giao_an_chon_loc

Trường THPT Chuyên Bến Tre Giáo án khối 10 Chương 1 :KHÁI NIỆM VỀ HỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU Bài 1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN I. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU Kiến thức • Biết khái niệm CSDL. • Biết vai trò của CSDL trong học tập và cuộc sống. II. PHƯƠNG PHÁP, PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC: • Phương pháp: Thuyết trình, vấn đáp. • Phương tiện: Máy chiếu, máy tính, phòng chiếu hoặc bảng. III. LƯU Ý SƯ PHẠM: - Cần lưu ý làm rõ cho HS thấy những vấn đề sau: + Công tác quản lí chiếm phần lớn trong các ứng dụng tin học; + Việc xử lí thông tin trong các bài toán quản lí có những đặc điểm chung: tạo lập hồ sơ, cập nhật hồ sơ, khai thác hồ sơ (sắp xếp, tìm kiếm, tổng hợp thông tin và lập báo cáo). + Dù thông tin được quản lí thuộc lĩnh vực nào, vẫn phải thực hiện một số công việc: • Tạo lập hồ sơ về đối tượng quản lí; • Cập nhật hồ sơ; • Khai thác hồ sơ. - Có nhiều định nghĩa khác nhau về CSDL nhưng các định nghĩa đều phải chứa 3 yếu tố cơ bản: + Dữ liệu về hoạt động của một tổ chức; + Được lưu trữ ở bộ nhớ ngoài; + Có nhiều người khai thác. - Đối với hệ CSDL chúng ta cấn giải thích rõ cho HS các tính chất của hệ CSDL cũng như một số ứng dụng cụ thể của CSDL. IV. NỘI DUNG BÀI GIẢNG: Hoạt động của GV và HS Nội dung Ổn định lớp: Chào thầy cô. Cán bộ lớp báo cáo sỉ số Chỉnh đốn trang phục GV: Theo em để quản lí thông tin về điểm của HS trong một lớp em nên lập 1.Bài toán quản lí Để quản lí HS trong nhà trường, người ta thường lập các biểu bảng gồm các cột, hàng để chứa thông tin cần quản lí. a. Ví dụ: Để quản lí HS ta có thể tạo một bảng như sau: S Họ tên Ngà Gi Điể Điể Điể Điể Điể Điể GV: Đoàn Minh Đức Trang 1 Trường THPT Chuyên Bến Tre Giáo án khối 10 danh sách chứa các cột nào ? HS: Suy nghĩ và trả lời câu hỏi: Để quản lí chúng ta cần tạo một bảng gồm các cột như STT, Họ tên, Ngày sinh, Giới tính Đoàn viên, Đ,Toán, Đ.Lý, Đ.Hóa, Đ.Văn, Đ.Tin. GV: Phân tích câu trả lời của HS GV: Em hãy nêu lên các công việc thường gặp khi quản lí thông tin của một đối tượng nào đó? HS: Suy nghĩ trả lời: GV: Phân tích câu trả lời của HS GV: Dữ liệu lưu trên máy có ưu điểm gì so với một dữ liệu lưu trên giấy? HS: Suy nghĩ và trả lời câu hỏi GV: Vậy theo em thế nào là một CSDL? GV: Gợi ý HS: Suy nghĩ và trả lời câu hỏi GV: Để người sử dụng có thể tạo CSDL trên máy tính ta phải có một phần mềm và phần mềm đó được gọi là hệ QTCSDL. GV: Hiện nay ngoài HQTCSDL MS- Microsoft Access mà các em sẽ được học trong chương trình 12 thì cũng còn rất nhiều HQTCSDL khác như MySQL, Oracle, SQL Server. DB2, phần lớn các HQTCSDL nói trên đều hoạt động tốt trên các hệ điều hành như Linus, Unix tt y sinh ới tín h m Văn m Toá n m Lí m Hóa m Văn m Tin 1 Nguyể n An 12/8 /91 Na m C 7.8 8.2 9.2 7.3 8.5 2 Trần Văn Giang 21/3 /90 Na m K 5.6 6.7 7.7 7.8 8.3 3 Lê Minh Châu 3/5/ 91 Nữ C 9.3 8.5 8.4 6.7 9.1 4 Doãn Thu Cúc 14/2 /90 Nữ K 6.5 7.0 9.1 6.7 8.6 -- - 5 0 Hồ Minh hải 30/7 /91 Na m C 7.0 6.6 6,5 6.5 7.8 b.Các công việc thường gặp khi quản lí thông tin của một đối tượng nào đó - Tạo lập hồ sơ về đối tượng cần quản lí - Cập nhật hồ sơ như: thêm, xóa, sửa hồ sơ - Tìm kiếm - Sắp xếp - Thống kê - Tổng hợp, phân nhóm hồ sơ - In ấn 2. Hệ cơ sở dữ liệu a.Khái niệm - Khái niệm CSDL: Một CSDL (Database) là một tập hợp các dữ liệu có liên quan với nhau, chứa thông tin của một tổ chức nào đó (như một trướng học, một ngân hàng, một công ty, một nhà máy, …), được lưu trữ trên các thiết bị nhớ (như băng từ, đĩa từ,…) để đáp ứng nhu cầu khai thác thông tin của nhiều người sử dụng với nhiều mục đích khác nhau. Ví dụ: (Hình 1 – trang 4 SGK) GV: Đoàn Minh Đức Trang 2 Trường THPT Chuyên Bến Tre Giáo án khối 10 và MaxOS ngoại trừ SQL Server của Microsoft chỉ chạy trên hệ điều hành Windows. GV: Có 3 mức trừu tượng dùng để mô tả CSDL; mức CSDL vật lí, mức CSDL khái niệm và mức khung nhìn. Ví dụ: Mối quan hệ các mức trừu tượng của CSDL được mô tả như trên H3 trang 9 SGK. H3. Các mức trừu tượng của CSDL. GV: Để hiểu rõ hơn sự khác biệt giữa 3 mức trừu tượng hóa nêu trên ta phân tích thêm về CSDL lớp sử dụng tính tương tự với các ngôn ngữ lập trình. - Ở các mức khái niệm, có thể khai báo hồ sơ dạng bảng là một mảng 2 chiều, chẳng hạn trong Pascal: Var B: array[1 50, 1 10] of record Stt: integer; Hoten: string[15]; Ngaysinh Gioitinh Doanvien Diemtoan … End; - Ở mức vật lí, mảng 2 chiều B được lưu trữ chẳng hạn trong 50 vùng nhớ liên tục, mỗi vùng lưu dữ liệu của một hàng gồm 10 giá trị tương ứng với 10 cột. – Một khung nhìn của mảng B có thể - Khái niệm HQTCSDL Phần mềm cung cấp một môi trường thuận lợi và hiệu quả để tạo lập, lưu trữ và khai thác thông tin của CSDL được gọi là hệ quản trị cơ sở dữ liệu (hệ QTCSDL) Chú ý: Người ta thường dùng thuật ngữ hệ CSDL để chỉ một CSDL và HQTCSDL quản trị và khai thác CSDL đó. (Xem hình 3 trang 9 SGK) Như vậy để lưu trữ và khai thác thông tin bằng máy tính cần phải có: + Cơ sở dữ liệu + Hệ QTCSDL; + Các thiết bị vậy lý (máy tính, đĩa cứng, mạng, …) b.Các mức trừu tượng của CSDL + Mức vật lí CSDL vật lí của một CSDL là tập hợp các tệp dữ liệu, tồn tại thường xuyên trong các thiết bị nhớ. Ví dụ: CSDL vật lí của CSDL lớp gồm 50 tệp, mỗi tệp lưu dữ liệu thực tế về một HS trong lớp.  Mức vật lí cho biết dữ liệu được lưu trữ như thế nào. + Mức khái niệm CSDL khái niệm của một CSDL là sự trừu tượng hóa GV: Đoàn Minh Đức Trang 3 Trường THPT Chuyên Bến Tre Giáo án khối 10 khai báo là một mảng con của mảng B ( chẳng hạn không có các cột về điểm trong B). Mức trừu tượng của khung nhìn và CSDL khái niệm ở đây là như nhau, Một khung nhìn khác có thể khai báo là một hàm tính tổng điểm môn Tin học của cả lớp f(i) = ∑ B[i, 10] với i từ 1 đến 50. Khung nhìn này có mức trừu tượng cao hơn. Ta không chỉ thấy B dưới dạng vừa có liên hệ vừa tách biệt là hàm chứ không phải mảng, và ta chỉ có thể thấy tổng các hàm của cột 10 mà không thấy bản thân các hàng đó GV: Thế nào là cấu trúc của một CSDL? HS: Trả lời câu hỏi thông qua SGK GV: Tính toàn vẹn là gì? GV: gợi ý cho HS về tính toàn vẹn: Để đảm bảo tính toàn vẹn trên cột điểm, sao cho điễm nhập vào theo thang điểm 10, các điểm môn học phải đặt ràng buộc giá trị nhập vào >=0 và <=10. GV: Tính nhất quán là gì? HS:Suy nghĩ, kết hợp SGK để trả lời câu hỏi GV: Tính an toàn và bảo mật thông tin? GV: Gợi ý cho HS về tính an toàn và bảo mật thông tin: Bản thân các em có thể vào mạng để xem điểm của mình trong CSDL của nhà trường nhưng hệ thế giới thực khi nó gắn với người sử dụng. Ví dụ, thế giới thực là một lớp HS, mỗi HS có một số thông tin được trừu tượng hó thành CSDL khái niệm của CSDL lớp là một bảng, mỗi cột là một thuộc tính, mỗi hàng tương ứng với thông tin về một HS.  