Nghiên cứu xây dựng hệ hỗ trợ lập kế hoạch năm học của trường trung học phổ thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRẦN HUY BÌNH NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ HỖ TRỢ LẬP KẾ HOẠCH NĂM HỌC CỦA TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THƠNG Chun ngành : Khoa học máy tính Mã số : 60.48.01 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2012 Cơng trình hồn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN THANH BÌNH Phản biện : PGS.TS LÊ VĂN SƠN Phản biện : TS LÊ XUÂN VIỆT Luận văn bảo vệ Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 19 tháng 01 năm 2013 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng; - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng; -1MỞ ĐẦU Sự nghiệp cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước hội nhập vào kinh tế giới, đặt cho giáo dục đại học Việt Nam yêu cầu đổi mạnh mẽ, toàn diện nhằm đào tạo nguồn nhân lực có trình độ cao, kỹ nghề nghiệp tốt có phẩm chất trị vững vàng để đáp ứng thị trường lao động Xác định tầm quan trọng công nghệ thông tin, từ đầu thập niên 90 thể kỷ trước, vấn đề ứng dụng công nghệ thông tin ngành giáo dục chủ đề lớn UNESCO thức đưa thành chương trình hành động trước ngưỡng cửa kỷ XXI UNESCO dự báo: công nghệ thông tin làm thay đổi giáo dục cách vào đầu kỷ XXI Trước phát triển mạnh mẽ công nghệ thơng tin ứng dụng ngành giáo dục, Bộ Chính trị có Chỉ thị 58-CT/TW (17/10/2000) việc đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin công tác giáo dục đào tạo cấp học, bậc học ngành học Việt Nam Lý chọn đề tài Trong năm qua, thị trường Việt Nam có nhiều phần mềm xây dựng để ứng dụng bậc học từ mầm non đến đại học Đây hướng tạo nên chuyển biến rõ nét phương pháp dạy học Việt Nam Tuy nhiên, ứng dụng có tính đồng chưa cao, chưa có phần mềm “lõi” quản lý điều hành đa cấp chưa có hệ thống sở liệu chung Hơn nữa, thay đổi thơng tin liên tục địi hỏi nhà quản lý phải thường xuyên đưa định kịp thời, xác để -2đáp ứng với xu phát triển mục tiêu cạnh tranh Người định cần phải thu thập, tổng hợp phân tích liệu từ nhiều nguồn khác định nhanh chóng phù hợp Điều dẫn đến việc phát triển hệ thống hỗ hỗ trợ định trở nên cần thiết Vì vậy, việc xây dựng hệ thống có khả quản lý điều hành, khả tổ chức liệu đa chiều có khả phân tích liệu linh hoạt để trả lời truy vấn đa chiều cách dễ dàng, nhanh chóng nhằm hỗ trợ cho việc định nhà quản lý nhu cầu tất yếu tổ chức Xuất phát từ nhu cầu thực tế nêu xin chọn đề tài “NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ HỖ TRỢ LẬP KẾ HOẠCH NĂM HỌC CỦA TRƯỜNG THPT” để làm luận văn tốt nghiệp Với mục đích Tổ chức sở liệu xây dựng chế phân tích liệu để hỗ trợ lãnh đạo nhà trường định lập kế hoạch nhanh chóng, kịp thời, xác đồng Mục tiêu nhiệm vụ đề tài 2.1 Mục tiêu Đề tài “Nghiên cứu xây dựng hệ thống hỗ trợ lập kế hoạch năm học trường THPT “ nhằm nghiên cứu tạo kho liệu tri thức có chiều sâu, thơng minh để trợ giúp cho lãnh đạo số thông tin quan trọng thông tin đầu năm học nhiều năm để xây dựng kế hoạch năm