Урок "Бази даних. СУБД. Проектування бази даних".

Дата____________ № гр._____________

Тема уроку: Бази даних. СУБД. Проектування бази даних.

Мета:

•                   навчальна: сформувати знання про бази даних. СУБД. Проектування бази даних.
•                   виховна: виховувати культуру праці, працелюбність, бережне відношення до майна;
•                   розвиваюча: розвивати технічне мислення, сприяти розвитку координації рухів, розвивати пам`ять, мислення.

ТИП УРОКУ: вивчення нового матеріалу

Структура уроку:

1.Організаційна частина

2.Актуалізація знань

3.Викладення нового матеріалу

4.Закріплення вивченого матеріалу

5.Повідомлення домашнього завдання

6.Закінчення уроку

Хід уроку

І. Організаційний момент (перевірка наявності учнів, перевірка готовності учнів до уроку.)

II. Актуалізація знань

Запитання для актуалізації знань по темі:

1.          Які є стандартні діаграми і графіки?
2.          Які показники краще відображають кругові діаграми ?
3.          Які показники краще відображають стовпчикові діаграми?
4.          Які показники краще відображають лінійні графіки ?

ІІІ. Викладення нового матеріалу.

Системи управління базами даних (СУБД)

СУБД — це програма для введення, зберігання, пошуку та обробки інформації в базі даних

Основні функції, що реалізуються СУБД:

• забезпечення введення даних у комп’ютер з одночасною перевіркою їх правильності;

• видача інформації користувачеві на принтер або на екран у відповідності до його запиту;

• забезпечення декільком користувачам одночасного доступу;

• виконання найбільш необхідних видів обробки даних, наприклад, сортування даних, пошук потрібного запису тощо;

• забезпечення цілісності бази даних при раптовому вимкненні електропостачання та в інших ситуаціях;

• внесення змін у спільну базу даних при одночасній роботі з нею багатьох користувачів.

Процес розв’язування будь-якої задачі на ЕОМ є обробкою даних за заданим алгоритмом. Даними, наприклад, можуть бути : числа, літери, слова, прізвища учнів та їх домашні телефони, показники роботи підприємства та ін.

Довгий час для розв’язування кожної задачі використовувалась тільки своя сукупність даних. Сукупність даних, що використовувалась в одній програмі, як правило, не могла використовуватись в іншій.

Дані, призначені для розв’язування кожної задачі, оформлювали у вигляді так званих наборів даних або файлів даних.

Такий метод використання даних має певні недоліки, зокрема, надмірність і дублювання даних.

Припустимо, що для однієї й тієї самої школи розроблено програму нарахування заробітної платні для вчителів і програму складання шкільного розкладу. Як дані для першої задачі використовують прізвища вчителів, їх кваліфікацію, педагогічний стаж, навчальне навантаження та ін. Водночас прізвища вчителів та їх навчальне навантаження є даними і для другої задачі.

Таким чином, для двох різних задач повторюються (дублюються) прізвища вчителів та їх навчальне навантаження.

Чому дублювання відноситься до недоліків використання даних? Це обумовлено двома основними факторами:

1) Дублювання даних призводить до зайвих витрат пам’яті комп’ютера.

2) Зміна даних в одній задачі зумовлює необхідність їх зміни в інших задачах. Наприклад, в разі зміни навчального навантаження вчителя необхідно внести відповідні зміни і в набір даних для програми складання розкладу, і в набір даних для програми нарахування заробітної платні.

Ці обставини і були основною причиною появи в кінці 60-х років баз даних (БД).

База даних – впорядкована сукупність даних, призначена для їх зберігання, накопичення і обробки за допомогою комп’ютера

Це можуть бути архіви, описи майна і матеріалів, бухгалтерські документи, особисті справи відділів кадрів, кримінальні справи на злочинців тощо. І всюди для користування інформацією необхідні засоби для її систематизації і швидкого пошуку.

Основні об’єкти бази даних

База даних традиційно містить чотири основних типи об’єктів:

Таблиці – основні об’єкти бази даних, де зберігаються дані.

Запити – призначені для вибору потрібних даних з однієї або кількох взаємозв’язаних таблиць.

Форми – призначені для введення, перегляду та коректування взаємозв’язаних даних у зручному вигляді.

Звіти – формування даних у зручному для перегляду вигляді і при потребі їх друкування.

Фактографічні та документальні бази даних

Інформація про навколишній світ, відображена на носій (папір, фото тощо), достовірність якої доказана, називається фактом.

Документ – це факт достовірність якого підтверджена підписом і печаткою посадової особи або організації.

Фактографічні бази даних зберігають, наприклад, електроні випуски газет, інформаційні випуски подій у світі, рецепти приготування страв, рекламні випуски, розклади руху транспорту, номери телефонів тощо. Такі бази згідно запиту надають конкретну інформацію про об’єкт, що в них зберігається.

Документальні бази даних містять список джерел (документів), які зберігаються в інших місцях. Так, наприклад, працюють пошукові машини в Інтернеті, які за ключовими словами запиту знаходять список документів, де є такі слова. Далі потрібно звертатися до знайдених джерел, де зберігаються потрібні документи.

