Математика. Прикладна математика

 

А. Т. Ярмолюк

 

Хмельницький національний університет

 

Застосування алгоритму Apriori для аналізу професійних вимог ІТ-сфери

 

Постановка проблеми. Система професійної освіти, призначення якої забезпечувати потреби економіки району, стикається з тим, що формування складу студентів навчальних закладів вкрай слабко регулюється ринковими механізмами попиту на робочу силу зі сторони роботодавців навіть в умовах конкурентно-економічного середовища. Логічно припустити, що існують якісь інші фактори впливу, однак пояснювальні моделі взаємозв’язку «неринкових» факторів на пропозицію робочої сили відсутні. В свою чергу, роботодавці, оцінюючи якість робочої сили, констатують невідповідність професійного рівня шукачів вимогам сучасного робочого місця. З однієї сторони, професійна підготовка майбутніх робітників не відповідає очікуванням роботодавців в силу того, що система професійної освіти не отримує відповідних «сигналів» ринку, з другої сторони, шукачі робочих місць (випускники системи професійної освіти) не вміють презентувати себе, не володіють навичками самомаркетингу. Особливо гострою дана проблема спостерігається в сфері інформаційних технологій (ІТ). Це пов’язано, у першу чергу, із швидкою зміною технологій програмування. Динамічність розвитку галузі обумовлює швидке старіння знань: нові технології та підходи з’являються раз на 10 місяців; принципово нові концепції та рішення – кожні 3 роки; зміна апаратних платформ та операційних систем відбуваються кожні 5 років [1]. Тому кожні 2-3 роки фахівці ІТ-галузі повинні підвищувати свою кваліфікацію та оновлювати свої знання.

Отже, виникає проблема ефективного аналізу професійних вимог, які є пріоритетними на ринку праці. Тому важливою є розробка засобів, що орієнтовані на виявлення актуальних професійних вимог до випускника ВНЗ для забезпечення достойної пропозиції робочої сили на ринку праці.

Проблеми та особливості підготовки майбутніх ІТ-фахівців розглядали в своїх дослідженнях, зокрема, В. Акіменко та М. Нікітченко, Ф. Ільясова та Ф. Шкарбан, К. Власенко, Л.Гришко, Т. Ковалюк, І. Мендзебровський, Т. Морозова, Н. Падалко, О. Павлов, С. Попершняк, З. Сейдаметова, Д. Щедролосьєв та інші.

Мета статті. Мета дослідження – виявлення та пошук логічних залежностей професійних вимог ІТ-фахівця, які подаються у вакансіях роботодавцями, що дозволить ВНЗ, зважаючи на даний аналіз, готувати затребуваних фахівців.

Виклад основного матеріалу. На даний момент ІТ-сфера є найрозвинутішим та найбільшим за обсягом сегментом інноваційної економіки України, що стабільно демонструє позитивну динаміку та перспективи зростання. Інформаційні технології – ключова область на ринку праці в Україні. Програмісти, WEB-розробники, системні адміністратори на сьогодні найбільш затребувані фахівці. В середньому в місяць відкривається близько 3 тисяч нових вакансій для технічних фахівців [2]. Саме тому основним джерелом інформації для формування професійних вимог ІТ-фахівця є аналіз затребуваних вакансій і функціональних обов’язків працівників ІТ-сфери. Аналіз такої інформації дозволяє не лише сформувати професійних вимоги, які пред’являє ринок праці до майбутнього фахівця, але й сформулювати результати навчання (компетенції), що є складовою освітніх програм, які повинен набути фахівець в результаті навчання.

Основними джерелами інформації для формування основних компетенцій випускників є роботодавці, працівники та аналіз затребуваних вакансій і функціональних обов’язків працівників тієї сфери, для якої здійснюється підготовка фахівця. Синтез такої інформації дозволяє сформувати професійні вимоги, які пред’являє ринок праці до майбутнього фахівця.

Визначення вимог ринку праці та виявлення переліку затребуваних компетенцій можна зобразити схематично (рис. 1).

 

Джерела інформації

Вивчення актуальних вакансій на ринку праці

Вивчення функціональних обов’язків працівників

Анкетування роботодавців

Аналіз і синтез інформації від працівників та роботодавців

Вимоги роботодавців у вигляді компетенцій фахівця

Рис.1 – Схема формування переліку затребуваних компетенцій фахівця

 

Найбільш доступним та залежним від часу джерелом інформації є представлені вакансії на ринку праці, так як анкетування роботодавців та працівників є досить складним та затратним процесом. Тоді формування переліку затребуваних компетенцій ІТ-фахівця можна зобразии у вигляді наступної схеми (рис. 2):

 

Рис. 2 – Спрощена схема формування переліку затребуваних компетенцій фахівця

 

Для встановлення взаємозв’язків між одержаними професійними вимогами представлених вакансій звичайного статистичного аналізу недостатньо. Так як не будуть прослідковуватись зв’язки між парами професійних вимог, що дозволить виявити ієрархію необхідних компетенцій фахівця, а лише буде представлено іх процентне співвідношення (рис. 3).