học chiến lược phát triển năm Mục tiêu đề tài việc tổ chức sở liệu xây dựng chế phân tích liệu để hỗ trợ lãnh đạo nhà trường -3những định lập kế hoạch nhanh chóng, kịp thời, xác đồng trọng điểm cho cấp quản lí trường THPT 2.2 Nhiệm vụ  Nghiên cứu Hệ hỗ trợ định Decision Support System (DSS)  Tìm hiểu qui trình lập kế hoạch năm học chiến lược phát triển  Nghiên cứu xây dựng kho liệu tri thức có khả cập nhật truy xuất thơng minh, có chiều sâu tri thức liên quan đến chủ đề thông tin cán giáo viên, học sinh, sở vật chất chương trình giáo dục cho năm học trường THPT trực thuộc Sở Giáo dục Đào tao Bình Định  Xây dựng hệ thống có giao diện người dùng thân thiện cho phép cập nhật thường xuyên để làm giàu kho liệu  Đưa phương án tối ưu giúp lãnh đạo xây dựng kế hoạch chiến lược phát triển trường THPT giai đoạn từ đến năm 2015 sở lý luận khoa học thực tiễn Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu  Nghiên cứu lý thuyết hệ hỗ trợ định  Nghiên cứu cơng tác quản lí qui trình lập kế hoạch năm học cấp quản lí  Phương thức quản lý vận hành kho liệu tri thức -4 Các ngơn ngữ lập trình có liên quan 3.2 Phạm vi nghiên cứu  Nghiên cứu cách biểu diễn lưu trữ tri thức, chế suy diễn  Nghiên cứu qui trình lập kế hoạch năm học lãnh đạo trường THPT Nguyễn Trân, Tỉnh Bình Định  Nghiên cứu quản lý vận hành kho liệu tri thức Phƣơng pháp nghiên cứu 4.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết  Qui trình quản lí lập kế hoạch năm học  Tài liệu qui trình quản lí giáo dục lãnh đạo  Hệ hỗ trợ định  Tập trung nghiên cứu vấn đề kho liệu  Bợ cơng cụ lập trình DOT.NET 2008  Hệ quản trị sở liệu SQL Server 2008 4.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm  Thu thập tài liệu  Nghiên cứu, tìm hiểu hệ thống tương tự triển khai  Phân tích thiết kế hệ thống chương trình  Xây dựng kho liệu phục vụ cho chương trình  Triển khai xây dựng chương trình  Kiểm thử, nhận xét đánh giá kết hệ thống -55 Ý nghĩa đề tài 5.1.Ý nghĩa khoa học 5.2.Ý nghĩa thực tiễn Đặt tên đề tài: “Nghiên cứu xây dựng hệ hỗ trợ lập kế hoạch năm học trường THPT“ Bố cục luận văn Sau phần mở đầu giới thiệu nhu cầu cần thiết để thực đề tài, xác định mục tiêu, nhiệm vụ, đối tượng nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu, sở nghiên cứu kết mong muốn đạt Nội dung luận văn chia thành chương sau: Chương 1: Giới thiệu khái niệm hệ hỗ trợ định ưu việt hệ hỗ trợ định cách xem xét khả năng, cấu trúc phân loại hệ hỗ trợ định Chương 2: Trình bày phương pháp xây dựng kho liệu trường THPT Nguyễn Trân, Tỉnh Bình Định Chương 3: Trình bày cách xây dựng hệ thống hỗ trợ định sau xây dựng kho liệu Phần cuối luận văn kết luận, đóng góp luận văn hướng phát triển đề tài -6CHƢƠNG - TỔNG QUAN VỀ HỆ HỖ TRỢ QUYẾT ĐỊNH Mục đích chương cung cấp khái niệm cần thiết hệ hỗ trợ định việc xây dựng kho liệu hỗ trợ định, bao gồm: Các khái niệm đa chiều, tổ chức sở liệu đa chiều với OLAP kho liệu tiến hành phương pháp xây dựng kho liệu phục vụ cho hệ định 1.1 GIỚI THIỆU Các khái niệm hệ hỗ trợ định đề cập vào đầu năm 1970 Gorry Scott