Поняття бази даних. Поняття, призначення й основні функції систем управління базами даних.

Урок 1. Інструктаж з БЖД. Поняття бази даних. Поняття, призначення й основні функції систем управління базами даних.

Цілі:

• навчальна: сформувати поняття бази даних;
• розвивальна: розвивати логічне мислення, пам’ять; формувати вміння узагальнювати;
• виховна: виховувати інформаційну культуру, формування бережливого ставлення до обладнання комп’ютерного кабінету, виховання уміння працювати в групі; формування позитивного ставлення до навчання.

Тип уроку: Комбінований.

Обладнання та наочність: дошка, комп’ютери з підключенням до мережі Інтернет, підручник Інформатика: бази даних (модуль для учнів 10-11 класів, рівень стандарту)/ В.Д. Руденко, навчальна презентація.

Програмне забезпечення: браузер, офісні програми.

Хід уроку

І. Організаційний етап

• привітання
• перевірка присутніх
• перевірка готовності учнів до уроку

ІІ. Актуалізація опорних знань

Повторимо вивчений матеріал.

1. Що таке інформація;

2. Форми і способи подання інформації;

3. Інформаційні процеси. 

Вчитель. Отже, інформація завжди відігравала в житті людини дуже важливу роль. Будь-яка людська діяльність – це процес

ІІІ. Мотивацій навчальної діяльності

У процесі опанування матеріалу цього модуля потрібно пам’ятати, що база даних є однією з основних складових сучасних інформаційних систем, які бурхливо розвиваються й використовуються в багатьох сферах людської діяльності.

Згадайте, з якими базами даних вам доводилося працювати раніше. Наведіть приклади баз даних.

Отож, тема нашого уроку: «Поняття бази даних. Поняття, призначення й основні функції систем управління базами даних.»

IV. Вивчення нового матеріалу

Пояснення вчителя

Робота з підручником: § 1.1

Нині важко уявити роботу великого супермаркету, системи резервування й продажу авіаквитків, банку, морського порту, готельного комплексу тощо без використання інформаційних систем, основою яких є бази даних (БД).
База даних — це сховище організованої сукупності даних різного типу, які відображують стан об’єктів певної предметної галузі та зв’язки між ними.
Предметною галуззю називають сферу застосування конкретної БД, наприклад школа, будівельна організація, аеропорт, банк, поліклініка, супермаркет тощо.
Об’єктом предметної галузі є те, про кого або про що зберігаються дані в БД. Якщо предметною галуззю є, наприклад, школа, то її об’єктами можуть бути учні, вчителі, директор школи, кабінети.

 Кожен об’єкт характеризується сукупністю атрибутів, або властивостей (приклад 1). Далі об’єкти БД будемо позначати так: великими літерами — назва об’єкта, у круглих дужках — перелік його атрибутів, які відокремлюються один від одного комою. Наприклад, об’єкт ПОТЯГ можна позначити так: ПОТЯГ (номер потягу, станція відправлення, час відправлення, кінцева станція, час прибуття на кінцеву станцію).

Приклад 1. Об’єкт УЧЕНЬ може мати такі атрибути: прізвище, ім’я, рік народження, домашня адреса, школа, клас, зріст, а об’єкт АВТОМОБІЛЬ — такі: модель, потужність двигуна, максимальна швидкість, вантажопідйомність.

За структурою даних БД поділяють на дві основні групи: документальні й фактографічні (рис. 1.1).

У фактографічних БД кожен атрибут об’єкта має певну сукупність значень, тобто елементів даних, які є найменшими неподільними одиницями даних. Наприклад, атрибут Центр (див. рис. 1.1) має значення Полтава і Хмельницький, атрибут Площа — значення 28 748 і 20 600, а атрибут Районів — значення 25 і 13.

БД є однією з найважливіших складових сучасної інформаційної системи, побудованих на основі комп’ютерних систем і мереж. Робота з БД у таких системах здійснюється за допомогою спеціальної мови БД або програмного забезпечення — системи управління базами даних (СУБД).

Система управління базами даних — це інструмент, призначений насамперед для створення структури БД, уведення й оновлення даних, пошуку необхідних даних та їх опрацювання за певним алгоритмом.

