Конспект урока "Модели данных"

ТЕМА: Три базовых типа моделей баз данных: иерархическая, сетевая, реляционная модели.

РАЗДЕЛ: Модели данных.

ДИСЦИПЛИНА: ОП 07. Основы проектирования баз данных.

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ: «Информационные системы (по отраслям)»

РАЗРАБОТЧИК: Преподаватель спецдисциплин ГАПОУ МО «Колледж «Угреша» Букка Елена Станиславовна

ЦЕЛЬ: формирование знаний о типах моделей баз данных.

ЗАДАЧИ:

- изучить основные типы моделей данных,

- выявить достоинства и недостатки каждой из моделей.

ПЛАН ЗАНЯТИЯ:

1.Организационный момент - 2 мин.

2. Ознакомление с темой занятия, постановка цели - 3 мин.

3. Проверка знаний учащихся по пройденному материалу - 5 мин.

4. Изложение нового материала - 20 мин.

5. Физкультпауза - 3 мин.

6. Закрепление изученного материала - 10 мин.

7. Подведение итогов и постановка домашнего задания - 2 мин.

ХОД ЗАНЯТИЯ:

1. Организационный момент: проверка готовности к уроку, отсутствующих.

2. Темой урока является «Три базовых типа моделей баз данных: иерархическая, сетевая, реляционная модели». Целью занятия является формирование знаний о типах моделей баз данных

3. Проверка знаний учащихся по пройденному материалу:

Преподаватель: Ребята на прошлом занятии мы с вами изучали тему «Базы данных». Давайте вспомним некоторые понятия и определения по пройденной теме.

1. Что называют данными? (Ответ: Данные – это сведения, характеризующие какой-то объект, процесс или явление, представленные в определенной форме и предназначенные для дальнейшего использования).

2. Что называют базой данных? (Ответ: База данных (БД) - это структурированная совокупность взаимосвязанных данных определенной предметной области (реальных о6ъектов, процессов, явлений и т.п.).

3. Что является предназначением базы данных? (Ответ: Основным назначением базы данных является гарантированное систематизированное хранение больших объемов данных и предоставление доступа к ним пользователей или компьютерной программы)

4. На каких предприятиях, учреждениях и организациях без баз данных невозможно обойтись? (Ответ: Банки, библиотеки)

4. Изложение нового материала

Я вижу что вы на должном уровне усвоили предыдущий материал. Теперь мы можем перейти к теме нашего сегодняшнего занятия: «Три типа моделей баз данных: иерархическая, сетевая, реляционная модели".

Ядром любой базы данных является модель данных. Модель данных представляет собой множество структур данных и операций их обработки. Существует несколько видов моделей данных, к которым можно отнести иерархическую, сетевую, реляционную.

Рассмотрим более подробно каждую из них.

1. Иерархическая модель данных (Слайд 2).

Иерархическая модель данных – это модель данных, где используется представление базы данных в виде древовидной (иерархической) структуры, состоящей из объектов (данных) различных уровней. Между главным и подчиненными объектами устанавливается взаимосвязь «один ко многим». Иными словами, для данного главного типа объекта существует несколько подчиненных типов объектов. В то же время для каждого экземпляра главного объекта может быть несколько экземпляров подчиненных типов объектов. Примером иерархической модели данных может являться структура организации (Слайд 2). Иерархическую структуру имеет расположение папок в программе Проводник.

(Слайд 3) Достоинства: эффективное использование памяти и неплохие показатели временных затрат на выполнение операций; пригодны для формирования БД с теми данными, которые сами по себе имеют иерархическую структуру.

Недостатки: громоздкость; сложность физической реализации для больших древовидных структур.

ЗАДАЧА 1: Для большей наглядности давайте на примере построим иерархическую модель данных исходя из следующего условия: на кафедре работают три преподавателя. Иванов Иван Николаевич преподаёт физику, Андреева Елена Алексеевна преподаёт математику, а Рудков Игорь Сергеевич преподаёт информатику.

Главной вершиной данной модели будет являться кафедра. Изобразим её в виде прямоугольника. Она включает в себя трёх преподавателей. Также изобразим их схематично и подпишем именами, а от кафедры к каждому преподавателю проведём стрелки. Далее у каждого преподавателя есть свои предметы, которые он ведёт. Также изобразим их схематично и проведём стрелки. Таким образом, мы получили графическое отображение иерархической модели данных кафедры. (Слайд 5)

Следующее понятие, которое мы должны изучить – сетевая модель данных.

(Слайд 6) Сетевая модель данных – это структура, в которой любой элемент может быть связан с любым другим элементом.

Сетевая модель данных – это расширение иерархической модели. Так как если в иерархической модели элементы нижнего уровня строго подчинены элементам верхнего уровня, то в сетевой модели нет строгого подчинения.

Пример сетевой модели представлен на слайде (слайд 7).

Достоинства: предоставляет большие возможности в смысле допустимости образования произвольных связей.

Недостатки: высокая сложность и жесткость схемы БД, сложность понимания и выполнения обработки информации.

5. Физкультпауза.

ЗАДАЧА 2: Для построения сетевой модели возьмём простой пример: Маша любит слушать музыку и играть в компьютер, Андрей занимается спортом и также любит играть в компьютер, Таня любит читать книги и заниматься спортом, Антон любит слушать музыку и читать книги.

Давайте всё это изобразим графически. Машу, Андрея, Таню и Антона изобразим в виде прямоугольников, так же, как и их увлечения: чтение, музыка, компьютер, спорт, и подпишем соответствующим образом. Далее по условию Маша любит слушать музыку и играть в компьютер. Проведём прямые от Маши к её увлечениям. Затем аналогичным образом поступим и с другими ребятами. Исходя из нашей схемы, мы можем сказать, кто и чем увлекается, а также, при необходимости ответить на некоторые вопросы. Например, «Сколько ребят любит играть в компьютер, и кто именно?». Смотрим на элемент «Компьютер». Можно ответить на поставленный вопрос: двое ребят любят играть в компьютер, и, идя по прямым, мы видим, что это Маша и Андрей.

Переходим к реляционной модели данных. Эта модель является более распространённой.

Реляционная модель данных – это совокупность данных, которые представлены в виде двумерных таблиц. Таблица реляционной базы данных состоит из записей и полей. Записи – это строки таблицы, а поля – это, соответственно, столбцы.

Главные достоинства реляционной модели данных – она проста для понимания, наглядна и имеет строгое математическое обоснование.

Недостатки следующие: реляционная модель данных не допускает представления объектов со сложной структурой, поскольку в ее рамках возможно моделирование лишь с помощью двумерных таблиц.

6. Первичное закрепление изученного материала.

А теперь для закрепления полученных знаний вам предлагается решить кроссворд.

Вопросы:

1. Структура БД, в которой любой тип данных одновременно может быть главным и подчиненным

2. Средство извлечения данных из БД

3. Набор программ, с помощью которых производится работа с базой данных

4. Столбец в табличной БД

5. Строка в табличной БД

6. Структура БД, в которой данные строятся по принципу взаимосвязанных таблиц

7. Структура, в которой одно данное является главным, все нижележащие – подчиненными.

Ответы:

1. Сетевая.

2. Запрос.

3. СУБД.

4. Поле.

5. Запись.

6. Реляционная.

7. Иерархия.

8. Подведение итогов и постановка домашнего задания.

По данным задания построить реляционную модель данных

Водохранилище Площадь (кв. км) Средняя глубина (м) Объем (куб. км) Напор (м)

Братское 5380 34 180 104

Камское 1700 6,5 11 21

Куйбышевское 5000 10,4 52 28

Рыбинское 4650 5,5 25 25

Цимлянское 2600 9,2 24 26

1. Рекомендуемая литература

1. Советов, Б. Я. Базы данных : учебник для СПО / Б. Я. Советов, В. В. Цехановский, В. Д. Чертовской. — 2-е изд. — М. : Издательство Юрайт, 2018.