ª Domenii de aplicare a sistemelor informatice și a bazelor de date (DB).
Structura bazei de date relaționale (RDB).
Elementele RDB: cheia principală; numele, valoarea și tipul câmpului.
ª Definirea unui sistem de management al bazelor de date (DBMS); Moduri de funcționare DBMS.
ªContribuții pentru căutarea datelor.
ªContribuții pentru ștergerea datelor.
ªComisii de sortare.
Un alt exemplu este arhiva diferitelor documente. De exemplu, există arhive istorice, arhive de dosare, arhive de brevete pentru invenții și multe altele. Uneori aceste arhive ocupă clădiri întregi. Găsirea documentelor corecte în ele necesită eforturi considerabile. În plus, există arhive de filme, arhive de fotografii, arhive de înregistrări audio.
În zilele noastre, calculatoarele rezolvă problemele descrise.
Baza oricărui sistem informatic este o bază de date - o colecție organizată de date pe discuri magnetice. Elevii știu deja că informațiile de pe discuri sunt stocate ca fișiere. Prin urmare, prima concluzie care poate fi făcută cu privire la organizarea bazelor de date mari este că acestea necesită cantități mari de memorie pe disc.
Baza teoretică. Tema "Baze de date și sisteme informatice" este plină de concepte teoretice. Aceste concepte se intersectează cu alte linii de conținut ale cursului de bază: modelarea informației, reprezentarea informației (în special, informații logice). Dezvoltarea activă a teoriei bazelor de date a început în anii 1970. Un loc special în acesta este ocupat de teoria bazelor de date relaționale (RDB), dezvoltate de E. Codd. Elementele acestei teorii sunt considerate în subsecțiunea 10.3 a acestui manual.
Întrebările teoretice examinate în cadrul cursului de bază includ aspecte legate de clasificarea DB, structura RDB cu o singură masă.
Clasificarea prin metoda de stocare a datelor împarte baza de date în baze de date centralizate și distribuite. Toate informațiile din baza de date centralizată sunt stocate pe un singur computer. Acesta poate fi un PC autonom sau un server de rețea la care utilizatorii au acces. Bazele de date distribuite sunt utilizate în rețelele de calculatoare locale și globale. În acest caz, diferite părți ale bazei de date sunt stocate pe computere diferite.
Al treilea semn al clasificării DB este organizarea datelor. În secțiunea "Formalizarea și modelarea" au fost discutate trei metode de organizare a datelor: tabular, ierarhic și rețea. Bazele de date care utilizează modul adecvat de organizare a informațiilor sunt numite baze de date relaționale (baze de date tabele), baze de date ierarhice și de rețea.
În cursul de bază al informaticii, sunt luate în considerare numai bazele de date relaționale factuale. Acest lucru se datorează nu numai cursului școlar limitat, ci și faptului că tipul bazei de date relaționale este utilizat astăzi cel mai adesea și este universal. Este teoretic dovedit faptul că orice sistem de date poate fi reflectat folosind tabele. Cea mai simplă relație. Baza de date conține o masă, cu atât mai complexă poate fi un set de tabele interconectate.
Structura unei baze de date relaționale cu o singură masă. Forma tabulară a modelului de informare a fost discutată în subsecțiunea 10.1. Tabelul conține informații despre un anumit sistem de obiecte sau evenimente. Rânduri diferite conțin informații despre diferite obiecte ale sistemului descris, iar coloanele corespund diferitelor atribute ale acestor obiecte. În terminologia bazelor de date relaționale, rândurile unui tabel sunt numite înregistrări, coloanele fiind numite câmpuri. Numai denumirea de "bază de date relațională" provine din cuvântul englez "relație", care se traduce prin "atitudine". Aici termenul "relație" este înțeleasă ca relația dintre câmpurile mesei. În abordarea relațională, un tabel este numit relație.
Explicarea acestui material ar trebui să se facă pe exemple specifice. De exemplu, în manualul [15], diferitele tabele sunt folosite ca exemple: "Home Library", "Weather", "Progress", "Facultative". Trebuie subliniat faptul că în tabelele de date fiecare tabel ar trebui să aibă propriul nume. Profesorul va lucra confortabil dacă aceste mese sunt plasate pe afișe.
Ideile principale care trebuie stabilite de studenți:
• fiecare tabel conține informații despre un sistem real (proces) și, prin urmare, este modelul său de informare;
• orice intrare în tabel - informații despre un anumit obiect (eveniment) al sistemului;
• valoarea câmpului din fiecare înregistrare este o anumită caracteristică (proprietate, atribut) a obiectului.
