Поняття бази даних та інформаційної системи

Тема: «Поняття бази даних та інформаційної системи. Реляційні бази даних. Призначення СУБД. »

· Сформувати уявлення про бази даних і інформаційних системах

Педагогічні завдання уроку:

· Сформувати уявлення про бази даних;

· Сформувати уявлення про інформаційні системи

· Поняття бази даних та інформаційної системи.

· Реляційні бази даних, поняття поля і записи.

· Первинний ключ бази даних.

· Поняття типу поля (числовий, символьний, логічний, дата).

· Відкриття бази даних.

2. Оцінка результатів тестування

3. Пояснення нового матеріалу

4. Короткий закріплення

5. Под'веденіе підсумків

6. Домашнє завдання

2. Оцінка результатів тестування

3. Пояснення нового матеріалу

Призначення інформаційних систем і баз даних (БД).

Інший приклад - архіви різних документів. Наприклад, існують історичні архіви, архіви судових справ, архіви патентів на винаходи і багато інших. Часом такі архіви займають цілі будівлі. Пошук в них потрібних документів вимагає значних зусиль. Крім того, існують кіноархіви, фотоархіви, архіви звукових записів.

У наш час вирішення описаних проблем допомагають комп'ютери. Комп'ютерні інформаційні системи дозволяють зберігати великі обсяги даних, здійснювати в них швидкий пошук, вносити зміни, виконувати всілякі маніпуляції з даними (групувати, сортувати та ін.).

Інформаційна система - це сукупність бази даних і всього комплексу апаратно-програмних засобів для її зберігання, зміни і пошуку інформації, для взаємодії з користувачем.

Основою будь-якої інформаційної системи є база даних - організована сукупність даних на магнітних дисках.

База даних - організована сукупність даних, призначена для тривалого зберігання у зовнішній пам'яті комп'ютера і постійного застосування.

Учні вже добре знають, що інформація на дисках зберігається у вигляді файлів. Тому перший висновок, який можна зробити щодо організації великих баз даних, - це те, що вони вимагають великих обсягів дискової пам'яті.

Класифікація за способом зберігання даних ділить БД на централізовані і розподілені. Вся інформація в централізованій БД зберігається на одному комп'ютері. Це може бути автономний ПК або сервер мережі, до якого мають доступ користувачі-клієнти. Розподілені БД використовуються в локальних і глобальних комп'ютерних мережах. В такому випадку різні частини бази зберігаються на різних комп'ютерах.

Третя ознака класифікації баз даних - за структурою організації даних. У розділі «Введення в інформаційне моделювання» говорилося про три способи організації даних: табличному, ієрархічному і мережевому. Бази даних, що використовують відповідний спосіб організації інформації, називаються реляційними (табличні БД), ієрархічними і мережевими БД.

Структура реляційної БД (РБД)

У базовому курсі інформатики розглядаються лише фактографічні реляційні бази даних. Це пов'язано не тільки з ограніченностио шкільного курсу, але і з тим фактом, що реляційний тип БД використовується сьогодні найбільш часто і є універсальним. Теоретично доведено, що будь-яка система даних може бути відображена за допомогою таблиць. Найпростіша реляційна БД містить одну таблицю, більш складна може складатися з безлічі взаємозалежних таблиць.

Структура таблиці обговорювалася в попередній темі і тому учням вже знайома: в різних рядках міститься інформація про різні об'єкти описуваної системи, а стовпці відповідають різним атрибутам цих об'єктів. У термінології реляційних баз даних рядка таблиці називаються записами, стовпці - полями. Сама назва «реляційна БД» походить від англійського слова «relaition», що перекладається як «відношення». Тут термін «відношення» розуміється як взаємозв'язок між полями таблиці. У реляционном підході таблиця називається відношенням.

Пояснення даного матеріалу слід проводити на конкретних прикладах. Як приклади в підручнику використовуються таблиці, розглянуті в § 8: «Домашня бібліотека», «Погода», «Успішність», «Факультативи». Слід підкреслити, що в базах даних кожна таблиця повинна мати своє ім'я. Вчителю буде зручно працювати, якщо ці таблиці винести на плакати.

Основні уявлення, які повинні бути закріплені учнями:

· Будь-яка таблиця містить в собі інформацію про деяку реальної системі (процесі) і, отже, є її інформаційною моделлю;

· Будь-яка запис в таблиці - інформація про конкретний об'єкт (подію) даної системи;

· Значення поля в кожному записі - це певна характеристика (властивість, атрибут) об'єкта.

Питання, що задаються учням для закріплення цих понять, повинні бути наступного характеру:

· Питання: «Інформація про яку систему міститься в таблиці« Успішність »?»

Відповідь: «Про певному класі школи».

· Питання: «Інформація про який об'єкт міститься в кожного запису цієї таблиці?»

