Введение.
В современном мире стало поступать огромное количество различной информации, начиная от успеваемости детей в классе, заканчивая информацией об экономических успехах в производстве. Для каждого ее вида требуется организованная структура данных, чтобы было легче создавать, хранить, обрабатывать и передавать. Для таких применений есть много различных программ и it-продуктов.
Идея, замысел проекта
Мой проект направлен на создание шаблона для базы данных классных руководителей и заполнение его данными моего класса.
Цель моего проекта:
Создать структурированную базу данных для удобной и практичной обработки информации.
Задачи проекта:
Изучить историю развития структурирования информации;
Изучить понятие базы данных и СУБД;
Закрепить навыки по созданию баз данных;
Создать шаблон базы данных для классных руководителей школы;
Заполнить базу данных информацией класса.
Основная часть
Из истории
История возникновения и развития технологий баз данных можно рассмотреть, как в традиционном, так и в современном понимании.
В традиционном понимании понятие истории баз данных выглядит, как любое средство, с помощью которого человечество хранило и обрабатывало данные. Например, учеты налогов, подсчёт населения городов или стран, перепись населения, а если углубляться дальше, то и рукописи на стенах наших давних предков. Но это можно считать не более, чем архивом
В современном смысле это выглядит, как программное обеспечение, которое обрабатывает записи на основе файлов. Все началось с 1955 года, когда появилось программируемое оборудование обработки записей. Для хранения данных использовались перфокарты.
Базы данных и СУБД
Многие специалисты указывают на распространённую ошибку, которая состоит в том, что большинство людей путают понятия базы данных с СУБД.
База данных (БД) — это организованная структура, предназначенная для хранения, изменения и обработки взаимосвязанной информации, преимущественно больших объемов.
Существует множество различных типов баз данных, которые используются для сохранения и структурирования данных.
Реляционные базы данных — это набор данных с предопределенными связями между ними. Эти данные организованны в виде набора таблиц, состоящих из столбцов и строк.
Рисунок 1 Реляционные базы данных
Объектно-ориентированные базы данных — база данных, в которых данные моделируются в виде объектов, их атрибутов, методов и классов.
Рисунок 3 Объектно-ориентированные базы данных
Хранилища данных — это система, в которой собраны данные из различных источников внутри компании и эти данные используются для поддержки принятия управленческих решений.
Рисунок 2 Хранилище данных
Распределенные базы данных —состоят из двух или более файлов, расположенных на разных узлах. Такие базы данных могут храниться на нескольких компьютерах, расположенных в одном физическом месте или распределенных по разным сетям.
Рисунок 4 Распределенные базы данных
Базы данных OLTP —это быстрая база данных аналитического типа, предназначенная для большого объема транзакций, выполняемых множеством пользователей.
Рисунок 5 База данных OLTP
Базы данных NoSQL — обозначение широкого класса разнородных систем управления базами данных, появившихся в конце 2000-х — начале 2010-х годов, существенно отличающихся от традиционных реляционных СУБД с доступом к данным средствами языка SQL.
Рисунок 6 База данных NoSQL
Графовые базы данных хранят данные в контексте сущностей и связей между сущностями.
Рисунок 7 Графовые базы данных
Система управления базами данных (СУБД) – комплекс программ, позволяющих создать базу данных (БД) и манипулировать данными (вставлять, обновлять, удалять и выбирать). Система обеспечивает безопасность, надёжность хранения и целостность данных, а также предоставляет средства для администрирования БД.
Основные функции СУБД:
управление данными во внешней памяти (на дисках);
управление данными в оперативной памяти с использованием дискового кэша;
журнализация изменений (сохранение истории), резервное копирование и восстановление базы данных после сбоев;
поддержка языков БД (язык определения данных, язык манипулирования данными).
Классификация СУБД по модели:
Иерархические. В этой модели данных используется представление БД в виде древовидной структуры, состоящей из объектов разных уровней.
Сетевые. Подобны иерархическим за исключением того, что в них имеются указатели в обоих направлениях, которые соединяют родственную информацию.
Реляционные. Ориентированные на организацию данных как набор связанных записей и атрибутов в двумерной таблице.
Объектно-ориентированные. Для управления БД, основанных на объектной модели данных. Как правило основываются на объектно-ориентированных языках программирования.
Объектно-реляционные. Этот тип СУБД позволяет через расширенные структуры баз данных и языка запросов использовать возможности объектно-ориентированного подхода: объекты, классы и наследование
Различные рейтинги самых популярных СУБД возглавляют Oracle, MySQL, Microsoft SQL Server, PostgreSQL.
Банк идей. Различные вариации введения информации в электронные базы данных.
Я решил рассмотреть три варианта ПО пакета MS Office – это Word, Excel и Access. Мне надо сравнить эти программы и выделить их достоинства и недостатки. И выбрать из них программу для создания базы данных классного руководителя.
Под буквой А база данных в Word
Достоинства Word (W):
W дает возможность выполнять без исключения все традиционные операции над текстом;
Позволяет проводить форматирование отдельных структурных элементов текста (форматирование символов, абзацев, страниц и т. д.);
W дает возможность выполнять такие операции как: проверка правописания, подбор синонимов, установка автоматического переноса слов и ряд других сложных функций;
W поддерживает технологии связи и внедрения объектов (технологий OLE), данная программа имеет уникальную систему оригинальных технологичных решений, позволяющих превратить обычный текст в красочный документ с элементами мультимедиа (система готовых шаблонов и стилей);
W позволяет использовать графические технологии задания шрифтов, а также осуществляет поддержку функции вставки элементов графической природы;
Есть возможность создавать таблицы, а, следовательно, и структурированные базы данных.
Недостатки W.
W является слишком универсальной программой, т.е. некоторые процедуры и операции проще и быстрее выполнять в менее мощных, но более специализированных приложениях;
Низкая производительность при наборе чернового текста;
Высокая трудоемкость при вводе сложных математических и химических формул.
Под буквой Б база данных в Excel
Ценностью Excel является возможность написания кода на основе Visual Basic для приложений (VBA). Этот код пишется с использованием отдельного от таблиц редактора. Управление электронной таблицей осуществляется посредством объектно-ориентированной модели кода и данных. С помощью этого кода данные входных таблиц будут мгновенно обрабатываться и отображаться в таблицах и диаграммах (графиках). Таблица становится интерфейсом кода, позволяя легко работать, изменять его и управлять расчётами.
Недостатком Excel является невозможность выполнения запросов.
Под буквой В база данных в Access
Достоинства:
Очень простой графический интерфейс, который позволяет не только создавать собственную базу данных, но и разрабатывать приложения, используя встроенные средства;
Хранит все данные в одном файле, хотя и распределяет их по разным таблицам, как и положено реляционной (табличной) СУБД. К этим данным относится не только информация в таблицах, но и другие объекты базы данных;
Предлагает большое количество Мастеров, которые выполняют основную работу за пользователя при работе с данными и разработке приложений, помогают избежать рутинных действий и облегчают работу неискушенному в программировании пользователю;
Распространенность, которая обусловлена тем, что Access является продуктом компании Microsoft;
Постоянно обновляется производителем, поддерживает множество языков;
Полностью совместим с операционной системой Windows;
Ориентированность на пользователя с разной профессиональной подготовкой, что выражается в наличии большого количества Мастеров, развитую систему справки и понятный интерфейс;
Широкие возможности по импорту/экспорту данных в различные форматы, от таблиц Excel и текстовых файлов, до практически любой серверной СУБД через механизм ODBC;
Наличие развитых встроенных средств разработки приложений. Большинство приложений, распространяемых среди пользователей, содержит тот или иной объем кода VBA (Visual Basic for Applications)
Недостатки:
Ограничены возможности по обеспечению многопользовательской среды;
Обладает несложными способами защиты с использованием пароля БД (требуется применение дополнительных мер по защите от
несанкционированного доступа с использованием процедур VBA);
В вопросах поддержки целостности данных отвечает только моделям БД небольшой и средней сложности.
