Разработка информационно-аналитической системы на основе многомерного хранилища данных
Анализ автоматизированной технологии балльно-рейтинговой системы оценки успеваемости студентов для мониторинга и анализа качества учебного процесса. Методы автоматизации оценки ежемесячной аттестации студентов и по результатам экзаменационной сессии.
Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 30.05.2017 |
Размер файла | 1,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Разработка информационно-аналитической системы на основе многомерного хранилища данных
система рейтинговый автоматизация студент
Пучков Е.В., Пономарева Е.И.
(каф. ПМиВТ, Ростов-на-Дону)
Ключевая роль в развитии системы российского образования традиционно принадлежит классическим университетам, которые реализуют программы обучения разных уровней и проводят исследования по приоритетным направлениям. Современные университеты не уступают по сложности крупным коммерческим предприятиям, а потому их нормальное функционирование уже невозможно без хранилищ данных и построенных на их основе аналитических приложений[1].
Целью данной статьи является развитие автоматизированной технологии балльно-рейтинговой системы оценки успеваемости студентов для мониторинга и анализа качества учебного процесса в ходе проведения ежемесячной аттестации студентов и по результатам экзаменационной сессии.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1) спроектировать многомерное хранилище данных;
2) разработать процедуры извлечения, трансформации и загрузки данных в хранилище;
3) построить OLAP-куб, добавить вычисляемые члены;
4) построить модели data mining для решения прикладных аналитических задач;
5) создать и опубликовать отчеты на сервере отчетов.
Перечислим основные функциональные требования, предъявленные к разрабатываемой системе.
1. Создать информационную базу, позволяющую проводить анализ и формирование отчетных документов по следующим учетным элементам: студент, учебная группа, учебный курс, специальность, дисциплина, преподаватель, кафедра, институт.
2. Рассчитать академическую активность по формуле:
,
где С - общее количество студентов, которые должны держать экзамен,
Н - количество неаттестованных студентов (не допуск, неявка, неудовлетворительная оценка).
3. Рассчитать абсолютную успеваемость по формуле:
,
где Т - количество студентов, получивших оценку «отлично» и «хорошо»,
С - общее количество студентов, которые должны держать экзамен.
4. Провести анализ посещаемости занятий.
5. Рассчитать средний балл успеваемости студентов.
6. Провести анализ успеваемости по аттестациям студентов.
7. Проанализировать пересдачи экзаменов по дисциплинам и причины отчисления студентов.
8. Проанализировать изменения в составе студентов по годам набора по ряду признаков (регион, родной язык, возраст, пол, служба в армии и т.д.).
Физическая реализации системы представляет собой комбинированную двух- и трехуровневую архитектуру для Windows-приложений и Web-приложений соответственно. Управление данными происходит на базе Microsoft SQL Server 2008 Standard. Windows-приложения напрямую обращаются к серверу баз данных. Web-приложения обращаются через сервер приложений (Internet Information Services) на базе Microsoft Windows Web Server 2008.
Исходные данные для хранилища были получены из автоматизированной системы управления «Университет». Разработка информационно-аналитического приложения велась на платформе Microsoft Business Intelligence, которая включает в себя инструменты для управления данными и бизнес-анализа,: SQL Server Integration Services, SQL Server 2008 Analysis Services , Службы отчетов SQL Server 2008 Reporting Services, SQL Server Database Management Studio, SQL Server Business Intelligence Development Studio, Приложение Оffіce Excel 2007.
На первом этапе построено хранилище данных по схеме снежинка. Она избавлена от дублирования данных и является более простой в обслуживании[2]. В таблицах фактов содержатся меры, например, количество пропусков, аттестация студентов и внешние ключи таблиц измерений, чтобы была возможность просматривать информацию в различных разрезах. На основе существующих таблиц построен куб (рис.1)
Затем были установлены дополнительные связи между фактами и измерениями. При отсутствии явных соединений между таблицами создавались связи многие-ко-многим и ссылочные связи, чтобы соединить меру и измерение. Добавлены именованные наборы и вычисляемые члены, позволяющие, например, отфильтровать студентов, которые являются «круглыми» отличниками и рассчитать дополнительные измерения[3].
Рис.1. Структура куба в Analysis Services.
В листинге 1 создается вычисляемый член, с помощью которого рассчитывается академическая активность:
Листинг 1. Расчет академической активности.
