Теоретичні відомості та методичні рекомендації

Теорія баз даних – важливий розділ сучасної інформатики. Їх широке використання в різних галузях людської діяльності робить актуальним вивчення даної теми. Розвиток науки і виробництва обумовив різке зростання кількості різноманітних повідомлень, у зв'язку з чим питання про їх збереження та опрацювання постали досить гостро. Можна виділити об'єкти, які мають однакові властивості, що дає можливість об'єднувати їх в окремі групи. Групування об'єктів за певними ознаками значно полегшує пошук та відбір потрібних даних.

Вивчення систем управління базами даних можна поділити на дві частини: спочатку доцільно навчити учнів працювати з готовою базою даних для розуміння основних понять, властивостей об'єктів та операцій над ними. Далі можна приступати до вивчення можливостей використання конкретної системи управління базами даних (СУБД) та створення власних баз даних (БД). Після вивчення теми можна запропонувати творчу або проектну роботу на проектування баз даних, що є достатньо складним завданням, але разом з тим і творчим, і саме тому цікавим для більшості учнів.

Поняття баз даних учням відоме інтуїтивно. Вони можуть пояснити зміст слова «база», як місце збереження певних речей. Наприклад овочів, меблів, книжок тощо. Учні також розуміють, що речі зберігаються в базах у певному порядку, який дозволяє швидко знаходити потрібні. Крім того, на уроках математики та фізики учні вже працювали з табличним поданням інформації, до того ж вони знають технології опрацювання електронних таблиць, однією з функцій яких є підтримка баз даних.

Після визначення суттєвих ознак бази даних доцільно сформулювати означення, як сукупності повідомлень (даних), поданих у вигляді впорядкованого набору елементів однакової структури та спеціальним чином організованих за певними правилами, що передбачають загальні принципи опису, зберігання і опрацювання даних.

До основних теоретичних знань з баз даних слід віднести знання типів та моделей подання даних. Учитель повинен пояснити учням, що розрізняють фактографічні і документальні бази даних. У фактографічних базах даних містяться короткі відомості про об'єкти, що описуються, подані в точно визначеному форматі. Наприклад, у базі даних бібліотеки про кожну книжку зберігаються бібліографічні відомості: рік видання, автор, назва, видавництво тощо. Бази даних стосовно законодавчих актів в галузі карного права, сучасної музики напевно будуть організовані як документальні. Перша з них буде містити тексти законів; друга – тексти і ноти пісень, біографічну і довідкову інформацію про життя і творчість композиторів, поетів, виконавців, звукові записи і відеокліпи. Отже, документальна БД містить дані різного типу: текстові, графічні, звукові, мультимедійні.

Характер зв'язків між елементами бази даних визначає тип організації даних (модель подання даних) – структуру даних. Розрізняють реляційні, ієрархічні та мережеві бази даних. Пояснення відмінностей в організації даних доцільно провести індуктивно, спираючись на наочні приклади. Бажано розглянути відмінності між таблицями у реляційній базі даних та електронними таблицями, що вивчалися раніше.

Далі доцільно перейти до ознайомлення учнів із системою управління базами даних (СУДБ), пояснити призначення таких систем та дати означення: програмне забезпечення, призначене для створення баз даних, оновлення даних, що зберігається в них, забезпечення зручного доступу до баз даних з метою перегляду і пошуку даних, називається системою управління базою даних.

 

Рис. 1

Крім того, будь-яка СУБД забезпечує певні режими роботи через відповідну систему вказівок. Типовими режимами роботи з реляційною базою даних є: створення; редагування; маніпулювання; пошук та добір інформації в базі даних. При цьому можна подати відповідну схему (рис. 1), яку учні поступово будуть доповнювати.

Розпочати ознайомлення з СУБД MS Access доцільно з демонстрації можливостей баз даних. Вивчення таблиць доцільно провести індуктивно на основі ознайомлення учнів з прикладами конкретних таблиць, після чого сформулювати відповідні загальні правила роботи з ними.