Morton qua cụm từ hệ định quản lý (MSS) Ông định nghĩa cụm từ hệ thống “Hệ tương tác dựa máy tính nhằm giúp người định tận dụng liệu mơ hình để giải vấn đề khơng có tính chất cấu trúc” Theo Gorry Scott Morton, vấn đề xử lý phân chia thành có cấu trúc, nửa cấu trúc khơng có cấu trúc [1] Keen Scott Morton năm 1978 đưa định nghĩa cổ điển khác hệ hỗ trợ định: “Hệ hỗ trợ định liên kết tài nguyên trí tuệ cá nhân với khả máy tính để nâng cao chất lượng định Nó hệ hỗ trợ dự máy tính dành cho người định quản lý để giải vấn đề có tính chất bán cấu trúc” [1] 1.3 CẤU TRÚC HỆ HỖ TRỢ QUYẾT ĐỊNH 1.3.1 Tiến trình có tính chất cấu trúc, khơng có tính chất cấu trúc có tính chất bán cấu trúc Một định có giai đoạn hay phần mang tính chất có cấu trúc gọi định có tính chất bán cấu trúc (Gorry Scott Morton) -7Thu thập thơng tin: Là tìm kiếm điều kiện cho việc thực định Thiết kế: Là phát minh, phát triển, phân tích chuỗi hành động có Chọn lọc: Là chọn lựa chuỗi hành động cụ thể chuỗi hành động có sẵn Dựa xếp loại Anthony (1965), ba loại chung chứa đựng tất hoạt động quản lý: - Quy hoạch sách lược: mục tiêu lâu dài sách phân phối tài ngun - Kiểm sốt quản lý: gọi vốn tận dụng nguồn tài nguyên cách có hiệu để thực mục tiêu tổ chức - Kiểm soát điều hành: thực hữu hiệu có hiệu cơng việc đặc biệt 1.3.2 Khoa học quản lý 1.4 NĂNG LỰC CỦA HỆ HỖ TRỢ QUYẾT ĐỊNH 1.4.1 Năng lực tổng quát 1.4.2 Năng lực chung hệ thống 1.4.3 Năng lực thành phần 1.5 CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ HỖ TRỢ QUYẾT ĐỊNH Hệ thống hỗ trợ định bao gồm hệ thống phân hệ sau đây: Phân hệ quản lý liệu Phân hệ quản lý mơ hình Phân hệ quản lý dựa vào kiến Phân hệ giao diện người dùng 1.5.1 Phân hệ quản lý liệu -81.5.2 Phân hệ quản lý dựa kiến thức 1.5.3 Phân hệ quản lý mơ hình 1.5.4 Phân hệ giao diện ngƣời dùng 1.6 HỆ THỐNG QUẢN LÝ DỮ LIỆU 1.6.1 Cơ sở liệu 1.6.2 Hệ quản lý sở liệu 1.6.3 Tiện nghi vấn tin 1.6.4 Thƣ mục liệu 1.7 KHO DỮ LIỆU 1.7.1 Định nghĩa 1.7.2 Đặc điểm liệu kho liệu Kho liệu tập hợp liệu có đặc điểm tính chất sau: a Dữ liệu có tính tích hợp b Dữ liệu gắn thời gian có tính lịch sử c Dữ liệu đọc d Dữ liệu không biến động e Dữ liệu tổng hợp chi tiết 1.7.3 Sử dụng kho liệu 1.7.4 Phƣơng pháp xây dựng kho liệu 1.7.5 Thiết kế sơ sở liệu cho kho liệu a Giản đồ hình (Star schema) b Giản đồ hình tuyết rơi (Snowflake) c Giản đồ kết hợp 1.7.6 Quản trị kho liệu -91.8 CÁC THÀNH PHẦN CỦA KHO DỮ LIỆU 1.8.1 Siêu liệu 1.8.2 Các nguồn liệu 1.8.3 Xử lý giao dịch trực tuyến a Những đặc điểm hệ thống OLTP b Những công cụ thu thập làm chuyển đổi liệu nguồn Các cơng đoạn thực bao gồm:  Trích lấy liệu  Tinh chế liệu 1.8.4 Xử lý phân tích trực tuyến 1.8.5 Cơ sở liệu kho liệu 1.8.6 Kho liệu chủ đề 1.9 KHO DỮ LIỆU CỦA HỆ HỖ TRỢ QUYẾT ĐỊNH 1.9.1 Tiếp cận đa chiều 1.9.2 Các khái niệm đa chiều a Mơ hình liệu đa chiều b Khối (Cube)  Xác định khối  Xử lý khối  Khối ảo (Virtual Cube) c Chiều (Dimension)  Xác định chiều  Chiều có phân cấp  Phân cấp chiều  Roll_up Drill_down dựa phân cấp chiều  Các chiều ảo (Virtual Dimensions) - 