Реляционная база данных big data основные понятия базы данных план урока

Обновлено: 02.07.2024

Презентация на тему: " Реляционная база данных. Bigdata. Основные понятия базы данных Bigdata Дисциплина: Информатика Преподаватель: Айменова С.С." — Транскрипт:

1 Реляционная база данных. Bigdata. Основные понятия базы данных Bigdata Дисциплина: Информатика Преподаватель: Айменова С.С.

2 Цель занятия: Образовательная: усвоение знаний в работе с компьютером; Развивающая: развивать интерес к предмету; развитие творческих способностей студентов. Воспитательная: осуществлять нравственное, трудовое, эстетическое воспитание Тип занятия: комбинированный

3 План Big Data хранение, обработка и анализ огромных массивов информации Методы и техники анализа, применимые к Big Data

4 Проверка знаний и умений обучающихся по теме: Машинное обучение Алан Тьюринг

5 Содержание и последовательность изложения новой темы Big Data это данные огромных объёмов, обработка и анализ которых требует подходов, инструментов и методов, которые существенно отличаются от классических. Big Data или большие данные это серия подходов, инструментов и методов обработки структурированных, слабо структурированных и неструктурированных данных огромных объёмов и значительного многообразия для получения воспринимаемых человеком результатов, эффективных в условиях непрерывного прироста, распределения по многочисленным узлам вычислительной сети, альтернативных традиционным системам управления базами данных и решениям класса Business Intelligence. В данную серию включают средства массово- параллельной обработки неопределённо структурированных данных, прежде всего, решениями категории NoSQL, алгоритмами MapReduce, программными каркасами и библиотеками проекта Hadoop.

7 В реальности, только очень крупные компании обладают большими данными в истинном понимании этого термина, так как даже несколько терабайт накопленной статистики таковыми просто не являются. Террабайтная реляционная база данных это highload- DB, а не Big Data. Разница между этими понятиями в возможности строить гибкие запросы. Обычные реляционные базы данных подходят для достаточно быстрых и однотипных запросов, а на сложных и гибко построенных запросах нагрузка просто превышает все разумные пределы и использование СУБД становится неэффективным. При этом, методы анализа Big Data вполне применимы и к данным, которые изначально большими не являются, более того, аналитика, построенная на статистическом анализе и машинном обучении может быть полезна во многих проектах.

8 Некоторые методы и техники анализа, применимые к Big Data Data Mining: обучение ассоциативным правилам, классификация (методы категоризации новых данных на основе принципов, ранее применённых к уже наличествующим данным), кластерный анализ, регрессионный анализ. Краудсорсинг категоризация и обогащение данных силами широкого, неопределённого круга лиц. Смешение и интеграция данных набор техник, позволяющих интегрировать разнородные данные из разнообразных источников для возможности глубинного анализа. Машинное обучение, включая обучение с учителем и без учителя, а также использование моделей, построенных на базе статистического анализа или машинного обучения для получения комплексных прогнозов на основе базовых моделей.

9 Некоторые методы и техники анализа, применимые к Big Data Искусственные нейронные сети, сетевой анализ, оптимизация, в том числе генетические алгоритмы. Пространственный анализ использование топологической, геометрической и географической информации в данных. Статистический анализ: A/B-тестирование и анализ временных рядов. Визуализация аналитических данных представление информации в виде рисунков, графиков, схем и диаграмм с использованием интерактивных возможностей и анимации как для результатов, так и для использования в качестве исходных данных для дальнейшего анализа.

10 Закрепление нового материала, формирование умений и навык: К категории Большие данные (Big Data) относится информация, которую уже невозможно обрабатывать традиционными способами, в том числе структурированные данные, медиа и случайные объекты. Некоторые эксперты считают, что для работы с ними на смену традиционным монолитным системам пришли новые массивно-параллельные решения. В сущности понятие больших данных подразумевает работу с информацией огромного объема и разнообразного состава, весьма часто обновляемой и находящейся в разных источниках в целях увеличения эффективности работы, создания новых продуктов и повышения конкурентоспособности. Консалтинговая компания Forrester дает краткую формулировку: `Большие данные объединяют техники и технологии, которые извлекают смысл из данных на экстремальном пределе практичности`.новые массивно-параллельные решения КонсалтинговаяForrester

11 Домашнее задание: Что такое большие данные? Характеристика для больших данных

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

Поурочное планирование 11 класс

знакомить учащихся с понятием реляционной базы данных;

учить создавать многотабличную базу данных и связывать таблицы в ней.

