«Технология работы с базами данных»
Информационная технология Области применения Теоретические основы Аппаратные средства Прикладные программные средства Данные Среда Режимы работы Система команд
Области применения Компьютерные информационные системы позволяют хранить большие объемы данных, осуществлять в них быстрый поиск, вносить изменения, выполнять всевозможные манипуляции с данными (группировать, сортировать и пр. ). Основой всякой информационной системы является база данных - организованная совокупность данных. Задачу можно сформулировать следующим образом: имеется большой объем данных о какой-то реальной системе объектов или событий (книгах в библиотеке, работниках предприятия, товарах на складе, дорожно-транспортных происшествиях за длительный период времени). Необходимо организовать хранение этой информации, чтобы ее было удобно просматривать, пополнять, изменять, искать нужные сведения, делать любые выборки, осуществлять сортировку в любом порядке.
Теоретические основы (организация данных) Структура Иерархическая Табличная Сетевая Иерархические БД Табличные БД Сетевые БД Реляционные базы данных
• • Запись Таблица Главный ключ: - простой; - составной. Однотабличные БД; Многотабличные БД. Формат Имя Поле Тип Реляционные базы данных (РБД). Структура. числовой; символьный; логический дата и др.
Реляционные базы данных (РБД). Проектирование. Системный анализ объекта Нормализация данных «Хорошо организованная БД» (третья нормальная форма) Теоретические основы Тема «Базы данных» насыщена теоретическими понятиями. Эти понятия пересекаются с другими содержательными линиями базового курса: информационное моделирование, представление информации (в частности, логической информации).
Теоретические основы Виды классификации БД. По характеру хранимой информации: 1) Фактографические – хранится краткая информация в строго определенном формате. 2) Документальные – хранятся всевозможные документы (текстовые документы, графика, видео и звук). По способу хранения данных: 1) Централизованные - вся информация в БД хранится на одном компьютере. 2) Распределенные - автономный ПК или сервер сети, к которому имеют доступ пользователи-клиенты (используются в локальных и глобальных компьютерных сетях). В таком случае разные части базы хранятся на разных компьютерах. По структуре организации данных. В разделе «Формализация и моделирование» говорилось о трех способах организации данных: табличном, иерархическом и сетевом. Базы данных, использующие соответствующий способ организации информации, называются реляционными (табличные БД), иерархическими и сетевыми БД.
Теоретические основы В базовом курсе информатики рассматриваются лишь фактографические реляционные базы данных, что связано с: 1. ограниченностью школьного курса по времени и объему, 2. тем фактом, что реляционный тип БД используется сегодня наиболее часто, является универсальным и любая система данных может быть отражена с помощью таблиц. Простейшая реляционная БД содержит одну таблицу, более сложная может состоять из множества взаимосвязанных таблиц Структура однотабличной реляционной БД. Таблица содержит информацию о некоторой системе объектов или событии. В разных строчках содержится информация о разных объектах описываемой системы, а столбцы соответствуют различным атрибутам этих объектов. Строки таблицы называются записями, столбцы — полями. Само название «реляционная БД» происходит от английского слова «relation» что переводится как «отношение» (термин «отношение» понимается как взаимосвязь между полями таблицы).
Теоретические основы Основные представления, которые должны быть закреплены учениками: 1. всякая таблица содержит в себе информацию о некоторой реальной системе (процессе) и, следовательно, является ее информационной моделью; 2. всякая запись в таблице — информация о конкретном объекте (событии) данной системы; 3. значение поля в каждой записи — это определенная характеристика (свойство, атрибут) объекта. В БД слово «Ключ» имеет несколько употреблений: 1. 2. ключ поиска — поле, по значению которого ищется запись в БД; ключ сортировки — поле, по значению которого происходит упорядочение записей. Поэтому идентификатор записей приходится называть главным ключом. Главный ключ записи — это поле или совокупность полей, которое однозначно определяет запись в таблице.