Mức khái niệm cho biết dữ liệu nào được lưu trữ trong hệ CSDL và giữa các dữ liệu có các mối quan hệ nào. + Mức khung nhìn Khung nhìn của một CSDL là một phần của CSDL khái niệm hoặc sự trừu tượng hóa một phần CSDL khái niệm. Một CSDL chỉ có một CSDL vật lí, một CSDL khái niệm nhưng có thể có nhiều khung nhìn khác nhau. Ví dụ, nếu bỏ bớt một vài cột của CSDL khái niệm lớp phần còn lại là một khung nhìn.  Mức khung nhìn thể hiện phần CSDL mà người dùng cần khai thác. c.Các yêu cầu cơ bản của CSDL GV: Đoàn Minh Đức Trang 4 Trường THPT Chuyên Bến Tre Giáo án khối 10 thống sẽ ngăn lại nếu các em cố tình sửa điểm. Hoặc khi điện bị tắt đột ngột phần mềm bị hỏng thì máy hoàn toàn có thể khôi phục lại được dữ liệu. GV: Em hiểu thế nào về tính độc lập? HS: Suy nghĩ trả lời. GV: Em hiểu thế nào là tính không dư thừa? GV: Gợi ý cho HS về tính không dư thừa. Một CSDL đã có cột Ngày sinh thì không cần có cột tuổi. - Tính cấu trúc: Dữ liệu trong CSDL được lưu trữ theo một cấu trúc xác định. Ví dụ, CSDL lớp có cấu trúc là bảng 50 dòng, 10 cột. Mỗi cột là một thuộc tính và mỗi dòng là một hồ sơ học sinh. - Tính toàn vẹn: Các giá trị dữ liệu được lưu trữ trong CSDL phải thỏa mãn một số ràng buộc, tùy thuộc vào hoạt động của tổ chức mà CSDL phản ánh. - Tính nhất quán: Sau những thao tác cập nhật dữ liệu và ngay cả khi có sự cố (phần cứng hay phần mềm) xảy ra trong quá trình cập nhật, dữ liệu trong CSDL phải được bảo đúng đắn. - Tính an toàn và bảo mật thông tin: CSDL vẫn được bảo vệ an toàn, phải ngăn chặn được những truy xuất không được phép và phải khôi phục được CSDL khi có sự cố ở phần cứng hay phần mềm. -Tính độc lập: Vì một CSDL phải phục vụ cho nhiều mục đích khai thác khác nhau nên dữ liệu phải độc lập với các ứng dụng, không phụ thuộc vào một vài bài toán cụ thể. - Tính không dư thừa: CSDL thường không lưu trữ những dữ liệu trùng lặp hoặc những thông tin có thể dễ dàng suy diễn hay tính toán được từ những dư liệu đã có. Sự trùng lặp thông tin vừa lãng phí bộ nhớ để lưu trữ vừa dễ dẫn đến tình GV: Đoàn Minh Đức Trang 5 Trường THPT Chuyên Bến Tre Giáo án khối 10 trạng không nhất quán thông tin. d. Một số ứng dụng Việc xây dựng, phát triển và khai thác các hệ CSDL ngày càng nhiều hơn, đa dạng hơn trong hầu hết các lĩnh vực kinh tế, xã hội, giáo dục, y tế,… - Cơ sở giáo dục và đào tạo cần quản lí thông tin người học, môn học, kết qủa học tập,… - Cơ sở kinh doanh cần có CSDL về thông tin khách hàng, sản phẩm, việc mua bán,… - Cơ sở sản xuất cần quản lí dây chuyền thiết bị và theo dõi việc sản xuất các sản phẩm trong các nhà máy, hàng tồn kho hay trong cửa hàng và các đơn đặt hàng,… - Tổ chức tài chính cần lưu thông tin về cổ phần, tình hình kinh doanh mua bán tài chính như cổ phiếu, trái phiếu,… - Các giao dịch qua thẻ tín dụng cần quản lí việc bán hàng bằng thẻ tín dụng và xuất ra báo cáo tài chính định kỳ (theo ngày, tuần, tháng, quí, năm,…). - Ngân