Конспект урока «Реляционные базы данных» по информатике для 11 класса

Конспект урока по информатике в 11 классе

«Реляционные базы данных»

Петрова Надежда Михайловна, учитель информатики МБОУ «Сергеевская средняя общеобразовательная школа»

2014

Пояснительная записка

Тема урока:  «Реляционные базы данных» 11 класс

Цели урока:

- познакомить учащихся с понятиями: информационно-поисковая система, база данных, СУБД,  с основными типами (моделями) БД;

- развивать мировоззрение, то есть способствовать формированию взглядов на окружающий мир, на вклад человека в структурирование информации;

- воспитывать устойчивый познавательный интерес к предмету информатика.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Вид урока: комбинированный.

Формы работы:

Объяснение нового материала – фронтальная работа

Практическая работа – индивидуальная работа.

УМК (учебно-методический комплект) по информатике и ИКТ под редакцией профессора Н. В. Макаровой. «Информатика и ИКТ». Учебник 11 класс /Под редакцией проф. Н.В. Макаровой – СПб.: Питер, 2009.

I. Организационный момент. Приветствие учащихся

Вступительное слово учителя.

Картонных папок стеллажи – былого века залежи.

Цель базы данных — помочь людям и организациям вести учет определенных вещей. На первый взгляд, эта цель кажется скромной, и вы, возможно, удивитесь, зачем нам нужна такая сложная технология и целая тема, посвященная этому вопросу.

На самом деле до 80 % людей использующих компьютер в своей профессиональной деятельности имеют дело именно с базами данных. Простейшей базой данных можно считать телефонный справочник или классный журнал.

Представьте себе, что вы руководитель или бухгалтер большого предприятия, где работают сотни сотрудников…

Кто из вас знает, а как раньше хранились данные о сотрудниках некоторого коллектива? (В картотеках: в виде выдвижных ящиков, где в алфавитном порядке стояли личные дела сотрудников.). С появлением компьютеров люди стали задумываться, а как бы занести в память компьютера данные и потом с ними работать (осуществлять поиск, дополнять и изменять сведения). И были созданы специальные программы, которые позволяли осуществить все эти операции. Они получили название – информационно-поисковые системы.

Сейчас они применяются во всех отраслях человеческой деятельности: в банках, магазинах, аптеках, библиотеках и так далее.

В крупном магазине, продавец не отправляется на склад за заказом, а подходит к компьютеру и проверяет его наличие в базе данных. Мы не представляем себе современные  авиа и железнодорожных кассы без компьютерных баз данных, которые работают в режиме реального времени.

1.  Продолжите фразы:

БД – это…

– это совокупность взаимосвязанных данных, которые обладают свойствами структурированности, хранятся во внешней памяти компьютера, и организованы по правилам, предполагающим общие принципы описания, хранения и обработки данных.

БД могут быть использованы для создания …

- фонда учебной литературы школьной библиотеки,

- кадрового состава предприятия,

- единого реестра препаратов аптеки,

- нормативных актов гражданского права,

- каталога фильмов кинотеатра…

Типы БД - …

- фактографические и документальные.

Фактографические БД содержат краткие сведения об объектах, представленные в определенном формате, например, Марка машины, завод-изготовитель, год выпуска …

В документальных БД содержится информация разного типа: текстовая, звуковая, графическая, мультимедийная

СУБД – это …

- программное обеспечение, которое позволяет создавать БД, обновлять и дополнять информацию, обеспечивать гибкий доступ к информации.

2. Ответьте на вопросы:

- Перечислите основные свойства баз данных (структурированность, взаимосвязанность, независимость от прикладных программ)

- Каким требованиям должны удовлетворять СУБД? (возможность манипулирования данными, возможность поиска и формирования запросов, обеспечение целостности данных, обеспечение защиты и секретности)

II. Объяснение нового материала

Современные базы данных оперируют информацией, представленной в самом разном формате, - от обычных чисел и текста до графических и видеоданных.