Теоретические основы Тема «Базы данных» содержит в себе ряд узловых вопросов, имеющих фундаментальное значение для курса информатики в целом. В этой теме ученики впервые встречаются с понятием величины (в дальнейшем будет широко использоваться в электронных таблицах, в алгоритмах и программах). Величина — это отдельный информационный объект, имеющий собственное имя и занимающий место в памяти компьютера. С этой точки зрения поля являются величинами. Каждое поле в таблице имеет имя, для каждого поля определен тип. Понятие типа величины связано с тремя ее свойствами: 1. множеством значений, которые может принимать величина; 2. множеством операций, которые можно выполнять с этой величиной; 3. формой внутреннего представления в памяти ЭВМ.
Теоретические основы В большинстве случаев в базах данных используются четыре типа: 1. Символьный (текстовый) - поле символьного типа может хранить значение любой последовательности символов; 2. числовой - числовые поля могут содержать целые или дробные десятичные числа; 3. дата — день/месяц/год; 4. логический – содержат значения логических величин (1 - 0, да — нет, истина — ложь, true — false).
Теоретические основы Закрепление понятий. Задания первого типа. Дана таблица и перечень полей, требуется указать главный ключ и определить типы всех полей. Использована традиционная форма в теории реляционных баз данных. Перед скобками записано имя таблицы, в скобках через запятую перечислены имена полей. Ключевые поля подчеркиваются. УСПЕВАЕМОСТЬ (УЧЕНИК, РУССКИЙ, АЛГЕБРА, ХИМИЯ, ФИЗИКА, ИСТОРИЯ, ФАКУЛЬТАТИВ ПО ИНФОРМАТИКЕ) Имя таблицы: УСПЕВАЕМОСТЬ Главный ключ: УЧЕНИК Поля: УЧЕНИК - поле символьного типа, РУССКИЙ, АЛГЕБРА, ХИМИЯ, ФИЗИКА, ИСТОРИЯ - поля числового типа, ФАКУЛЬТАТИВ ПО ИНФОРМАТИКЕ - поле логического типа (ответы на вопросы, посещает ли ученик данный факультатив).
Теоретические основы Закрепление понятий. Задания второго типа. Определена предметная область базы; требуется озаглавить таблицу, определить имена полей и их типы, назначить главный ключ. Эта задача имеет отношение к области проектирования БД и уже по этой причине достаточно, чтобы они указали несколько полей имеющих отношение к данной теме, и правильно определили типы полей. Например, требуется определить поля, типы полей и ключи для баз данных «Страны мира» , «Одноклассники» , «Кинофильмы» . СТРАНЫ_МИРА ОДНОКЛАССНИКИ КИНОФИЛЬМЫ СТРАНА — символьный ФАМИЛИЯ — символьный НАЗВАНИЕ — символьный СТОЛИЦА — символьный ИМЯ — символьный СТРАНА — символьный ПЛОЩАДЬ — числовой АДРЕС — символьный ЖАНР — символьный НАСЕЛЕНИЕ - числовой ТЕЛЕФОН — символьный РЕЖИССЕР — символьный ПОСЕЩАЛ — логический РОДИЛСЯ - дата ДУБЛИРОВАН -логический
Аппаратные средства Документ в полном объеме хранится в оперативной памяти, а экран можно считать «окном» , через которое пользователь имеет возможность просматривать его. Кроме основного раздела памяти, где хранится база данных, используются еще дополнительные разделы: 1. буфер для хранения копируемых данных; 2. раздел памяти для размещения справочной информации. Для работы СУБД, долговременного хранения большого объема данных необходимы внешние устройства.
Удаление полей Вставка полей Порядок сортировки Ключи сортировки Вводимые поля Редактирование Создание Структуры Создание и редактирование БД Условие поиска – логическое выражение Данных Структуры Заполнение базы СУБД. Поиск информации в БД Сортировка записей Запрос на поиск Запрос на сортировку
Среда СУБД — система управления базами данных. Для персональных компьютеров существует целый ряд СУБД реляционного типа Fox. Pro, Paradox, Access). У всякой СУБД существует свой язык описания данных и язык манипулирования данными. Если пользователю приходится работать в режиме посимвольного ввода команд, то он должен знать все подробности синтаксиса командного языка. Диалоговая оболочка — средство интерфейса более высокого уровня (работая с оболочкой, пользователь формирует те же самые команды, привлекая вспомогательные средства: меню, панели инструментов, подсказки и пр. ). Любая команда — это информация, управляющая выполнением определенного вида работы. Обычно это имя команды и набор параметров. С методической точки зрения важно, чтобы ученики, выполняя любые действия с БД, понимали: какая отдается команда, какие параметры для ее выполнения должны быть сообщены системе.
