Урок 12. Основные понятия об ИС и БД

Проблемный вопрос: как организовать хранение огромного количества данных так, чтобы можно было легко находить указанные данные. Пример - библиотека: множество книг стоят на полках …. Как найти нужную?
Можно ли для этого использовать компьютер?

Откуда и каким образом в интернете появились базы данных, в которых поисковые системы ищут ответы на наши вопросы?

Материалы по теме смотрите на странице

и презентацию К.Ю. Полякова

Дата проведения занятия 9.12.21

Информационные системы

Информационная система (ИС) в широком смысле - это аппаратные и программные средства, предназначенные для того, чтобы своевременно обеспечить пользователей нужной информацией.
База данных (БД)  это специальным образом организованная совокупность данных о некоторой предметной области, хранящаяся во внешней памяти компьютера.
Система управления БД (СУБД) - это программные средства, которые позволяют выполнять все необходимые операции с БД 

В середине ХХ века  были предложены следующие принципы  проектирования табличных БД:

,
• Каждая таблица описывает один класс объектов;
• Порядок расположения полей в таблице не имеет значения;
• Все значения одного поля относятся к одному типу данных;
• В таблице нет двух одинаковых записей;
• Порядок расположения  записей в таблице не имеет значения.

1. Классификация ИС 
2. Транзакция

Основные определения из предыдущих слайдов запишите в тетрадь.
Понятия БД тесно связаны с понятиями классификации объектов.
Классификация множества объектов помогает установить связи и закономерности внутри этого множества, построить модель, а следовательно изучить. 

БД – и есть компьютерная модель, построенная после проведения классификации. 
Структурирование данных - процесс, приводящий к определенной форме записи данных об объектах предметной области (класса)

Таблицы. Основные определения 

• Поле – простейший объект БД, предназначенный для хранения значений параметра описываемого объекта.
• Структура записи - совокупность логически связанных полей, характеризующих параметры реального объекта.
• Запись – совокупность логически связанных полей, характеризующих свойства описываемого объекта
• Таблица - совокупность записей одной структуры. В зависимости от структурирования данных в БД может быть несколько таблиц.
• Ключ - поле или комбинация полей, однозначно определяющая запись.
  В СУБД Base в качестве ключа обычно используют тип «Целое [INTEGER]».- 

На практике работаем с  СУБД в приложении LibreOffice.org Base

Практическая работа 1а

Практическая работа 1б

Урок 23. Создание запросов

Фильтрация данных
Запросы 

Пользователю любой информационной системы в первую очередь важно иметь возможность выбрать из БД ту информацию, которая ему нужна в данный момент. Для этого используются запросы.
Запрос - это объект БД, которым мы пока не пользовались.

Запрос - это обращение к СУБД для отбора записей или других операций с данными.

Рассмотрим построение запросов на примере БД БОРЕЙ

Чтобы построить запрос, перейдем на вкладку Запросы, выберем в области Задачи вариант Создать запрос в режиме Дизайна.Перед нами откроется окно Конструктора запросов. Оно выглядит так, как показано на этом рисунке.

Это окно состоит из двух частей. В нижней части находится бланк запроса (обведен зеленым цветом).
В верхней части находится рабочее поле, в которое можно добавлять таблицы, из которых отбираются данные для запроса (Таблица Сотрудники обведена красным цветом).








На рисунке показан бланк, заполненный для формирования такого запроса:
"Вывести страну проживания, фамилии, имена, адреса всех сотрудников из Москвы, должность которых называется Представитель"

После того, как бланк запроса заполнен, следует сохранить запрос и затем запустить на выполнение. Вот как выглядит результат работы этого запроса

Прежде, чем начать составлять запросы, изучите алгоритм формирования запросов

Практическая работа 3. Запросы для БД Борей без параметров

 

Урок 20-21. Многотабличная база данных

Теория

БД – компьютерная модель, построенная после проведения классификации объектов

Таблица описывает множество объектов с одинаковыми параметрами (число и названия параметров — одинаковы).
Каждая строка (запись) описывает один объект, т. е. содержит в полях значения параметров.
Поле имеет имя и определенный тип. Все поля с одним именем имеют одинаковый тип. Имя и Тип поля задаются при создании таблицы. Некоторые поля могут быть обязательны для заполнения, а другие нет.
Поле содержит данное определенного типа с определенными свойствами

Тип данных — определяет множество значений, которые может принимать данное поле в различных записях.Свойства поля — длина, формат значение по умолчанию.

