Урок №2 в 11 классе по информатике по теме:  Базы данных: Системы управления базами данных (СУБД); Базы данных (БД); Классификация базы данных; Таблица базы данных; Запрос в базах данных; Форма в базе данных; Отчет в базе данных; Программы; Реализации СУБД.

Цели:

Ø дидактическая: Рассказать учащимся о различных программах хранения, поиска и сортировки информации. Дать основные понятия: Системы управления базами данных (СУБД); Базы данных (БД); Классификация базы данных; Таблица базы данных; Запрос в базах данных; Форма в базе данных; Отчет в базе данных; Программы; Реализации СУБД.

Ø развивающая: Развивать знания учащихся в области информационных технологий.

Ø воспитательная: Показать важность знаний и умений в сфере информационных компьютерных технологий, а именно технологий хранения, поиска и сортировки информации.

Вид занятий (тип урока): Лекция

Организационные формы обучения: Изучение нового материала

Методы обучения: Лекция-беседа

Средства обучения

Вид и формы контроля знаний: Беседа

Средства контроля

Внутрипредметные связи

Межпредметные связи

Виды самостоятельной работы учащихся

Домашнее задание: конспект лекции.

                                                 Ход урока:

                                       Базы данных (БД)

Любой из нас, начиная с раннего детства, многократно сталкивался с «базами данных». Это – всевозможные справочники (например, телефонный), энциклопедии и т.п. Записная книжка – это тоже «база данных», которая есть у каждого из нас. Слайд № 1

Базы данных представляют собой информационные модели, содержащие данные об объектах и их свойствах. Базы данных хранят информацию о группах объектов с одинаковым набором свойств.

Например, база данных «Записная книжка» хранит информацию о людях, каждый из которых имеет фамилию, имя, телефон и. т. д. Библиотечный каталог хранит информацию о книгах, каждая из которых имеет название, автора, год издания и. т.д. Слайд № 2

Информация в базах данных хранится в упорядоченном виде. Так, в записной книжке все записи упорядочены по алфавиту, а в библиотечном каталоге либо по алфавиту (алфавитный каталог) или по области знания (предметный каталог).

База данных — совокупность данных, организованных по определенным правилам, предусматривающим общие принципы описания, хранения и манипулирования данными, независимо от прикладных программ.

                   Системы управления базами данных (СУБД)

Развитие информационных технологий привело к созданию компьютерных баз данных. Создание баз данных, а также операции поиска и сортировки данных выполняются системами управления базами данных.

Программное обеспечение предназначенное для работы с базами данных, называется системой управления базами данных (СУБД). Слайд № 3

В зависимости от структуры создаваемых баз данных различают иерархические, сетевые и реляционные СУБД. Наибольшее распространение на персональных компьютерах получили реляционные СУБД.

Окно базы данных – один из главных элементов интерфейса СУБД. Здесь систематизированы все объекты базы данных: таблицы, запросы, формы, отчеты. Слайд № 4

Основные действия, которые пользователь может выполнять с помощь. СУБД: Слайд № 5

Ø  создание структуры БД;

Ø  заполнение БД информацией;

Ø  изменение (редактирование) структуры и содержания БД;

Ø  поиск информации в БД;

Ø  сортировка данных;

Ø  защита БД;

Ø  проверка целостности БД.

Часто для работы с БД используются не СУБД, а созданные с их помощью информационные системы, которые обеспечивают работу с информацией, регламентируя доступ к структуре БД.

                             Классификация базы данных

Используется классификация баз данных по разным признакам. Первый признак классификации баз данных – по содержанию хранимой информации. Фактографические БД содержат данные, представляемые в краткой форме, в строго фиксированных форматах. Такие БД являются аналогами бумажных картотек, например библиотечного каталога или каталога видеотеки. Другой тип баз данных – документальные БД. Здесь аналогом являются архивы документов, например архив судебных дел, архив исторических документов и пр. В дальнейшем мы будем рассматривать лишь фактографические БД. Слайд № 6

Классификация по способу хранения данных делит БД на централизованные БД и распределенные БД. 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 модели данных. Известны три разновидности структуры данных: иерархическая, сетевая и табличная. Соответственно по признаку структуры базы данных делятся на иерархические БД, сетевые БД и реляционные (табличные) БД (РБД).