Среда Изучение конкретной СУБД следует проводить по стандартной методической схеме: «среда — режимы работы — система команд — данные» . В отличие от интерфейса текстовых или графических редакторов, интерфейсы различных СУБД менее унифицированы. Адаптацию к конкретной системе должен выполнить учитель. Например, для СУБД Access различаются следующие основные режимы работы: 1. Режим «Таблица» . 2. Режим «Запрос» . 3. Режим «Отчет» . 4. Режим «Форма» .
Среда В каждом из отмеченных режимов есть подрежимы.
Основные типы решаемых задач Изучение темы «Базы данных» может происходить на разных уровнях. 1. Минимальный: дать общие представления о базах данных, научить работе с готовой БД: осуществлять поиск информации, сортировку, удаление и добавление записей. 2. Углубленный: познакомить с основами проектирования БД, научить создавать структуру и заполнять БД. Работа с СУБД начинается с запуска соответствующей программы. Первое понятие, которое должны усвоить ученики: БД хранится в файле; чтобы начать с ней работать, необходимо открыть файл с БД. Представляя ученикам БД, необходимо обратить внимание на то, что наряду с самой таблицей в памяти компьютера хранится описание ее структуры, откуда пользователь может узнать параметры полей: имя, тип, формат и др. (в Access это делается в режиме «Таблица — Конструктор» ).
Основные типы решаемых задач Запросы на поиск данных. Основная задача любой информационной системы - поиск информации в БД. В результате выполнения запроса получается таблица, состоящая из полей, указанных в команде. В эту таблицу включается информация из тех записей, которые удовлетворяют условию поиска. Условие поиска представляет собой логическое выражение. Переходя к работе с конкретной СУБД, учитель знакомит учеников с правилами формирования в ней команды запроса. На языке d. BASE команда вывода записей из БД «БИБЛИОТЕКА» , относящихся к книгам Л. Н. Толстого, стоящим на 3 -й полке, выглядит так: . DISPLAY FOR AVTOR=" Толстой Л. Н. ". AND. POLKA=3 В СУБД Access для создания запросов используется конструктор запросов. Формируемая команда оказывается скрытой от пользователя. В ячейках таблицы конструктора запросов записываются условия, накладываемые на значения соответствующих полей.
Требования к знаниям и умениям учащихся: Учащиеся должны знать: 1. что такое база данных, СУБД, информационная система; 2. что такое реляционная база данных, ее элементы (записи, поля, ключи); типы и форматы полей; 3. структуру команд поиска и сортировки информации в базах данных; 4. *в чем состоит задача проектирования базы данных; что такое реализация данных; Учащиеся должны уметь: 1. открывать готовую БД в одной из СУБД реляционного типа; 2. организовывать поиск информации в БД; 3. редактировать содержимое полей БД; 4. сортировать записи в БД по ключу; 5. добавлять и удалять записи в БД; 6. *проектировать реляционную базу данных для простых информационных систем (на примерах школьного учебного материала);
Вопросы для самоконтроля 1. На каких примерах можно объяснить ученикам области применения баз данных? 2. В чем разница между понятиями «информационная система» ? «база данных» и 3. С какими элементами теории баз данных знакомятся ученики в базовом курсе информатики? 4. Какие обучающие цели можно ставить при изучении баз данных в базовом курсе информатики? 5. Как подойти к объяснению понятия «тип поля» ? 6. Какими общими возможностями реляционного типа? обладают все СУБД 7. Какие практические навыки работы с базами данных должны получить ученики?
Скачать презентацию Технология работы с базами данных Информационная
Вопрос 20 Технология изучения баз данных.pptx