 

Рис. 3 – Гістограма ІТ-вимог, на прикладі Хмельницької області

 

Застосування методу пошуку асоціативних правил надає можливість виконувати пошук закономірностей в інформації, яка подається в затребуваних вакансіях, що дозволить виявити приховані зв’язки між парами професійних вимог певної галузі економіки. Такий підхід не потребує виконання складних аналітичних розрахунків. Необхідною є лише наявність формалізованої інформації, яка подається у вакансіях робочих місць, які можна зустріти на сайтах пошуку роботи.

Асоціативні правила дозволяють знаходити закономірності між зв’язаними подіями. При використанні методу асоціативних правил метою аналізу є встановлення залежностей виду: якщо в структурній одиниці даних зустрівся деякий набір елементів X, то на підставі цього можна зробити висновок про те, що інший набір елементів Y також має з’явитися в цій одиниці [3]. Ці правила мають такий вигляд (1):

 

                                              (1)

 

Нехай  – множина всіх професійних вимог поданих у вакансіях, що аналізуються, де  – -а вимога, , де  - потужність множини всіх можливих професійних вимог поданих у вакансіях.  – множина транзакцій, яка піддається аналізу, де  транзакція, яка є підмножиною  та описує окрему професійну вимогу подану у вакансії, , де  – потужність множини транзакцій [4].

Правило (1) справедливе з достовірністю  відсотку транзакцій з  (які містять X та Y), що можна визначити як

 

.

 

Тоді, задача пошуку асоціативних правил для аналізу професійних вимог ІТ-сфери полягає у знаходженні всіх асоціативних правил  , де X та Y – набори характеристик з множини всіх можливих характеристик P, що мають задані користувачем коефіцієнти підтримки  та достовірності .

Найбільш поширеним алгоритмом пошуку асоціативних правил є алгоритм Apriori. Алгоритм призначений для знаходження всіх частих наборів елементів множини транзакцій, що аналізується [5]. На і-му етапі визначаються всі і-елементні набори, які часто зустрічаються. Кожен етап складається з двох кроків: формування кандидатів та підрахунку підтримки кандидатів. На кроці формування кандидатів алгоритм сканує множину транзакцій, обраховуючи підтримку наборів-кандидатів. Після сканування відкидаються кандидати, підтримка яких менша визначеного користувачем мінімуму, і зберігаються лише ті і-елементні набори, які часто зустрічаються. Під час 1-го етапу вибрана множина наборів–кандидатів містить всі 1-еллементні часті набори. Алгоритм обраховує їх підтримку під час кроку підрахунку кандидатів [4].

Алгоритм Apriori можна застосовувати для будь-якого сайту пошуку роботи, де будуть аналізуватися вакансії та професійні ІТ-вимоги. Так, у Хмельницькій області на ринку праці вважається що хороший PHP-програміст повинен знати не лише мову PHP. Він повинен також мати навики роботи з MySQL та володіти мовою Javascript у 22% вакансій та CSS у 27%.

 

Таблиця 1 – Сукупності з трьох ІТ-вимог

ІТ-вимоги

Відношення до загальної кількості вакансій

Javascript

CSS

HTML

36.36 %

MySQL

22.73 %

CSS

HTML

PHP

27.27 %

MySQL

31.82 %

HTML

PHP

MySQL

31.82 %

PHP

MySQL

Javascript

22.73 %

CSS

27.27 %

 

Результати дослідження показують, що найбільш частіші сукупності з трьох вимог: “Javascript – CSS - HTML”, “CSS – HTML – MySQL”, “HTML – PHP – MySQL”.

Висновки. Отже, при аналізі затребуваних професійних вимог на ринку праці ІТ-сфери застосування пошуку асоціативних правил дає можливість виявити сукупності вимог, якими повинен володіти ІТ-фахівець. При цьому виконується пошук частих наборів ІТ-вимог за допомогою алгоритму Apriori, на основі якого будуються асоціативні правила, які в подальшому можна використовувати ВНЗ для формування компетенцій ІТ-фахівця та розробки освітніх програм.

Література:

1. Власюк А. Підготовка фахівців з інформаційних технологій у контексті

сучасних вимок [Електронний ресурс] / А. Власюк, П. Грицюк. – Режим доступу:  http://irbis-nbuv.gov.ua.

2. "Актуальні питання та перспективи кадрового забезпечення ІТ-сфери в Україні". Аналітична записка [Електронний ресурс] – Режим доступу: http://www.niss.gov.ua/articles/1519.

3. Шахиди А. Введение в анализ ассоциативных правил [Електронний ресурс] – Режим доступу: http://www.basegroup.ru.

4. Барсегян А.А, Куприянов М.С., Степаненко В.В., Холод И.И Методы и модели анализа даных: OLAP и Data Mining – СПб.: БХВ-Петербург, 2004. – 336 с.

5. Савчук Т.О. Застосування алгоритму Apriori для аналізу надзвичайних ситуацій на залізничному транспорті / Т.О. Савчук, К. В. Щепановський // Інформаційні технології та комп'ютерна інженерія. – 2010. – № 3. – С. 75-80. – Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/j-pdf/Itki_2010_3_14.pdf.