Таблица базы данных

Базу данных, хранящую данные о группе объектов с одинаковыми свойствами, удобно представлять в виде двумерной таблицы: в каждой ее строке последовательно размещаются значения свойств одного из объектов; каждое значение свойства – в своем столбце, озаглавленном именем свойства. Слайд № 7

Поле базы данных – это столбец таблицы, содержащий значения определенного свойства.

Строки таблицы являются записями об объекте; эти записи разбиты на поля столбцами таблицы, поэтому каждая запись представляет набор значений, содержащихся в полях. Слайд № 8

Запись базы данных – это строка таблицы, содержащая набор значений свойств, размещений в полях базы данных.

Каждая таблица должна содержать, по крайней мере, одно ключевое поле, содержимое которого уникально для каждой записи в этой таблице. Ключевое поле позволяет однозначно идентифицировать запись в таблице.

Ключевое поле – это поле, значения которого однозначно определяют запись в таблице.

В качестве ключевого поля чаще всего используют поле, содержащее тип данных счетчик. Однако иногда удобнее в качестве ключевого поля таблицы использовать другие поля, код объекта, например инвентарный номер и т.п. Слайд № 9

Тип поля. Тип поля определяется типом данных, которые оно содержит.  Слайд № 10

Поля могут содержать данные следующих основных типов:

Ø  Счетчик. Содержит последовательность целых чисел, которые задаются автоматически при вводе записей. Эти числа не могут быть изменены пользователем.

Ø  Текстовый. Содержит символы различных типов.

Ø  Числовой. Содержит числа различных типов.

Ø  Дата/Время. Содержит даты или время.

Ø  Картинка. Содержит изображения.

Ø  Логический. Содержит значения Истина (Да) или Ложь (Нет).

Пример табличной базы данных. Слайд № 11

Каждый тип поля имеет свой набор свойств. Наиболее важными свойствами полей являются:

Ø  Размер поля. Определяет максимальную длину текстового или числового поля.

Ø  Формат поля. Устанавливает формат данных.

Ø  Обязательное поле. Указывает на то, что данное поле обязательно надо заполнить.

Слайд № 12

                                   Запрос в базах данных

После того как база данных создана, ее можно использовать в качестве информационного справочника. В этом и состоит основное назначение всякой информационной системы.

Действия, выполняемые над информацией, хранящейся в базе данных, называют манипулированием данными. К ним относятся выборка данных по некоторым условиям, сортировка данных, обновление, удаление и добавление данных. Выполнение этих действий производится с помощью запросов. Слайд № 13

Запрос – это команда на выполнение определенного вида манипулирования данными.

Существует универсальный язык, на котором формулируются запросы во многих СУБД. Он называется SQL (Structured Query Language) – структурированный язык запросов. Здесь мы оказываемся перед выбором, с которым часто приходится сталкиваться в информатике: обучаться составлению запросов на языке SQL или воспользоваться  каким-то более высокоуровневым вспомогательным средством. В большинстве современных СУБД такие средства имеются. Например, в MS Access это конструктор запросов. Слайд № 14

                                       Форма в базе данных

Записи базы данных можно просматривать и редактировать в виде таблицы или в виде формы. Часто вид Таблица не позволяет видеть полностью всю информацию на экране. Если база данных содержит достаточно мало полей, а значения полей содержат много символов, то не все поля таблицы могут умещаться на экране, а значения полей могут быть видны не полностью.

Форма отображает одну запись в удобном для пользователя виде. В процессе создания формы можно указать, какие поля базы данных включили в форму, как расположить поля в окне формы, а также как можно сделать форму визуально привлекательной. Слайд № 13 (повторно)

Фактически с помощью формы создается графический интерфейс доступа к базы данных, который может содержать различные элементы управления (текстовые поля, кнопки, переключатели и т.д.), а также надписи. Обычно на форме размещаются надписи, являющиеся именами полей базы данных, и текстовые поля, содержащие данные из базы данных.