hàng cần quản lí các tài khoản, khoản vay, các giao dịch hang ngày,… - Hãng hàng không cần quản lí các chuyến bay, việc đăng kí vé và lịch bay,… - Tổ chức viễn thông cần ghi nhận các cuộc gọi, hóa đơn hàng tháng, tính toán số dư cho các thẻ gọi trước,… - Sàn chứng khoán… - Vui chơi giải trí… - Và nhiều ứng dụng khác. V. CỦNG CỐ , DẶN DÒ: - Khái niệm CSDL, Khái hệ hệ quản trị cơ sở dữ liệu - Phân biệt cơ sở dữ liệu với hệ quản trị cơ sở dữ liệu - Những yêu cầu cơ bản của hệ QT CSDL. Cho ví dụ. - Xem bài tập 3 sgk tr16. GV: Đoàn Minh Đức Trang 6 Trường THPT Chuyên Bến Tre Giáo án khối 10 GV: Đoàn Minh Đức Trang 7 Trường THPT Chuyên Bến Tre Giáo án khối 10 Bài 2. HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU I. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU + Về kiến thức: • Biết khái niệm hệ quản trị CSDL. • Biết chức năng của hệ quản trị CSDL: Tạo lập CSDL; cập nhật dữ liệu, tìm kiếm kết xuất thông tin; kiểm soát, điều khiển việc truy cập vào CSDL. • Biết vai trò của con người khi làm việc với hệ CSDL. II. PHƯƠNG PHÁP, PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC • Phương pháp: Thuyết trình vấn đáp • Phương tiện: Máy tính,máy chiếu, phông chữ hoặc bảng. III.NỘI DUNG Hoạt động của GV và HS Nội dung + Ổn định lớp: + Chào thầy cô. + Cán bộ lớp báo cáo sỉ số + Chỉnh đốn trang phục Vì HS trong chương trình lớp 11 đã được học vế ngôn ngữ lập trình. Cụ thể đã dùng ngôn ngữ lập trình Pascal để minh họa do đó trong phần này ta có thể sử dụng ngôn ngữ này để minh họa. GV: Trong Pascal để khai báo biến i, j là kiểu số nguyên, k là số thực để dùng trong chương trình em làm như thế nào? HS : Trả lời câu hỏi. Var i, j: integer; k: real; GV: Thực chất đây cũng là khai báo kiểu dữ liệu. GV: Trong Pascal để khai báo cấu trúc bản ghi 1.Các chức năng của hệ QTCSDL a. Cung cấp cách tạo lập CSDL Thông qua ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu, người dùng khai báo kiểu và các cấu trúc dữ liệu thể hiện thông tin, khai báo các ràng buộc trên dữ liệu được lưu trữ trong CSDL. Như vậy, ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu thực chất là hệ thống các kí hiệu để mô tả các khung nhìn, CSDL khái niệm và CSDL vật lý. b. Cung cấp cách cập nhật dữ liệu, khai thác Ngôn ngữ dùng diễn tả yêu cầu cập nhật hay tìm kiếm, kết xuất thông tin được gọi là ngôn ngữ thao tác dữ liệu. Thao tác dữ liệu gồm: GV: Đoàn Minh Đức Trang 8 Trường THPT Chuyên Bến Tre Giáo án khối 10 học sinh có các trường như: hoten, ngaysinh, gioitinh, doanvien, đvan, đtoan, đly, đhoa, … ta phải thực hiện như thế nào? HS: Type hocsinh = record Hoten: string; Ngaysinh: string; Gioitinh: boolean; Doanvien: boolean; đvan, đtoan, đly, đhoa: real; End; GV: Từ cấu trúc dữ liệu trên người ta dùng ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu để khai báo kiểu và cấu trúc dữ liệu. Trong CSDL người ta dùng ngôn ngữ thao tác dữ liệu tác động trên các mẫu tin (bản ghi) bao gồm: + Cập nhật: nhập, sửa, xóa dữ liệu. + Tìm kiếm và kết xuất dữ liệu. Và bằng ngôn ngữ điều khiển dữ liệu cho phép xác lập quyền truy cập vào cơ sở dữ liệu. GV: Bộ xử lí truy vấn có nhiệm vụ tiếp nhận các truy vấn trực tiếp của người dùng và tổ chức thực hiện các chương trình ứng dụng. GV: Hệ QTCSDL không quản lí và làm việc trực tiếp với CSDL mà chỉ quản lí cấu trúc của các bảng trong CSDL. Cách tổ chức này đảm bảo : + Hệ QTCSDL trở nên gọn nhẹ. + Độc lập giữa hệ QTCSDL với dữ liệu. - Cập nhật: Nhập, sửa, xóa dữ liệu; - Tìm kiếm và kết xuất dữ liệu; Trong thực tế các ngôn ngữ định nghĩa và thao tác dữ liệu không phải là hai ngôn ngữ riêng biệt mà là hai thành phần của một ngôn ngữ CSDL duy nhất, chẳng hạn ngôn ngữ có đặc tính trên được sử dụng phổ biến hiện nay là SQL (Structured Query Language) c. Cung cấp công cụ kiểm soát, điều khiển việc truy cập vào CSDL Hệ QTCSDL thực hiện được chức năng này thông các bộ chương trình đảm bảo: - Phát hiện và ngăn chặn sự truy cập không được phép; - Duy trì tính nhất quán của dữ liệu; - Tổ chức và điều khiển các truy cập đồng thời; - Khôi phục CSDL khi có sự cố ở phần cứng hay phần mềm; - Quản lí các mô tả dữ liệu. 2.Hoạt động của một hệ quản trị cơ sở dữ liệu - Hệ QTCSDL có hai thành phần chính : + Bộ xử lý truy vấn. + Bộ quản lí dữ liệu. - Hoạt động của hệ QTCSDL: khi có yêu cầu của người dùng, hệ QTCSDL sẽ gửi yêu cầu đó đến Bộ xử lí truy vấn, có nhiệm vụ thực hiện và thông qua Bộ quản lí dữ liệu yêu cầu hệ điều hành tìm một số tệp chứa thông tin cần thiết thông qua Bộ quản lí tệp. Các thông tin tìm thấy được trả lại thông qua Bộ quản lí dữ liệu và chuyển đến Bộ xử lí truy vấn để trả kết quả cho người dùng. - Sơ đồ hoạt động của hệ QTCSDL : GV: Đoàn Minh Đức Trang 9 Trường THPT Chuyên Bến Tre Giáo án khối 10 + Độc lập giữa lưu trữ với xử lí. GV: Hệ QTCSDL đóng vai trò cầu nối giữa các truy vấn trực tiếp của người dùng và các chương trình ứng dụng của hệ QTCSDL với hệ thống quản lí tệp của hệ điều hành. GV: Hệ QTCSDL đóng vai trò chuẩn bị, còn thực hiện chương trình là nhiệm vụ của hệ điều hành. (cần phân biệt giữa lưu trữ và xử lí) GV: Mỗi chương trình sẽ có các câu lệnh yêu cầu hệ QTCSDL thực hiện một số thao tác trên CSDL đáp ứng nhu cầu cụ thể đặt ra. Họ tương tác với các hệ thống thông qua việc sử dụng một chương trình ứng dụng đã được viết trước. Người dùng thường được phân thành từng nhóm, mỗi nhóm có một số quyền hạn nhất định để truy cập và khai thác CSDL. 3.Vai trò của con người khi làm việc với hệ CSDL a.Người quản trị CSDL Khái niệm người quản trị CSDL được hiểu là một người, hay một nhóm người được trao quyền điều hành CSDL. + Thiết kế và cài đặt CSDL, hệ QTCSDL và các phần mềm có liên quan. + Cấp phát các quyền truy cập CSDL. + Duy trì các hoạt động hệ thống b. Người lập trình ứng dụng Khi CSDL đã được cài đặt, cần có các chương trình ứng dụng đáp ứng nhu cầu khai thác của các nhóm người dùng. Đây chính là công việc của người lập trình ứng dụng c. Người dùng Người dùng (hay còn gọi là người dùng đầu cuối) chính là người có nhu cầu khai thác thông tin từ CSDL. 4.Các bước cần tiến hành để xây dựng CSDL quản lí. Bước 1. Khảo sát hệ thống. GV: Đoàn Minh Đức Trang 10 . hocsinh = record Hoten: string; Ngaysinh: string; Gioitinh: boolean; Doanvien: boolean; đvan, đtoan, đly, đhoa: real; End; GV: Từ cấu trúc dữ liệu trên người. Đoàn Minh Đức Trang 8 Trường THPT Chuyên Bến Tre Giáo án khối 10 học sinh có các trường như: hoten, ngaysinh, gioitinh, doanvien, đvan, đtoan, đly, đhoa,