Вывод и выбор программ для создания баз данных классного руководителя
После анализа трех вариантов я решил, что программа Access лучше всего подходит для базы данных классного руководителя. Ибо она имеет качественные плюсы в виде набор структурированной информации или данных, отражающих состояние и взаимодействие объектов в определенной предметной области, возможность делать выборку данных (запросы) к созданным таблицам и создавать на основе них отчеты, что очень важно в работе классного руководителя.
Среда Access имеет интерфейс, характерный для Windows-приложений, и включает в себя следующие составляющие: титульную строку с кнопками управления окном, главное меню, панель инструментов, рабочее поле и строку состояния. На рабочем поле устанавливается окно, состоящее из трех основных частей:
1) База данных. Содержит названия основных типов объектов, с которыми работает Access (Таблицы, Запросы, Формы, Отчеты);
2) Задачи. Содержит список задач, которые можно решить для выбранного объекта.
3) Источник данных. Здесь можно выбрать источник данных для работы (определенную таблицу, форму, запрос или отчет).
Данные, с которыми работает СУБД, также могут быть выстроены в иерархическую последовательность. На верхнем уровне такой иерархии находятся основные объекты Access. К ним относятся: таблицы, запросы, формы, отчеты.
Таблица — это главный тип объекта. Все остальные разновидности объектов являются производными от таблицы. Элементы данных, составляющих таблицу, — это записи и поля. Свойства элементов таблицы определяются типами, форматами полей и некоторыми другими параметрами.
Форма — это вспомогательный объект, без которого, в принципе, можно обойтись. Формы создаются для повышения удобства пользователя при просмотре, вводе и редактировании данных в таблицы.
Запрос — результат обращения пользователя к СУБД для поиска данных, добавления, удаления и обновления записей. Результат поиска (выборки) данных представляется в табличном виде. Термином «запрос» называют также сами команды обращения к СУБД.
Отчет — это документ, предназначенный для вывода на печать, сформированный на основании информации, содержащейся в таблицах и запросах.
Создание шаблона базы данных для классного руководителя.
Открыть файл для новой базы данных
Файл Создать БД Новая БД
в файловом окне указать путь и имя файла: «Классный журнал»
Рисунок 11 Классный журнал
Создать таблицу УЧЕНИКИ:
в режиме Создание выбирается команда Создание таблицы в режиме конструктора
в открывшемся окне конструктора таблиц для всех полей таблицы УЧЕНИКИ указать имена, типы и форматы полей:
Таблица 1
Имя поля |
Тип поля |
Формат поля |
Номер_Уч |
Числовой |
Целое |
Фамилия |
Короткий текст |
30 |
Имя |
Короткий текст |
15 |
Отчество |
Короткий текст |
30 |
Пол |
Короткий текст |
1 |
Домашний адрес |
Короткий текст |
40 |
Дата рождения |
Дата и время |
Краткий формат даты |
Программа |
Короткий текст |
30 |
ФИО родителей, контактный номер |
Короткий текст |
100 |
Количество детей |
Числовое |
Целое |
Родители инвалиды |
Логическое |
Да/Нет |
Семья полноценная |
Логическое |
Да/Нет |
Назначить главный ключ таблицы:
указатель установить на ключевое поле Номер_Уч
щелкнуть на левый столбик от названия правой кнопкой мыши (вызвать контекстное меню)
выбрать команду Первичный ключ
Сохранить таблицу с именем УЧЕНИКИ
Создать, назначить главный ключ и сохранить таблицу ПРЕДМЕТЫ следующей структуры:
Имя поля |
Тип поля |
Формат поля |
Предмет |
Короткий текст |
30 |
Учитель |
Короткий текс |
40 |
Таблица 2
Создать, назначить главный ключ и сохранить таблицу ОЦЕНКИ:
Таблица 3
Имя поля |
Тип поля |
Формат поля |
Номер_Уч |
Числовой |
целое |
Предмет |
Короткий текст |
30 |
Дата |
Дата и время |
Короткий формат даты |
Оценка |
Числовое |
целое |
При назначении составного ключа одновременно выделяются поля НОМЕР_УЧ, НАЗВ_ПРЕДМЕТА и ДАТА. Выделение производится с помощью мыши при нажатой клавише Shift. Затем выполняется команда Правка – Ключевое поле.
