Die vorliegende Staatsarbeit beschäftigt sich mit der "Darstellung und Konzeption eines Data Warehouse in der Schulverwaltung".
Ziel der Arbeit ist es, ein Data Warehouse für die Anforderungen der Schulverwaltung, besonders zur Vereinfachung der Erhebung und Auswertung der amtlichen Schuldaten, zu konzipieren. Hierzu ist es notwendig, in einem ersten Schritt den Aufbau der Schulverwaltung sowohl im materiellen als auch im organisatorischen Sinne zu erläutern. Die Aufgabenverteilung der verschiedenen Behörden soll zum Verständnis für eine spezielle Architekturvariante beitragen.
In einem zweiten Teil wird auf das Thema des Informationsmanagements eingegangen, welches u. a. die Notwendigkeit von Informationssystemen grundsätzlich und ihre verschiedenen Arten darstellt. Er dient als Übergang zur sehr allgemeinen Darstellung des Data Warehouse-Konzeptes als analytisches Informationssystem und soll vorwiegend auf das Analysekonzept des On-Line Analytical Processing (OLAP) mit seinen verschiedenen Navigationsmöglichkeiten und Architekturmöglichkeiten eingehen.
Nach der allgemeinen Darstellung der Schulverwaltung und des Informationsmanagements wird in einem weiteren Abschnitt das Informationsmanagement innerhalb der Schulverwaltung mit seinen verschiedenen - heute benutzten - Informationssystemen erläutert. Deren Unzulänglichkeiten führen zu der Konzeption eines Data Warehouse im Hauptteil der Arbeit.
Dieser beschreibt, auf der Grundlage der derzeitigen Situation bezüglich des Informationsmanagements in der schulinternen Verwaltung, verschiedene Veränderungsmaßnahmen, wie z. B. die Vernetzung oder den Aufbau eines Intranet-Portals. Innerhalb dieser Maßnahmen wird auch ein verteiltes Data Warehouse mit allen Architekturkomponenten modelliert. Sein Aufbau wird durch eine Analyse-, Design- oder Implementierungsphase anhand eines Beispiels erläutert, wobei die Umwandlung der relationalen in mehrdimensionale Daten über die Architekturform des relationalen OLAP (ROLAP) mit Hilfe des Star - oder Snowflakeschema erfolgt. Ein neu entwickeltes Informationssystem mit Namen FÜSYS soll vorgestellt, jedoch nicht zu detailliert entwickelt werden und mit Blick auf den Datenschutz wird im letzten Teil der Arbeit ein Fazit zu dem Erarbeiteten gezogen, welches mit einem Ausblick in die Zukunft die Arbeit abschließt.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Die Schulverwaltung
2.1 Schulverwaltung im materiellen Sinne
2.2 Schulverwaltung im organisatorischen Sinne
2.2.1 Die Schulaufsicht als oberstes Organ der Schulverwaltung
2.2.1.1 Organisatorischer Aufbau und Aufgaben der Schulaufsicht
2.2.1.2 Die Schulaufsichtsbehörden – ihr Aufbau und ihre Aufgaben
2.2.2 Der Schulträger
2.2.3 Die Schulleitung
2.2.4 Die Lehrer
2.2.5 Die Mitwirkung
3 Informationsmanagement
3.1 Grundlagen
3.2 Gegenstand und Aufgabe des Informationsmanagements
3.3 Der Begriff des Informationssystems
3.4 Gründe für den Einsatz von Informationssystemen
3.5 Klassifikation von Informationssystemen
3.6 Managementunterstützungssysteme
3.6.1 Managementinformationssysteme
3.6.2 Entscheidungsunterstützungssysteme
3.6.3 Führungsinformationssysteme
4 Darstellung des Data Warehouse–Konzeptes
4.1 Die Architektur des Data Warehouse–Konzeptes
