维普资讯 http://www.cqvip.com 计算机教育・・・・・・ 本栏目责任编辑：王力 女性ＩＴ教育研究支持系统数据仓库的设计研究 宋阳秋 （广东女子职业技术学院，广东广州５１１４５０） 摘要：我院关于女性ＩＴ教育的研究已经取得了一些成果，日常的教学管理在校园网上也积累了大量可用于女性ＩＴ教育研究的数 据。如何利用这些信息资源为女性ＩＴ教育研究服务，也是我院重要的研究课题。本文针对女性ＩＴ教育研究支持系统需求特点，提出了３ 层结构化的研究支持系统的体系结构，并提出了支持系统数据仓库的设计思路和实现方法 关键词：女性ＩＴ教育：研究支持系统；数据仓库：体系结构 中图分类号：ＴＰ３１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—３０４４（２００７）１３－３０２８２—０２ ＳＯＮＧ Ｙａｎｇ－－ｑｉｕ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｄａｔａ Ｗａｒｅｈｏｕｓｅ ｆｏｒ Ｗｏｍｅｎ ｓ ＩＴ ＥｄｕｃａｔｉｏｎａＩ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｓｕｐｐｏ￣Ｓｙｓｔｅｍ （Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｗｏｍｅｎ Ｓ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｃｏｎｅｇｅ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１ １４５０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｆｏｒ ｗｏｍｅｎ Ｓ ＩＴ ｅｄｕｃａｔｉｏｎ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｏｂｔａｉｎｅｄ ａ ｆｅｗ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ｏｕｒ ｃｏｎｅｇｅ．ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｍｐｕｓ ｎｅｔｗｏｒｋ ｔＯ ｄａｉｌｙ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｍａｎｇｅｍｅｎｔ，ｌａｒｇｅ ａｍｏｕｎ￣ｏｆ ｄａｔａ ｆｏｒ ｗｏｍｅｎ Ｓ ＩＴ ｅｄｕｃａｔｉｏｎａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄ．ＨＯＷ ｔｏ ｕｔｉｌｉｚｅ ｔｈｅｓｅ ｄａｔａ ｔｏ ｓｕｐｐｏｆｔ ｗｏｍｅｎ Ｓ ＩＴ ｅｄｕｃａｔｉｏｎａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｓ ｔｈｅ ｈｏｔ ｓｐｏｔ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｅｐｅｒ ｒｅｓｅａｒｃｈ，ａｎｄ ｉｓ ｃｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｔａｓｋ ｏｆ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｔＯＯ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔＯ ｔｈｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｗｏｍｅｎ Ｓ ＩＴ ｅｄｕｃａｔｉｏｎａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ，ａ ｔｈｒｅｅ－ｌａｙｅｒｓ－ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｗｏｍｅｎ Ｓ ＩＴ ｅｄｕｃｔｉｏｎａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｕｐ— ｐｏｒｔ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ａｎｄ ｈｏｗ ｔＯ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ ｔｈｅ ｄａｔａ ｗａｒｅｈｏｕｓｅ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｕｐｐｏｒｔ ｓｙｓｔｅｍ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｗｏｍｅｎ Ｓ ＩＴ ｅｄｕｃａｔｉｏｎ；ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｕｐｐｏｒｔ ｓｙｓｔｅｍ；ｄａｔａ ｗａｒｅｈｏｕｓｅ；ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ １引言 广东女子职业技术学院是广东省唯一的一所公立女子高等 学府，致力于新型女性人才的培养和开发，因此，女性教育是学院 一个永恒的话题。计算机系是学院唯一理工类专业的系，而女性 学习包括ＩＴ专业在内的理工类专业与男性相比存在较大差异已 有关教学活动的诸多因素发生变化，因此支持系统需求也不断改 变。比如，计算机技术不断发展，课程的内容也随之改变，支持系 内毒歉磊 外奄敦螽 统需求也必然会受到影响。 根据女性Ｉ１’教育支持系统需求的特点，女性ＩＴ教育支持系统 的体系结构设计如图１所示。这个体系结构分为三层，分别如下： （１）源数据层 是共识，因此，对女性ＩＴ教育的研究是计算机系的一个重要教研 主题。为此，计算机系申报了“女性特色教育”省级课题的“适合女 性特色高等职业教育ＩＴ专业课程体系研究”子课题，经全体教师 的努力．项目已取得了一些成果，并应用于教学中，取得了良好的 教学效果。 学院自１９９９年开始进行校园网建设，至今已覆盖全校的教 源数据层数据源由内部数据源和外部数据源构成，内部数据 源主要包括基于校园网的各种应用系统的数据库、网络中心的各 种文档和备份数据库，以及学院信息数字化规划范围内的其它数 据资源：外部数据源包括校园网之外的各类数据库和数据资源， 既可来源于学院之内，也可以来源于同类院校、培训机构。 学、科研和行政管理单位，除了提供常规的ｌｎｔｅｍｅｔ信息服务外， 还运行有校园网教学管理平台应用系统、图书馆网络管理应用系 统、网上辅助教学系统，以及网上选课服务等。这些系统在完成日 常教学业务处理的同时．也积累了大量关于教学方面的数据。在 这些海量的数据中必然蕴藏着大量有利于研究女性ＩＴ教育的数 据，因此．建立一个包含各种ＩＴ教学信息的数据仓库是实现我院 女性Ｉ１’教育研究支持系统的关键一步。 、 二一－、 二） 教１ 、 — 分 线计分折工＾ 折 一、—— 咽 膏披 警 Ｉ艘 １ 应 用 正 联机分折工＾ 教蠢Ｉ芑翔工＾ 台 教 Ｉ茎Ｉ ２女性ＩＴ教育研究支持系统结构 女性ＩＴ教育的研究实质是突显女性特色的ＩＴ教育，其核心 是构建适合女性ＩＴ教育的课程体系，一是课程与教学要适合女 生，课程与教学目标适合女生的发展；二是课程与教学内容要适 合女生，根据女生的特点和优势，挖掘她们的潜能。女性Ｉ１’教育 研究支持系统需求有以下特点： （１）支持系统需求涉及多方面数据。比如，要了解学生对某一 门课程的学习情况，就要涉及到学生、教师、教材等方面的因素， 数据量不仅大、时间跨度长，而且必须是来源于多方面的。 （２）支持系统需求目标定性困难、难以量化。女性学习ＩＴ专 业与男性相比，确实存在差异，这主要有主观和客观两方面的因 素。客观上．女性在学习方面逻辑思维能力逊于男性，善于形象思 维和机械记忆。教学内容和教学模式对男女差异重视不够；主观 上．主要表现为自信心不足，兴趣的指向偏向文科，用机械记忆代 替理解记忆。 豫数据层 信息及ｆ理层 Ｉｌｔｔｇ－￣不层 图１女性ＩＴ教育研究支持系统体系结构 （２）信息及管理层 ． 信息及管理层的核心就是数据仓库。针对支持系统需求目标 定性困难、难以量化的特点，本层作为中介层对数据进行处理。数 据仓库通过对原始数据进行收集、分类、筛选，形成能够对女性ＩＴ 教育研究提供支持的多重粒度级的数据库，实现对原始数据的统 管理和信息转换。同时，为数据表示层分析应用平台构造更高 一粒度级的数据集市和知识挖掘库，以提供数据支持。 （３）数据表示层 数据表示层由分析应用平台构成，主要包括统计分析工具、 ＯＬＡＰ工具、数据挖掘工具等。通过分析应用平台提供的各种分析 工具，能较好地适应支持系统需求不稳定的特点。 总之．女性ＩＴ教育研究支持系统的３层结构适应了系统需求 的特点．通过数据仓库进行衔接，实现了数据驱动，又相互独立， （３）支持系统需求不稳定。主要表现在内容上的不稳定，由于 收稿日期：２００７—０５—３１ 作者简介：宋￣方面的研究。 （１９６８一），男，江西奉新人，在读硕士研究生，广东女子职业技术学院计算机系讲师，主要从事网络安全、管理信息系统开发 ２８２ 电脑知识与技术 维普资讯 http://www.cqvip.com 本栏目责任编辑：王力 任何一层的维护对其他层所产生的影响是非常小的。 ・・・・・・计算机教育・ 度的级别，数据仓库中的粒度确定是数据仓库开发过程中需要解 决的最重要的单一设计问题，贯穿于数据仓库设计的始终。在设 计的各个阶段要注意考虑相关的实体和维度数据的粒度级别．数 据细化程度越高，粒度级就越小：反之．数据综合程度越高．粒度 级就越大。同时，还要考虑到对于某一种信息来说所包含的粒度 ３女性ＩＴ教育研究支持系统数据仓库的设计 ３．１支持系统数据仓库的结构 女性ＩＴ教育研究支持系统数据仓库的结构具有一般性，如 图２所示，包括早期细节级、当前细节级、轻度综合数据级（数据 集市）、高度综合数据级。数据是由操作型环境导人数据仓库的． 相当数量的数据转换通常发生在由操作型级别向数据仓库级别 传输过程中，因此，早期细节级是数据准备级，一般是直接从数据 源抽取并简单处理过的数据当前细节级做准备。当前细节级包含 了全部的对支持决策有用的信息．是对数据源的全面的信息描述 和转化，是支持分析的基本依据。如果数据一旦过期．就由当前细 节级进入早期细节级。综合后的数据由当前细节级进入轻度综合 数据级。轻度综合数据级和具体主题相关，是数据集市和知识挖 掘库的整理和归档。数据经过进一步的综合后由轻度综合数据级 进入高度综合数据级。高度综合数据级的数据能够直接匹配数据 挖掘算法，往往是应用于更具体主题的数据集市或知识挖掘库在 数据仓库中的归档。 一…………～………一……………～、， ～ ， ｕｉ＝－ｇ－￣向日目 国曰目、 图２支持系统数据仓库的结构 ３．２主题域 正如前所述，女性ＩＴ教育研究的核心是构建适合女性学习 的ＩＴ课程体系，在教学过程中兼有教与学两个方面，因此，典型 的主题域包括课程、教师、学生。主题域及其子主题域结构如图３ 所示 图３支持系统主题域结构 ３．３数据模型设计 为了便于联机数据分析．数据仓库需要简明的、面向主题的 模式。最流行的数据仓库数据模型是多维数据模型，这种模型以 星型模式、雪花模式、事实星座模式形式存在。这里使用星型数据 模式，其中数据仓库包括一个包含大批数据和不含冗余的中心表 （事实表），以及一组小的附属表（维表），每维一个。图４是以成绩 主题为例设计的Ｓｃａｌｅ数据仓库的星型模型。 Ｓｃａｌｅ有三个维，分别是Ｔｉｍｅ、Ｃｏｕｓｅ、Ｓｔｕｄｅｎｔ，该模式包含一 个中心事实表Ｓｃａｌｅ，它包含三个维的关键字和两个度量 （ｎｕｍ—ｓｃａｌｅ和ｇｒａｄｅ＿ｓｃａｌｅ）。 ３．４粒度 粒度是指数据仓库的数据单位中保存数据的细化或综合程 级别，以及每种粒度级别包含的数据。如表１所示。 Ｔｒｔａｔ ＳｃＩｋ 蛙衰 事实衰 图４ Ｓｃａｌｅ数据仓库的星型模式 表１ 部分信息在不同主题中的粒度级别 、、＼主题 学鼙主题 成绩主题 毕业信息 造讽主题 信息、＼ —个学生的入学成绩 ７Ｉｉ —个学生藁ｒｒ讽程成绩 ７Ｉｉ 低 低 —个学生的ｒｒ选修讽程 低 ７Ｉｉ ４支持系统数据仓库的实现 本着数据驱动的原则．女性ＩＴ教育研究支持系统的开发流程 ｎ譬ｑ＃ ｔ 采用基于数据驱动的ＣＬＤＳ螺旋式开发流程。在设计过程中，由数 据开始，将数据集成，然后在不断的应用中矫正数据。 支持系统数据仓库的ＣＬＤＳ开发由当前细节级开发和支持分 析循环两个阶段构成。在当前细节级开发阶段完全建立支持系统 的数据仓库的当前细节级．并且准备好软硬件环境．这一阶段只 开发一次，不进入ＣＬＤＳ循环。支持分析循环是ＣＬＤＳ开发流程的 的循环体，随着需求和应用的不断增加，新的主题将会增加，旧的 主题也会被扩展，同时数据集市和知识挖掘库的归档不断为数据 仓库的早期细节级和当前细节级添加数据。如图５所示。 图５ 支持系统数据仓库开发流程 ５结束语 基于数据仓库的女性ＩＴ教育研究支持系统对我院的女性ＩＴ 教育研究必将起到一个积极的推动任用，而数据仓库在支持系统 体系结构中起着承上启下的作用，既是重点，也是难点。本文对支 持系统数据仓库体系构建进行了有益的探索，并在实践中基本得 到实现。而本文更深层的目的在于，希望本文能起到一个抛砖引 玉的作用．让更多关心女性ＩＴ教育的学者来探讨这个课题。 参考文献： 【ｌｌＷ．Ｈ．Ｉｎｍｏｎ．数据仓库【Ｍ】．北京：机械工业出版社，２０００． 『２］Ｊｉａｗｅｉ Ｈａｎ，Ｍｉｃｈｅｌｉｎｅ Ｋａｍｂｅｒ．数据挖掘概念与技术【Ｍ】．北 京：机械工业出版社．２００１． 【３】张俊平．基于数据仓库的高校信息决策系统的设计研究［Ｊ】． 浙江工贸职业技术学院学报，２００６，６（２）． 『４１刘飞兵．运用数据挖掘技术优化大学英语多媒体教学［Ｊ】． 外语电化教学，２００６（１ ｏ１． 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