基于数据挖掘的图书馆数据管理系统的设计和实现开题报告

开题报告 基于数据挖掘的图书馆数据管理 系统的设 计和实现 一、选题的背景、意义 数据挖掘一词首次出现在 1989 年 8 月举行的第 11 届国际联合人工智能学术大会上 , 它是随着数据库技术和人工智能技术的发展而出现的一种新的信息处理技术。到了 20 世纪90 年代末期及 21 世纪初国外已经形成了研究热潮。目前我国已经跟上了国际的步伐，对数据挖掘进行了深入研究。数据挖掘的功能是把人们对数据的应用从低层次的简单查询 , 提升到了从数据中挖掘有用的信息和知识 , 从而为管理人员决策提供支持。基于数据挖掘在数据的组织、分析和知识发现等 方面的巨大优势和对信息的深层挖掘能力 , 日益显示出了其强大的发展潜力和广阔的应用前景。如今 , 数据挖掘技术已经成为计算机科学和信息决策领域的一大研究热点 。 目前，绝大多数的图书馆实现了信息化管理 ，在业务方面跃上了新的台阶。 然而，很多的图书馆管理系统对数据的分析处理仅存于表面的数量统计 、 记录查询等简单的数据处理功能 ， 对于更深层次的信息发掘 ， 现有的各种图书馆系统中都很难实现 .。 其实 ， 对图书馆而言通过深层加工和处理与读者行为相关的大量信息 ， 确定特定借阅群体或个体的兴趣 、 借阅习惯 、 借阅倾向和借阅需求 ， 可以 推断 出读者未来的借阅 行为 。 因此 ， 针对以上问题 ， 本课题 尝试在原有图书管理系统基础上 ， 建立基于数据挖掘的图书管理系统模型 ， 充分利用系统的数据 ， 实现挖掘应用 ， 主动为读者提供 个性化 服务 ， 提高图书馆的服务质 量 ，同时，为图书管理人员提供决策支持。所以本课题的研究具有一定得实际意义和应用研究。 二、研究的基本内容与拟解决的主要问题 根据对原有图书馆管理系统的分析，基于数据挖掘的图书馆 数据 管理系统主要实现了两个方面的功能：一是挖掘功能，即对系统数据实现关联规则挖掘和聚类分析，探求隐性规律；二是应用功能，即将 挖掘产生的结果应用到图书馆个性化服务上。 因此增 设 了几个 功能模块：即数据处理模块 、 数据挖掘模块 、 结果应用模块。其中数据挖掘模块中又分为关联规则和聚类分析两 种挖掘 子模块 来 实现。 系统 功能模块图 如 图 1 所示 。 图 1 系统功能模块图 其中具体模块实现的功能如下： (1) 数据的选取 根据实际挖掘需要，从业务数据库中选择某一个具体时间段的源数据存储到数据集中。 (2) 数据的预处理 分析数据表之间的相互关系 ， 对表中数据进行预处理 。 主要包括填充空值，删除对挖掘无用的属性，规范字段等，最终形成 一些 基本的数据表。 (3) 图书借阅次数统计 针对前面选择的具体时间段，统计出图书被借阅的次数，并将统计结果存放在统计表中。 (4) 图书聚类分析 图书的借阅次数反映了该书的被借阅情况，通过对图书的聚类分析，可以得到馆藏图书的利用情况和馆藏图书的受欢迎程度，以及读者对图书的借阅兴趣等信息。图书管理人员可根据结果，掌握馆藏图书的基本情况以及需求情况，以此对馆藏进行合理的补充以及优化调整，同时对资金进行合理分配利用，同时输出结果。 (5) 个性化服务 依据聚类分析挖掘结果 ， 针对读者的需要 ， 为不同读者提供了个性化的推荐服务 ， 主动为读者推荐 相关的图书 。 2. 拟解决的主要问题 (1) 创建数据，作为图书馆数据管理系统的虚拟数据 ； (2) 数据的预处理； (3) 确定个性化服务的具体功能 ； (4) 研究关联及聚类算法，实现模块功能 ； (5) 运用数据库知识对数据库 中表的结构 进行设计并确定表与表之间的关系。 三、研究的方法与技术路线、研究难点，预期达到的目标 1研究方法 (1) 文献研究法 文献研究法主要指收集、鉴别、整理文献，并通过对文献的研究，形成对事实科学认识的方法。该方法主要用于系统开发的前期。首先，通过阅读图书馆管理系统的文献，总结当今图书馆管理系统基本功能及不足。然后，根据相关文献，对系统进行需求分析和可行性分析，从而确定自己的研究方向和实现方法。 (2) 社会调查方法 通过该方法，确定系统功能框架。 (3) 数据库设计方法 通过该方法，设计出结构完整并适合管理的数据库。 (4) 面向对象方法 通过该方法， 利用软件工程的设计步骤， 运用面向对象 的 程工具 再结合 来完成图书馆数据管理系统的开发。 2技术路线 技术路线图如图 2 所示。 图 2 技术路线图 3研究难点 (1) 数据的预处理：如何将图书馆的业务 数据转换为数据挖掘所需的数据 ； (2) 如何实现 关联 规则 和聚类 分析 的算法 ； (3) 如何将挖掘出来的数据规则来为读者提供个性化服务。 实现 的“ 基于数据挖掘的图书馆数据管理系统 ” 要能充分利用隐藏在数据库中的信息资源，运用数据挖掘方法和技术对借阅群体的习惯、 借阅倾向、借阅需求与兴趣爱好进行预测和推荐，为图书馆进一步个性化服务提供理论基础和实践平台； 其系统界面美观，操作简便 。 四、论文详细工作进度和安排 1. 第七学期第 11 周至第 17 周 :阅读有关参考文献，进行相关文献的检索和资料收集，完成毕业论文（设计）的文献综述，开题报告和外文翻译的撰写工作；初步拟定实现系统需要采取的研究方法和技术路线；完成系统开发语言和开发平台等相关技术的学习。 2. 第七学期第 18 周至第 19 周及寒假 :继续查询并收集资料； 确定系统需要完成的主要功能，绘制系统的总体流程图；完成毕业论文大纲的撰写。 3. 第八学期第 1 周至第 3 周 :进行系统详细设计；完成毕业论文的初稿撰写。 4. 第八学期第 4 周至第 6 周 :进行系统代码的编写；完成测试用例的设计；继续撰写并修改毕业论文。 5. 第八学期第 7 周至第 10 周 :完成系统基本功能的实现；继续撰写并修改毕业论文。 6. 第八学期第 11 周至第 12 周 :进行系统的测试和功能的完善；完成毕业论文的定稿。 7. 第八学期第 13 周至第 14 周 :提交毕业设计；准备毕业答辩各项事宜。 五、主要参考文献 1 李志明 ,胡森树 J006.(6):392 王真 J2007,(12):60 3 零芷婕 . 数 据挖掘技术 及其在高校图 书馆中 的应用 J. 内蒙古科 技与经济 ,2010,(10):1534 董云鹏 J2006,(11):1315 蔡会霞 ,朱洁 ,蔡瑞英 J,南京工业大学学报 ,2005,27(1):896 张红云 ,刘向东 ,段晓东 ,苗夺谦 ,马垣 J2003,20(03):457 邵峰晶 , 于忠清 M 中国水 利水电出版社 , 2003. 8 陈海英 J 2003,(4) :65- 66 9 苟元琴 . 聚类分析在图书馆馆藏书目中的挖掘与应用 J. 内 蒙 古 科 技 与经 ,2009,(13):140 10 池媛 J2007,(06):15111 牛根义 J 2009,