的研究过程更加清晰，为系统日后的技术更新、功能改造、业务变更等后期维护工作提供了一套完善的资料。系统目前在沈阳职业技术学院软件学院运行效果比较理想，为推动学院在成绩管理工作方面起到了不小的促进作用。

系统的下一步研究工作重点集中在对成绩的统计与分析上，应用数据挖掘技术完善此功能，将历史成绩数据进行统一归档，挖掘出可分析的有价值数据，通过成绩分析为高职院校的整体人才培养工作指明更加明确的方向。

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