Ієрархічна, мережева, реляційна моделі баз даних

Ієрархічна модель бази даних –це сукупність різних об’єктів, де об’єкти нижнього рівня підпорядковані об’єктам вищого рівня.

Мережева модель бази даних – це сукупність об’єктів різного рівня, де кожен об’єкт може бути зв’язаний з іншим.

Реляційна модель бази даних складається із взаємозв’язаних таблиць.

Таблиця – це деяка структура, яка складається з певної кількості однотипних записів, об’єднаних спільною темою.

Двомірна таблиця складається із записів(рядків) і полів (стовпців).

Поле може містити значення лише одного типу – текст, число, дату тощо, а запис – інформацію про один елемент (наприклад, у таблиці з відомостями про учнів у кожному з рядків-записів розміщено дані про одного учня. А у полях – прізвища, ім’я, адреса, телефон, дата народження тощо) .

База даних складається, як правило, з кількох таблиць. Кожен запис кожної таблиці повинен мати унікальне ключове поле. Це може бути, наприклад, порядковий номер учня в класному журналі або табельний номер працівників на заводі. За допомогою ключових полів таблиці бази даних зв’язуються між собою відношеннями для спільної обробки даних.

Інформаційно-пошукова система

З появою комп’ютерів люди стали замислюватися, а як би занести в пам’ять комп’ютера дані і потім з ними працювати (здійснювати пошук, доповнювати і змінювати відомості). І були створені спеціальні програми, які дозволяли здійснити всі ці операції. Вони отримали назву — інформаційно-пошукові системи. Тепер використовуються у всіх галузях людської діяльності: у банках, магазинах, бібліотеках і так далі.

Інформаційно-пошукова система — це система, де зберігається інформація, з якої на вимогу користувача видається потрібна інформація, пошук якої здійснюється або вручну, або автоматично.

Інформаційно-пошукова система складається з двох частин: 

— великої, спеціально організованої сукупності даних (вона називається базою даних);

— програми, що дозволяє оперувати цими даними (СУБД — система управління базою даних).

В даний час в світі створено сотні тисяч інформаційно-пошукових систем. Вони застосовуються в банках, в бібліотеках, в лікарнях, в інститутах, в магазинах і т.д. Деякі інформаційно-пошукові системи об’єднуються в крупні, централізовані інформаційно-пошукові системи, і називаються банками даних.

База даних та СУБД, що її обслуговує, становлять інформаційно-пошукову систему, яка функціонує як одне ціле. Інформаційно-пошукова система забезпечує:

• задоволення інформаційних потреб користувачів;

• вірогідність і несуперечність інформації, що зберігається;

• доступ до даних тільки за спеціальним дозволом;

• видачу інформації у вигляді, встановленому користувачем;

• багаторазове використання одноразово введених даних.

Серед найбільш розповсюджених і загальновідомих інформаційно-пошукових систем можна назвати такі: систему продажу та бронювання залізничних квитків, систему обліку викрадених автомобілів, платників податків України, банківських платежів, базу даних законів України тощо.

Проектування бази даних

Проектування бази даних починається із створення на папері її структури, при цьому виконуються такі роботи:

•   визначити перелік даних, які будуть зберігатися;

•   визначити кількість і зміст таблиць для зберігання даних;

•   визначити для таблиць назви полів, їх тип та ключові поля.

(Розміщення даних у зв'язаних таблицях дозволяє позбавитись від інформації, що повторюється).

Прикладом нераціональної таблиці може бути класний журнал, у якому на кожній сторінці повторюються однакові дані про кожного учня.

Краще застосувати кілька зв'язаних таблиць замість однієї великої: в одну розмістити прізвище, ім'я, по батькові кожного учня; в другу – перелік предметів, що вивчаються; в третю – поточні оцінки і дати опитування. В таких таблицях не буде даних, що повторюються.

Створення «порожньої» бази даних

Проектування БД можна виконати у режимах «Мастера», «Страницы и проекты базы данных» і «Новая база данных».

Перший спосіб не потребує особливих умінь та знань: користувачу пропонуються на вибір зразки (шаблони) баз даних з порожніми таблицями, формами та звітами, які потрібно заповнити за допомогою спеціальних майстрів. Такий спосіб використовується менше через низьку ефективність і громіздку структуру «спроектованої» бази даних.

Другий спосіб вимагає певних умінь та знань і дозволяє користувачу створити ефективну та оптимальну базу даних. Саме цей спосіб ми будемо розглядати далі.

Створення файлу порожньої (без таблиць) бази даних та посту¬пове створення її об'єктів дозволяє користувачу самому визначити структуру бази даних і створити її елементи.

Для цього виконуються такі дії:

•   завантажити програму Microsoft Office Access;

•  у вікні запуску встановити перемикач «Новая база данных»;

•   натиснути кнопку «ОК» - відкриється діалогове вікно «Файл новой базы данных»;

•   у списку «Папка» вибрати папку для зберігання файлу БД;

•   у полі «Имя файла» задати назву файлу (за мовчазною згодою кожному новому файлу присвоюється ім'я dbl, db2 і т.д.)

•   натиснути кнопку «Создать».

Після виконання цих дій нова порожня база даних буде створена і відкриється її вікно, в якому можна розпочинати процес створення її об'єктів: таблиць, запитів, форм, звітів. Робити це можна в режимі конструктора або за допомогою. Майстра.

При використанні режиму конструктора доведеться створити структуру таблиць, зв'язки між ними, встановити поля і ключі, проектувати форми і звіти. І звичайно, заповнити таблиці об'єктів бази даних.

Первинний ключ

Ключів у таблиці може бути декілька. З них вибирається один (як правило, найкоротший по довжині), який буде надалі представ¬ляти (замінювати) кожний запис таблиці.

Такий ключ називається первинним.

Наприклад, якщо в таблиці Учні за первинний ключ взяти Прізвище, то це означає, що не повинно бути учнів з однаковими прізвищами. Але ж прізвища можуть повторюватися. Доведеться доповнювати ключ ще й іменем. Первинний ключ стає довгим і незручним для використання. Оскільки первинний ключ служить не лише для того, щоб відрізняти один запис від іншого, але й для організації зв'язків між таблицями, доцільно включити в таблицю додаткове числове поле КодУчня, що не буде повторюватися в кожному запису, тобто буде первинним ключем.

Створення первинного ключа виконується так:

•   виділити потрібне поле (у нас КодУчня);

•   виконати команду меню «Правка» => «Ключевое поле» або натиснути відповідну кнопку на панелі інструментів – зліва від. імені виділеного поля з'явиться символ ключа як підтвердження того, що дане поле є ключовим. 

Зберігання структури таблиці виконується так:

•   виконати команду меню «Файл» => «Сохранить» або натиснути відповідну кнопку на панелі інструментів;

•   у діалоговому вікні, що відкриється, ввести ім'я таблиці до 64 символів

•  натиснути кнопку «ОК».

Введення даних у режимі «Таблицы»

Використання режиму «Таблицы» є найпростішим способом введення даних, який виконується так:

•  послідовно вводити дані в поля таблиці, кожного разу натискаючи клавіші Tab або Enter ;

•   у перше поле, яке має тип «Счётчик», інформація вводиться автоматично, кожного разу збільшуючись на 1;

•   поля, які визначені як необов'язкові, можна залишати порожніми;

•   після натискання клавіші Tab або Enter в останньому полі запису курсор переходить на початок-наступного запису, поля якого заповнюються за вищенаведеною процедурою.

(Перехід до наступного запису буде заблоковано, якщо попереднє обов'язкове поле залишиться незаповненим. 

Збереження кожного запису відбувається автоматично після переходу до наступного.

Зліва від першого поля таблиці знаходиться область вибору запису, в якій з'являються піктограми, що вказують його стан:

► – даний запис поточний (вибраний); «олівець» -у запис вводиться інформація.

При введені даних у таблицю Успішність виникають певні труднощі: в ній замість прізвищ учнів і назв предметів треба встановлювати їх числові коди згідно таблиць Учні і Предмети. Виглядатиме це так, як на наведеному малюнку. Звичайно, було б краще, якби замість кодів підставлялись відповідні їм текстові дані.  

Копіювання і переміщення даних

Копіювання даних із одного поля в інше виконується так:

•   виділити потрібне поле;

•   виконати команду «Копировать»   («Вырезать»)   з   панелі інструментів або з контекстного меню;

•   клацнути в полі, куди копіюються або переміщаються дані;

•   виконати команду «Вставить».

Інформація з'явиться у новому полі і залишиться («Копировать») або щезне («Вырезать») у попередньому полі.

Відміна виконаних дій

Відміна дій виконується командами:

•  щойно введені дані – клавіша Esc;

•  виконана дія –кнопка «Отменить» на панелі інструментів;

•  всю інформацію в щойно введеному записі – команда «Правка» => «Удалить запись»;

•  інформацію в щойно збереженому записі - комбінація клавіш Ctrl + Z.

ІV. Закріплення вивченого матеріалу.

Дайте відповідь на запитання:

1.          Яке призначення баз даних?
2.          Що таке СУБД?
3.          Як поділяться БД за структурою?
4.          Як створити «порожню» базу даних?
5.          Які елементи має таблиця бази даних?
6.          Що таке «первинний ключ» таблиці БД? Для чого він призначений?
7.          Які типи даних використовуються в базі даних?
8.          Коли і для чого використовується тип даних «Лічильник»?
9.          Як створити структуру бази даних у режимі Конструктор?

10. Як встановити потрібний вид введення даних «Дата/время»?

V. Завдання для виконання дома.

Вивчити матеріал по темі, підготуватися до практичної роботи.

VI. 3акінчення уроку.

Підведення підсумків уроку, аналіз позитивних і негативних моментів у роботі учнів, пояснення шляхів усунення недоліків. Приведення в порядок робочих місць.