Технологии поиска и хранения информации в базах данных

Автор: Кононенко Александра Владимировна

МБОУ "СОШ № 14", г. Коломна, МО

 

Тип урока: Повторительно-обобщающий урок.

Класс: 11 класс, общеобразовательный, общеобразовательной школы (уроки 2 часа в неделю).

Цель урока: повторение, обобщение и закрепление знаний о базах данных, системах управления базами данных, навыки работы с базой данных, и технологиях поиска и хранения информации в базах данных.

Задачи урока: 

Образовательная: Обобщить полученные знания о базах данных, поиске и хранении информации в базах данных.

Развивающая: развивать мышление (формировать умения выделять существенные признаки и свойства; устанавливать единые, общие признаки и свойства целого; классифицировать факты, делать обобщающие и выводы); развивать познавательные умения (формировать умения выделять главное, тезисы, вести конспект, наблюдать); развитие умений частично-поисковой деятельности; развитие воли и самостоятельности (развитие инициативы, уверенности в своих силах; развитие настойчивости, умения преодолевать трудности для достижения намеченной цели; развитие умения владеть собой – выдержка, самообладание; развитие умений действовать самостоятельно); развивать психические процессы (память, внимание).

Воспитательная: воспитывать терпение, усидчивость, уважительное отношение к одноклассникам, умение выслушать до конца мнение другого человека; воспитывать умение работать в коллективе, в группах и в парах; воспитание мотивов учения, положительного отношения к знаниям.

Оборудование:

мультимедийный проектор;

экран;

интерактивная доска;

персональные компьютеры для выполнения тестового задания;

локальная сеть;

тестовая среда MyTest.

Раздаточный материал: кроссворд, задачи по модели ЕГЭ, тест в среде MyTest.

План урока:

 

Ход урока:

На уроке используется презентация.

Использование мультимедиа презентации комплексно воздействует на все виды памяти: аудиальную, визуальную, кинестетическую, а также позволяет их развивать.

Организационный момент. 

Отметить отсутствующих и проверить готовность к уроку класса Здравствуйте. Сегодня у нас повторительно-обобщающий урок по теме:  «Технологии поиска и хранения информации в базах данных». На прошлых уроках мы с вами рассматривали теоретический и практический материал, связанный с созданием и исследованием баз данных, а сегодня мы систематизируем наши знания о БД, и будем отрабатывать навыки решения задач ЕГЭ по этой теме.

Актуализация опорных знаний. 

Вспомним основные понятия о БД, СУБД. 

Разобьёмся на 4 группы, каждая группа получает 2 вопроса, в течении (1 мин.) формулирует на них ответы которые, а затем их озвучивает. (4 мин)

1 группа

1. Что такое база данных (БД)?

Ответ1: специальным образом организованная совокупность данных о некоторой переменной области, хранящейся во внешней памяти компьютера.

2. В виде чего хранятся в памяти реляционные базы данных?

Ответ 2: Реляционные базы данных обычно хранятся в памяти компьютера в виде нескольких связанных таблиц.

3. Что может содержать каждая из таблиц БД?

Ответ 3: каждая таблица содержит описание одного типа объектов (человека, бригады, самолета) или одного типа связей между объектами (например, связь между автомобилем и его владельцем).

2 группа

1. Что такое СУБД? Чем отличается СУБД  от БД?

Ответ 1:  СУБД -это программные средства, которые позволяют выполнять все необходимые операции с базой данных. А БД – это только специальным образом организованная совокупность данных, хранящейся во внешней памяти компьютера.

2. Какие знаки отношений можно использовать при составлении условия отбора?

Ответ 2: при составлении условия отбора можно использовать знаки отношений <, <= (меньше или равно), >, >= (больше или равно), = (равно), <> (не равно).

3. Что используется для изменения порядка выполнения операции?

Ответ 3: для изменения порядка выполнения операции используют скобки.

3 группа

1. Что ключ в БД?  Какие бывают ключи?

Ответ 1:  В каждой таблице есть ключ – некоторое значение (это может быть одно поле или комбинация полей), которое отличает одну запись от другой; в таблице не может быть двух записей с одинаковыми значениями ключа.

2. Как это реализуют на практике?

Ответ 2:  На практике часто используют суррогатные ключи – искусственно введенное числовое поле (обычно оно называется идентификатор, ID)

3. Какие связи используются в многотабличных БД?

Ответ 3: Таблицы связываются с помощью ключей; чаще всего используется связь 1:N (или 1:¥), когда одной записи в первой таблице может соответствовать много записей во второй таблице, но не наоборот.

4 группа

1. Какие выражения используют в БД при составлении запросов?

Ответ 1: В БД используют простые и сложные логические выражения.

2. Какие логические операции используются при создании запросов в БД?

Ответ 2: «НЕ» -инверсия, «И» - конъюнкция и «ИЛИ» -дизъюнкция.

3. Какова последовательность выполнения логических операций в сложных запросах?

Ответ 3: сначала выполняются инверсия «НЕ»,  затем – конъюнкция «И» и дизъюнкция «ИЛИ».

Проверка индивидуального домашнего задания. Индивидуальный опрос (4 мин)

Сообщение по теме: 1. «Нереляционные базы данных: за и против».

Сообщение по теме: 2. «Экспертные системы. Применение экспертных систем»

Обобщение пройденного материала.

Разобьёмся на 2 группы, каждая группа получает кроссворд, и набор вопросов (по горизонтали и по вертикали соответственно). Отвечаете на вопросы  в течении (2 мин.), а затем озвучиваете их (5 мин.) (Для удобства разгадывания кроссворда используется интерактивная доска.)

1 группа

По горизонтали:

2. Программные средства, которые позволяют выполнять все необходимые операции с базой данных (СУБД)

5. База данных расположенная на серверах локальной и глобальной сети (Удалённая)

6. Описание некоторого объекта или строки в табличной БД (Запись)

7. Свойства объекта или столбцы в табличной БД (Поле )

8. Группа операций, которая представляет собой одно законченное действие с БД, эта группа операций должна быть выполнена целиком или не выполнена вообще. (Транзакция)

9. Поле или комбинация полей, однозначно определяющая запись (Ключ)

2 группа

По вертикали:

1. Аппаратные и программные средства, предназначенные для того, чтобы своевременно обеспечить пользователей нужной информацией (Информационнаясистема)

3. БД расположенная на множестве компьютеров с сохраняемой целостностью и непротиворечивостью данных (Распределённая)

4. Как называется информационная система, находящаяся на одном компьютере, с которой работает один пользователь (Локальная)

10. Неключевое поле таблицы, связанное с первичным ключом другой таблицы (Внешнийключ)

11. Вспомогательная таблица, которая служит для ускорения поиска в основной таблице (Индекс) 

 Заполнение кроссворда ведётся на интерактивной доске, в отсутствии доски проводим проверку в презентации.

 

Закрепление навыков решение заданий по ЕГЭ 

Лучший способ использования теории – это решение практической задачи.

Применяем наши знания на практике, решая задачи, ЕГЭ. (18 мин). Рассмотрим  варианты[1]

Р-06. В фрагменте базы данных представлены сведения о родственных отношениях. На основании приведённых данных определите, сколько прямых потомков (т.е. детей и внуков) Павленко А.К. упомянуты в таблице 1.

Таблица 1:

ID	Фамилия_И.О.	Пол
2146	Кривич Л.П.	Ж
2155	Павленко А.К.	М
2431	Хитрук П.А.	М
2480	Кривич А.А.	М
2302	Павленко Е.А.	Ж
2500	Сокол Н.А.	Ж
3002	Павленко И.А.	М
2523	Павленко Т.Х.	Ж
2529	Хитрук А.П	М
2570	Павленко П.И.	М
2586	Павленко Т.И.	Ж
2933	Симонян А.А.	Ж
2511	Сокол В.А.	Ж
3193	Биба С.А.	Ж

Таблица 2

ID_Родителя	ID_Ребенка
2146	2302
2146	3002
2155	2302
2155	3002
2302	2431
2302	2511
2302	3193
3002	2586
3002	2570
2523	2586
2523	2570
2529	2431
2529	2511

Решение:

1) сначала находим в таблице 1 Павленко А.К. (ID = 2155)

2) теперь по таблице 2 ищем его детей – их идентификаторы 2302 и 3002; можно строить генеалогическое дерево:

3) далее так же определяем внуков 2155, то есть, детей 2302 и 3002:

4) как следует из таблицы, данных о правнуках 2155 в таблице нет

5) всего прямых потомков 7 – двое детей и 5 внуков.

6) Ответ: 7.

Р-05. В фрагменте базы данных представлены сведения о родственных отношениях.  Определите на основании приведенных данных фамилию и инициалы дяди Леоненко В.С. Пояснение: дядей считается брат отца или матери. 

Таблица 1

ID	Фамилия_И.О.	Пол
14	Леоненко Н.А.	Ж
23	Геладзе И.П.	М
24	Геладзе П.И.	М
25	Геладзе П.П.	М
34	Леоненко А.И.	Ж
35	Леоненко В.С.	Ж
33	Леоненко С.С.	М
42	Вильямс О.С.	Ж
44	Гнейс А.С.	Ж
45	Гнейс В.А.	М
47	Вильямс П.О.	М
57	Паоло А.П.	Ж
64	Моор П.А.	Ж

Таблица 2

ID_Родителя	ID_Ребенка
23	24
44	24
24	25
64	25
23	34
44	34
34	35
33	35
14	33
34	42
33	42
24	57
64	57

1) Геладзе И.П.       2) Геладзе П.И.

3) Гнейс А.С.           4) Леоненко Н.А.

Решение:

1) лицо женского пола не может быть дядей, поэтому ответы 3 и 4 неверны

2) ищем в первой таблице Леоненко В.С., определяем, что её код 35

3) чтобы найти родителей Леоненко В.С., ищем во второй таблице записи, где код ребенка равен 35: таким образом, её родители имеют коды 33 и 34

4) ищем бабушек и дедушек, то есть, записи во второй таблице, где код ребенка равен 33 или 34: соответствующие коды бабушек и дедушки Леоненко В.С. – это 14, 44 и 23

5) ищем детей персон с кодами 14, 44 и 23 – это братья и сестры родителей Леоненко В.С., то есть, её дяди и тёти; находим, что это человек с кодом 24, Геладзе П.И.

6) Ответ: 2

Р-04. В фрагменте базы данных представлены сведения о родственных отношениях. Определите на основании приведенных данных фамилию и инициалы бабушки Ивановой А.И.

Таблица 1

ID	Фамилия_И.О.	Пол
71	Иванов Т.М.	М
85	Петренко И.Т.	М
13	Черных И.А.	Ж
42	Петренко А.И.	Ж
23	Иванова А.И.	Ж
96	Петренко Н.Н.	Ж
82	Черных А.Н.	M
95	Цейс Т.Н.	Ж
10	Цейс Н.А.	М
	...

Таблица 2

ID_Родителя	ID_Ребенка
23	71
13	23
85	23
82	13
95	13
85	42
82	10
95	10
...	...

1) Иванов Т.М.  2) Черных И.А.  3) Цейс Т.Н.  4) Петренко Н.Н.

Решение:

1) лицо мужского пола не может быть бабушкой, поэтому ответ 1 неверен

2)  ищем в первой таблице Иванову А.И., определяем, что ее код 23

3) чтобы найти родителей Ивановой А.И., ищем во второй таблице записи, где код ребенка равен 23: таким образом, её родители имеют коды 85 и 13

4) теперь ищем бабушек и дедушек, то есть, записи во второй таблице, где код ребенка равен 85 или 13: соответствующие коды бабушки и дедушки нашей Ивановой – это 82 и 95

5) в таблице 1 смотрим, кто имеет коды 82 и 95: это Черных А.Н. (мужского пола) и Цейс Т.Н (женского пола); последняя явно является бабушкой

6) ответ: 3

Р-03. Результаты тестирования представлены в таблице:

Фамилия	Пол	Математика	Русский язык	Химия	Информатика	Биология
Аганян	ж	82	56	46	32	70
Воронин	м	43	62	45	74	23
Григорчук	м	54	74	68	75	83
Роднина	ж	71	63	56	82	79
Сергеенко	ж	33	25	74	38	46
Черепанова	ж	18	92	83	28	61

Сколько записей в ней удовлетворяют условию «Пол =’ж’ ИЛИ Химия > Биология»?

1) 5                2) 2                          

3) 3                4)  4

Решение:

1) заданное сложное условие отбора состоит из двух простых

У1: Пол =’ж’ 

У2: Химия > Биология 

которые связаны с помощью логической операции «ИЛИ».

2) заметим, что столбцы «Фамилия», «Математика», «Русский язык» и «Информатика» никак не влияют на результат; уберем их из таблицы и добавим два новых столбца, в которых будем отмечать, выполняются ли условия У1 и У2 для каждой строчки

Пол	Химия	Биология	Пол =’ж’	Химия > Биология
ж	46	70	+
м	45	23		+
м	68	83
ж	56	79	+
ж	74	46	+	+
ж	83	61	+	+

3) логическая операция «ИЛИ» означает выполнение хотя бы одного из двух условия (или обоих одновременно), поэтому заданному сложному условию удовлетворяют все строки, где есть хотя бы один плюс; таких строк пять, они выделены зеленым фоном:

Пол	Химия	Биология	Пол =’ж’	Химия > Биология
ж	46	70	+
м	45	23		+
м	68	83
ж	56	79	+
ж	74	46	+	+
ж	83	61	+	+

4) таким образом, правильный ответ – 1.

Возможные ловушки и проблемы:

можно перепутать действие операций «И» и «ИЛИ» (неверный ответ 2)

можно перепутать порядок выполнения операций «И» и «ИЛИ», если они обе используются в сложном условии

омните, что в бланк нужно вписать не количество записей, удовлетворяющих условию, а номер ответа из предложенных

Р-02. Из правил соревнования по тяжелой атлетике: Тяжелая атлетика – это прямое соревнование, когда каждый атлет имеет три попытки в рывке и три попытки в толчке. Самый тяжелый вес поднятой штанги в каждом упражнении суммируется в общем зачете. Если спортсмен потерпел неудачу во всех трех попытках в рывке, он может продолжить соревнование в толчке, но уже не сможет занять какое-либо место по сумме 2-х упражнений. Если два спортсмена заканчивают состязание с одинаковым итоговым результатом, высшее место присуждается спортсмену с меньшим весом. Если же вес спортсменов одинаков, преимущество отдается тому, кто первым поднял победный вес. Таблица результатов соревнований по тяжелой атлетике:

Фамилия И.О.	Вес спортсмена	Взято в рывке	Рывок с попытки	Взято в толчке	Толчок с попытки
Айвазян Г.С.	77,1	150,0	3	200,0	2
Викторов М.П.	79,1	147,5	1	202,5	1
Гордезиани Б.Ш.	78,2	147,5	2	200,0	1
Михальчук М.С.	78,2	147,5	2	202,5	3
Пай С.В.	79,5	150,0	1	200,0	1
Шапсугов М.Х.	77,1	147,5	1	200,0	1

Кто победил в общем зачете (по сумме двух упражнений)?

1) Айвазян Г.С.                             

2) Викторов М.П.                         

3) Михальчук М.С.                       

4) Пай С.В.

Решение:

1) основная сложность этой задачи (особенно для тех, кто не увлекается тяжелой атлетикой) состоит в том, что бы внимательно прочитать и понять достаточно запутанные условия соревнований

2) можно убрать из таблицы всех участников, кроме тех, которые упомянуты в ответах

3) в условии читаем первое правило для определения победителя: «Самый тяжелый вес поднятой штанги в каждом упражнении суммируется в общем зачете», поэтому добавим в таблицу столбец «Общий зачет», в котором для каждого спортсмена сложим веса, взятые в рывке и в толчке

Фамилия И.О.	Вес спортсмена	Взято в рывке	Рывок с попытки	Взято в толчке	Толчок с попытки	Общий зачет
Айвазян Г.С.	77,1	150,0	3	200,0	2	350,0
Викторов М.П.	79,1	147,5	1	202,5	1	350,0
Михальчук М.С.	78,2	147,5	2	202,5	3	350,0
Пай С.В.	79,5	150,0	1	200,0	1	350,0

4) все интересующие нас участники набрали одинаковый результат, поэтому по этому критерию выявить победителя не удалось; читаем далее: «Если два спортсмена заканчивают состязание с одинаковым итоговым результатом, высшее место присуждается спортсмену с меньшим весом»; отсюда сразу следует, что победитель – Айвазян Г.С., поскольку его вес – наименьший среди всех участников

5) таким образом, правильный ответ – 1.

Возможные ловушки и проблемы:

длинное и запутанное условие, которое нужно формализовать

можно перепутать порядок применения условий; например, если сначала учесть количество попыток, то победителем будет Викторов

лишняя информация, которая не влияет на решение задачи, но осложняет восприятие длинного условия и выделение действительно значимой информации

Р-01. В таблице представлены несколько записей из базы данных «Расписание»:

№	Учитель	День_недели	Номер_урока	Класс
1	Айвазян Г.С.	понедельник	3	8А
2	Айвазян Г.С.	понедельник	4	9Б
3	Айвазян Г.С.	вторник	2	10Б
4	Михальчук М.С.	вторник	2	9А
5	Пай С.В.	вторник	3	10Б
6	Пай С.В.	среда	5	8Б

Укажите номера записей, которые удовлетворяют условию Номер_урока > 2  И  Класс > '8А' 

1) 1, 6      2) 2, 6       3) 2, 5, 6     4) 1, 2, 5, 6

Решение:

1) уберем из таблицы всю лишнюю информацию, оставив только номер записи, номер урока и класс:

2) логическая связка И означает одновременное выполнение двух условий; оставим в таблице только те строки, для которых выполняется первое из двух условий, Номер_урока > 2

3) теперь нужно из оставшихся строк отобрать те, для которых Класс > '8А'; на взгляд «нормального» человека, этому условию удовлетворяют последние 3 строчки, однако это неправильный ответ

4) дело в том, что в данном случае поле Класс имеет тип «символьная строка», поэтому сравнение будет Класс > '8А' выполняться по кодам символов, начиная с первого

5) цифры во всех кодовых таблицах располагаются последовательно, одна за другой, от 0 до 9

6) поэтому код цифры «1» меньше, чем код цифры «8», и строка 5 не удовлетворяет условию Класс > '8А'

7) к счастью, русские буквы А и Б во всех кодовых таблицах расположены друг за другом[2], поэтому сравнение пройдет «нормально», условие Класс > '8А' для записи № 6 будет истинно

6) в результате после применения условия Класс > '8А' остаются две записи

7) таким образом, правильный ответ – 2.

Возможные ловушки и проблемы:

помните, что символьные строки сравниваются по кодам символов

цифры в таблице кодов стоят подряд от 0 до 9 (коды 48-57)

в кодировке Windows русские буквы стоят по алфавиту

Р-00. База данных о торговых операциях дистрибутора состоит из трех связанных таблиц. Ниже даны фрагменты этих таблиц.

Таблица зарегистрированных дилеров 

Таблица отгрузки товара

Таблица товаров

Сколько пачек бумаги было отгружено в Татарстан 5 января 2009 года?

1) 100    2) 200     3) 300       4) 1500

Решение:

1) уберем из таблиц всю лишнюю информацию; во-первых, нас интересует только бумага и только количество пачек, поэтому таблица товаров сводится к одной строчке

2)  во-вторых, нас интересуют только дилеры из Татарстана, причем их названия и адреса не дают полезной информации, нужен только код; вот что остается от таблицы дилеров:

3) из таблицы отгрузки товара выбираем только информацию о поставках этим дилерам:

4) в последней таблице отмечаем строчки, которые относятся к бумаге (артикул 01002) и дате 5/01/2009:

5) таким образом, в 5/01/2009 в Татарстан было отгружено 300 упаковок бумаги

6) теперь вспоминаем, что в таблице товаров сказано, что в каждой упаковке 5 пачек, поэтому всего отгружено 1500 пачек

7) таким образом, правильный ответ – 4.

Возможные ловушки и проблемы:

обратите внимание, что спрашивается количество пачек, а не количество упаковок; среди ответов есть «отвлекающий» вариант 300 – после выполнения шага 5 появляется соблазн выбрать именно его

Индивидуальная работа на скорость. Решаем задачи самостоятельно, кто быстрее решает задачи, показывает ответ и получает оценку (Задачи подбираются на усмотрение учителя с целью отработать полученные навыки). Приступили.

Например, Решим № № 6, 7, 9, 10, 12, 16, 20, 27, 30.

Рефлексия.

Подведём итог урока. Ответьте на следующие вопросы со слайда (вопросы появляются по одному):

Какая задача стояла перед вами на уроке?

Какие умения и навыки сейчас вы показали после решения задач ЕГЭ и выполнения теста?

Как вы считаете, что Вам удалось, а что не удалось на уроке?

Оцените свою работу на уроке?

Оценки за урок.

Домашнее задание: готовиться к контрольной работе, повторить главу 3:§13, §14, §15, §16, §17, §18, §19 Учебник Информатика для 11 класса. Поляков К.Ю., Ерёмин Е.А.

 

Литература:

1. Гусева И.Ю. ЕГЭ. Информатика: раздаточный материал тренировочных тестов. — СПб: Тригон, 2009.

2. Поляков К.Ю., Ерёмин Е.А. Информатика. Углубленный уровень: учебник для 11 класса: в 2 ч. Ч.1 – М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013. – 240 с.

3. Ушаков Д,М, ЕГЭ-2016: Информатика: 20 вариантов экзаменационных работ для подготовки к единому государственному экзамену. – М: АСТ, 2016.

4. Чуркина Т.Е. ЕГЭ 2011. Информатика. Тематические тренировочные задания. — М.: Эксмо, 2010.

5. Якушкин П.А., Ушаков Д.М. Самое полное издание типовых вариантов реальных заданий ЕГЭ 2010. Информатика.  — М.: Астрель, 2009.