развивать навыки и умения работы с таблицами;

развивать умение анализировать и выделять главное

Воспитывать аккуратность, внимательность, самостоятельность и дисциплинированность.

Тип урока: урок изучения нового материала

Вид урока: урок-деловая игра

Формы работы: индивидуальная, групповая, фронтальная

Методы: наглядные, словесные, практические

Материалы и оборудование:

программное обеспечение: СУБД Microsoft Access;

Эпиграф к уроку: “Дорогу осилит идущий, а информатику – мыслящий”. (Гюстав Гийом)

Структура урока:

Орг. момент. (1 мин)

Проверка домашнего задания. (1 мин)

Актуализация знаний. (5 мин)

Работа над темой урока. (18 мин)

Физкультминутка. (3 мин)

Практическая часть. (12 мин)

Итог урока. (2 мин)

Рефлексия. (2 мин)

Домашнее задание. (1 мин)

Организационный момент:

- приветствие

- проверка отсутствующих

Проверка домашнего задания:

- просмотр составленных ребусов по предыдущей теме

Актуализация опорных знаний

Продолжите фразы:

БД – это…

– это совокупность взаимосвязанных данных, которые обладают свойствами структурированности, хранятся во внешней памяти компьютера, и организованы по правилам, предполагающим общие принципы описания, хранения и обработки данных.

БД могут быть использованы для создания …

- фонда учебной литературы школьной библиотеки,

- кадрового состава предприятия,

- единого реестра препаратов аптеки,

- нормативных актов гражданского права,

- каталога фильмов кинотеатра…

Типы БД - …

- фактографические и документальные.

Фактографические БД содержат краткие сведения об объектах, представленные в определенном формате, например, Марка машины, завод-изготовитель, год выпуска …

В документальных БД содержится информация разного типа: текстовая, звуковая, графическая, мультимедийная

СУБД – это …

- программное обеспечение, которое позволяет создавать БД, обновлять и дополнять информацию, обеспечивать гибкий доступ к информации.

2. Ответьте на вопросы:

- Перечислите основные свойства баз данных (структурированность, взаимосвязанность, независимость от прикладных программ)

- Каким требованиям должны удовлетворять СУБД? (возможность манипулирования данными, возможность поиска и формирования запросов, обеспечение целостности данных, обеспечение защиты и секретности)

- Назовите простые СУБД, предназначенные для работы в небольших организациях (Access, FoxPro и Paradox)

- Назовите СУБД мощного типа ( Oracle , Sybase , Informix )

IV . Работа над новой темой

1. Информация от турфирмы

2. Типы моделей БД

3. Реляционная модель данных

4. Варианты типов связей

5. Составляющие реляционной модели

6. Основные типы полей

7. Понятия, необходимые для понимания процесса приведения модели к реляционной схеме.

1. ИНФОРМАЦИЯ ОТ ТУРФИРМЫ

С этим вопросом нас ознакомит менеджер, принимающий заявки от фирм.

2. "ТИПЫ МОДЕЛЕЙ БАЗ ДАННЫХ"

Это некоторые виды моделей БД.

модель 1 модель 2 модель 3

-Тип модели БД определяется по типу связи между элементами БД.

-Существуют три основных типа моделей данных –иерархическая(1) и сетевая(2), реляционная(3).

ИЕРАРХИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ

Иерархическая модель базы данных представляет собой совокупность элементов, расположенных в порядке их подчинения от общего к частному и образующих перевернутое дерево (граф).

- Данная модель характеризуется такими параметрами, как уровни, узлы, связи . Принцип работы модели таков, что несколько узлов более низкого уровня соединяется при помощи связи с одним узлом более высокого уровня.

Узел — информационная модель элемента, находящегося на данном уровне иерархии.

Свойства иерархической модели базы данных:

несколько узлов низшего уровня связано только с одним узлом высшего уровня;

иерархическое дерево имеет только одну вершину (корень), неподчиненный никакой другой вершине;

каждый узел имеет свое имя (идентификатор);

СЕТЕВАЯ МОДЕЛЬ

Сетевая модель базы данных похожа на иерархическую. Она имеет те же основные составляющие (узел, уровень, связь), однако характер их отношений принципиально иной. В сетевой модели принята свободная связь между элементами разных уровней . Примером может служить база данных, хранящая сведения о закреплении учителей-предметников за определенными классами, где видно, что один учитель может преподавать в нескольких классах, и что один и тот же предмет могут вести разные учителя.