Продемонструвати, як здійснюється добір даних з використанням фільтра, можна за допомогою готової таблиці бази даних. Під час бесіди з учнями спочатку повторюється тлумачення слова фільтр, зона застосування, а потім розбираються особливості його використання в СУБД. Пояснюючи матеріал, учитель може спиратися на знання учнів про добір даних у середовищі табличного процесора.

Слід звернути увагу учнів на те, що в середовищі MS Access під час роботи з таблицями існує чотири способи добору записів за допомогою фільтрів (в інших СУБД подібні засоби можуть мати іншу назву, але принципи роботи та використання залишаються незмінними):

- фільтр за виділеним фрагментом;

- звичайний фільтр;

- поле Фільтр для;

- розширений фільтр.

Порівняння різних типів фільтрів відображено в табл. 5.97 (Морзе Н.В. Методика навчання інформатики. ІІ частина).

Зв'язування даних у базах даних. Важливо пояснити учням, що для організації подальшого пошуку та добору даних із таблиць, пов'язаних за змістом, їх слід поєднувати шляхом введення зв'язків. Після мотивації необхідності зв'язування таблиць слід навести і пояснити на прикладах класифікацію зв'язків між таблицями:

1) один до одного (дитина - мама; книга - авторський колектив; людина - паспорт; школа - директор);

2) один до багатьох (учитель - учні; мама - діти; школа - вчителі; учень - гуртки; вулиця - будинки вулиці; район - вулиці);

3) багато до багатьох (колектив вчителів - учні школи).

Для пояснення процесу зв'язування таблиць доцільно перейти до електронного варіанту бази даних.

Вивчення запитів.Під час роботи з базами даних можна виділити режим пошуку даних, для якого в СУБД існує спеціальна мова запитів. Саме демонструючи мову запитів, можна мотивовано пояснити учням необхідність вивчення матеріалу та основні можливості використання систем управління базами даних.

Запити є найважливішим та найскладнішим матеріалом для учнів. Це пояснюється недостатньою увагою на уроках інформатики до навчання основ математичної логіки. Матеріал слід вивчати індуктивно. В ході фронтальної бесіди можна з'ясувати властивості та суттєві ознаки запитів, визначити завдання, які можна розв'язувати за їх допомогою.

Система управління базами даних MS Access дає змогу створювати кілька видів запитів:

̵ запит на вибірку;

̵ перехресний запит;

̵ запит на зміни (на видалення, оновлення і додавання, на створення таблиці);

̵ SQL-запити.

Усі ці запити можна поділити на дві групи: запити, які не змінюють даних БД, і запити, які вносять зміни до БД. До першої групи включають запити на вибірку та перехресні; до другої групи – запити на зміни (на видалення, оновлення і додавання, на створення таблиці та SQL-запити). Слід наголосити, що під час запуску на виконання запитів другої групи дані будуть змінені і скасувати виконані дії не можна.

Вивчення форм має неабияку практичну значущість, оскільки багато інформаційних систем, які працюють під управлінням операційної системи MS Windows, пропонують користувачеві вводити дані за допомогою форм.

Форми використовуються у базі даних MS Access для різних цілей:

̵ для введення даних до таблиці;

̵ для відкривання інших форм чи звітів;

̵ для вибору, попереднього перегляду і друкування звіту.

Найчастіше використовуються форми перших двох типів.

Існує думка, що форми не є основним поняттям бази даних, і тому не варто витрачати час на ознайомлення з ними. Однак, як свідчить практика, вивчення форм має практичну значущість і підвищує пізнавальну активність учнів.

Поняття форми не нове для учнів. Перше ознайомлення з формами відбулося під час вивчення текстового редактора, електронних таблиць, тому з методичної точки зору доцільно запропонувати учням самостійно ознайомитися з різними формами на прикладах конкретних баз даних. А потім сформулювати призначення та основну мету використання форм у базах даних.

Проектування баз даних для ефективного опрацювання даних в конкретній предметній галузі – складний процес і, як правило, має кілька етапів. Доцільно вчити учнів проектувати бази даних на прикладі відомих їм галузей знань, причому застосування евристичної бесіди тут справляє значний педагогічний ефект.