Пользователь может изменять дизайн формы (размер, цвет и т.д.), элементов управления и надисей.

Пример формы в базе данных. Слайд № 15

                                        Отчет в базе данных

СУБД предоставляет возможность создания и печати итоговых документов — отчетов — по имеющейся в БД информации. Для этого используется так называемый генератор отчетов, который позволяет сформировать внешний вид окончательного документа. Здесь можно также задать упорядочивание и группировку данных по тем или иным значениям и сформировать итоговые значения для конкретных полей. Слайд № 16

Следует отметить, что данные для форм и отчетов берутся как из конкретных таблиц, так и из запросов.

                                                   Программы

СУБД в своем составе содержат средства программирования, с помощью которых можно создавать программы для определенных действий как по обработке данных, так и по использованию интерфейса БД. Сюда входят разнообразные стандартные функции: математические, финансовые и пр., для получения информации на основе имеющихся данных. Тем не менее, язык программирования в СУБД в ряде случаев не обеспечивает необходимой быстроты обработки данных. Поэтому обычно имеется возможность использовать программы, написанные на других языках программирования. В свою очередь, во многих языках программирования имеется возможность использовать таблицы БД. Это позволяет создать быстрый интерфейс и вычислительную часть информационной системы, использующей созданные БД.

                                               Реализации СУБД

СУБД MS FoxPro

СУБД — одни из наиболее распространенных программных продуктов. Они различаются скоростью обработки данных (выполнения запросов, поиска в таблицах), возможностями хранения различных типов данных, способами поддержания целостности и непротиворечивости данных в таблицах. Основное отличие между СУБД заключается в реализации модели данных БД. Наиболее распространены в настоящее время СУБД dBase, FoxPro, Paradox, Clarion, Access, которые могут решить практически все задачи пользователя. dBase была первой наиболее распространенной СУБД для ОС MS-DOS. FoxPro — также одна из первых СУБД, до сих пор остающаяся популярной, отличается большой скоростью обработки данных. Paradox — мощная СУБД, созданная фирмой Borland, обладает высокой интеграцией со средствами разработки приложений этой фирмы. Clarion — интегрированная среда разработчика, позволяет быстро создавать различные приложения, в том числе и БД. Слайд 17

Однако при взаимодействии нескольких пользователей применение указанных СУБД неэффективно. Здесь следует реализовать схему «клиент-сервер», когда данные хранятся на сервере, а к ним осуществляются запросы из приложений различных клиентов. Для обработки большого количества данных на сервере используются более мощные СУБД — Oracle, Interbase, Microsoft SQL Server.

Последние версии всех популярных СУБД разрабатываются для ОС Windows 95. Это обеспечивает возможность использования всех преимуществ графического интерфейса, повышения качества печати, большую интеграцию с другими программными продуктами. Следует отметить, что большинство СУБД имеют практически одинаковые возможности создания БД и обработки данных.

    СУБД MS Access

Наибольшее распространение для пользователей получила СУБД Microsoft Access. Очень простые и удобные средства wizard (встроенные стандартные последовательности действий) позволяют быстро создавать таблицы, запросы, формы, отчеты. Простой способ определения макросов (последовательности команд) и написания программ на языке Access Visual Basic позволяет реализовать сложную обработку данных. Слайд 18

Большой набор типов полей позволяет хранить разнообразную информацию в таблицах БД. Очень просто установить взаимосвязь между таблицами, СУБД полностью контролирует целостность и непротиворечивость данных в этих таблицах. Имеется удобное средство создания различных запросов, причем не обязательно знать язык SQL. Формы могут содержать все привычные элементы интерфейса ОС Windows, которые позволяют сделать обработку информации понятной и удобной. Генератор отчетов позволяет легко создавать различные виды отчетов, что с большими возможностями по оформлению реализует практически все потребности пользователей в получении документов.

Access предоставляет очень гибкие и надежные средства защиты как данных, так и структуры БД.

Следует отметить, что Access обладает возможностями как использовать, так и предоставлять данные для других СУБД. Данные Access просто используются для дальнейшей обработки и отчетов в электронной таблице Excel и текстовом процессоре Word.