4.2 Analyse – und Auswertungskonzepte im Data Warehouse–Konzept
4.3 On-Line Analytical Processing (OLAP)
4.3.1 Begriffliches
4.3.2 Anforderungen
4.3.3 Navigation
4.3.3.1 Drill Down und Roll Up
4.3.3.2 Slice und Dice
4.3.3.3 Rotation
4.3.3.4 Drill Across und Drill Through
4.3.4 Architekturkonzepte
4.3.4.1 Relationales OLAP (ROLAP)
4.3.4.2 Multidimensionales OLAP (MOLAP)
4.3.4.3 Hybrid OLAP (HOLAP)
5 Informationsmanagement in der Schulverwaltung
5.1 Gründe für ein Informationsmanagement in der schulinternen Verwaltung
5.2 Rechtliche Grundlagen
5.3 Informationssysteme in der Schulverwaltung
5.3.1 Amtliche Schuldaten über PC (ASD–PC)
5.3.2 SchILD–NRW
5.3.3 WinLaufbahn
5.3.4 WinPlan
5.3.5 Kurs99
5.3.6 Auswertung und Kritik
6 Konzeption eines Data Warehouse in der Schulverwaltung
6.1 Die Situation
6.2 Notwendige Veränderungen innerhalb der Schulverwaltung
6.3 Vorgehensweise
6.3.1 Vernetzung der Schulverwaltung über das LVN
6.3.2 Aufbau eines Intranet–Portals
6.3.3 Modellierung eines Data Warehouse – Konzeptes
6.3.3.1 Grobarchitektur
6.3.3.2 Aufbau der Data Marts
6.3.3.2.1 Analysephase
6.3.3.2.2 Designphase
6.3.3.2.2.1 Semantisches Datenmodell
6.3.3.2.2.2 Logisches Datenmodell
6.3.3.2.3 Implementierungsphase
6.3.3.3 Funktionsweise der ROLAP–Engine
6.3.3.3.1 Star – Schema
6.3.3.3.2 Snowflake – Schema
6.3.3.4 Datenbereitstellung
6.3.3.5 Export der Daten aus den Data Marts in das zentrale DW der Schulaufsicht
6.3.3.6 Entwicklung eines analytischen Informationssystems
6.4 Datenschutz
7 Zusammenfassung und Ausblick
Zielsetzung und thematische Schwerpunkte
Das Hauptziel dieser Arbeit ist die Konzeption eines Data Warehouse für die Schulverwaltung, um die Erhebung und Auswertung amtlicher Schuldaten effizient zu vereinfachen und das Informationsmanagement zu optimieren.
- Analyse der Strukturen der Schulverwaltung und der vorhandenen Informationssysteme.
- Grundlagen des Informationsmanagements und analytischer Informationssysteme.
- Technologische Architekturkonzepte für ein Data Warehouse (speziell ROLAP).
- Modellierung und Implementierung von Data Marts mittels Star- oder Snowflake-Schema.
- Datenschutzrechtliche Anforderungen bei der Verarbeitung personenbezogener Daten.
Auszug aus dem Buch
6.3.3.2 Aufbau der Data Marts
Der Aufbau eines zentralen DW, muss aus Sicht der Entscheidungsträger, die die Abfragen tätigen, und der benötigten Komponenten einer Abfrage erfolgen. Die müssen Anwendungsanforderungen eingeschätzt und formuliert werden, denn über ein systematisches Design kann Performance und Benutzerfreundlichkeit erreicht werden.
Die Kennzahlen für die Analyse und die dafür notwendigen Dimensionen sind so auszuwählen, dass u. a. spätere Navigationsmöglichkeiten, wie z. B. Drill Down innerhalb der Klassifikationshierarchie möglich sind.
Wie schon oben erwähnt, soll der Aufbau des zentralen DW innerhalb der Schulaufsicht über die Bildung der schulinternen Data Marts erfolgen. Deshalb wird in den Ausführungen nur auf den Aufbau der Data Marts eingegangen, da die Übernahme der Daten aus den Data Marts in das zentrale DW in einer späteren Phase erfolgen soll. Die Daten aus den operativen Systemen zunächst in die entsprechenden Data Marts geladen, das zentrale DW wird aus ihnen heraus gefüllt.
