數(shù)據(jù)倉庫和OLAP在我校教務(wù)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

文/林鐄

1　序言

我校教務(wù)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了學(xué)生管理、師資管理、教學(xué)計(jì)劃管理、智能排課、網(wǎng)上選課、考試管理、成績(jī)管理、教學(xué)評(píng)價(jià)、畢業(yè)審核等各項(xiàng)教務(wù)管理工作，提高了教務(wù)管理的效率，功能多停留在日常事務(wù)處理階段，運(yùn)行數(shù)據(jù)只是堆積在系統(tǒng)中，沒有得到有效利用，數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析功能大多局限于對(duì)學(xué)分、績(jī)點(diǎn)、成績(jī)分段的統(tǒng)計(jì)上，挖掘隱藏在數(shù)據(jù)背后的有用信息的功能還很欠缺。本文構(gòu)建數(shù)據(jù)倉庫，利用OLAP技術(shù)進(jìn)行多維數(shù)據(jù)分析，為用戶提供切塊、切片、鉆取、旋轉(zhuǎn)等多種分析手段，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多角度的統(tǒng)計(jì)分析，提供有用的信息幫助教學(xué)決策。

2　數(shù)據(jù)倉庫

管理系統(tǒng)通常是對(duì)一個(gè)或一組記錄進(jìn)行查詢或修改操作，提供特定的數(shù)據(jù)管理和應(yīng)用服務(wù)，隨著數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的不斷增長(zhǎng)，人們已經(jīng)不滿足于簡(jiǎn)單的事務(wù)處理，而是對(duì)累積的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，利用各種工具對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多種方式的處理，以更好地支持決策分析，從而形成了數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)（Data Warehousing，簡(jiǎn)稱DW）。數(shù)據(jù)倉庫是一個(gè)面向主題的、集成的、相對(duì)穩(wěn)定的、隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)集合，支持管理決策的數(shù)據(jù)集合。

2.1　維表

A（維度1,維度2,...維度n;變量1,變量2,...變量n）是一個(gè)名稱為A的n維數(shù)組，稱A為多維數(shù)據(jù)模型。“維”是人們觀察變量（度量指標(biāo)、事實(shí)）的一個(gè)特定角度，是考慮問題時(shí)的一類屬性，最能反映分析意圖和角度，觀察數(shù)據(jù)需要的粒度稱為維的層次，維一般包含著層次關(guān)系，如時(shí)間維的層次可以有日、周、月、季、年等不同的維層次。

維表和事實(shí)表的設(shè)計(jì)是構(gòu)建數(shù)據(jù)倉庫的關(guān)鍵問題，其設(shè)計(jì)的好壞直接影響到數(shù)據(jù)倉庫的響應(yīng)時(shí)問和分析的效果。事實(shí)表至少包含兩部分：

（1）多維數(shù)據(jù)模型的度量指標(biāo)值；

（2）主鍵和若干與維度表主鍵連接的外鍵。

維表是存放維度信息的基本表，包含維度名稱和維層次等細(xì)節(jié)信息。

2.2　ETL

ETL是Extract(提取)-Transform(轉(zhuǎn)換)-Load(加載)的縮寫，從源數(shù)據(jù)庫抽取出來相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)進(jìn)入數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查、排錯(cuò)和處理，是源數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為分析數(shù)據(jù)最重要的一步，提取和加載是轉(zhuǎn)化的輸入和輸出，這個(gè)過程其核心是數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，包括數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換、格式轉(zhuǎn)化、字段解碼和數(shù)據(jù)清洗等。

2.3　OLAP

聯(lián)機(jī)分析處理 (Online Analysis Processing，簡(jiǎn)稱OLAP)利用存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行切片、切塊、聚合、鉆取、旋轉(zhuǎn)等各種分析動(dòng)作，使分析人員、管理人員或執(zhí)行人員能夠從多種角度進(jìn)行深入觀察，并以直觀易懂的形式將分析結(jié)果返回給用戶。

3　系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

教務(wù)分析系統(tǒng)以教務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，經(jīng)過數(shù)據(jù)提取、轉(zhuǎn)換、加載等操作，整合數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)化為按照主題組織的信息，這些信息經(jīng)過OLAP技術(shù)的分析后，可以表達(dá)出數(shù)據(jù)內(nèi)部的各種關(guān)聯(lián)。體系結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

