Методика преподавания информатики (стр. 79 )

Структура однотабличной реляционной БД. О табличной форме информационной модели речь шла в подразделе 10.1. Таблица содержит информацию о некоторой системе объектов или событий. В разных строчках содержится информация о разных объектах описываемой системы, а столбцы соответствуют различным атрибутам этих объектов. В терминологии реляционных баз данных строки таблицы называются записями, столбцы — полями. Само название «реляционная БД» происходит от английского слова «relation», что переводится как «отношение». Здесь термин «отношение» понимается как взаимосвязь между полями таблицы. В реляционном подходе таблица называется отношением.

Объяснение данного материала следует проводить на конкретных примерах. Например, в учебнике [15] в качестве примеров используются разнообразные таблицы: «Домашняя библиотека», «Погода», «Успеваемость», «Факультативы». Следует подчеркнуть, что в базах данных каждая таблица должна иметь свое имя. Учителю будет удобно работать, если эти таблицы вынести на плакаты.

Основные представления, которые должны быть закреплены учениками:

• всякая таблица содержит в себе информацию о некоторой реальной системе (процессе) и, следовательно, является ее информационной моделью;

• всякая запись в таблице — информация о конкретном объекте (событии) данной системы;

• значение поля в каждой записи — это определенная характеристика (свойство, атрибут) объекта.

Вопросы, задаваемые ученикам для закрепления этих понятий, должны быть следующего характера:

Вопрос: Информация о какой системе содержится в таблице «Успеваемость»?

Ответ: Об определенном классе школы.

Вопрос: Информация о каком объекте содержится в каждой записи этой таблицы?

Ответ: О конкретном ученике.

Вопрос: Что обозначают значения полей в записи?

Ответ: Оценки, полученные данным учеником по школьным предметам.

Основные понятия, связанные с записями и полями: главный ключ записи, имя поля, значение поля, тип поля.

Главный ключ — это поле или совокупность полей, которое однозначно определяет запись в таблице. Можно еще сказать так: главный ключ — это идентификатор записи. В базах данных слово «ключ» имеет несколько употреблений: ключ поиска — поле, по значению которого ищется запись в БД, ключ сортировки — поле, по значению которого происходит упорядочение записей. Поэтому идентификатор записей приходится называть главным ключом.

Учителю важно понимать, что тема «Базы данных» содержит в себе ряд узловых вопросов, имеющих фундаментальное значение для курса информатики в целом. В этой теме ученики впервые встречаются с понятием величины. В дальнейшем это понятие будет широко использоваться в электронных таблицах, в алгоритмах и программах. Величина — это отдельный информационный объект, имеющий собственное имя и занимающий место в памяти компьютера. С этой точки зрения поля являются величинами. Каждое поле в таблице имеет имя, для каждого поля определен тип. Понятие типа величины связано с тремя ее свойствами:

• множеством значений, которые может принимать величина;

• множеством операций, которые можно выполнять с этой величиной;

• формой внутреннего представления в памяти ЭВМ.

В большинстве случаев в базах данных используются четыре основных типа: символьный, числовой, дата и логический. Поле символьного типа может хранить значение любой последовательности символов; числовые поля могут содержать целые или дробные десятичные числа; дата — день/месяц/год; логические поля — значения логических величин (да — нет, лстина — ложь, true — false).

В данном разделе впервые в курсе информатики ученики встречаются с логическим типом данных, с логическими величинами. Первое понятие о логической величине можно дать как ответ на альтернативный вопрос. Например: «Имеется ли данная книга в библиотеке?», или «Поступил ли абитуриент в университет», или «На улице идет дождь?» и т. п. Ответами на такие вопросы могут быть только «да» или «нет». Синонимами являются «истина», «ложь»; «true», «false». Если поле таблицы будет принимать только такие значения, то ему назначается логический тип.

Необходимо закрепить понятия «главный ключ», «имя поля», «тип поля» на серии заданий.

Задания первого типа: дано имя таблицы и перечень полей, требуется указать главный ключ и определить типы всех полей' Примеры из учебника:

БИБЛИОТЕКА (НОМЕР, АВТОР, НАЗВАНИЕ, ГОД, ПОЛКА)

Здесь использована традиционная форма для представления таблиц (отношений) в теории реляционных баз данных. Перед скобками записано имя таблицы, в скобках через запятую перечислены имена полей. Ключевые поля подчеркиваются. В данном отношении все поля символьного типа.

ПОГОДА (ДЕНЬ, ОСАДКИ, ТЕМПЕРАТУРА, ДАВЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТЬ)

Здесь поле ДЕНЬ имеет тип «дата», ОСАДКИ — символьный тип; ТЕМПЕРАТУРА, ДАВЛЕНИЕ и ВЛАЖНОСТЬ - числовые поля.