Întrebările adresate de studenți pentru stabilirea acestor concepte ar trebui să aibă următoarea natură:
Întrebare: Informații despre care sistem se află în tabelul "Progres"?
Răspuns: Despre o anumită clasă de școală.
Întrebare: Informații despre obiectul care este cuprins în fiecare înregistrare a acestui tabel?
Răspuns: Despre un student particular.
Întrebare: Care sunt valorile câmpurilor din înregistrare?
Răspuns: note primite de acest student în subiectele școlare.
Conceptele de bază asociate cu înregistrările și câmpurile sunt cheia de înregistrare principală, numele câmpului, valoarea câmpului și tipul câmpului.
Cheia master este un câmp sau o colecție de câmpuri care identifică în mod unic intrarea din tabel. De asemenea, puteți spune acest lucru: cheia master este identificatorul înregistrării. În baza de date cuvântul „cheie“ are un număr de utilizări: o cheie de căutare - câmpul, a cărui valoare este solicitată de intrare în baza de date, tasta sortare - câmpul pe care valoarea o ordonare a înregistrărilor. Prin urmare, identificatorul înregistrărilor trebuie să fie numit cheia master.
Este important ca profesorul să înțeleagă că tema "bazei de date" conține o serie de aspecte-cheie care au o importanță fundamentală pentru cursul informatică în general. În acest subiect, elevii întâlnesc întâi noțiunea de magnitudine. În viitor, acest concept va fi utilizat pe scară largă în foi de calcul, algoritmi și programe. Valoare - acesta este un obiect de informații separat, având propriul nume și ocupând spațiu în memoria calculatorului. Din acest punct de vedere, câmpurile sunt cantități. Fiecare câmp din tabel are un nume, pentru fiecare câmp este definit un tip. Conceptul unui tip de cantitate este asociat cu cele trei proprietăți:
• setul de valori pe care o valoare le poate lua;
• un set de operațiuni care pot fi efectuate cu această valoare;
• formă de reprezentare internă în memoria calculatorului.
În majoritatea cazurilor, există patru tipuri de baze de date: caracter, numeric, dată și logică. Un câmp de tip caracter poate stoca valoarea oricărei secvențe de caractere; câmpurile numerice pot conține numere zecimale întregi sau fracționare; data - zi / lună / an; câmpuri logice - valori ale valorilor logice (da - nu, false - false, true - false).
În această secțiune, pentru prima dată în cursul informaticii, elevii se întâlnesc cu un tip de date logic, cu valori logice. Primul concept al unei valori logice poate fi dat ca răspuns la o întrebare alternativă. De exemplu: "Este această carte în bibliotecă?" Sau "A intrat solicitantul în universitate", sau "Este o ploaie în afara?", Etc. Răspunsurile la astfel de întrebări pot fi doar "da" sau "nu". Sinonimele sunt "adevăr", "minciună"; "Adevărat", "fals". Dacă câmpul tabel acceptă numai astfel de valori, atunci este atribuit un tip logic.
Trebuie consolidate conceptele "cheie de bază", "nume de domeniu", "tip de câmp" pe o serie de sarcini.
Sarcini de primul tip: având în vedere numele tabelului și lista câmpurilor, trebuie să specificați cheia principală și să determinați tipurile de toate câmpurile. Exemple din manual:
Aici folosim formularul tradițional pentru reprezentarea tabelelor (relațiilor) în teoria bazelor de date relaționale. Numele tabelului este scris în fața parantezelor, numele câmpurilor sunt enumerate în paranteze, separate prin virgule. Câmpurile cheie sunt subliniate. În acest sens, toate câmpurile sunt de tip caracter.
VITEZA (ZI, SEDIMENTARE, TEMPERATURĂ, UMIDITATEA PRESIUNII)
Aici câmpul DAY are tipul "date", SILK - tipul de caractere; TEMPERATURĂ, PRESIUNE și UMIDITATE - câmpuri numerice.
SUCCESIBILITATEA (STUDENT, RUSIA, CHEMISTRUL ALGEBRA, FIZICA,
Aici câmpul este un STUDENT de tip caracter, toate celelalte sunt numerice. Estimările au sens să fie determinate de un tip numeric, deoarece interogările pot utiliza calcule, de exemplu, căutarea după scorul mediu.
OPȚIONALE (LUCRĂTOR, GEOLOGIE, FLORINĂ, DANS)
Aici câmpul STUDENT are un tip de caractere, câmpurile rămase sunt de tip logic. Semnificațiile acestor domenii sunt răspunsurile la întrebări, indiferent dacă elevul participă la această opțiune.
