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基于數(shù)據(jù)挖掘的高校教務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文
摘 要：筆者對現(xiàn)有高校所采用的教務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行研究，以聯(lián)機(jī)分析與數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)為依托來構(gòu)建決策支持系統(tǒng)。針對數(shù)據(jù)倉庫構(gòu)建中采用的邏輯模型及其構(gòu)建策略等進(jìn)行深入分析，并對基于四層架構(gòu)的教學(xué)決策支持系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，充分展示了決策支持系統(tǒng)在高校教務(wù)管理中的應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞：
關(guān)鍵詞：決策支持系統(tǒng)；數(shù)據(jù)倉庫；多維分析
在現(xiàn)有的教學(xué)信息化系統(tǒng)中，存儲了包括學(xué)生的學(xué)籍信息、學(xué)生的選課數(shù)據(jù)、各科成績數(shù)據(jù)等在內(nèi)的大量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的條數(shù)動輒上百萬條，信息和數(shù)據(jù)量都比較大，同時(shí)這些數(shù)據(jù)中通常能夠挖掘出有用的規(guī)律信息。不過，通過對現(xiàn)有應(yīng)用現(xiàn)狀分析可以發(fā)現(xiàn)，人們更多的是將各種表單數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)管理，沒有利用計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)挖掘能力對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，更沒有從中找到潛在海量數(shù)據(jù)中的規(guī)律。
1 教學(xué)數(shù)據(jù)倉庫
1.1 總體結(jié)構(gòu) 在對現(xiàn)有教學(xué)管理系統(tǒng)的決策需求進(jìn)行深入和一線調(diào)研的基礎(chǔ)上，筆者給出了基于教學(xué)數(shù)據(jù)倉庫的決策系統(tǒng)，并對系統(tǒng)中經(jīng)過結(jié)構(gòu)化的四層教學(xué)決策支持系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。具體如圖1中所示。 圖1教學(xué)決策支持系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖
1.1.1 源數(shù)據(jù)層 該層是構(gòu)建教學(xué)系統(tǒng)的最低層，也是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)倉庫的關(guān)鍵。在數(shù)據(jù)倉庫中所包含的數(shù)據(jù)，主要來自于學(xué)�，F(xiàn)有的與教學(xué)相關(guān)的各種信息庫。而在這些信息數(shù)據(jù)庫中，存儲了學(xué)校教學(xué)過程中所積累的主要數(shù)據(jù)，也是學(xué)校在制定各項(xiàng)政策和決策中必須參考的主要數(shù)據(jù)。這樣設(shè)計(jì)，也更好的說明一個(gè)成熟的教學(xué)決策系統(tǒng)應(yīng)該具備廣泛的數(shù)據(jù)來源。
1.1.2 引擎數(shù)據(jù)的處理層 該層的功能主要從現(xiàn)有的教學(xué)信息系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的抽取，然后對抽取得到的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，最后才能夠?qū)⑦@些數(shù)據(jù)都添加到教學(xué)數(shù)據(jù)倉庫中。所以，這就使得數(shù)據(jù)處理層成為數(shù)據(jù)倉庫構(gòu)建的關(guān)鍵層。
1.1.3 信息層 信息層的作用就是為數(shù)據(jù)訪問層和源數(shù)據(jù)層提供聯(lián)通的橋梁，為數(shù)據(jù)提供特定處理過程，得到經(jīng)過處理后的不同層次信息。這樣分析層就可以在這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行建模。在信息層中，其關(guān)鍵為教學(xué)數(shù)據(jù)倉庫，這主要是由于該倉庫能夠完成各種數(shù)據(jù)的收集、篩選和抽取等多種操作，進(jìn)而最終形成能夠?yàn)閷W(xué)校的政策制定和日常教學(xué)決策提供參考與支持的包含了多個(gè)粒度等級的數(shù)據(jù)庫，結(jié)果就是順利完成對各種數(shù)據(jù)源的統(tǒng)一管理與信息提取。