УСПЕВАЕМОСТЬ (УЧЕНИК, РУССКИЙ, АЛГЕБРА ХИМИЯ, ФИЗИКА,

ИСТОРИЯ, МУЗЫКА)

Здесь поле УЧЕНИК символьного типа, все остальные — числового. Оценки имеет смысл определить числовым типом, так как в запросах могут использоваться вычисления, например, поиск по среднему баллу.

ФАКУЛЬТАТИВЫ (УЧЕНИК. ГЕОЛОГИЯ, ЦВЕТОВОДСТВО, ТАНЦЫ)

Здесь поле УЧЕНИК имеет символьный тип, остальные поля логического типа. Значения этих полей — ответы на вопросы, посещает ли ученик данный факультатив.

Задания второго типа: определена предметная область базы данных; требуется озаглавить таблицу, определить имена полей и их типы, назначить главный ключ. Конечно, эта задача имеет отношение к области проектирования БД и уже по этой причине сложная. Поэтому требовать от учеников какой-то полноты ее решения не следует. Достаточно, чтобы они указали несколько полей, имеющих отношение к данной теме, и правильно определили типы полей. Например, требуется определить поля, типы полей и ключи для баз данных «Страны мира», «Одноклассники», «Кинофильмы». Возможны следующие решения (табл. 12.2):

Таблица 12.2

СТРАНЫ_МИРА	ОДНОКЛАССНИКИ	КИНОФИЛЬМЫ
СТРАНА — символьный СТОЛИЦА — символьный ГШОШАДЬ — числовой НАСЕЛЕНИЕ — числовой ПОСЕЩАЛ — логический	ФАМИЛИЯ — символьный ИМЯ — символьный АДРЕС — символьный ТЕЛЕФОН — символьный РОДИЛСЯ — дата	НАЗВАНИЕ — символьный СТРАНА — символьный ЖАНР — символьный РЕЖИССЕР — символьный ДУБЛИРОВАН - логический

Программное обеспечение. После знакомства с основными понятиями, относящимися к организации информации в реляционных БД, следует перейти к изучению программного обеспечения, предназначенного для работы с базами данных. Такое программное обеспечение называется СУБД — система управления базами данных.

Для персональных компьютеров существует целый ряд СУБД реляционного типа. Исторически одной из первых таких систем была dBASE. Используемые в этой системе форматы представления данных, язык обработки данных стали стандартом для ряда последующих СУБД. К ним относятся FoxPro, Paradox; СУБД с русифицированными оболочками Карат и Ребус, работающие в операционной системе MS-DOS. В состав пакета Microsoft Office входит реляционная СУБД Access, все чаще изучаемая в школе.

Существует два способа работы пользователя с базой данных: работа с помощью прикладных программ, заранее составленных программистом в среде СУБД, и работа путем непосредственного взаимодействия с СУБД. В начальный период появления и распространения баз данных использовался только первый способ. Позже стали появляться СУБД, ориентированные на работу с пользователем. Для них были созданы удобные диалоговые оболочки, позволяющие пользователю легко реализовывать свои потребности в работе с базой данных: пополнять и изменять базу, осуществлять поиск данных по любым условиям, создавать отчетные документы. Наиболее совершенной СУБД такого типа является MS Access.

В разных школах используется разная техника и программное обеспечение. Варианты доступных СУБД могут быть самыми разнообразными: от учебной РБД для УКНЦ до профессиональной MS Access для IBM PC. В различных системах различается способ взаимодействия пользователя с СУБД — пользовательский интерфейс. Есть два принципиально различных режима такого взаимодействия: посимвольный ввод команд и работа с диалоговой оболочкой. Эта ситуация подобна взаимодействию пользователя с операционной системой MS-DOS: работа в режиме командной строки или работа через оболочку Norton Commander. У всякой СУБД существует свой язык описания данных и язык манипулирования данными. Если пользователю приходится работать в режиме посимвольного ввода команд, то он должен знать все подробности синтаксиса командного языка. Диалоговая оболочка — средство интерфейса более высокого уровня. Однако следует понимать, что, работая с оболочкой, пользователь формирует те же самые команды, привлекая вспомогательные средства: меню, панели инструментов, подсказки и пр.

Любая команда — это информация, управляющая выполнением определенного вида работы. Она должна содержать все необходимые данные для этого. Обычно это имя команды и набор параметров. С методической точки зрения важно, чтобы ученики, выполняя любые действия с БД, понимали: какая отдается команда, какие параметры для ее выполнения должны быть сообщены системе.

Изучение конкретной СУБД следует проводить по стандартной методической схеме: «среда — режимы работы — система команд — данные». В отличие от интерфейса текстовых или графических редакторов, интерфейсы различных СУБД менее унифицированы. Поэтому здесь трудно давать обобщенное описание. Адаптацию к конкретной системе должен выполнить учитель. Как всегда в таких случаях, нужно привлекать дополнительную литературу: пособия, справочники, методички.

Например, для СУБД Access различаются следующие основные режимы работы:

• режим работы с таблицей: «Таблица»;

• режим работы с запросами: «Запрос»;

• режим работы с отчетами: «Отчет»;