Sarcini de tipul al doilea: domeniul bazei de date este definit; trebuie să titlul unei tabele, să definiți numele câmpurilor și tipurile acestora, să atribuiți o cheie principală. Desigur, această sarcină are de a face cu domeniul designului DB și din acest motiv este complicat. Prin urmare, nu este necesar să se solicite elevilor o anumită completitudine a deciziei. Este suficient să indice mai multe domenii relevante pentru subiect și să definească corect tipurile de câmpuri. De exemplu, doriți să definiți câmpurile, tipurile de câmpuri și cheile pentru „World“ bază de date „“ colegii de clasă, „filme“. Sunt posibile următoarele soluții (Tabelul 12.2):
Software-ul. După familiarizarea cu conceptele de bază legate de organizarea informațiilor în bazele de date relaționale, trebuie să continuați studiul software-ului conceput pentru a lucra cu bazele de date. Acest software se numește DBMS - sistem de gestionare a bazelor de date.
Pentru computerele personale, există o serie de baze de date relaționale. Din punct de vedere istoric, unul dintre primele astfel de sisteme a fost dBASE. Formatele de reprezentare a datelor utilizate în acest sistem, limba de prelucrare a datelor a devenit standard pentru un număr de DBMS ulterioare. Acestea includ FoxPro, Paradox; DBMS cu carate ruse Karat și Rebus, care lucrează în sistemul de operare MS-DOS. Pachetul Microsoft Office include DBMS-ul de acces relațional, care este din ce în ce mai studiat la școală.
Există două moduri în care un utilizator poate lucra cu o bază de date: lucrul cu programe de aplicație scrise în prealabil de către un programator într-un mediu DBMS și care lucrează direct cu DBMS. În perioada inițială de apariție și distribuire a bazelor de date, a fost utilizată doar prima metodă. Mai târziu, SGBD a început să apară, orientat spre a lucra cu utilizatorul. Pentru ei au fost create mediu interactiv convenabil, care permite utilizatorilor să pună în aplicare cu ușurință nevoilor dumneavoastră în baza de date: reface si modifica baza de date de căutare date cu privire la orice condiții, pentru a crea documentele contabile. Cea mai perfectă bază de date de acest tip este MS Access.
Diferitele școli folosesc diferite tehnici și software. Variantele de SGBD disponibile pot fi foarte diverse: de la instruirea RDB pentru UKNC la MS Access profesional pentru IBM PC. În diferite sisteme, modul în care interacționează utilizatorul cu DBMS este diferit - interfața cu utilizatorul. Există două moduri fundamentale diferite ale unei astfel de interacțiuni: introducerea de caractere a comenzilor și lucrul cu o coajă de dialog. Această situație este similară interacțiunii utilizatorului cu sistemul de operare MS-DOS: funcționează în modul linie de comandă sau funcționează prin shell-ul Norton Commander. Fiecare SGBD are propria limbă pentru descrierea datelor și limba de manipulare a datelor. Dacă utilizatorul trebuie să lucreze în modul de introducere a caracterelor după caractere, atunci trebuie să cunoască toate detaliile sintaxei limbii de comandă. Caseta de dialog este un mijloc de interfață de nivel superior. Cu toate acestea, trebuie să se înțeleagă că atunci când lucrează cu shell-ul, utilizatorul generează aceleași comenzi, atrăgând instrumente auxiliare: meniuri, bare de instrumente, sugestii etc.
Orice comandă este o informație care controlează executarea unui anumit tip de muncă. Ar trebui să conțină toate datele necesare pentru aceasta. De obicei, acesta este numele comenzii și setul de parametri. Din punct de vedere metodologic, este important ca elevii efectua operații cu baza de date pentru a înțelege: ceea ce este dat echipei care parametrii pentru punerea sa în aplicare se comunică sistemului.
De exemplu, pentru schema de acces DBMS, se disting următoarele moduri principale de operare:
• modul de lucru cu tabelul: "Tabel";
• modul de lucru cu cererile: "Solicitare";
• modul de lucru cu rapoartele: "Raport";
• Modul de lucru cu formularele: "Forma";
În manualul [15] nu există o descriere a niciunui SGBS. Se aplică următoarea tehnică metodică: se ia în considerare un sistem DBMS relațional ipotetic. Pentru aceasta, limbajul de comandă este definit, în care sunt folosite cuvinte oficiale rusești. Sistemul interacționează cu utilizatorul într-un mod de dialog: ecranul afișează o invitație sub forma unui punct (așa cum se procedează în dBASE și în alte DBMS-uri similare). Ca răspuns la invitație, utilizatorul introduce următoarea comandă de la tastatură. După executarea comenzii, invitația se repetă.