1.1.4 數(shù)據(jù)訪問層 該層主要作為整個(gè)高校決策支持系統(tǒng)的為用戶所提供的操作接口，可以讓用戶非常方便的進(jìn)行內(nèi)容的查詢、報(bào)表、OLAP等多種應(yīng)用。不僅如此，為了能夠很好地服務(wù)高等院校的日常教學(xué)決策需求，該層還為用戶提供了多種基于多維分析的手段，和一下相對簡單的分析模型�；谶@些模型和分析方式，用戶可以在實(shí)際使用過程中構(gòu)建專用的分析系統(tǒng)，從而有效保證所研發(fā)的教學(xué)決策支持系統(tǒng)能夠具有較高的靈活性。 之所以采用結(jié)構(gòu)化的四層體系結(jié)構(gòu)，主要是考慮到這種結(jié)構(gòu)能夠很好的契合高校在日常決策中的方式。不僅如此，還可以通過教學(xué)倉庫來實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)驅(qū)動。在這種結(jié)構(gòu)中，修改、刪除或者添加任何一層，給整個(gè)系統(tǒng)所帶來的影響都非常小。
1.2 ETL工具設(shè)計(jì)解釋 基于ETL工具完成設(shè)計(jì)，就是從各種數(shù)據(jù)源中提取數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、轉(zhuǎn)換等處理的多個(gè)步驟后，將數(shù)據(jù)加載到數(shù)據(jù)倉庫的過程。筆者通過代碼的手工編寫，來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換與抽取，并最終實(shí)現(xiàn)教學(xué)倉庫的ETL工具的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。 在對標(biāo)準(zhǔn)ETL數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取操作的過程中，存在于原系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)質(zhì)量問題有可能暴露出來。同時(shí)，所采用數(shù)據(jù)的質(zhì)量能夠給倉庫的可信度帶來直接影響，并對最后的多維分析結(jié)果產(chǎn)生影響。所以應(yīng)該重點(diǎn)提供所提取數(shù)據(jù)的質(zhì)量。因此，在各種數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理過程中，應(yīng)確保所涉及數(shù)據(jù)的完整性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量的檢驗(yàn)，以及數(shù)據(jù)的去噪與凈化處理。
1.3 數(shù)據(jù)倉庫的構(gòu)建 以作者所在學(xué)校的實(shí)際情況為基礎(chǔ)，確保了所構(gòu)建的教學(xué)決策和教學(xué)管理系統(tǒng)能夠適應(yīng)實(shí)際的情況，而引入的數(shù)據(jù)倉庫也能夠很好地服務(wù)于決策系統(tǒng)。就需要在構(gòu)建數(shù)據(jù)倉庫的過程中，采用更加合適的策略來構(gòu)建，也就是通過自底向上的方式先構(gòu)建現(xiàn)有決策分析所需要的學(xué)籍主體、教學(xué)工作主題等，通過這些數(shù)據(jù)集合就可以實(shí)現(xiàn)和構(gòu)建更加完善的數(shù)據(jù)倉庫。 高校的教學(xué)數(shù)據(jù)倉庫作為一個(gè)多粒度集的數(shù)據(jù)集合，是整個(gè)高校教學(xué)決策系統(tǒng)信息層的核心與關(guān)鍵。此外，所采用的粒度層次也可以反映不同細(xì)節(jié)，使得在多種層次數(shù)據(jù)的細(xì)節(jié)被抽象提取的基礎(chǔ)上，可以完成各種原始數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，最終得到有用信息。
2 高校教務(wù)決策系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在文中的教學(xué)決策系統(tǒng)中，其關(guān)鍵部分為OLAP子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的是為了確保學(xué)校的所有管理決策人員，可以針對不同的視角，對數(shù)據(jù)倉庫中的各種與教學(xué)和學(xué)校運(yùn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后進(jìn)行多維分析處理；同時(shí)，還可以通過更加直觀的方式將查詢和處理結(jié)果反饋給管理和決策人員。
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