Связать таблицы УЧЕНИКИ и ОЦЕНКИ. Для этого:
выполнить команду Работа с базами данных-Схема база данных
Откроется окно «Добавление таблицы»
Рисунок 12 Добавление таблицы
выделить название таблицы «Ученики» и выполнить команду Добавить
выделить название таблицы «Оценки» и выполнить команду Добавить
выделить название таблицы «Предметы» и выполнить команду Добавить
Рисунок 13 Схема данных
В окне «Схема данных» появятся образы трех таблиц
с помощью мыши, перетащить ключевое поле НОМЕР_УЧ из образа таблицы «Ученики» на это же поле в образе таблицы «Оценки»
Откроется окно «Связи». Последовательно активизировать флажки «Обеспечить целостность данных», «Каскадное обновление связанных полей» и «Каскадное удаление связанных записей». Тип связи «один-ко-многим» будет выбран автоматически.
Связать таблицы ПРЕДМЕТЫ и ОЦЕНКИ, действуя аналогично предыдущему этапу.
Выполнить команду Создать. Схема готова! В окне «Схема данных» будет иметь следующий вид:
Рисунок 14 Связь(1)
Создать форму для просмотра и ввода в таблице УЧЕНИКИ. Для этого:
перейти на вкладку Создание
нажать на «Мастер форм»
выбрать таблицу УЧЕНИКИ
переместить все поля таблицы из окна «Доступные поля» в окно «Выбранные поля» Далее
включить радиокнопку «В один столбец» Далее
выбрать стиль формы «Стандартный» Далее задать имя формы: оставить имя УЧЕНИКИ; включить радиокнопку «Открытие формы для просмотра и ввода данных» Готово.
Рисунок 15 Форма "Ученики"
Создать форму для просмотра и ввода в таблице ОЦЕНКИ.
Рисунок 16 Форма "Оценки"
Создать форму для просмотра и ввода в таблице ПРЕДМЕТ
Рисунок 17 Форма "Предмет"
Перейти к работе с конструктором запросов:
прейти на вкладку Создание
нажать на «Конструктор запросов»
В поле схемы запроса поместить таблицу «Ученики»:
в окне «Добавление таблицы», вкладке «Таблицы» выбрать название таблицы «Ученики»
выполнить команду Добавить - Закрыть
Заполнить бланк запроса
внести в бланк данные, показанные на предыдущем рисунке.
Рисунок 18 Список учеников(1)
Сохранить запрос с именем «Список учеников»
Исполнить запрос:
выполнить команду Запрос - Запуск. На экране появится таблица следующего вида:
Рисунок 19 Список учеников(2)
Построить запрос в конструкторе запросов в виде, показанном на рисунке:
Рисунок 20 Оценки(Фамилии)
Сделать запрос с параметрами. Для этого надо вести в ячейку «Условие отбора» в столбце «Фамилии» [Введите Фамилию ученика].
Сохранить запрос с именем «Оценки(Фамилии)»
Построить запрос в конструкторе запросов в виде, показанном на рисунке:
Рисунок 21 Оценки по истории
Сделать запрос с параметрами. Для этого надо вести в ячейку «Условие отбора» в столбце «Предметы» [Введите название предмета].