10 e Các đơn vị đo lường (Measures) f Các phân hoạch (Partitions) 1.9.3 Tiếp cận kho liệu phân tích xử lý trực tuyến Các nguồn liệu từ xa (remote Data) Nạp, đổi dạng, làm sạch, chuyển dịch liệu Kho liệu Hệ thống xử lý OLAP Giao diện OLAP Hình 1.13 Kho liệu hệ thống OLAP 1.9.4 Hỗ trợ định sở kho liệu OLAP - 11 - XÁC ĐỊNH YÊU CẦU BÀI TOÁN 1.1 Xác định vấn đề gặp phải 1.2 Xác định mục tiêu cần đạt đƣợc XÂY DỰNG MƠ HÌNH OLAP 2.1 Xác định khối sở liệu 2.2 Định nghĩa cấu trúc chiều 2.3 Xác định đơn vị đo PHÂN TÍCH DỮ LIỆU RA QĐ 3.1 Chỉ định yêu cầu truy vấn 3.2 Nhận xét kết truy vấn 3.3 Ra định Hình 1.14 Tiến trình hỗ trợ định dựa vào liệu cho toán cụ thể - 12 KẾT CHƢƠNG Trong chương giới thiệu vấn đề về: - Những khái niệm Hệ hỗ trợ định; Các thành phần khác chức Hệ hỗ trợ - Kho liệu tập hợp liệu từ nhiều chủ đề khác nhau, từ nhiều nguồn liệu khác từ nhiều điểm Kho liệu sử dụng việc hỗ trợ định công tác quản lý - Hệ thống xử lý giao dịch trực tuyến - OLTP tập trung vào việc thu thập, lưu trữ biến đổi liệu cách chuẩn xác, hệ thống xử lý phân tích trực tuyến - OLAP tập trung vào việc sử dụng liệu biến đổi vào việc định CHƢƠNG - XÂY DỰNG KHO DỮ LIỆU CỦA TRƢỜNG THPT NGUYỄN TRÂN HỖ TRỢ RA QUYẾT ĐỊNH 2.1 GIỚI THIỆU VỀ TRƢỜNG THPT NGUỄN TRÂN 2.1.1 Đội ngũ Cán giáo viên 2.1.2 Tổ chức 2.2 KHẢO SÁT CÁC HỆ THỐNG NGUỒN 2.2.1 Cơ sở liệu quản lý nhân 2.2.2 Cơ sở liệu quản lý giảng dạy 2.2.3 Cơ sở liệu quản lý nghiên cứu khoa học - 13 2.3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG KHO DỮ LIỆU CỦA TRƢỜNG THPT NGUYỄN TRÂN 2.3.1 Kiến trúc luồng liệu 2.3.2 Kiến trúc hệ thống 2.3.3 Phƣơng pháp trích lọc liệu a Kho liệu chủ đề Nhân c Kho liệu chủ đề nghiên cứu khoa học 2.4 KẾT CHƢƠNG Trên sở khảo sát nguồn liệu trường THPT Nguyễn Trân, tiến hành xây dựng kho liệu cách xây dựng kho liệu theo hướng chủ đề Nhân sự, nghiên cứu khoa học, quản lí học tập sau xây dựng xong, kho liệu kết nối tích hợp lại với tạo thành kho liệu trường THPT Nguyễn Trân dùng chung - 14 CHƢƠNG - XÂY DỰNG HỆ THỐNG HỖ TRỢ LẬP KẾ HOẠCH NĂM HỌC TẠI TRƢỜNG THPT NGUYỄN TRÂN, TỈNH BÌNH ĐỊNH 3.1 XÁC ĐỊNH YÊU CẦU BÀI TOÁN 3.1.1 Các vấn đề gặp phải Trước đây, thực việc lập kế hoạch năm học tuyển dụng giáo viên giảng dạy nhà trường thông tin rời rạc kế hoạch cũ, nên việc lập kế hoạch năm học tuyển dụng không đạt hiệu cao số lượng chất lượng, có cải thiện quy trình Xem xét lại nhìn thấy rằng; toàn trường, số lượng học sinh học, số học sinh tốt nghiệp, tiêu tuyển sinh năm học giáo viên không tương xứng, có mơn có số cán bộ, giáo viên lớn tuổi cán bộ, giáo viên trẻ cách xa độ tuổi, giáo viên môn chưa tương xứng, cịn có mơn dạy q nhiều giờ, có mơn lại thiếu nhiều giờ, chất lượng giáo dục hướng, trọng tâm chưa?… Ngoài ra, việc bố trí lớp học cho học sinh phải phù hợp với sở vật chất nhà trường, có giáo viên mơn phù hợp đáp ứng tình hình giảng dạy thực tế bị bỏ qua Như vậy, kế hoạch trước chưa tốt việc lựa chọn hướng phát triển 3.1.2 Các mục tiêu đặt Căn vào nhu cầu cụ thể Nhà trường thông tin mơi trường bên ngồi, để thực việc quản lý, phân tích nhằm rút định để lập kế hoạch năm học nhanh chóng hợp lí Đồng thời xây dựng chiến lược phát triển nhà trường cách cách nhanh chóng xác đáng nhất, nhằm mang lại hiệu tốt thực định - 15 Một cách cụ thể hơn, mục tiêu chúng ta, trước tiên cần trả lời câu hỏi sau: - Chiến lược mục tiêu phấn đấu Nhà trường năm tới nào? - Xây dựng phần mềm dùng chung sở liệu phát triển theo mơ hình cũ, “mạnh làm”? - Chiến lược phát triển nguồn nhân lực, đội ngũ giáo viên năm tới nào? - Nguồn nhân lực này, chi tiết cho năm nào? - Tình hình tiềm Tổ chuyên môn, cho môn học năm tới nào? - Tình hình chất lượng học tập học sinh qua mốc thời gian để có kế hoạch điều chỉnh hợp lí năm học định hướng cho việc giáo dục năm học tới nào? Trên sở kết câu trả lời này, rút nhận định qua trọng, để cuối đến định như: Quyết định xây dựng hệ thống: - Xây dựng phần mềm quản lí dùng chung cho tất đối tượng phịng, tổ chun mơn - Xây dựng kho liệu dùng chung trích lọc, thống kê báo cáo cần thiết Các định lựa chọn hướng phát triển - 16 3.2 XÂY DỰNG HỆ THỐNG HỖ TRỢ QUYẾT ĐỊNH TẠI TRƢỜNG THPT NGUYỄN TRÂN, BÌNH ĐỊNH 3.2.1 Giới thiệu chức hệ thống hỗ trợ định 3.2.2 Xác định yêu cầu hệ thống hỗ trợ định 3.2.3 Chức hệ thống hỗ trợ định a Chức tạo lập sở liệu đa chiều b Chức phân tích hiển thị liệu 3.2.4 Mơ hình OLAP cho toán định a Xác định khối liệu  Xác định khối Tuyển dụng  Xác định khối quản lý học tập b Định nghĩa chiều THPT Nguyễn Trân Nhà trường Tổ CM Các tổ chun mơn NHANVIEN Nhân viên Hình 3.4 Sơ đồ phân cấp chiều NHANVIEN Các năm 2008 2009 2010 Hình 3.5 Sơ đồ phân cấp chiều NAM - 17từng - mơn Điểm Điểm tổng hợp Hình 3.6 Chiều HOCLUC 3.2.5 Phân tích liệu định a Phân tích liệu Tuyển dụng DimNam FactGiogiang ID ID Nam IDNhanvien DimNhanvien ID Hoten IDNamhoc DimHocky ID Hocky IDMon DimMonhoc IDHocky ID Giogiang Tenmon Hình 3.7 Dữ liệu khối Tuyển dụng dựa khối lượng giảng dạy b Phân tích liệu Quản lí học tập 3.2.6 Xây dựng hệ thống hỗ trợ định a Xây dựng Khối Hình 3.8 Tạo DataSource cho khối Hình 3.9 Xác định kiện chiều b Xây dựng Chiều Các chiều đơn vị đo khối Tuyển dụng - 18 - Hình 3.10 Xác định chiều Hình 3.11 Xác định đơn vị đo c Xây dựng hệ thống hỗ trợ tuyển dụng Hình 3.12 Giao diện lập kế hoạch tuyển dụng 3.3 THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 3.3.1 Môi trƣờng phát triển ứng dụng 3.3.2 Một số giao diện chức hệ thống a Giao diện quản trị hệ thống ... kế hoạch năm học trường THPT “ nhằm nghiên cứu tạo kho liệu tri thức có chiều sâu, thơng minh để trợ giúp cho lãnh đạo số thông tin quan trọng thông tin đầu năm học nhiều năm để xây dựng kế hoạch. .. xây dựng chế phân tích liệu để hỗ trợ lãnh đạo nhà trường định lập kế hoạch nhanh chóng, kịp thời, xác đồng Mục tiêu nhiệm vụ đề tài 2.1 Mục tiêu Đề tài ? ?Nghiên cứu xây dựng hệ thống hỗ trợ lập. .. nhanh chóng nhằm hỗ trợ cho việc định nhà quản lý nhu cầu tất yếu tổ chức Xuất phát từ nhu cầu thực tế nêu xin chọn đề tài “NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ HỖ TRỢ LẬP KẾ HOẠCH NĂM HỌC CỦA TRƯỜNG THPT” để