Principalele tipuri de sarcini care trebuie rezolvate. La fel ca majoritatea subiectelor de bază, studiul temei "Baze de date" poate apărea la diferite niveluri. Denumiți cele două nivele de studiu: minime și în profunzime. Sarcina primului nivel: de a oferi idei generale despre bazele de date, de a vă învăța cum să lucrați cu o bază de date finită: de a căuta informații; sortați, ștergeți și adăugați intrări. Sarcinile suplimentare ale celui de-al doilea nivel: introduceți elementele de bază ale designului bazei de date; învață cum să creezi o structură și să completezi baza de date.
Lucrul cu SGBD începe cu lansarea programului corespunzător, astfel încât elevii trebuie să arate unde este stocat programul și cum să îl execute pentru a fi executat.
Introducerea studenților la baza de date demonstrative, trebuie să acorde atenție faptului că, împreună cu tabelul de sine, o descriere a structurii sale este stocată în memoria calculatorului unde utilizatorul poate învăța câmpurile parametri: numele, tipul, dimensiunea, etc. În baza de date Access se face în „Tabelul - Designer. “.
Cereri de căutare de date. Sarcina principală a oricărui sistem informatic este căutarea de informații în baza de date. Căutarea este efectuată la cererea utilizatorului. În limba DSMS-ului ipotetic utilizat în manual [15], comanda de interogare are următoarea structură:
informații <список выводимых полей> pentru <условие поиска>
Ca rezultat al executării interogării, obținem un tabel constând din câmpurile specificate în comandă. Acest tabel include informații din acele înregistrări care satisfac condițiile de căutare. Condiția de căutare este o expresie booleană. Aici ne întâlnim cu o componentă fundamentală a acestui subiect al cursului - cu elementele de bază ale logicii matematice. Pe lângă aplicațiile aplicate în domeniul informaticii, acest subiect are o mare importanță educațională generală.
Aspectele metodologice ale studierii elementelor logicii matematice, aplicate în baza de date, sunt discutate în subcapitolul 8.4. De asemenea, au fost discutate modalități de prezentare a unor condiții de căutare simple și complexe în baza de date.
Pentru a lucra cu o anumită bază de date, profesorul introduce elevii la regulile pentru formarea unei comenzi de interogare în ea. Dacă nu există coajă de dialog și comenzile sunt specificate prin introducerea de caractere, atunci trebuie să descrieți sintaxa comenzilor, acordând atenție tuturor detaliilor. De exemplu, în limba dBASE de comandă afișează intrările din baza de date „Biblioteca“, cu privire la cărțile lui Lev Tolstoi, în picioare pe raftul al treilea, după cum urmează:
Afișare pentru AVTOR = "Tolstoy LN" .si. POLKA = 3
Când se utilizează shell-ul de dialog (de exemplu, lucrează în modul asistent în RDBMS), comanda se formează în dialog. Sistemul îi spune utilizatorului fiecare pas și oferă un meniu pentru selectarea elementului următor al comenzii. În acest caz, utilizatorul vede comanda generată pe ecran.
În DBMS de acces, proiectantul interogării este folosit pentru a crea interogări. Comanda este ascunsă de utilizator. Lucrul cu designerul necesită anumite abilități care ar trebui să fie practicate în cadrul exercițiilor. Este recomandabil să se procedeze după cum urmează: executarea oricăror date de căutare de locuri de muncă în baza de date pentru a începe o înregistrare într-un notebook comenzi într-o bază de date ipotetic, și apoi merge la modul de creare de interogare pentru a proba în mod corespunzător completați constructorului.
Baza de date Access utilizează un mod tabular de prezentare a termenilor de căutare. În celulele tabelului de designer de interogare, condițiile sunt suprapuse pe valorile câmpurilor corespunzătoare. Condițiile într-o singură linie trebuie îndeplinite simultan, adică sunt conectate prin operația AND; condițiile în linii diferite sunt conectate prin operația OR. Filtru TABLE joacă un rol în selectarea înregistrărilor din baza de date, înregistrările care satisfac condițiile din primul rând, înregistrările apoi la acesta se adaugă că îndeplinesc condițiile enunțate la rândul al doilea, etc. selectat mai întâi
Să revenim la exemplul din sub-secțiunea 8.4. Considerăm un DB formal, reprezentat de următorul tabel (Tabelul 12.3):
Trimiteți-le prietenilor: