模糊算法在高校教师评价系统中的应用研究

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 模糊算法在高校教师评价系统中的 应用研究 摘要：高校教师教学的评价关系 到教师教学水平的提升，也关系到学校 乃至整个教育事业的发展，教学评价在 教育领域占据非常重要的位置。为了客 观有效的做好教师教学评价工作，我们 针对高校教师教学评价工作的模糊性， 运用模糊数学理论，研究在高校教师教 学评价中模糊算法的应用方法。 中国论文网 /8/view-12733544.htm 关键词：模糊算法； 教学评价； 评价指标；routing header 中图分类号：TP309.7 文献标识码：A DOI： 10.3969/j.issn.1003-6970.2015.08.005 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 0 引言 模糊数学是一门新兴学科，它已 初步应用于模糊控制、模糊识别、模糊 聚类分析、模糊决策、模糊评判、系统 理论、信息检索、医学、生物学等各个 方面。在气象、结构力学、控制、心理 学等方面已有具体的研究成果。然而模 糊数学最重要的应用领域是计算机智能， 不少人认为它与新一代计算机的研制有 密切的联系。 模糊数学中的模糊算法是通过对 现实对象的分析，处理数据并构建模糊 型数学模型。用隶属关系将数据元素集 合灵活成模糊集合，确定隶属函数，进 行模糊统计多依据经验和人的心理过程， 它往往是通过心理测量来进行的，它研 究的是事物本身的模糊性。 目前，模糊算法在图像处理，智 能控制，信息检索，专家系统方面有很 广泛的应用。在计算机常用图像处理技 术，模糊算法的运用有助于提高图像处 理的效果。在情报系统中对信息的检索 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 通常是利用把信息转换成字符串的方式 来进行，但是在实际应用中往往对需要 获得的信息的具体查询条件不够明确， 因而模糊查找就显得特别重要。 国内已有高校在教师评价体系中 应用模糊算法，建立科学有效的考评算 法，并建立相应的考评系统，最大限度 的降低人为导向和考评方法的缺陷，使 得高校教师考评能公平、高效、科学、 全面、公正、合理。例如，华东理工大 学已经研究高校学生评教的模糊算法， 江苏大学也做了高校教师绩效考评模糊 算法研究等等。 所以在目前背景下，开发这样一 套适用的系统成为很有必要的事情，在 下面的各部分中我们将以开发一套教师 评价系统为例，介绍其开发过程和所涉 及到的问题及解决方法。 1 模糊算法研究 1.1 研究方向 信息安全在现代信息系统中是最 受关注的问题，信息安全的核心问题是 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 密码理论及其应用。Lorenz，这个数学 家，在 1963 年发现了混沌吸引子，他 发现了这种吸引子对初始值的敏感性， 并以充分的数据论述了这种敏感性。此 后大约经过 20 多年，混沌学蓬勃发展， 几乎横跨所有学科，在许多学科学者的 共同努力下，终于建立了一个的混沌理 论。上个世纪 90 年代以来，混沌通信 和混沌加密技术成为一个热门课题并广 泛应用与国际电子通信领域的。混沌信 号是一个类似随机、不可逆、动态的信 号，它由确定性非线性方程产生的。它 具有良好的伪随机序列性质，而且它具 有对初始参数敏感性。系统运行的轨道 受设定的初植的影响，设定不同的初始 参数，将产生不同的运行轨道，这样攻 击者难以进行分析与推算。以序列密码 为例，它克服伪随机序列线性运算容易 击破等特点，因为混沌序列运算更为复 杂，对初始值的预测更加困难。与此同 时，混沌系统在具有确定性的同时又具 极其复杂内随机特性，它的双重属性就 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 特别适合应用于保密通信领域与信息安 全领域。 采用了混合密码体制成为密码研 究的主要方向，电子商务的协议标准 SET（Secure Electronic Transac-tion） ， 由 IBM 等公司联合推出，多国联合开 发 PGP（Pretty Good Privacy）中，均采 用了混合密码体制，包含单钥密码、双 钥密码、随机数生成算法和单向杂凑算 法等。由此可见，单一的密码体制已经 不再适用于复杂的网络，混合密码体制 将成为密码学发展的潮流。 该项目提出了一种基于分段线性 混沌映射和群论的分组密码算法，使用 该算法的加密系统够抵抗选择明文攻击 及统计攻击，提高了信息系统的安全性。 它将电子文档的透明加密、内网的应用 程序管理、外的管理监控有效地结合起 来，功能强大，能满足不同类型企业用 户对信息安全的需求，确保企业的内网 信息安全。 1.2 研究方案设计 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 混沌密码的设计一般有两种通用 思路： 1）伪随机密钥流由混沌系统生 成，该密钥流直接用于掩盖明文。 2）使用明文作为初始条件，或 者使用密钥作为初始条件，控制参数通 过迭代或者反向迭代多次的方法最终得 到密文。第一种设计思路对应序列密码， 而第二种设计思路则对应着分组密码。 