Урок № 22. "Поняття про бази даних та їх види, моделі даних. Інформаційно – пошукові системи та системи управління базами даних (СУБД), їх призначення та функції"

Урок № 22

Тема:  «Поняття про бази даних та їх види, моделі даних. Інформаційно – пошукові системи та системи управління базами даних (СУБД), їх призначення та функції»

Мета: 

формувати предметні компетентності:

• поняття про базу даних та її види;
• розуміння інформаційно – пошукової системами та системами управління базами даних (СУБД), з їх призначенням та функціями;
• уявлення про типи моделей БД.

розвивати ключові компетентності:

• математична компетентність (застосовувати математичні вміння розв’язування задачі);
• компетентності у галузі природничих наук, техніки і технології (уміння розробляти концептуальну модель предметної області);
• інформаційно-комунікаційну компетентність (уміння вибирати інструментальні засоби та технології проектування ІС);
• навчання впродовж життя (здатність набувати навичок проектування структур даних для ефективного розв’язання різних завдань);
• культурна компетентність (знання історії розвитку БД; виховувати пізнавальний інтерес).

Тип уроку: Урок вивчення нового матеріалу. Лекція з демонстрацією.

Структура уроку.

І. Організаційний етап (3 хв.).

ІІ. Актуалізація опорних знань (5 хв.)

ІІІ. Вивчення нового матеріалу (30 хв).

ІV. Підсумок уроку (5 хв.).

V. Домашнє завдання (2 хв).

Хід уроку

І. Організаційний етап.

ІІ. Актуалізація опорних знань.

Фронтальне обговорення основних понять: поняття дані, структура БД,  база даних, інформаційно – пошукова система, система управління базами даних (СУБД), Access.

ІІІ. Вивчення нового матеріалу.

Комп’ютери використовуються для розв’язання різних завдань. Поряд з обчислювальними задачами комп’ютер призначений для роботи з базами даних. Проектування і розробка баз даних – складне завдання. Сьогодні ми ознайомимося з основними поняттями предмета «База даних» , але для цього насамперед необхідно знати, що таке дані.

Дані – це будь-яка інформація, яку необхідно зберігати, і до якої регулярно звертаються для одержання відповідей (здійснюють запити).

Дані – це безліч інформаційних об’єктів, кожний з яких має свої властивості і поведінку, а також безліч зв’язків між цими об’єктами.

Структура даних – сукупність правил і обмежень, які відображають зв’язки, що існують між окремими частинами даних.

Бази даних (БД, database) являють собою інфор­маційні моделі, що містять дані про об'єкти і їхні властивості. БД зберігають інформацію про групи об'єктів з однаковими властивостями. Інформація в БД зберігається в упорядкованому вигляді (наприклад, у записній книжці всі записи впорядковані за алфавітом, у бібліотечному каталозі – або за ал­фавітом, або за галузями знань).

Кожна БД містить інформацію про певний клас об’єктів. Сукупність таких об’єктів називається предметною областю.

Інформація про об’єкти предметної сфери, що подана в різних документах, утворює модель предметної сфери. Опис цих документів (назви документів, їх полів, зв’язки між ними) називаються схемою відношень.

За типом збережених даних БД поділяються на фактографічні й документальні.

Фактографічні системи призначені для зберігання й опрацювання структурованих даних у вигляді чисел і текстів. Над такими даними можна виконувати різні операції.

У документальних БД інформація подана у вигляді документів, які скла­даються з найменувань, описів, рефератів і текстів. Пошук за неструктурованими даними здійснюється з використанням семантичних ознак. Відібрані документи надаються користувачеві, а опрацювання даних у таких системах практично не здійснюється.

За технологією опрацювання даних БД підрозділяються на централізова­ні й розподілені.

Централізована БД зберігається в пам'яті однієї обчислювальної систе­ми. Якщо ця обчислювальна система є компонентом мережі ЕОМ, можливий розподілений доступ до такої бази. Такий спосіб використання БД часто застосовують у локальних мережах ПК.

Розподілена БД складається з декількох, можливо пересічних або навіть дублюючих один одного частин, збережених у різних комп'ютерах обчислювальної мережі.

За способом доступу до даних БД розподіляються на БД з локальним до­ступом та вилученим (мережним) доступом.

Системи централізованих БД з мережним доступом припускають різні архітектури подібних систем: файл-сервер; клієнт-сервер.

Файл-сервер. Архітектура системи БД з мережним доступом припускає виділення однієї з машин мережі як центральної (сервер файлів). На такій машині зберігається спільно використовувана централізована БД. Всі інші машини виконують функції робочих станцій, за допомогою яких підтриму­ється доступ користувальницької системи до централізованої БД. Файли БД відповідно до користувальницьких запитів передаються на робітників станції, де в основному и здійснюється опрацювання.

Клієнт-сервер. У цій концепції мається на увазі, що крім зберігання цен­тралізованої БД центральна машина (сервер БД) має забезпечувати виконання основного об'єму опрацювання даних. Запит на дані, що видається клієнтом (робочою станцією), спонукає пошук і добування даних на сервері. Витягнуті дані (але не файли) транспортуються мережею від сервера до клієнта.

