Temat

Wprowadzenie do baz danych

Etap edukacyjny

Trzeci

Podstawa programowa

Szkoła ponadpodstawowa

II. Programowanie i rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem komputera i innych urządzeń cyfrowych.

Zakres podstawowy. Uczeń:

3) przygotowuje opracowania rozwiązań problemów, posługując się wybranymi aplikacjami:

d) wyszukuje informacje, korzystając z bazy danych opartej na co najmniej dwóch tabelach, definiuje relacje, stosuje filtrowanie, formułuje kwerendy, tworzy i modyfikuje formularze, drukuje raporty

Zakres rozszerzony. Uczeń spełnia wymagania określone dla zakresu podstawowego, a ponadto:

4) przygotowując opracowania rozwiązań złożonych problemów, posługuje się wybranymi aplikacjami w stopniu zaawansowanym:

d) projektuje i tworzy relacyjną bazę złożoną z wielu tabel oraz sieciową aplikację bazodanową dla danych związanych z rozwiązywanym problemem, formułuje kwerendy, tworzy i modyfikuje formularze oraz raporty, stosuje język SQL do wyszukiwania informacji w bazie i do jej modyfikacji, uwzględnia kwestie integralności danych, bezpieczeństwa i ochrony danych w bazie,

Czas

45 minut

Cel ogólny

Projektowanie baz danych.

Cele szczegółowe

1. Rozróżnianie typów baz danych.

2. Definiowanie podstawowych pojęć związanych z bazami danych.

Efekty uczenia

Uczeń:

- rozróżnia typy baz danych,

- definiuje podstawowe pojęcia związanych z bazami danych.

Metody kształcenia

1. Dyskusja.

2. Uczenie się przez obserwację.

Formy pracy

1. Praca indywidualna.

2. Praca z całą klasą.

Etapy lekcji

Wprowadzenie do lekcji

Dyskusja:

Nauczyciel przeprowadza krótką dyskusję o tym, gdzie można na co dzień spotkać się z bazami danych.

Warto sobie uświadomić, że bazy danych są równoznaczne z przechowywaniem ogromnych ilości informacji. W nowoczesnych bazach danych gromadzone są na przykład zdjęcia kosmosu, dane o lotach samolotowych i ich pasażerach na całym świecie, opisy lekarstw i ich zastosowań. Są to informacje, które trudno byłoby pomieścić tradycyjnie, w zeszycie czy nawet kartotece. Zakładając, że dysponowalibyśmy wystarczającą ilością papieru, to wyszukanie interesującej nas informacji byłoby po prostu niemożliwe. Dla porównania w jednym współczesnym, domowym komputerze można zawrzeć informacje z ponad dwudziestu milionów kartek.

Realizacja lekcji

Baza danych to zbiór zorganizowanych danych związanych z określonym zagadnieniem.

Bazę danych traktujemy w uproszczeniu jako narzędzie służące do:

- przechowywania,
- przeglądania,
- wyszukiwania,
- sortowania informacji.

Podstawowe pojęcia związane w bazami danych to: tabela, rekord, pole, klucz podstawowy.

Dane zapisywane są w tabelach. Baza danych może zawierać wiele tabel. Tabela musi mieć swoją niepowtarzalną nazwę w bazie danych. Tabela składa się z pól, które odpowiadają kolumnom w arkuszu kalkulacyjnym, a dane gromadzone są w wierszach, które nazwane są rekordami. Rekordy nie mają, w odróżnieniu od arkusza kalkulacyjnego, swojego numeru wiersza i mogą być wprowadzane do tabeli w dowolnej kolejności. Wszystkie wartości danych oparte są na prostych typach danych. Klucz podstawowy to unikatowe, niepowtarzalne pole, które w jednoznaczny sposób identyfikuje dany rekord.

[Grafika interaktywna]

Polecenie 1

Wyszukaj w internecie lub pomocy programu bazodanowego zainstalowanego na Twoim komputerze, jakie typy danych mogą przyjmować pola w tabeli.

Polecenie 2

Jakie typy danych mają pola zaprezentowane w tabelach na ilustracji powyżej?

Rodzaje baz danych:

Bazy proste:

Baza plikowa – baza oparta na jednym pliku, najczęściej tekstowym; może przechowywać dane dla poszczególnych aplikacji lub urządzeń.

Baza kartotekowa – baza, w której każda tablica danych jest samodzielnym dokumentem i nie może współpracować z inną tablicą.

Baza hierarchiczna – baza, w której każdy rekord (z wyjątkiem głównego) jest związany z dokładnie jednym rekordem nadrzędnym. Dane zorganizowane są w postaci drzewa podobnego do struktury katalogów i plików.

Bazy złożone:

Baza relacyjna – baza, w której wiele tabel połączonych jest ze sobą za pomocą tzw. relacji.

Baza obiektowa – baza, w której przechowywany jest zbiór obiektów i przypisanych im właściwości.

Baza temporalna to odmiana bazy relacyjnej, w której każdy rekord posiada stempel czasowy, określający czas, w którym dana wartość jest prawdziwa. Umożliwia przechowywanie pełnej historii wszystkich danych.

XML to struktura danych oparta na języku znaczników. Wiele baz danych potrafi zaimportować plik XML bądź wyeksportować dane do postaci pliku XML. Istnieją również języki pozwalające na operowaniu danymi bezpośrednio w plikach XML.

Bazy danych – podział ze względu na zasięg:

- lokalne,
- pracujące w modelu klient‑serwer,
- scentralizowane – bazy przechowywane na jednym serwerze,
- rozproszone – bazy przechowywane na wielu serwerach,
- hurtownie danych – gromadzą ogromne ilości danych, które mogą pochodzić z wielu systemów. Specyfiką pracy takich baz jest skupienie się nie na pojedynczym rekordzie, ale analizowanie danych z wielu rekordów.

Projektowanie baz danych:

Samo stworzenie bazy danych powinien poprzedzić proces jej zaprojektowania. Projektując dobrą baza danych, powinniśmy zwrócić uwagę na następujące zagadnienia:

- funkcjonalność zgodna z założeniami,
- czy nie występuje w niej redundancja (nadmiarowość) danych,
- czy występuje pełna integralność danych (wszystkie dane są spójne),
- czy baza daje się skalować, czyli łatwo rozbudowywać,
- czy baza zapewnia bezpieczeństwo zgromadzonych w niej danych.

W przypadku dużych baz proces projektowania jest bardzo istotny i niestety trudny w realizacji ze względu na konieczność zastosowania specjalistycznej wiedzy.

Projektowanie tabel:

Typ danych w jednej kolumnie musi być identyczny i zdefiniowany już na etapie projektowania tabeli. Różne programy mogą mieć nieco odmienne typy danych. Wszystkie zaś pozwalają przechowywać: teksty, liczby, daty/godziny, waluty, elementy multimedialne, odnośniki itd. Pola, tak jak tabele, powinny mieć unikalne nazwy.

Pamiętaj!

Podczas tworzenia nazw pól w tabeli bazy danych należy unikać nazw, w których występują spacje oraz polskie znaki diakrytyczne.

Polecenie 3

Przygotuje projekt bazy danych składającej się z jednej tabeli zawierającej informacje na temat uczniów grających w szkolnym klubie piłki siatkowej. Projekt powinien zawierać:

- nazwę tabeli,
- nazwy pól i określenie typu danych,
- zaznaczenie kluczy podstawowych.

Polecenie 4

W programie bazodanowym zainstalowanym na Twoim komputerze utwórz zaprojektowaną bazę danych. Wypełnij ją fikcyjnymi danymi.

Podsumowanie lekcji

Bazy danych obecnie znajdują zastosowanie niemal w każdej dziedzinie naszego życia.