База данных  - большая, специально организованная совокупность данных;

База данных помогает систематизировать и хранить информацию из определенной предметной области, облегчает доступ к данным, поиск и предоставление необходимых сведений.  

Информационно-поисковая система – это система, где хранится информация, из которой по требованию пользователя выдается нужная информация, поиск которой осуществляется либо вручную, либо автоматически (определение записать в тетрадь).

Информационно-поисковая система состоит из двух частей:

База данных  - большая, специально организованная совокупность данных ;

СУБД - программа, позволяющая оперировать этими данными  (записать в тетрадь).

Сама по себе БД содержит только информацию – «Информационный склад» –и не может обслуживать запросы пользователя на поиск и обработку информации. Обслуживание пользователя осуществляет СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ БАЗОЙ ДАННЫХ

. СУБД – Это ПО, которое позволяет создавать БД, обновлять и дополнять информацию, обеспечивать гибкий доступ к информации.

СУБД создает на экране компьютера определенную среду для работы пользователя (интерфейс), и имеет определенные режимы работы и систему команд. Именно на основе СУБД создаются и функционируют информационно-поисковые системы(WWW).

БД классифицируются: по характеру хранимой информации, по способу хранения данных, по структуре организации данных

1.      по характеру хранимой информации

а)      фактографические (краткая информация в одном формате: картотека)

б)      документальная (всевозможные документы – тексты, графика, видео, звук и т. д.: архив)

2.      по способу хранения данных

а)      централизованные (вся информация хранится на одном компьютере – на сервере)

б)      распределенные (информация хранится в локальной или глобальной сети)

3.      по структуре организации данных

а)       реляционная – табличная (используется наиболее часто и является универсальным)

б)       иерархическая

в)       сетевая.

1. Иерархические. Существует строгая подчиненность элементов: один главный, остальные подчиненные. Например, система каталогов на диске.

2. Сетевая БД более гибкая: нет явно выраженного главного элемента и в ней существует возможность установления горизонтальных связей. Например, организация информации в Интернете (WWW).

3.  Реляционная СУБД.  Реляционной (от английского “relation”- отношение) называется БД, которая содержит информацию, организованную в виде прямоугольной таблицы.

Задание. На доске приведена некоторая совокупность данных. Какую полезную для вас информацию вы можете извлечь из нее?

1, 3, 5; ТУ-154; Тюмень; 4, 7; Москва; 8-40; АН-24; Ижевск; 16-20; ТУ-134;320; 308; 3107; 17-35; 1, 3, 5, 7.

– В этой совокупности данных, конечно, можно понять, что речь идет о вылетах самолетов, но в какой день, в какое время и т. д. узнать невозможно. Если же эти данные структурировать, то получим полную информацию о вылетах самолетов.

Рассматриваем таблицу №1

Таблица №1.

Аэропорт

назначения

Реляционная модель данных

Итак, целью информационной системы является обработка данных об объектах реального мира, с учетом связей между объектами. В теории БД данные часто называют атрибутами, а объекты — сущностями. Объект, атрибут и связь — фундаментальные понятия И.С.

Объект (или сущность) — это нечто существующее и различимое, то есть объектом можно назвать то «нечто», для которого существуют название и способ отличать один подобный объект от другого. Например, каждая школа — это объект. Объектами являются также человек, класс в школе, фирма, сплав, химическое соединение и т. д. Объектами могут быть не только материальные предметы, но и более абстрактные понятия, отражающие реальный мир. Например, события, регионы, произведения искусства; книги (не как полиграфическая продукция, а как произведения), театральные постановки, кинофильмы; правовые нормы, философские теории и проч.

Атрибут (или данное) — это некоторый показатель, который характеризует некий объект и принимает для конкретного экземпляра объекта некоторое числовое, текстовое или иное значение. Информационная система оперирует наборами объектов, спроектированными применительно к данной предметной области, используя при этом конкретные значения атрибутов (данных) тех или иных объектах. Например, возьмем в качестве набора объектов классы в школе. Число учеников в классе — это данное, которое принимает числовое значение (у одного класса 28, у другого— 32). Название класса — это данное, принимающее текстовое значение (у одного — 10А, у другого — 9Б и т. д.).