БД може бути заснована на одній моделі або на сукупності декількох моделей. Існує гри основні типи моделей даних: реляційна, ієрархічна й мережна.

Реляційна модель. Термін «реляційний» (від латин. relatio – відношення) наголошує насамперед на тому, що така модель зберігання даних побудована на взаєминах складових її частин. Таблична БД містить перелік об'єктів одно­го типу і тобто об'єктів з однаковим набором властивостей. У найпростішому випадку вона являє собою двовимірний масив або двовимірну таблицю, а при створенні складних інформаційних моделей складає сукупність взаємозал­ежних таблиць. Кожний рядок такої таблиці називається записом, кожний стовпець – полем.

Над цією моделлю БД зручно виконувати такі дії: впорядкування даних (наприклад, за алфавітом); вибірку даних; пошук записів і т. д,

Реляційна модель БД, як правило, складається і декількох таблиць, які зв’язуються між собою ключами. Ключ – поле, що однозначно визначає відповідний запис.

Слід відзначити, що сьогодні реляційна модель БД є найбільш зручною й застосовною моделлю зберігання даних.

Ієрархічна модель. Ієрархічна модель БД являє собою сукупність елементів, розташованих у порядку їхнього підпорядкування від загального до окремого й утворює перевернене дерево (граф). Ця модель характеризується такими параметрами, як рівні, вузли, зв’язки. Вузол – це інформаційна модель елемента, що перебуває на даному рівні ієрархії. Між об’єктами існують зв'язки, кожний об'єкт може містити в собі кілька об’єктів більш низького рівня. Такі об'єкти перебувають у відношенні предка (об'єкт більш близький до кореня) до нащадка (об'єкт більш низького рівня), при цьому можливо, щоб об'єкт-предок не мав нащадків або мав їх декілька, тоді як в об'єкта-нащадка обов'язково повинен бути лише один предок. Об'єкти, що мають мигального предка, називаються близнюками.

Мережна модель. Мережна модель даних схожа на ієрархічну. Вона має ті самі основні складові (вузол, рівень, зв’язок), однак характер їхніх відно­син принципово інший. У мережній моделі прийнятий вільний зв'язок між елементами різних рівнів. На зв'язку між об'єктами в мережних моделях не накладається ніяких обмежень,

З поняттям БД тісно зв'язане поняття систем управління базами даних.

Системою управління базами даних (СУБД) називають програмну систему, призначену для створення на комп'ютері загальної БД, використовуваної для розв'язання багатьох задач.

Подібні системи служать для підтримки БД в ак­туальному стані й забезпечують ефективний доступ користувачів до даних, які зберігаються в ній у рамках наданих користувачам повноважень.

Основними засобами СУБД є:

• засоби завдання (опису) структури БД;
• засо­пи конструювання екранних форм для уведення даних, перегляду та їхнього опрацювання в діалоговому режимі;
• засоби створення запитів для вибірки даних за заданих умов, а також виконання операцій щодо їх опрацювання;
• засоби створення звітів із БД для виведення на друк результатів опрацювання у зручному для користувача вигляді;
• мовні засоби, які використовуються для нестандартних алгоритмів опрацювання подій у задачах користувача;
• засоби створення додатків користувача, що дозволяють об'єднати різні операції роботи з БД у єдиний технологічний процес.

Сучасні СУБД дають можливість включати в них не тільки текстову и графічну інформацію, але й звукові фрагменти й навіть відеокліпи. Простота використання СУБД дозволяє створювати нові БД, не вдаючись до програмування, а користуючись тільки вбудованими функціями. СУБД забезпечують правильність, повноту й несуперечність даних, а також зручний доступ до них.

Для менш складних застосувань замісіть СУБД використовуються інфор­маційно-пошукові системи, які виконують такі функції:

• зберігання вели­кого обсягу інформації;
• швидкий пошук необхідної інформації;
• додавання, видалення й зміна збереженої інформації;
• видача інформації із запиту кори­стувача без складних перетворень даних.

 ІV. Підсумок уроку.

• Заключне слово.

 Підводячи підсумок уроку можна сказати:

 База даних – це інформаційна модель, що дозволяє впорядковано зберігати дані про групу об’єктів, які володіють однаковим набором властивостей. Програмне забезпечення, призначене для роботи з базами даних, називається системою управління базами даних (СУБД).

 Давайте згадаємо основні терміни (діти самостійно називають нові терміни та їх означення, а вчитель корегує та доповнює): БД, фактографічна БД, документальна БД, реляційна модель, мережна модель, ієрархічна модель, СУБД, інформаційно – пошукова система.

• Оголошення оцінок.

V. Домашнє завдання:

• Вивчити означення, що прочитані на лекції (поняття про базу даних та її види; інформаційно – пошукова система; система управління базами даних (СУБД), її призначення та функції);
• Опрацювати §20. Відповісти на запитання для самоперевірки.
• Пройти тестування № 20 на платформі «Інтерактив ранок».