Конспект урока "Базы данных. Информационная система" 10 класс


Базы данных. Информационная система
Цели:
Образовательная: создать условия для формирования представления об
информационных системах, базах данных, основных компонентах реляционных БД,
типах полей.
Развивающая: развитие аналитического мышления, творческих способностей.
Воспитательная: способствовать у учащихся воспитанию аккуратности,
точности, исполнительности,
Оборудование: мультимедиа проектор, презентация, компьютеры, доска.
Тип урока: урок изучения нового материала.
Вид урока: комбинированный.
Формы работы:
Объяснение нового материала – групповая работа
Практическая работа – индивидуальная работа.
Ход урока:
1. Орг. момент
Приветствие. Готовность к уроку.
Человеку свойственно систематизировать информацию обо всем, что его
окружает: о растениях, животных, химических элементах, механизмах и т.п.
Ваши родители вели записные книжки с номерами телефонов и адресов.
Предположим, что имеется большой объем данных о какой-то реальной
системе объектов или событий. Например, о книгах в библиотеке, о работниках
предприятия, о товарах на складе, дорожно-транспортных происшествиях за
длительный период времени и т. п.
Необходимо организовать хранение этой информации таким образом, чтобы
ее было удобно просматривать, пополнять, изменять, искать нужные сведения,
делать любые выборки, осуществлять сортировку в любом порядке. Такой
работой людям приходилось заниматься и задолго до появления компьютеров.
Основным средством хранения данных была бумага. Данные хранились в
виде списков в толстых журналах, папках, на картонных карточках. Последний
способ используется, например, в библиотечных каталогах. Большинству
учеников он хорошо знаком.
Подобные систематизированные картотеки используются в отделах кадров
предприятий. Они удобны тем, что легко можно извлечь нужную карточку,
заменить, добавить новые карточки, сохраняя установленный порядок. Тем не
менее, если такая картотека содержит тысячи карточек, то, как бы совершенна ни
была ее организация, обработка данных в ней — дело длительное и трудоемкое.
Другой пример архивы различных документов. Например, существуют
исторические архивы, архивы судебных дел, архивы патентов на изобретения и
многие другие. Порой такие архивы занимают целые здания. Поиск в них
нужных документов требует значительных усилий. Кроме того, существуют
киноархивы, фотоархивы, архивы звуковых записей.
В наше время решению описанных проблем помогают компьютеры.
Компьютерные информационные системы позволяют хранить большие объемы
данных, осуществлять в них быстрый поиск, вносить изменения, выполнять
всевозможные манипуляции с данными (группировать, сортировать и др.).
Например, система продажи железнодорожных и авиационных билетов.
Другой пример: во время телерепортажей с крупных международных
соревнований, олимпийских игр на экран мгновенно выводится досье любого
спортсмена, о котором говорит комментатор это работает компьютерная
информационная система.
Перед тем, как я познакомлю вас с новыми понятиями данной темы,
обратите, пожалуйста, внимание на конверт №1, который лежит у вас на парте.
Откройте его. Он содержит 3 понятия и 3 определения. Не зная правильных
ответов, попробуйте, работая в парах, сделать предположение по составлению
определений. На это у вас будет пара минут.
А теперь давайте проверим, правильно ли вы предположили.
Информационно-поисковая система это система, где хранится
информация, из которой по требованию пользователя выдается нужная
информация, поиск которой осуществляется либо вручную, либо автоматически.
Информационно-поисковая система состоит из двух частей:
большая, специально организованная совокупность данных (она
называется базой данных);
программа, позволяющая оперировать этими данными (СУБД система
управления базой данных).
База данных поименованная совокупность структурированных данных.
Структурирование данных — это процесс группировки данных по определенным
параметрам.
Наличие компьютерной БД, т. е. файла, хранящего совокупность связанных
между собой сведений, подразумевает и наличие программы, которая
обрабатывает эти данные (производит поиск, сортировку, редактирование
данных). Такая программа называется системой управления базой данных
(СУБД). Без возможности осуществления перечисленных операций база данных
становится практически бесполезной. Таким образом, СУБД — это комплекс
программных и языковых средств, необходимых для создания баз данных,
поддержания их в актуальном состоянии и организации поиска в них
необходимой информации.
В настоящее время существует несколько видов СУБД. Наиболее
известными и популярными СУБД являютсяAccess, FoxPro и Paradox. Каждая из
этих систем обладает своими достоинствами и недостатками. Остановим свой
выбор на базе данных Access, которая входит в программный продукт Microsoft
Office и является наиболее доступной для изучения в школьном курсе. Прежде
чем переходить к работе по созданию базы данных на компьютере, необходимо
перейти от информационной модели данных, к модели, ориентированной на
компьютерную реализацию.
Обратите, пожалуйста, внимание на конверт №2, который лежит у вас на
парте. Откройте его. Он содержит 3 признака классификаций и 7 типов баз
данных. Не зная правильных ответов, попробуйте распределить типы по
признакам. На это у вас будет пара минут.
Теперь давайте проверим правильность ваших предположений.
Классификация баз данных. Базы данных классифицируются по
разным признакам.
По характеру хранимой информации
фактографические документальные
(картотеки) (архивы)
Если проводить аналогию с описанными выше примерами информационных
хранилищ, то фактографические БД это картотеки, а документальные это
архивы. В фактографических БД хранится краткая информация в строго
определенном формате. В документальных БД всевозможные документы.
Причем это могут быть не только текстовые документы, но и графика, видео и
звук (мультимедиа).
