Създаване на бази данни: Проектиране на структурата

Необходими технически и технологични средства: Компютърна лаборатория с компютърни работни места за всички ученици, съответния софтуер за темата: Microsoft Office Access.

Дидактически материали: Бяла дъска, маркер, учебник, тетрадки

Цели на урока:

• Образователни цели:
  1. Учениците да придобият основни знания за моделите базите от данни и в частност видове бази данни (мрежови, йерархичен и релационен), същност на моделите на бази данни, приложението им в сферата на обществения живот, основни обекти в бази данни, етапи при разработване на бази данни.

• Възпитателни цели:
  1. Формиране на интерес към информационните технологии
  2. Да са мотивиране за изучаване на новата тема
  3. Осъществяване на нравствено и естетическо възпитание
  4. Осъзнаване необходимостта от използването на новите знания в различни сфери от житейския и социалният живот

• Практически цели:
  1. Да научат основните модели за изграждане на бази данни
  2. Да научат връзките между основните модели
  3. Да научат основните обекти
  4. Да научат основните елементи в релационна база от данни
  5. Да научат етапите на разработване на бази данни

Нови понятия: йерархичен, мрежови, релационен модел, таблица, запис, поле, първичен ключ, селекция, проекция, релациониране, таблица, формуляр, заявки, отчети, макроси, модули.

Използвани методи:

• Устно изложение: разказ, обяснение

План на урока:

1. Основни модели за изграждане на бази данни и връзките между тях.

а) йерархичен модел – данните са представени под формата на дърво, съставено от корен и възли(листа)

б) мрежови модел – данните са свързани в мрежа

в) релационен модел – данните се съхраняват във вид на таблица или още релация.

Основни елементи

• • таблица – съставена от колони и редове
  • запис – ред в таблицата
  • поле- колона в таблицата
  • първичен ключ – поле, което идентифицира еднозначно всеки запис

Основни функции

• • селекция – функция за избиране на редове от таблицата
  • проекция – функция за избиране на полета от таблицата
  • релациониране –функция за свързване на данни от няколко таблици

2. Основни обекти в базите данни

а) таблица (Tables)

б) формуляри (Forms)

в) заявки (Queres)

г) отчети (Reports)

д) макроси (Makros)

е) модули

3. Етапи при разработване на бази данни

3.1 Постановка на задачата

3.2 Анализ

3.3 Проектиране

3.4 Създаване

3.5 Експлоатация

Ход на урока:

1. Основни модели за изграждане на БД и връзките между тях.

Основните модели за изграждане на БД са йерархичен, мрежови и релационен.

а) йерархичен модел – данните са представени под формата на дърво, съставено от корен и възли(листа)

Йерархичния модел организира информацията като структурира повтарящите се групи в нея. Йерархичната БД се състои от подредено множество последователности или по-точно от множество екземпляри на един и същи тип дърво. Зависимите една от друга поредици от данни се разглеждат като самостоятелни единици. Използването им става чрез търсещ ключ на по-горно ниво.

Проектът за първата система за бази данни е бил започнат с цел управление на данните за програмата Аполо на НАСА. Данните в тази програма са били организирани йерархично, в съответствие с директорийната организация на данните във файловите системи.  С времето били забелязани редица проблеми, които възникват при използването на данни организирани по този начин. Един от основните проблеми е необходимостта от повтаряне на една и съща информация на различни нива. За това в днешни дни този тип организация почти не се използва. Самата концепция за бази данни възниква през 60-те години с реализацията на IMS, продукт на IBM, осигуряващ управлението на данни организирани в йерархии.

б) мрежови модел – данните са свързани в мрежа

Мрежовият модел е възникнал като мярка за справяне с проблемите на йерархичния модел. Той предоставя възможност за установяване на връзки от тип 1 към N между различните нива на йерархията. Връзките могат да съществуват без никакви ограничения. За да се открият определени данни в база организирана по този начин е необходимо да се познава целия път на достъп до тях. Поради тази причина информационните системи използващи мрежови бази са зависими от структурата на данните в тях. Мрежовият модел на базите от данни е измислен от Чарлс Бейчман. През 1973 той получава награда на Тюринг за този мрежови модел.

в) релационен модел – данните се съхраняват във вид на таблица или още релация.

Основни елементи

• • • таблица – съставена от колони и редове
    • запис – ред в таблицата
    • поле- колона в таблицата
    • първичен ключ – поле, което идентифицира еднозначно всеки запис
      

Основни функции

• • селекция – функция за избиране на редове от таблицата
  • проекция – функция за избиране на полета от таблицата
  • релациониране –функция за свързване на данни от няколко таблици

MS Access  е програмен продукт, предназначен за създаване на релационни БД. Файловете в MS Access са с разширение *.mdb.

През 1970 година, когато системите базирани на йерархичния и мрежовия модел са били в разгара на развитието си, Едгард Франк Код публикува статия, в която предлага разнородните данни да се съхраняват в таблици, което ще позволи да се установят връзки между тях. В днешно време този модел е масово разпространен, но през 1970 година тази идея е смятана за интелектуален куриоз. Смятало се, че тези таблици не биха могли да бъдат ефективно управлявани от компютър. Този скептицизъм не успял да спре проучванията на Е. Ф. Код. Един от първите прототипи на система за управление на релационни бази от данни (СУРБД) е бил създаден в лабораториите на IBM.

От 80-те години насам, тази идея се развила и била приета в индустрията. През 1987 г. езикът за заявки към бази от данни, SQL, е стандартизиран. В днешно време, релационният модел е най-масово използвания в системите за управление на бази от данни.

2. Основни обекти в базите данни

а) таблица(Tables) – в таблицата се съхраняват данни, тематично обособени и характеризиращи обект, дейност или др. Всяка таблица съдържа полета(колони), в които се съхраняват конкретни характеристики на група обекти(напр. име, адрес, телефон) и записи(редове), в които се съдържа цялата информация за даден обект.

б) формуляри(Forms) – предназначени са за разглеждане на данните от отделните таблици и добавяне на нови записи. Добре проектираните формуляри улесняват въвеждането на данни и правят работата с бази данни по-достъпна за обикновения потребител

в) заявки(Quires) – обект, който предоставя потребителски изглед на данни от една или няколко таблици. С тяхна помощ може да се прави: избор на данни, удовлетворяващи дадено условие; актуализация на данните; вмъкване или изтриване на данни; създаване на нова таблица с данни или повече съществуващи таблици.

г) отчети(Reports) – обект създадена за форматиране, изчисляване, отпечатване и обобщаване на избраните данни. С помощта на отчетите могат да се проектират и отпечатват адресни етикети и серийни писма.

д) макроси (Macros) – последователност от команди за автоматизиране на често използвани операции

е) модули – съдържат описание на процедури за обработване на данните на език за програмиране Visual Basic.

3. Етапи при разработване на база данни

Постановка на задачата – извършва се от възложител(лице или организация), който определя данните и дейностите с тях в създаваната база от данни

1. Анализ – определят се участващите информационни обекти(данни), техните характеристики, връзки и операции, в които участват
2. Проектиране – определя се табличната структура – таблиците и полетата      (имена и тип) на всяка таблица
3. Създаване – проектира се структурата на базата от данни и се въвеждат данни с помощта на конкретна СУБД
4. Експлоатация – чрез създадените средства потребителите въвеждат, редактират и използват създадената база от данни