Развитие реляционных баз данных началось в конце 60-х годов, когда появились первые работы, в которых обсуждались^; возможности использования при проектировании баз данных привычных и естественных способов представления данных — так называемых табличных даталогических моделей.

Основоположником теории реляционных баз данных считается сотрудник фирмы IBM доктор Э. Кодд, опубликовавший 6 ₍июня 1970 г. статью A Relational Model of Data for Large-Shared Data Banks (Реляционная модель данных для больших коллективных банков данных). В этой статье впервые был использован термин «реляционная модель данных. Теория реляционных баз данных, разработанная в 70-х годах в США доктором Э. Коддом, имеет под собой мощную математическую основу, описывающую правила эффективной организации данных. Разработанная Э. Коддом теоретическая база стала основой для разработки теории проектирования баз данных.

Э. Кодд, будучи математиком по образованию, предложил использовать для обработки данных аппарат теории множеств (объединение, пересечение, разность, декартово произведение). Он доказал, что любой набор данных можно представить в виде двумерных таблиц особого вида, известных в математике как «отношения».

Реляционной считается такая база данных, в которой все данные представлены для пользователя в виде прямоугольных таблиц значений данных, и все операции над базой данных сводятся к манипуляциям с таблицами.

Таблица состоит из столбцов (полей) и строк (записей); имеет имя, уникальное внутри базы данных. Таблица отражает тип объекта реального мира (сущность), а каждая ее строка— конкретный объект. Каждый столбец таблицы — это совокупность значений конкретного атрибута объекта.

Реляционные базы данных

Реляционная база данных — это совокупность отношений, содержащих всю информацию, которая должна храниться в базе данных. То есть база данных представляет набор таблиц, необходимых для хранения всех данных. Таблицы реляционной базы данных логически связаны между собой. Требования к проектированию реляционной базы данных в общем виде можно свести к нескольким правилам.

• Каждая таблица имеет уникальное в базе данных имя и состоит из однотипных строк.

• Каждая таблица состоит из фиксированного числа столбцов и значений. В одном столбце строки не может быть сохранено более одного значения. Например, если есть таблица с информацией об авторе, дате издания, тираже и т. д., то в столбце с именем автора не может храниться более одной фамилии. Если книга написана двумя и более авторами, придется использовать дополнительные таблицы.

• Ни в какой момент времени в таблице не найдется двух строк, дублирующих друг друга. Строки должны отличаться хотя бы одним значением, чтобы была возможность однозначно идентифицировать любую строку таблицы.

• Каждому столбцу присваивается уникальное в пределах таблицы имя; для него устанавливается конкретный тип данных, чтобы в этом столбце размещались однородные значения (даты, фамилии, телефоны, денежные суммы и т. д.).

• Полное информационное содержание базы данных представляется в виде явных значений самих данных, и такой метод представления является единственным. Например, связь между таблицами осуществляется на основе хранимых в соответствующих столбцах данных, а не на основе каких-либо указателей, искусственно определяющих связи.

• При обработке данных можно свободно обращаться к любой строке или любому столбцу таблицы. Значения, хранимые в таблице, не накладывают никаких ограничений на очередность обращения к данным. 

III. Практическая работа № 1 «Построение структуры данных»

– Строить мы будем в следующей последовательности (на партах разложены листы с последовательностью построения)

Приложение 1.

Построение структуры данных по следующей последовательности:

1. Определяются объекты описания;

2. Определяются признаки этих объектов;

3. Выбирается тип структуры, отображающий связи между объектами (таблицы, деревья, сети);

4. Записывается тип структуры;

5. строится конкретный экземпляр структуры.

Ученики создают структуры данных.

IV. Подведение итогов.

На доске выписаны все новые понятия, изученные на уроке, и повторение материала с учениками ведется по ним.

• Информационно-поисковая система.

• База данных,

• Система управления базой данных.

• Реляционная база данных.

• Иерархическая база данных.

• Сетевая база данных.