除了以上两种通用思路以外，最近几年 还出现了一些新的设计思路，例如：基 于搜索机制的混沌密码方案，以时空混 沌为基础的密码方案，基于混沌系统的 概率分组密码方案等等，另外还有不少 的混沌密码方案专门为图像、声音、视 频加密的目的而设计。具体研究方案有 以下三点： 1）在加密过程中，将混沌映射 理论应用到密码学中，构造相应的算法 得到一个密钥流生成器，并且这个密钥 流生成器接近无限循环的，通过混沌系 统构造新的分组密码和流密码。在不同 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 的计算机有限精度下实现的数字化混沌 系统，具有复杂的非线性密码变换，这 样不同密钥对应的完全不同的密码转换， 并将明文与变换信息融合在一起形成密 文，在网络中传递密文就大大降低了对 变换信息的泄露。 2）1949 年 Shannon 提出了著名 的证明了香农的“ 一次一密 ”理论。认为 “一次一密”密码体制是绝对安全的，即 每次加密都是用不同的密钥，在“一次 一密”体系中，即便是密钥与明文做最 简单的运算，所得到的密文都很难破译 的。在网络通讯系统中，给每次通讯的 会话动态随机生成密钥，会话一旦结束， 本次会话密钥就可以丢弃不用。由于密 钥在数据加密后就可以丢失，这样数据 在传输过程中窃听者无法得到密钥，这 样被窃听的几率大大减少。 3）混沌的轨道具有混合 （Mixing）特性，轨道的混合特性与轨 道发散和混沌系统对初值敏感性这二者 直接相关联，轨道的混合性对应于传统 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 加密系统的扩散特性，传统加密系统的 一般都有混乱特性，而混沌信号的类随 机特性和对系统参数的敏感性恰恰可以 与之相对应，可见混沌加密器利用了混 沌的优异混合特性，混沌加密器产生的 扩散和混乱作用可以和传统加密算法相 提并论。另外混沌系统本身就与密码学 中常用的 Feistel 网络结构是非常相似的， 所以只要算法设计正确合理就完全可能 将混沌映射理论用于分组密码中。 2 模糊算法系统设计与关键技术 2.1 研究方法 本课题主要研究内容是按照教师 教学评价指标体系，建立模糊数学模型， 运用该模糊数学模型对教师教学评价过 程分析。在建立模糊数学模型时，需要 针对实际评判问题，考虑很多不同类别 和层次的因素建立多层次模糊综合评判 模型。在模糊数学模型对教师教学评价 过程分析中，确立评价等级体系，确定 影响评价结果的各因素及其分值，建立 隶属关系，建立模糊评价矩阵，确定评 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 价等级，得出评测结果。 模糊数学的基本思想是隶属度的 思想。应用模糊数学方法建立数学模型 的关键是建立符合实际的隶属函数。如 何确定一个模糊集的隶属函数是本课题 重点解决的问题。 在实际应用中，用来确定模糊集 的隶属函数的方法示多种多样的，主要 根据问题的实际意义来确定。譬如，在 经济管理、社会管理中，可以借助于已 有的“客观尺度 ”作为模糊集的隶属度。 如果设论域 X 表示机器设备，在 X 上定义模糊集 A=“设备完好”，则可 以用“设备完好率 ”作为 A 的隶属度。如 果 X 表示产品，在 X 上定义模糊集 A=“质量稳定”，则可以用产品的“正品 率”作为 A 的隶属度。如果 X 表示家庭， 在 X 上定义模糊集 A=“家庭贫困”，则 可以用“Engel 系数=食品消费/总消费” 作为 A 的隶属度。另外，对于有些模糊 集而言，直接给出隶属度有时是很困难 的，但可以利用所谓的“ 二元对比排序 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 法”来确定，即首先通过两两比较确定 两个元素相应隶属度的大小排出顺序， 然后用数学方法加工处理得到所需的隶 属函数。 2.2 网络结构与节点加密的实现 在此种网络结构中，所有的假名 都必须加入一个 Crowds 群。同时，为 了获得接收者匿名，每个假名都要构造 自己的 routing header 并在网络上发布。 构造 routing header 的方法是，假名首先 选择一个节点，然后用这个节点的公钥 加密自己的地址。设假名 R 选择了节点 M2 作为自己的转发节点，为了提高效 率，防止在某个节点上形成通信瓶颈， 同时也为了提高匿名性，增加攻击难度， 每个假名都可以构造并发布多个不同的 routing header，每个 routing header 选择 不同的节点作为转发节点。当其他假名 需要与之通信时，随机地从这些 routing header 中选择一个即可。 当假名 S 要给假名 R 发送消息时， S 首先根据 R 的假名取得 R 发布的任意 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 一个 routing header RH，设 S 取得的。 S 从 RH 中分离出地址，然后以转发概 率决定如何发送消息，即 S 有的可能性 将消息先转发给群组中的任意一个成员， 而有一定概率直接将消息发送给 M2。 若 S 选择了将消息先转发给 Crowds 群中的另一成员，则另一个成 员在收到其它成员转发来的消息后，也 根据转发概率随机地决定是把该请求转 发给另一个 Crowds 成员，或是直接提 交给 M2。如此反复，消息经过 Crowds 成员