Відповідь: «Про конкретному учневі».

· Питання: «Що позначають значення полів у записі?»

Відповідь: «Оцінки, отримані даним учнем з шкільних предметів».

Елементи РБД: первинний ключ; ім'я, значення і тип поля

Основні поняття, пов'язані е записами і полями: первинний ключ запису, ім'я поля, значення поля, тип поля.

Первинний ключ - це поле або сукупність полів, яке однозначно визначає запис в таблиці. Можна ще сказати так: первинний ключ - це ідентифікатор запису. У підручнику наведені приклади простих і складових ключів. У базах даних слово «ключ» має кілька вживань: ключ паска - поле, за значенням якого шукається запис в БД.

ключ сортування - поле, за значенням якого відбувається впорядкування записів. Тому ідентифікатор записів доводиться називати первинним ключем.

Вчителю важливо розуміти, що тема «Бази даних» містить в собі ряд вузлових питань, що мають фундаментальне значення для курсу інформатики в цілому. У цій темі учні вперше зустрічаються з поняттям величини. Надалі це поняття буде широко використовуватися в електронних таблицях, в алгоритмах і програмах. Величина - це окремий інформаційний об'єкт, який має власне ім'я і займає місце е пам'яті комп'ютера. З цієї точки зору поля є величинами. Кожне поле в таблиці має ім'я, для кожного поля визначено тип. Поняття типу величини пов'язано з трьома її властивостями:

· Безліччю значень, які може приймати величина;

· Безліччю операцій, які можна виконувати з цією величиною;

· Формою внутрішнього уявлення в пам'яті комп'ютера.

У більшості випадків в базах даних використовуються чотири основні типи: символьний, числовий, «дата» і логічний. Поле символьного типу може зберігати значення будь-якій послідовності символів; числові поля можуть містити цілі або дробові десяткові числа; дата - день / місяць / рік; логічні поля - значення логічних величин (так - ні, істина - брехня).

Необхідно звернути увагу учнів на таку обставину: символьне поле може складатися з цифр. З цієї причини іноді виникає плутанина з символьним і числовим типами. Щоб цього не відбувалося, потрібно дотримуватися наступного правила: якщо поле позначає порядковий номер або цифровий код, то йому потрібно призначати символьний тип. Якщо ж поле позначає кількість чогось або якусь розмірну величину, то це поле повинно мати числовий тип.

Значення числових полів можуть бути використані в обчисленнях. Іноді в умовах пошуку інформації присутні арифметичні вирази, операндами в яких можуть бути тільки значення числових полів. Обчислювальні операції з номерами і кодами зазвичай не мають сенсу. У той же час до символьних полях можна застосовувати операції відносин (менше, більше, так само і ін.) - Оскільки цифри в кодової таблиці розташовані в порядку зростання, то відносини між рядками, що складаються з цифр, збережуть математичний сенс. Наприклад, істинним буде ставлення "58"> "24". Однак якщо число цифр різний, то результат може виявитися невірним. Наприклад, ставлення "2" <"11" окажется ложным, хотя с математической точки зрения оно верное. Поэтому желательно выравнивать число знаков в цифровых строках добавлением нулей слева. Тогда отношение: "02" <"11" будет истинным.

В даному розділі вперше в курсі інформатики учні зустрічаються з логічним типом даних, з логічними величинами. Перше поняття про логічну величиною можна дати як відповідь на альтернативний питання. Наприклад: «Чи є дана книга в бібліотеці?», Або «Поступив абітурієнт до університету», або «На вулиці йде дощ?» І т. П. Відповідями на такі питання можуть бути тільки «так» або «ні». Синонімами є «істина», «брехня»; «'ше», «: ГА1-зе». Якщо поле таблиці буде приймати тільки такі значення, то йому призначається логічний тип.

Необхідно закріпити поняття «первинний ключ», «ім'я поля», «тип поля» на серії завдань.

Фактографічна БД містить короткі відомості про описувані об'єктах, представлені в строго визначеному форматі.

Документальна БД містить велику інформацію самого різного типу: текстову, графічну, звукову, мультимедійну.

Розподіленої називається база даних, різні частини якої зберігаються на різних комп'ютерах мережі.

Реляційні бази даних мають табличну організацію. Рядок таблиці називається запісио, стовпець - полем.

Таблиця має первинний ключ, який відрізняє записи один від одного. Ключем може бути одне поле (простий ключ) або кілька полів (складовою ключ).

Кожне поле таблиці має своє унікальне ім'я і тип. Тип визначає, якого роду інформація зберігається в поле і які дії з нею можна робити.

В БД використовуються чотири основні типи полів: числовий, символьний, логічний, «дата».