CREATE MEMBER CURRENTCUBE.[Measures].[Academic] AS
([Measures].[Fact Mark Count]
- ([Measures].[Fact Mark Count]
,[Dim Otmetka].[Id Otmetki].&[1])) /
[Measures].[Fact Mark Count],
FORMAT_STRING = “Percent”,
ASSOCIATED_MEASURE_GROUP = `Fact Mark';
Для построения модели интеллектуального анализа данных и выявления изменений в составе студентов по ряду признаков использовался алгоритм кластеризации. Алгоритм кластеризации (Microsoft) представляет собой алгоритм сегментации, реализуемый с помощью службы SQL Server 2008 Analysis Services (SSAS). Алгоритм использует итерационные методы для группировки вариантов в наборы данных в кластерах, содержащих подобные характеристики. Модели кластеризации определяют связи в наборе данных, который невозможно логически получить с помощью случайного наблюдения[4].В качестве входных данных использовались атрибуты измерения «Студент». В результате была построена модель кластеризации. На рис. 2 отображена диаграмма кластеров.
Рис. 2. Диаграмма кластеров
Процесс заполнения хранилищ данных требует надлежащей подготовки и поддержки данных. Для этого следует использовать возможности преобразования потоков данных (DataFlow Transformations). Эти преобразования можно использовать, к примеру, для построения выборки, вычисления количества записей и объединения данных.
Для загрузки данных в хранилище создан пакет (рис.3), содержащий следующие этапы: подготовка базы данных (БД), создание скриптами T-SQL необходимых таблиц в хранилище, загрузка в созданные таблицы данных из источников(на этом этапе происходит преобразование данных и вычислений с помощью T-SQL),установка связей между таблицами в хранилище.
Рис.3. Загрузка данных из таблиц-источников в хранилище
С помощью конструктора отчетов спроектированы отчеты на основе многомерной базы данных. Конструктор отчетов в Business Intelligence Development Studio используется для создания инфраструк-туры и схемы отчета. Сервер отчетов (Report Server), как понятно из его названия, предназначен для передачи отчетов пользователям. Управлять сервером отчетов можно через Web-интерфейс, а также с помощью SSMS (SQL Server Management Studio).
В результате была создана информационно-аналитическая система, которая выполняет требуемый круг задач для руководителей образовательного учреждения. Разработаны хранилище данных, процедуры по загрузке данных, OLAP-куб, модели data mining, сервер отчетов.
В дальнейшем предполагается дополнить информационно-аналитическую систему такими средствами визуализации отчетов, как информационные панели (dashboards) и карты показателей (scorecards), а также доступом к отчетам через Internet.
Литература
1. Пономарева Е.И., Мисюра В.В.Разработка системы поддержки принятия решений с использованием OLAP-технологий / сборник тезисов XII Всероссийского симпозиума по прикладной и промышленной математике (весенняя сессия). - 2011
2. Taniar, David Progressive methods in Data Warehousing and Business Intelligence: Concepts and Competitive Analytics / Monash University. - Australia. - 2009. - 390 p.
3. Сивакумар Харинатх, Мэтт Кэррол, Сетху Минакшисундарам, Роберт Зар, Денни Гуанг-Ю Ли / Microsoft SQL Server Analysis Services 2008 и MDX для профессионалов. - 2010
4. Библиотека MSDN (по-русски) [Электронный ресурс] / Microsoft. - URL: http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Формирование требований к системе учета успеваемости студентов на основе рейтинговой системы. Концептуальное и логическое проектирование структуры информационного обеспечения. Реализация информационного обеспечения и тестирование программного средства.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 28.08.2012- Разработка системы учета успеваемости студентов на основе рейтинговой системы - подсистема "Кафедра"
Проектировка и создание системы, направленной на упразднение трудной и рутинной работы преподавателей, за счет централизованного хранения данных об успеваемости студентов и удобного доступа к ним. Средства реализации и тестирование программного средства.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 28.08.2012 Разработка автоматизированной системы по учету студенческих работ и успеваемости студентов Ухтинского технического университета. Методическое обеспечение, информационная база АИС. Архитектура системы, генерация базы данных; пользовательский интерфейс.
дипломная работа [953,3 K], добавлен 23.09.2016Теоретические основы применения информационных компьютерных технологий в управлении образовательным учреждением. Разработка и внедрение варианта управления гимназией на основе адаптации автоматизированной информационно-аналитической системы "АВЕРС".
дипломная работа [106,4 K], добавлен 14.05.2011Разработка информационной системы анализа успеваемости студентов. Особенности режима просмотра объектов с помощью редактора Visual Basic for Application. Виды диалоговых окон и основных элементов управления. Формирование диаграммы успеваемости группы.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 28.11.2008Характеристика высшего учебного заведения "МФПА", структура подразделений учебной части. Анализ диаграммы дерева узлов, стадии проектирования информационной системы учета успеваемости студентов. Основные особенности построения модели "Как должно быть".
курсовая работа [3,1 M], добавлен 12.04.2012Методика и основные этапы разработки системы тестирования для оценки уровня знаний студентов с применением технологии "Клиент-сервер". Проектирование клиентской, серверной части данной системы тестирования, порядок составления финальных отчетов.
дипломная работа [587,6 K], добавлен 08.11.2010Требования к функциональным характеристикам разрабатываемой автоматизированной системы. Системы управления обучением. Обзор средств разработки, серверов, СУБД. Применение модели "сущность-связь", ее преимущества. Архитектура программного средства.
курсовая работа [900,7 K], добавлен 07.07.2012Понятие экспертных систем, их классификация, виды и структура. Построение продукционной модели экспертной системы прогнозирования результатов сессии на основании анализа успеваемости, ее реализация в языке логического программирования Visual Prolog.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 25.01.2011Предназначение информационно-справочной системы - ведение учета студентов в деканате, переводя их с курса на курс. Основные функции системы: зачисление, отчисление, начисление стипендии. Нормализация (построение структуры). Главное меню пользователя.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 09.01.2013Комбинированный тип данных для хранения входных данных о студентах и информация, содержащаяся в полях. Пример структуры входных и выходных данных. Алгоритм работы и программный код программы по успеваемости студентов, описание используемых функций.
курсовая работа [135,9 K], добавлен 28.12.2012Проблема повышения оперативности учета и контроля посещаемости и успеваемости студентов ЮТИ ТПУ. Разработка информационной системы, требования к ней. Информационное обеспечение задачи, автоматизация предметной области. Описание интерфейса системы.
дипломная работа [2,6 M], добавлен 17.07.2012Анализ процесса взаимодействия студентов и работодателей при поиске вакансий. Преимущества трудоустройства студентов во время учебы в ВУЗе, методы поиска работы. Проектирование базы данных и разработка веб-сайта для поиска предложений работы студентам.
курсовая работа [3,3 M], добавлен 03.07.2017Порядок создания таблицы; схемы данных; фильтров; запроса "Группы ЭФ", содержащего список учебных групп и перекрестного запроса "Оценки студентов из одной комнаты"; составной формы "Оценки жильцов комнаты". Построение отчета "Итоги сессии в группе 9701".
контрольная работа [2,2 M], добавлен 30.09.2013Сущность и виды СУБД Microsoft Access. Алгоритм создания базы данных сессионной успеваемости студентов ВУЗа. Проектирование форм для сводных таблиц с помощью конструктора окон. Разработка отчетов и запросов на выборку данных. Создание кнопочной формы.
курсовая работа [5,4 M], добавлен 09.05.2011Цель, критерии и ограничения создания автоматизированной системы. Разработка элементов информационного обеспечения информационной системы общежития. Рекомендации по выбору комплекса технических средств для автоматизации задачи учета реализации товара.
курсовая работа [920,8 K], добавлен 11.11.2022Анализ существующей системы обработки данных в университете. Разработка бальной рейтинговой системы, автоматизирующей процессы расчета накопленного рейтинга, выставления оценок и печати рейтинговых ведомостей. Создание паспорта на программное средство.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 23.02.2015Создание нескольких таблиц для нашей базы данных "Деканат студентов". Проектирование межтабличных связей. Создание формы в режиме "Мастера создания форм". Запросы при помощи мастера. Запрос "Выбор студентов по успеваемости". Установка порядка сортировки.
лабораторная работа [124,5 K], добавлен 01.05.2014Назначение создания информационной системы "Электронный журнал" для автоматизации контроля учебного процесса. Построение логической и реляционной моделей данных. Разработка клиент-серверного приложения для работы с базой данных; программная реализация.
дипломная работа [5,9 M], добавлен 19.01.2017Создание сайта в сети Интернет для информирования студентов и преподавателей о проходящих конференциях. Разработка модели "как будет" с учетом внедрения системы автоматизации. Описание сценариев элементарных функций и физической модели базы данных.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 19.12.2015