СУБД проверяет вводимое в поле данное на соответствие установленному типу и свойствам (целостность по данным).
В LibreOffice Base используются около 20 типов. Их можно разделить на 5 категорий:

• числовой (число натуральное, целое, десятичное, двоичное и другие)
• символьный (текст — одна строка и несколько) 
• дата/время (дата, время)
• логический
• картинка

Записи о разных объектах должны обязательно чем-то отличаться, чтобы иметь возможность выбирать точно нужную запись. Для этого в каждой записи должно быть поле, которое имеет уникальное значение. Такое поле называют ключом или первичным ключом. (слайд 13 - Презентация)
В СУБД Base предлагается создать это поле, если разработчик не создал его сам — это поле ID. Ключ, который добавляется автоматически, называют суррогатным. Это поле обязательно имеет тип INTEGER и должно заполняться автоматически.

Многотабличные БД

Однотабличные БД неудобны, т.к. при большом количестве параметров будут повторяться поля (слайды 22-26 - презентация).
Удобнее классифицировать сведения об объектах и создать несколько таблиц - для каждого класса. При создании многотабличной БД между таблицами устанавливаются связи. Связь устанавливается только между парой таблиц.  

Внешний ключ - это неключевое поле таблицы, связанное с ключевым полем другой таблицы (слайды 23 - 25  презентация). 

Что делать при удалении одной записи? Виды связей.
(слайды 26-30 презентация)

Практическая работа

Урок 18. Информационные системы.Основные понятия. Базы данных

Проблемный вопрос: как организовать хранение огромного количества данных так, чтобы можно было легко находить указанные данные. Пример - библиотека: множество книг стоят на полках …. Как найти нужную?
Можно ли для этого использовать компьютер?

Откуда и каким образом в интернете появились базы данных, в которых поисковые системы ищут ответы на наши вопросы?

Материалы по теме смотрите на странице

и презентацию К.Ю. Полякова

Информационные системы

1. Основные понятия 
2. Классификация ИС 
3. Транзакция

Основные определения из предыдущих слайдов запишите в тетрадь.
Понятия БД тесно связаны с понятиями классификации объектов.
Классификация множества объектов помогает установить связи и закономерности внутри этого множества, построить модель, а следовательно изучить.

Структурирование данных - процесс, приводящий к определенной форме записи данных об объектах предметной области (класса)

БД – и есть компьютерная модель, построенная после проведения классификации.

Таблицы. Основные определения 

Основные определения запишите в тетрадь:

• Поле – 
• Структура записи 
• Запись – 
• Таблица - 
• Ключ - 

На практике работаем с  СУБД в приложении LibreOffice.org Base

Практическая работа 1
Практическая работа 1а

Урок 3. Облачный офис. Таблицы

Приложение Таблицы может быть использовано для сбора, организации и анализа данных в одном документе.
Дополнительные инструменты (функции), которые включены в приложение Таблицы, позволяют сортировать, форматировать, исследовать и визуализировать информацию в виде графиков.

В 9-м классе у вас был курс Моделирование в Электронных таблицах. Сегодня мы вспомним, как создавать таблицы для  расчетов по с разными исходными данными.

О структуре документа Таблица
Таблица состоит из фиксированных столбцов и строк. На пересечении столбца и строки образуется ячейка, которая имеет фиксированное имя.
Такая ячейка таблицы есть переменная с определенным именем.

Рассмотрим задачу 3.19. Оценки за контрольную работу из задачника по моделированию стр 95.

В исходной таблице представлены результаты контрольной работы. Нужно для этих данных вычислить средний балл, количество двоек, троек, четверок и пятерок.

Компьютерную модель  создаем в приложении Таблицы.
Справочные материалы о создании, изменении и форматировании таблиц собраны здесь.

Практическое задание 

Создание форм

• СУБД позволяют построить удобный интерфейс для пользователя, предоставив ему возможность вводить, изменять, удалять записи с помощью диалоговых окон, которые называются формами. 
• Форма создается на основе таблицы или запроса. Форму можно строить вручную или с помощью специальной программы - Мастера форм.
• Посмотрите, как может выглядеть форма для таблицы Предметы из БД Расписание

• Обычно в форму переносятся все поля таблицы, на основе которой построена форма. Дополнительно форма может содержать списки выбора, текстовые поля, графические объекты.
• Продолжаем создавать БД Расписание.