По способу хранения данных
централизованные распределенные
Вся информация в централизованной БД хранится на одном компьютере. Это
может быть автономный ПК или сервер сети, к которому имеют доступ
пользователи-клиенты. Распределенные БД используются в локальных и
глобальных компьютерных сетях. В таком случае разные части базы хранятся на
разных компьютерах.
Третий признак классификации баз данных —
по структуре организации данных
реляционная иерархическая сетевая
Реляционные базы данных являются наиболее эффективными.
Начертили схему в тетрадь.
Реляционная модель
Термин «реляционный» (от латинского relatio отношение) указывает,
прежде всего, на то, что такая модель хранения данных построена на
взаимоотношении составляющих ее частей. В простейшем случае она
представляет собой двухмерный массив или двухмерную таблицу, а при
создании сложных информационных моделей составит совокупность
взаимосвязанных таблиц.
Рассмотрим таблицу, в которой хранятся сведения об учениках школы
(фамилия, имя, отчество, год рождения, класс, номер личного дела). Каждая
строка такой таблицы называется записью. Каждый столбец в такой таблице
называется полем.
Реляционная модель базы данных имеет следующие свойства:
Каждый элемент таблицы — один элемент данных.
Все столбцы в таблице являются однородными, т. е. имеют один тип (числа,
текст, дата и т. д.).
Каждый столбец (поле) имеет уникальное имя.
Одинаковые строки в таблице отсутствуют.
Порядок следования строк в таблице может быть произвольным и может
характеризоваться количеством полей, количеством записей, типом данных.
Над этой моделью базы данных удобно производить следующие
действия:
сортировку данных (например, по алфавиту);
выборку данных по группам (например, по датам рождения или по фамилиям);
поиск записей (например, по фамилиям) и т. д.
В заключение отметим, что в настоящее время реляционная модель является
наиболее удобной и применимой моделью хранения данных.
Иерархическая модель
Иерархическая модель базы данных представляет собой совокупность
элементов, расположенных в порядке их подчинения от общего к частному и
образующих перевернутое дерево (граф). Данная модель характеризуется такими
параметрами, как уровни, узлы, связи. Принцип работы модели таков, что
несколько узлов более низкого уровня соединяется при помощи связи с одним
узлом более высокого уровня.
Узел информационная модель элемента, находящегося на данном уровне
иерархии.
Рассмотрим иерархическую модель на примере базы данных «Наша школа»,
построенной нами ранее. С точки зрения иерархической модели, она должна
принять следующий вид: в состав школы входят классы; параллельные классы
делятся по буквам, в состав каждого класса входят конкретные ученики. Модель
может быть представлена в виде схемы
Рассмотрев данный пример, мы можем усвоить следующие свойства
иерархической модели базы данных:
несколько узлов низшего уровня связано только с одним узлом высшего уровня;
иерархическое дерево имеет только одну вершину (корень), не подчиненный
никакой другой вершине;
каждый узел имеет свое имя (идентификатор);
Существует только один путь от корневой записи к более частной записи
данных. В примере с базой данных «Школа» следует обратить внимание на то,
что каждый узел в этой схеме удобно описывать в виде таблиц, т. е. применять
реляционную модель. Таким образом, базы данных можно описывать
совокупностью нескольких моделей.
Сетевая модель
Сетевая модель базы данных похожа на иерархическую. Она имеет те же
основные составляющие (узел, уровень, связь), однако характер их отношений
принципиально иной. В сетевой модели принята свободная связь между
элементами разных уровней. В качестве примера рассмотрим базу данных,
хранящую сведения о закреплении учителей-предметников за определенными
классами. Видно, что один учитель может преподавать в нескольких классах и
что один и тот же предмет могут вести разные учителя.
Обратите, пожалуйста, внимание на конверт №3, который лежит у вас на
парте. Откройте его. Он содержит несколько примеров баз данных. Попробуйте
распределить типы по признакам. На это у вас будет пара минут.
Переходим к практической работе.
Вам необходимо придумать и начать создавать свою базу данных.
Примерные темы:
1. Больница (стационар)
2. Больница (поликлиника)
3. Расписание уроков своего класса
4. Библиотека (книги, читатели)
5. ДТП (участники, машины, обстоятельства ДТП)
6. Футбольный чемпионат (команды, график игр, результаты игр, футболисты)
7. Городская телефонная сеть (например, телефоны всех моих друзей)
8. Авиарейсы (самолеты, пилоты, рейсы, пассажиры)
9. Отдел кадров нашей школы (сотрудники, должности, стаж работы, …)
10. Магазин (отделы, товары, продавцы, поставщики)
11. Вступительные экзамены в ВУЗ (факультеты, специальности, абитуриенты,
экзамены, оценки)
12. Каталог музыки (диски, исполнители, названия песен)
После того как загрузилась программа, компьютер предлагает Создать базу
данных, Открыть уже ранее созданные базы данных. Мы выбираем Создать
новую.
Далее компьютер предлагает дать название вашей базе данных (назовем своей
фамилией и именем), после этого клавиша Создать.
В диалоговом окне предлагаются варианты построения: Построение таблицы в
режиме конструктора, Построение таблицы с помощью мастера. Мы выбираем
Построение таблицы с помощью конструктора.
В диалоговом окне Новая таблица выбираем подменю Конструктор. Появляется
окно, в котором заносятся признаки наших объектов и типы данных, то есть мы
строим макет таблицы.
Далее сохраняем эту таблицу под собственным названием и закрываем ее
нажатием на крестик в верхнем правом углу окна.
В диалоговом окне базы данных появится название вашей таблицы, двойным
щелчком открываем эту таблицу. Предлагается макет таблицы и здесь вы уже можете
вносить значения определенных нами признаков предложенного набора объектов.
Ученики создают базу данных.