根據(jù)業(yè)務(wù)需求分析，教學(xué)數(shù)據(jù)倉庫各主題幾乎都與學(xué)生、教師、課程、專業(yè)相關(guān)，所以將這些教學(xué)管理中的實(shí)體作為維表來處理。教學(xué)數(shù)據(jù)倉庫中包含的維表有學(xué)生維表、教師維表、課程維表、專業(yè)維表、地區(qū)維表、民族維表、部門維表，職稱維表，學(xué)歷維表等。實(shí)現(xiàn)的分析功能包括招生信息分析、學(xué)籍異動(dòng)分析、英語四六級(jí)成績(jī)分析、選退課分析、教師信息分析和學(xué)評(píng)教分析。

3.1　招生信息分析

分析近年來生源結(jié)構(gòu)的變化，通過分析性別（男、女）、省份（省內(nèi)、省外）、民族（漢族、少數(shù)民族）、報(bào)到率、分?jǐn)?shù)（最高分、最低分、平均分）不同專業(yè)招生數(shù)據(jù)的變化，了解不同因素隨時(shí)間的變化趨勢(shì)，判斷生源合理性，為招生決策提供支持。

3.2　學(xué)籍異動(dòng)分析

分析各學(xué)院和各專業(yè)的轉(zhuǎn)專業(yè)情況，通過轉(zhuǎn)入人數(shù)、轉(zhuǎn)出人數(shù)、凈轉(zhuǎn)出人數(shù)、轉(zhuǎn)入率和轉(zhuǎn)出率，為學(xué)校專業(yè)開設(shè)提供依據(jù)。對(duì)在校生的學(xué)籍異動(dòng)類別進(jìn)行多維分析，了解學(xué)生學(xué)籍異動(dòng)的主要原因、異動(dòng)人數(shù)與專業(yè)人數(shù)的比例，為學(xué)籍管理提供參考依據(jù)。

3.3　英語四六級(jí)成績(jī)分析

圖1：體系結(jié)構(gòu)圖

分析英語四六級(jí)考試各年級(jí)、各專業(yè)的通過人數(shù)和通過率，成績(jī)與生源地、高考成績(jī)等的關(guān)系，為英語分層次分班教學(xué)合理的建議。

3.4　選退課分析

分析各學(xué)院開設(shè)課程的課程預(yù)設(shè)容量、選課人數(shù)、課程性質(zhì)（選修、必修、課外、實(shí)踐）、退課人數(shù)、教師職稱、教師學(xué)歷等屬性，為在選課期間及時(shí)調(diào)整課程容量、課程開設(shè)、課程停開提供依據(jù)，同時(shí)對(duì)教師起到督促作用。

3.5　教師信息分析

分析專任教師的職稱結(jié)構(gòu)（正高、副高、中級(jí)及以下）、學(xué)位結(jié)構(gòu)（博士、碩士、學(xué)士及以下）、年齡結(jié)構(gòu)（56歲以上、45-55歲、36-45歲、35歲及以下）、學(xué)緣結(jié)構(gòu)（本校、外校境外、外校境內(nèi)）等，為學(xué)校人才引入、隊(duì)伍建設(shè)提供數(shù)據(jù)支撐。

3.6　學(xué)評(píng)教分析

分析教師學(xué)歷（本科、碩士、博士）、職稱（中級(jí)、副高、正高）、性別（男、女）、課程性質(zhì)（選修、必修等）與教學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)這些因素跟教學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果好壞是否有直接的關(guān)系；以及不同時(shí)間段同一個(gè)教師學(xué)評(píng)教數(shù)據(jù)的變化并將結(jié)果反饋給教師，促進(jìn)其反思提高自身的教學(xué)水平。

4　結(jié)束語

利用數(shù)據(jù)倉庫和 OLAP技術(shù)建立的教學(xué)管理系統(tǒng)可使教學(xué)管理走上系統(tǒng)化、科學(xué)化的軌道。該系統(tǒng)可以從積累的海量歷史數(shù)據(jù)中提取出有價(jià)值的信息,為教學(xué)部門決策者和管理者提供了多角度、多層次查詢分析數(shù)據(jù)的功能。