Оскільки до БД може звертатися велика кількість користувачів, то важливою функцією СУБД є забезпечення цілісності й безпечності даних. Окрім функцій, безпосередньо пов’язаних зі створенням і підтримкою БД, окремі СУБД виконують
також функцію підтримки спеціалізованих мов програмування, що мають загальну назву «мови баз даних». Наприклад, СУБД Access 2016 підтримує мову запитів SQL. Отже, для створення якісних БД і кваліфікованої роботи з ними необхідно добре опанувати СУБД.

СУБД класифікують за багатьма ознаками. До найголовніших можна віднести призначення, модель даних, спосіб доступу. Спрощену схему класифікації СУБД подано на рис. 1.2.

Нині фактичним стандартом мови БД є мова SQL. Однак у деяких випадках доводиться користуватися й іншими мовами програмування, наприклад мовою VBA. Розробники БД засобами СУБД та іншими мовами програмування можуть
розробляти прикладні програми, за допомогою яких користувач натисканням однієї кнопки може отримати з БД необхідні дані або опрацювати їх за певним алгоритмом.

Наприклад, обчислити суму реалізованих у супермаркеті певних товарів

 за добу, нарахувати заробітну платню працівникам фірми або отримати інформацію про наявність вільних місць у готелях міста Відня, що не дорожчі ніж 200 євро за добу.

Отже, взаємодія користувача з БД може здійснюватися як засобами СУБД, так і за допомогою прикладних програм, що пояснюється схемою (рис. 1.3)

Сучасні БД мають величезні обсяги даних і зберігаються в комп’ютерних системах на жорстких магнітних дисках. Користувач позбавлений необхідності знати тонкощі фізичного розміщення даних на них. Ця функція повністю реалізується СУБД разом з операційною системою.

Важливою функцією СУБД є також керування транзакціями. Транзакція — це послідовність операцій над даними, яка сприймається СУБД як єдине ціле.

Якщо всі операції з послідовності виконано успішно, то вважається, що й транзакцію завершено успішно. Усі зміни даних, виконані за цією транзакцією, вносяться в зовнішню пам’ять. Та якщо хоча б одну операцію послідовності завершено невдало, транзакція вважається невиконаною і здійснюється відкат — скасування змін у всіх даних, виконаних у процесі транзакції, та повернення БД до початкового стану виконання транзакції (приклад 2).

Приклад 2. Якщо в системі продажу квитків на потяг замовлення на квиток із будьяких причин не виконано, у БД жодних змін щодо наявності квитків внесено не буде, тобто відбудеться відкат.

Ще однією важливою функцією СУБД є так звана журналізація, під якою розуміють облік уведених у БД змін. Перед виконанням потрібних змін їх вносять до спеціального журналу. У разі апаратного або програмного збою БД можна повністю відновити за допомогою архівної копії БД і журналу.

Одним із засобів моделювання предметної галузі на етапі проектування БД є модель сутність — зв’язок. Основними поняттями такої моделі є сутність, атрибут і зв’язок.

Сутність — це деякий об’єкт реального світу. Вона має екземпляри, які відрізняються один від одного значеннями атрибутів. Атрибут — це властивість сутності. Зв’язок фактично встановлює взаємодію між сутностями (приклад 3).

Приклад 3. Сутність ХОЛОДИЛЬНИК характеризується такими атрибутами, як назва, маса, ціна, потужність. Конкретний холодильник є екземпляром сутності ХОЛОДИЛЬНИК. Атрибут, що є унікальним, тобто однозначно визначає екземпляр сутності, називають ключем.

У реляційних БД сутності відповідає таблиця, а екземпляру — запис.

V. Засвоєння нових знань, формування вмінь

Робота за комп’ютером

1. Повторення правил безпечної поведінки за комп’ютером.
2. Інструктаж учителя.
3. Практична робота за комп’ютерами.
4. Вправи для очей.

VI. Підсумки уроку

Фронтальне опитування

1. Що називають предметною областю БД?
2. Наведіть приклади властивостей об'єкта смартфон.
3. Як позначають об'єкти БД?
4. Як БД поділяються за структурою?
5. Які БД називають фактографічними?
6. Наведіть означення БД.
7. Назвіть основні функції СУБД.
8. Поясніть сутність транзакції.

Рефлексія

1. Під час уроку я

• дізнався…
• зрозумів…
• навчився…

2. Найбільше мені сподобалося…

3. На уроках найкраще в мене виходило…

4. Я мав (-ла) труднощі з…

5. Я хотів би ще дізнатися про…

VІI. Домашнє завдання

Підручник § 1.1 ст. 4-6

VІІI. Оцінювання роботи учнів