Вже багато разів говорилося про те, що будь-яку роботу комп'ютер виконує під керуванням програм. Значить, і для роботи з базами даних потрібне спеціальне програмне забезпечення. Таке програмне забезпечення називається системою управління базами даних або скорочено СУБД.

Програмне забезпечення, призначене для роботи з базами даних, називається системою управління базами даних (СКБД).

Системи, що працюють з реляційними базами даних, називаються реляційними СУБД. За допомогою реляційної СУБД можна працювати як з однотаблічной базою даних, так і з базою, що складається з безлічі пов'язаних між собою таблиць. Тут ми будемо розглядати тільки однотаблічную бази даних.

За допомогою СУБД ви будете створювати таблиці і зберігати їх на магнітному диску у вигляді файлів. Кожен файл має своє ім'я. Якщо ви самі створюєте таблицю і зберігаєте її у файлі, то самі ви і придумуєте ім'я для файлу. Якщо ж ви хочете працювати з уже готовою базою, то ви повинні дізнатися, в файлі з яким ім'ям, на якому диску і в якому каталозі вона зберігається.

Команда відкриття БД

Для того щоб почати роботу з підготовленою базою даних, потрібно відкрити файл, в якому вона зберігається.

Робиться це за допомогою команди відкриття файлу.

Примітка 1. В нашій книзі не буде описуватися робота з реальною СУБД. Їх багато, постійно з'являються нові. У різних СУБД різний інтерфейс, мова команд. Як правило, в них використовуються англійські терміни. Далі буде описуватися робота з деякої умовної (гіпотетичної) реляційної СУБД, «розуміє» команди російською мовою. Однак ця система володіє всіма основними властивостями реальних СУБД. При виконанні завдань в комп'ютерному класі вам належить стати «перекладачами» з мови гіпотетичної СУБД на мову реальної системи.

Ми будемо розглядати роботу з нашої гіпотетичної СУБД в режимі командного управління. Система виводить на екран запрошення користувачеві. Нехай в якості такого запрошення виводиться точка на початку командного рядка (багато СУБД саме так і працюють). Відразу після точки користувач повинен ввести команду з клавіатури.

Команда відкриття файлу з базою даних має такий формат:

відкрити <имя файла>

Наприклад, якщо файл має ім'я'аИ.ёМ, то відкривається він по команді:

Після відкриття файлу таблиця стала доступна для роботи з нею. Що можна робити з такою таблицею? Практично все, що завгодно:

· Додавати нові записи;

· Видаляти записи, що стали непотрібними;

· Змінювати вміст полів;

· Змінювати структуру таблиці: видаляти або додавати поля;

· Отримувати довідки, т. Е. Відповіді на запити.

Очевидно, останнє - обслуговування запитів для отримання довідкової інформації - це основна мета, заради якої створюється база даних.

У більшості випадків довідка - це теж таблиця з важливими користувача відомостями, вибраними з бази даних. Вона також складається з рядків і стовпців і може розглядатися як результат «вирізання» і «склеювання» фрагментів вихідної таблиці. Імітувати таку роботу СУБД можна за допомогою паперового листа з розкресленій і заповненою таблицею, ножиць і клею.

Команда вибірки інформації з бази даних з метою отримання довідки мають такий вигляд:

вибрати <список выводимых полей> де <условие выбора>

Примітка 3. Слова, що входять в формат команди (виділені жирним шрифтом), називають службовими словами.

Результат виконання команди виводиться на екран у вигляді таблиці. Якщо потрібно отримати на екрані всі рядки і стовпці, то команда виглядає наступним чином:

Слово «все» позначає висновок всіх полів таблиці; якщо умова вибору не вказано, значить, виводяться всі записи.

Таблиця 3.2. Результат вибірки двох полів з БД

· Система управління базами даних (СКБД) - це програмне забезпечення комп'ютера для роботи з базами даних.

· Таблиці БД зберігаються в файлах.

· Робота з базою даних починається з відкриття файлів.

· Довідка - це таблиця, яка містить цікаві для користувача відомості, витягнуті з бази даних.

· У команді отримання запиту на вибірку вказуються виводяться поля і умова вибору (умова, якому повинні задовольняти обрані записи).

1. Як розшифровується «СУБД»? Яке призначення цього виду програмного забезпечення?

2. Які СУБД називаються реляційними?

3. На якому пристрої і в якій формі зберігаються таблиці, створені за допомогою реляційної СУБД?

4. За якою команді (для розглянутої тут гіпотетичної СУБД) відбувається отримання довідкової інформації?

5. Як вивести на екран всю таблицю?

6. Як вивести на екран певні стовпці таблиці? Як реалізується така робота в термінах «вирізати», «склеїти»?

виконати: домашнє завдання № 8.

Домашнє завдання № 8

1. Дана таблиця бази даних «Автомобілісти»: