数据分析系统在大学中的应用与实现

在当今信息时代，数据分析已成为大学教育与研究不可或缺的一部分。为了更好地支持学术研究及教学活动，构建一个高效的数据分析系统显得尤为重要。本文将介绍如何在大学环境中实现这样一个系统，包括数据库设计、数据处理与分析的具体实现步骤。

首先，我们需要设计一个合理的数据库结构来存储各类数据。这里我们选择使用SQLite数据库，因为它轻量级且易于集成到Python程序中。以下是一个简单的数据库创建脚本：

        import sqlite3

        conn = sqlite3.connect('university.db')
        cursor = conn.cursor()

        # 创建学生表
        cursor.execute('''CREATE TABLE students (
                            id INTEGER PRIMARY KEY,
                            name TEXT NOT NULL,
                            major TEXT NOT NULL
                        )''')

        # 创建课程表
        cursor.execute('''CREATE TABLE courses (
                            id INTEGER PRIMARY KEY,
                            course_name TEXT NOT NULL,
                            credits INTEGER NOT NULL
                        )''')

        # 创建成绩表
        cursor.execute('''CREATE TABLE grades (
                            student_id INTEGER,
                            course_id INTEGER,
                            grade INTEGER,
                            FOREIGN KEY(student_id) REFERENCES students(id),
                            FOREIGN KEY(course_id) REFERENCES courses(id)
                        )''')

        conn.commit()
        conn.close()
        

接下来，我们将使用Python进行数据处理与分析。例如，我们可以编写一个脚本来计算每个专业的平均成绩：

        import sqlite3

        def calculate_average_grade(major):
            conn = sqlite3.connect('university.db')
            cursor = conn.cursor()

            # 查询指定专业所有学生的ID
            cursor.execute('''SELECT id FROM students WHERE major = ?''', (major,))
            student_ids = [row[0] for row in cursor.fetchall()]

            total_grade = 0
            count = 0

            # 计算总成绩
            for student_id in student_ids:
                cursor.execute('''SELECT SUM(grade) FROM grades WHERE student_id = ?''', (student_id,))
                total_grade += cursor.fetchone()[0]
                cursor.execute('''SELECT COUNT(*) FROM grades WHERE student_id = ?''', (student_id,))
                count += cursor.fetchone()[0]

            average_grade = total_grade / count if count != 0 else 0
            return average_grade

        print("平均成绩:", calculate_average_grade('Computer Science'))
        

上述代码展示了如何建立一个基础的数据分析系统，该系统可以扩展以支持更复杂的数据分析任务。