Сохранить запрос с именем «Оценки по предметам»
Построить запрос в конструкторе запросов в виде, показанном на рисунке:
Рисунок 22 Двоечники
Сохранить запрос с именем «Двоечники»
Построить запрос в конструкторе запросов в виде, показанном на рисунке:
Рисунок 23 Средние оценки
Для того чтобы в конструкторе запросов появилась строка «Групповая операция», нужно через главное меню окна Access отдать команду Конструктор – Выборка. Во всех полях новой строки установится слово «Группировка». Функция вычисления среднего Avg выбирается из списка, который открывается после щелчка по кнопке в этой строке в ячейке для поля ОЦЕНКА.
Сохранить запрос с именем «Средние оценки»
Создать в БД новую таблицу ИТОГИ следующей структуры:
Таблица 4
Имя поля |
Тип поля |
Формат поля |
Номер_Уч |
Числовой |
Целое |
Предмет |
Короткий текст |
30 |
1_Полугодие |
Числовой |
Целое |
2_Полугодие |
Числовой |
Целое |
Год |
Числовой |
Целое |
Связать эту таблицу с таблицами УЧЕНИКИ и ПРЕДМЕТЫ через общие поля. В результате получится следующая схема:
Рисунок 24 Связь(2)
Построить запрос в конструкторе запросов в виде, показанном на рисунки
Рисунок 25 Медалисты
Сохранить запрос с именем «Медалисты»
Создать форму для просмотра и ввода в таблице Итоги:
Рисунок 26 Форма
Описание окончательного результата
Изучил теорию о базах данных и СУБД
Создал шаблон базы данных для журнала классного руководителя при помощи программы Microsoft Access.
Этот шаблон можно использовать в практических целях, а также усовершенствовать его в «Журнал школы».
Поставленная цель достигнута.
Проект соответствует своему названию: «Создание шаблона баз данных для классных руководителей»
При вводе данных сама база данных прекрасно работает.
Создавая данный проект, я использовал знания в информатике, математике.
Закрепил свои умения и навыки, полученные ранее:
Создание схем связей
Создание запросов
Создания форм
Создание отчетов
Родители и педагоги дали хорошую оценку моей работе.
Используемая литература:
Информатика. Базовый уровень : учебник для 11 класса / И. Г. Семакин, Т.Ю. Шеина. - 8-е изд., стереотип. – М. Ж БИНОМ. Лаборатория знаний, 2018. – 224 с.: ил.
https://www.oracle.com/ru/database/what-is-database/#relational
https://lecturesdb.readthedocs.io/databases/dbms.html
https://oracle-patches.com/db/3517-база-данных-определение
https://www.nic.ru/help/chto-takoe-subd_8580.html
https://itglobal.com/ru-ru/company/glossary/subd-sistema-upravleniya-bazami-dannyh/
https://ru.wikipedia.org/wiki/База_данных
https://studfile.net/preview/2981988/page:7/
https://ru.wikipedia.org/wiki/Система_управления_базами_данных
https://htmlacademy.ru/tutorial/php/databases
https://support.microsoft.com/ru-ru/office/основные-сведения-о-базах-данных-a849ac16-07c7-4a31-9948-3c8c94a7c204,
Используемые изображения
http://asmodeus.com.ua/library/files/Software/SQL/Relational_databases_are_doomed.html
https://studme.org/121123/informatika/hranilischa_dannyh
https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Файл:Объектно-ориентированная_база_данных.png
https://studfile.net/preview/3488655/page:37/
https://zen.yandex.ru/media/id/5aef49c279885e47d5eb6199/o-bazah-dannyh-prosto-razlichiia-olap-i-oltp-5bf5557e5184cc00a99028ff
https://habr.com/ru/post/152477/
https://oracle-patches.com/db/nosql/3738-графовые-базы-данных