Die Modellierung der Data Marts erfolgt wiederum phasenweise: In der Analysephase werden die benötigten Daten, wie z. B. Kennzahlen und Dimensionen, aus denen die Schule bzw. die Schulaufsicht wertvolle Informationen ableiten kann, analysiert. In der Designphase wird das Datenmodell für die Datenbank erstellt und in der Implementierungsphase wird das relationale Datenmodell auf die physische Datenbank umgesetzt, damit in einem späteren Vorgang die Daten aus den Schulverwaltungssystemen in diese geladen werden können.
Kapitelübersichten
1 Einleitung: Darstellung der Problematik ineffizienter Informationssysteme und Einführung des Data Warehouse-Konzepts als Lösungsansatz für die Schulverwaltung.
2 Die Schulverwaltung: Erläuterung der organisatorischen und materiellen Strukturen sowie der Aufgabenbereiche der Schulverwaltung.
3 Informationsmanagement: Theoretische Grundlagen zu Begriffen, Aufgaben und der Klassifikation von Informationssystemen im betrieblichen Umfeld.
4 Darstellung des Data Warehouse–Konzeptes: Erläuterung der Architektur, Analysekonzepte und der Funktionsweise von OLAP-Systemen.
5 Informationsmanagement in der Schulverwaltung: Untersuchung bestehender Softwarelösungen in Schulen und deren Mängel bei der statistischen Auswertung.
6 Konzeption eines Data Warehouse in der Schulverwaltung: Konkreter Vorgehensplan zur Modellierung eines Data Warehouse, inklusive Vernetzung und Datenschutz.
7 Zusammenfassung und Ausblick: Resümee über das Potenzial der Data Warehouse-Technologie für den öffentlichen Bildungssektor.
Schlüsselwörter
Data Warehouse, Schulverwaltung, Informationsmanagement, OLAP, ROLAP, Data Marts, Star-Schema, Snowflake-Schema, Informationstechnologie, Schulstatistik, SchILD-NRW, ASD-PC, Entscheidungsunterstützung, Datenschutz, ETL-Prozess.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der Konzeption und Darstellung eines Data Warehouse-Modells, das speziell auf die Bedürfnisse der Schulverwaltung zugeschnitten ist, um die bisherige, ineffiziente Datenverarbeitung zu modernisieren.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Felder sind die Analyse der aktuellen Schulverwaltungsprozesse, die Grundlagen des betrieblichen Informationsmanagements sowie die technische Modellierung eines Data Warehouse-Systems für die Schulaufsicht.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das primäre Ziel ist die Schaffung einer konsolidierten Datenbasis durch Data Marts, um Verwaltungsaufgaben zu entlasten und für Entscheidungsträger aussagekräftige Auswertungen auf Basis von OLAP zu ermöglichen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit nutzt eine strukturiert-theoretische Analyse, ergänzt durch die Modellierung eines datentechnischen Konzepts, basierend auf Standardmodellen wie dem Star-Schema und relationalem OLAP.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die theoretische Fundierung des Informationsmanagements, die Beschreibung der bestehenden Schulverwaltungssysteme sowie die detaillierte architektonische Planung des Data Warehouse-Konzepts.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wesentliche Begriffe sind Data Warehouse, OLAP, ROLAP, Schulverwaltung, Datenmodellierung, Data Marts und Datenschutz im öffentlichen Sektor.
Wie werden die Data Marts in diesem Konzept modelliert?
Die Modellierung folgt einem phasenorientierten Vorgehen (Analyse-, Design- und Implementierungsphase), bei dem ein relationales Datenmodell in ein physisches Modell umgesetzt wird, das später durch ROLAP-Engines mehrdimensional abgefragt werden kann.
Warum ist das Thema Datenschutz in diesem Kontext kritisch?
Da in der Schulverwaltung fast ausschließlich personenbezogene Daten verarbeitet werden, muss das Data Warehouse strenge Kriterien wie Zugangs- und Speicherkontrolle erfüllen, um Missbrauch zu verhindern und die gesetzlichen Vorgaben (DSG NRW) zu wahren.
- Quote paper
- Stephanie Hympendahl (Author), 2002, Darstellung und Konzeption eines Data Warehouse in der Schulverwaltung, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/17967