3. РЕЛЯЦИОННАЯ МОДЕЛЬ

Сегодня на нашем заседании мы должны будем создать многотабличную базу банных , которая будет представлять собой единую базу данных.

После создания различных таблиц, содержащих данные, относящиеся к различным аспектам базы данных, необходимо обеспечить целостность базы данных. Для этого необходимо их связать между собой.

Базы данных, состоящие из нескольких связанных двумерных таблиц, называют реляционными .

Модель данных, как и сама база данных, является объектом, имеющим свои определенные свойства.

Реляционная модель базы данных имеет следующие свойства:

Каждый элемент таблицы – один элемент данных.

Все столбцы в таблице являются однородными, т. е. имеют один тип (числа, текст, дата и т. д.).

Каждый столбец (поле) имеет уникальное имя.

Одинаковые строки в таблице отсутствуют.

Порядок следования строк в таблице может быть произвольным и может характеризоваться количеством полей, количеством записей, типом данных.

Над этой моделью базы данных удобно производить следующие действия:

сортировку данных (например, по алфавиту);

поиск записей (например, по фамилиям) и т. д.

выборку данных по группам (например, по датам рождения или по фамилиям);

Главное достоинство таблиц — в их понятности.

Реляционная модель данных, как правило, состоит из нескольких таблиц, которые связываются между собой ключами.

Структура каждой таблицы создаётся с помощью конструктора таблиц. В конструкторе указываются имена полей, типы и форматы полей, назначаются ключи.

Устанавливаются связи между таблицами после их создания, но до заполнения данными .

Для создания реляционной БД в окне СУБД выберем объект Таблицы и выберем вариант Создание таблицы в режиме конструктора.

4. ВАРИАНТЫ ТИПОВ СВЯЗЕЙ

База данных – это совокупность данных и связей между ними.

Для связанных таблиц возможно три варианта типа связи :

Наиболее простой способ указать связь между данными – поместить данные совместно, например, в одной строке ведомости о заработной плате. Тогда наглядно видно, на какой должности работает сотрудник фирмы (фамилия) и какую заработную плату он получает (зарплата). Все строки ведомости имеют один шаблон, столбцы содержат данные одного типа.

Любому элементу, рассматриваемому как объект, свойство или атрибут в информационной системе, может соответствовать несколько других объектов, свойств или атрибутов. Подобная структура имеет несколько уровней. Каждый ее элемент может быть связан с несколькими другими, находящимися на нижнем уровне, и только с одним из более высокого (верхнего) уровня. Такая структура называется древовидной или деревом. Каталоги, подкаталоги и содержащиеся в них файлы образуют древовидную структуру. Такую же структуру имеют практически все министерства, ведомства, армия, предприятия различных отраслей.

5. СОСТАВЛЯЮЩИЕ РЕЛЯЦИОННОЙ МОДЕЛИ

Ключ — поле, которое однозначно определяет соответствующую запись.

В реляционных БД строка таблицы называется записью, а столбец — полем. В общем виде это выглядит так:

Каждое поле таблицы имеет имя.

Одна запись содержит информацию об одном объекте той реальной системы, модель которой представлена в таблице. Например, одна запись о каком либо объекте — это информация об одном объекте.

Поля — это различные характеристики (иногда говорят — атрибуты) объекта. Значения полей в одной строчке относятся к одному объекту. Разные поля отличаются именами. А чем отличаются друг от друга разные записи? Записи различаются значениями ключей.

Главным ключом в базах данных называют поле (или совокупность полей), значение которого не повторяется у разных записей.

В такой таблице у разных записей не могут совпадать одновременно только два поля ГОРОД и НОМЕР ШКОЛЫ. Эти два поля вместе образуют составной ключ: ГОРОД-НОМЕР ШКОЛЫ. Составной ключ может состоять и более чем из двух полей.

С каждым полем связано еще одно очень важное свойство — тип поля.

Тип определяет множество значений, которые может принимать данное поле в различных записях.

В таблицах, приведённых ниже, показаны примеры простого и составного ключей:

6. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ПОЛЕЙ

В реляционных БД столбец называется полем. В реляционных базах данных используются четыре основных типа полей:

Логический тип предназначен для хранения логического значения Да или Нет, Истина или Ложь.Такое поле занимает 1 бит.

Подведём итог, значения полей — это некоторые величины определенных типов. От типа величины зависят те действия, которые можно с ней производить. Например, арифметические операции можно выполнять с числовыми величинами, а с символьными и логическими — нельзя.

7. Понятия, необходимые для понимания процесса приведения модели к реляционной схеме.

Отношение - абстракция описываемого объекта как совокупность его свойств. Мы оперируем совокупностью свойств, которые и определяют объект.

Экземпляр отношения - совокупность значений свойств конкретного объекта.

Первичный ключ - идентифицирующая совокупность атрибутов, т.е. значение этих атрибутов уникально в данном отношении. Не существует двух экземпляров отношения содержащих одинаковые значения в первичном ключе.

Простой атрибут - атрибут, значения которого неделимы.

Сложный атрибут - атрибут, значением которого является совокупность значений нескольких различных свойств объекта или несколько значений одного свойства.

Требования к реляционным моделям:

Рациональные варианты концептуальной схемы базы данных должны удовлетворять третьей нормальной форме, а также следующим требованиям:

Выбранный перечень отношений должен быть минимален. Отношение используется, если только его необходимость обусловлена задачами.

Выбранный перечень атрибутов должен быть минимальным. Атрибут включается в отношение только в том случае, если он будет использоваться.

Первичный ключ отношения должен быть минимальным. То есть нельзя исключить ни один атрибут из идентифицирующей совокупности атрибутов, не нарушив при этом однозначной идентификации.

При выполнении операций над данными не должно возникать трудностей.

Графическая интерпретация реляционной схемы

Отношение представляется в виде полоски, содержащей имена всех атрибутов. Имя отношения пишется над ней.

Первичный ключ отношения должен быть выделен жирной рамкой.

Связи, определенные между отношениями, должны быть показаны линиями, проведенными между связующими атрибутами. Значения экземпляров связующих атрибутов должны совпадать.

V . Физкультминутка.

Эффект: расслабление тела, снятие нервного напряжения, восстановление нормального ритма дыхания.

Моргать в течении 10сек.

с напряжением закрывать на 3-5 с попеременно один и другой глаз.

В течении 10 с несколько раз сильно зажмуриться .

В течении 10 с менять направление взгляда.

Медленно опустить подбородок на грудь и оставаться в таком

положении 5 с. Выполнить упражнение 3 раза.

Эффект: избавление от усталости.

Помассировать лицо, чтобы снять напряжение лицевых мышц.

Надавливая пальцами на затылок в течении 10 с делать вращательные движения вправо, затем влево.

В положении сидя или стоя опустить руки вдоль тела. Расслабить их. Сделать глубокий вдох и на медленном выдохе в течение 10-15 с слегка потрясти руками. Повторить несколько раз.

VI . Закрепление нового материала.

Выполнение практического задания на ПК.

Инструктаж по технике безопасности при работе с компьютером.

Задание: Создать таблицы туристической фирмы в Microsoft Access

Порядок выполнения задания

1. Открыть программу Microsoft Access.

2. Выбрать Новая пустая база данных.

3. Присвоить имя файла Туристическая фирма.

4. Подтвердить Создать.

5. Выбрать Режим таблицы и заполнить таблицу.

6. Сохранить таблицу в своей папке на Рабочем столе под присвоенным ей именем для дальнейшей работы с ней.

2. Компьютерные информационные системы

позволяют:
Хранить большие объемы данных;
Осуществлять в них быстрый поиск;
Вносить изменения;
Выполнять всевозможные манипуляции с
данными.

3. База данных (БД) — организованная совокупность данных на какую-то тему (в рамках некоторой предметной области)

Классификация БД:
По характеру хранимой информации;
По способу хранения данных;
По структуре организации данных.

4. Классификация БД по характеру хранимой информации

Фактографические БД – содержат краткие
сведения об описываемых объектах,
представленные в строго определенном
формате(картотеки);
Документальные БД – содержат обширную
информацию самого разного типа: текст,
графика, видео и звук(архив).

5. Классификация БД по способу хранения данных

Централизованные - вся информация хранится
на одном компьютере. Это может быть
автономный ПК или сервер сети, к которому
имеют доступ пользователи - клиенты;
Распределенные - используются в локальных и
глобальных компьютерных сетях. В таком
случае разные части базы хранятся на разных
компьютерах.