Практическая работа 2. Создание и редактирование форм БД Расписание

Разработка реляционной БД Расписание

I этап. Постановка задачи

Создаваемая БД должна моделировать составление расписания уроков в школе.
БД должна содержать сведения о количестве и продолжительности уроков, о преподаваемых дисциплинах (предметах), о преподавателях, ведущих определенные дисциплины, о расписании уроков в школе

II этап. Проектирование БД «Расписание»

В рассматриваемой предметной области выделяем следующие классы объектов: дни недели, уроки, классы, предметы, преподаватели, расписание уроков 

Каждый класс объектов выделяем в отдельную таблицу.

При построении каждой таблицы вводим суррогатный ключ

БД должна содержать таблицы:

• Таблица ДниНедели – перечень всех дней недели. (Первичный ключ – IDДняНедели)
• Таблица Уроки – сведения о начале, завершении уроков с 1 по 7. (Первичный ключ – IDУрока)
• Таблица Классы – сведения о классах школы. (Первичный ключ – IDКласса)
• Таблица Предметы – сведения о преподаваемых дисциплинах. (Первичный ключ – IDПредмета)
• Таблица Преподаватели – сведения о преподавателях школы. (Первичный ключ – IDПреподавателя)
• Таблица Расписание – показывает на каком уроке, для какого класса, какой предмет преподает конкретный преподаватель. (Первичный ключ –  IDРасписания)

БД должна содержать по одной форме для каждой таблицы (требования будут изложены позднее)

БД должна содержать запросы, позволяющие извлекать информацию по определенным критериям. (Список запросов необходимо разработать позднее).

БД будет иметь реляционную структуру и работать под управлением СУБД LibreOffice Base.
Практическая работа 1. Создание таблиц БД Расписание

СУБД. Целостность данных. Проектирование БД

Теория (тезисы)
Смотрим презентацию

Физическая целостность БД (слайд 20)

Защиту БД от разрушения при отказе оборудования обеспечивает использование транзакций при внесении изменений.

Периодически администраторы делают резервную копию всех данных на дисках и ведут журнал изменений

Логическая целостность БД (слайд 20)

• Каждое поле имеет свой тип
• некоторые поля объявляются обязательными для заполнения
• вводятся условия, которые должны выполняться для значений отдельных полей
• для сложных данных используются шаблоны ввода
• вводятся условия, которые должны выполняться  для группы полей

Ссылочная  целостность БД (слайды 26- 30)

При связывании таблиц, происходит дополнительная проверка при вводе данных. Нельзя ввести в связанное поле основной таблицы несуществующее значение главной таблицы. Также нельзя удалять запись из главной таблицы, если значение связанного поля используется в подчиненной таблице.
В СУБД  при установлении связи с помощью Конструктора связей, включается Механизм поддержки целостности данных.

Целостность данных означает:

• В связанное поле подчиненной таблицы можно вводить только те значения, которые имеются в связанном поле главной таблицы.
• Из главной таблицы нельзя удалить запись, у которой значение связанного поля совпадает хотя бы с одним значением того же поля в подчиненной таблице.

Разработка БД

Разработка БД заключается в создании с помощью СУБД таблиц, описывающих объекты и свойства выбранной предметной области, установление связей между таблицами, необходимых для получения информации об объектеах в соответствии с требованиями заказчика, создания дополнительных объектов СУБД для удобной и эффективной работы с БД. Разработка — сложный процесс, требующий тесного взаимодействия с заказчиком.

Этапы проектирования БД

• I этап. Постановка задачи - описание предметной области, классов объектов, их свойства.
• II этап. Проектирование БД — перечисление таблиц, полей и типов полей. Определение связей между таблицами.
• III. Синтез компьютерной модели — построение БД в среде СУБД — создание таблиц и связей между ними.

Практическая работа

Практическая работа 2

Работы выполнять в тетради для к/р

Облачный офис

Особенности загрузки файлов на диск

При загрузке файла он может быть преобразован в формат документов Google или не преобразован.

На картинке видно, что преобразование отключено.

Если документ преобразован, то его можно редактировать в приложениях Google.
Если документ не преобразован, то его нельзя редактировать в приложениях Google, а можно только скачивать. Оставлять без преобразования рекомендуется графику, архивы, программы на языке программирования, документы в формате PDF.

На картинке перечислены параметры загрузки:

  

Настройку параметров загрузки следует делать один раз.  Важно указать, что необходимо каждый раз спрашивать, нужно ли преобразование. 

Влияние настройки сказывается при загрузке следующего файла.

 Сегодня вы поработаете с презентациями и электронными таблицами.

Практическое задание на 18.09 и домашнее задание к 25.09