6. Классификация БД по структуре организации данных

7. Типы структур БД

Реляционная
Телефон
ФИО
Адрес
25-25-25
Иванов
Кемерово
Фирмы
Иерархическая
А
391
Сетевая
752
Б
391
Машина
Номер
В
102
Цвет
Хозяин
Завод
391

8. Реляционные БД – имеют табличную форму организации.

Столбец таблицы – поле.
Строка таблицы - запись
Поле 1
Запись 1
Запись 2
Запись 3
Имя поля 1
Поле 2
Имя поля 2
Поле 3
Имя поля 3
Поле 4
Имя поля 4

9. Реляционная БД

Поле 1
Дни
Запись 1
Запись 2
Поле 2
Поле 3
Поле 4
Поле 5
Темпера
тура
Влаж
ность
Осадки
Давле
ние
15.03
-3,5
67
Снег
746
16.03
0
62
Без
осад
ков
750
имена полей: ДЕНЬ, ТЕМПЕРАТУРА, ВЛАЖНОСТЬ,
ОСАДКИ, ДАВЛЕНИЕ.

10. В реляционных БД:

всякая таблица содержит в себе информацию о некоторой
реальной системе (процессе) и, следовательно, является ее
информационной моделью;
всякая запись в таблице — информация о конкретном
объекте (событии) данной системы;
значение поля в каждой записи — это определенная
характеристика (свойство, атрибут) объекта.
В реляционной БД не должно
быть совпадающих записей.

11. Ключ – поле (или совокупность полей), значение которой не повторяется.

12. Тип поля определяет множество значений, которые может принимать данное поле в различных записях.

13. Типы данных (полей)

Числовой
Символьный
Дата/время
Логический
Денежный
Счетчик
Гиперссылка
Подстановка
1, 342.45, 1Е-6
ФИО, адрес
ДД-ММ-ГГГГ, ММ/ДД/ГГ
Истина,ложь, 1 или 0
$100, 100р, €100
1,2,3,4,5 и т.д.
Базы данных 1.ppt
Муж/Жен, Да/Нет,

Оказывать поддержку одноклассникам, помогать в усвоении материала. Быть сдержанным и отзывчивым к окружающим.

Первоначальные знания

MSExcel , типы данных.

Запланированные

этапы урока

Запланированная деятельность на уроке

Оргмомент: приветствие, проверка отсутствующих

Введение в новую тему.

На интерактивной доске представлены рисунки (записная книжка, журнал, архив, картотека)

Вопрос классу: Как можно хранить данные о жителях города?

Учащиеся устно предлагают свои варианты Организуйте обсуждение об эффективности методов хранения данных.

Тема урока: Основные понятия базы данных.

Типы в базе данных

Попросите учащихся привести примеры баз данных из жизни. Например, организаций, которые нуждаются в хранении данных: бизнес, правительство и т.д. (для каждой из них перечислить, какие данные им нужно хранить).

Знакомство с новыми терминами и определениями:

Записать в тетради определение:

База данных (БД) – это информационная модель, позволяющая упорядоченно хранить данные о группе объектов, обладающих одинаковым набором свойств.

Рассказать о видах БД: сетевая, иерархическая, реляционная. Привести примеры из жизни.

Групповая работа

Учащихся разделить на группы по 3 видам БД.(рандомно)

В группах разобрать по одному виду БД. Описать и привести пример схематично показать

Защита постеров (Каждой группе по 1минуте)

Рассмотреть примеры Реляционной БД:

Деление на пары: необходимо разделить учащихся разрезанными на 2 части типами данных. Учащиеся должны найти вторую половину слова, например, Числовой.

Необходимо спросить у учащихся, какие слова получились и что это такое? (типы данных в таблицах БД)

Парная работа:

Исследовать материал и выполнить задания:

1. Объяснить термины:

(графически показать, привести примеры)

Взаимообучение :

Пары разбиваются. Учащиеся рассчитываются по порядку. Четные номера объясняют, не четные номера слушают.

Используя свою тетрадь учащийся объясняет 90 секунд изученный материал однокласснику. По команде учителя учащийся находит другого свободного учащегося и объясняет ему. По необходимости учитель может выступить в качестве учащегося, которому нужно объяснить.

По команде учителя, учащиеся меняются местами и выполняют аналогичную работу

Читайте также: