Реферат
Введение 5
1 Реляционная алгебра и операции над отношениями 8
1.1 Понятие реляционной алгебры 8
1.2 Операции реляционной алгебры 9
1.2.1 Операция проекции 9
1.2.2 Операция выборки 9
1.2.3 Операция соединения 10
1.2.4 Операция объединения 11
1.2.5 Операция пересечения 11
1.2.6 Операция вычитания 12
1.2.7 Операция умножения 12
1.3 Анализ литературы и интернет-источников по теме «операции над
отношениями» 13
1.3.1 Анализ литературы 13
1.3.2 Анализ интернет-источников 15
1.4 Анализ рабочей программы 18
2 Описание тренажера с элементами электронного учебного пособия 24
2.1 Педагогический адрес 24
2.2 Общие требования по созданию электронных учебных пособий и
программ-тренажеров 24
2.3 Требования к тренажеру с элементами электронного учебного
пособия «Операции реляционной алгебры» 29
2.4 Описание средств разработки 30
2.5 Описание реализации операций реляционной алгебры в тренажере с
элементами электронного учебного пособия 31
2.5.1 Реализация операции проекции 31
2.5.2 Реализация операции выборки 32
2.5.3 Реализация операции соединения и ее подтипов 32
2.5.4 Реализация операции объединения 33
2.5.5 Реализация операции пересечения 33
2.5.6 Реализация операции вычитания 33
2.5.7 Реализация операции умножения 34
2.6 Структура тренажера с элементами электронного учебного пособия 34
2.7 Описание основных алгоритмов программы 39
2.8 Описание алгоритма сортировочной станции 42
Заключение 46
Список использованных источников 48
Приложение 51
На сегодняшний день одним из основных компонентов любой информационной системы является база данных. Как следствие возникает потребность в специалистах, для обслуживания и работы с реляционными базами данных. В свою очередь, для работы с реляционными базами данных (БД) необходимо знание хотя бы основ реляционной алгебры. К сожалению, как показывает практика, данная тема дается легко далеко не всем обучающимся. В первую очередь, это связано со сложностью определений и терминов, используемых в рамках реляционной алгебры. Понимание также осложняется значительным отличием оперируемых объектов (отношений, таблиц) от привычных для обычной алгебры цифр.
С целью обучения студентов основам реляционной алгебры разработано множество практикумов и лабораторных работ, применяемых в рамках дисциплины «Базы данных и управление ими». Данные практикумы по своей структуре можно разделить на две основные группы:
1. Практикумы, рассчитанные на работу с реальными системами управления базами данных, такими как Microsoft SQL Server или MySQL Server. Подразумевают наличие развернутой БД с набором таблиц и данных, с которой обучающийся работает, составляя SQL-запросы в соответствии с заданиями лабораторных работ. Недостаток такого подхода в том, что для применения запросов, написанных обучающимся, необходимо наличие самой базы данных, что не всегда возможно вследствие большого объема данных, хранящихся в БД. Другим, не менее существенным минусом, является необходимость значительной настройки окружения, системы управления базой данных (СУБД) и самой БД перед началом непосредственной работы с данными. Подобная необходимость отвлекает обучающихся от изучения и применения операций реляционной алгебры при работе с данными, заставляя заниматься, например, настройкой прав доступа к объектам БД, или запуском служб для удаленного подключения. При отсутствии соответствующей подготовки подобные действия могут занять длительное время.
2. Практикумы, рассчитанные на работу с табличным процессором Microsoft Office Excel (MS Excel). Данный подход подразумевает наличие для каждого лабораторного задания заранее подготовленной книги MS Excel, в которой явно обозначены поля для ввода данных в таблицы и созданы элементы управления (кнопки, поля для текста и т.д.), к которым привязаны определенные скрипты на языке Visual Basic for Applications (VBA). В отличие от первого подхода, данные практикумы, как правило, просты в применении и не требуют наличие БД. С другой стороны, данный подход подразумевает, что учащиеся только вводят данные в таблицы и следят как это данные влияют на результат заранее запрограммированной на языке VBA операции, что не способствует формированию умения самостоятельно составлять запросы реляционной алгебры.
Актуальность выбранной темы состоит в том, что для эффективного изучения обучающимися основ реляционной алгебры необходимо наличие педагогического программного средства, объединяющего в себе простоту использования таблиц MS Excel и глубину и возможность самостоятельного составления запросов со стороны обучающегося.
Объект исследования - процесс обучения студентов направления подготовки 44.03.04 Профессиональное обучение (по отраслям) профиля «Информатика и вычислительная техника» разделу «Операции над отношениями» в рамках дисциплины «Базы данных и управление ими».
Предмет исследования - учебные материалы по теме «Операции над отношениями» дисциплины «Базы данных и управление ими».
Цель работы - разработать тренажер с элементами электронного учебного пособия «Операции реляционной алгебры».
Задачи работы:
1. Проанализировать литературу и интернет-источники по теме «Операции над отношениями» с целью формирования набора операций реляционной алгебры, являющихся основными и критическими для обучения данному разделу.
2. Проанализировать литературу и интернет-источники с целью выделения требований, предъявляемых к программам-тренажерам и электронным учебным пособиям на современном этапе развития образования.
3. Спроектировать структуру и реализовать интерфейс и функционал тренажера с элементами электронного учебного пособия «Операции реляционной алгебры».
4. Разработать набор практических заданий, с целью проверки функционала разработанного тренажера с элементами электронного учебного пособия (ЭУП) и создания базы для дальнейшего развития разработанного продукта.
В рамках выпускной квалификационной работы был разработан тренажер с элементами электронного учебного пособия «Операции реляционной алгебры» а также набор из 30 практических заданий разной степени сложности, формирующих базу для дальнейшего развития возможностей внедрения разработанного ППС в процесс обучения.
В результате исследования были разработаны:
• структура тренажера с элементами электронного учебного пособия;
• элементы графического интерфейса: кнопки, меню и т.д.;
• связи между графическими формами пособия;
• функции работы с таблицами;
• функции реляционной алгебры;
• набор практических заданий.
В результате проделанной работы были решены следующие задачи:
1. Проанализирована литература и интернет-источники с целью выделения требований, предъявляемых к электронным учебным пособиям на современном этапе развития образования.
2. Проанализирована литература и интернет-источники по теме «Операции над отношениями» с целью формирования круга печатных и электронных изданий, необходимых для создания тренажера с элементами электронного учебного пособия.
3. Продумана структура классов и форм, а также реализован графический интерфейс и функционал тренажера с элементами электронного ученого пособия «Операции реляционной алгебры».
4. Создан набор базовых заданий для режима самостоятельной работы в разработанном тренажере с элементами ЭУП. Данный набор включает 30 заданий различной степени сложности.
В качестве дальнейших перспектив исследования по данной проблеме можно расширить круг реализованных операций алгебры, а также пополнить набор практических заданий для работы обучающихся в режиме контроля. Возможность данных путей развития обеспечивает сформированная структура классов разработанного тренажера с элементами ЭУП, а также использование алгоритма считывания заданий из книг MS Excel, основанного на шаблонах и не зависящего от данных в книге.
Кроме того, наличие всплывающих подсказок, встроенного анализа результатов, а также справки по работе с ИПС и теоретического описания реализованных операций реляционной алгебры позволяет обучающимся работать с тренажером самостоятельно.
Таким образом, задачи решены, цель достигнута.
1. Балыкина Е.Н. Сущностные характеристики электронных учебных изданий [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://goo.gl/BhdF63 (дата обращения: 21.02.2016).
2. Дейт К. SQL и реляционная теория. Как грамотно писать код на SQL [Текст] / К. Дейт. - пер. с англ. А. Слинкина. - СПб.: Символ-Плюс,
2010. - 480 с.
3. Дейт К. Введение в системы баз данных [Текст] / К. Дейт. - пер. с англ. К. Птицина. - М.: Вильямс, 2006. - 1328 с.
4. Избачков Ю.С. Информационные системы [Текст]: учеб. пособие для вузов / Ю.С. Избачков, В.Н. Петров. - 2-е изд. - СПб.: Питер, 2006. - 656 с.
5. Илюшечкин В.М. Основы использования и проектирования баз данных [Текст]: учебник для вуза [Гриф УМО] / В.М. Илюшечкин. - 1-е изд. - М.: Юрайт, 2014. - 213 с.
6. Кормен Т. Алгоритмы. Построение и анализ [Текст] / Т. Кормен,
Ч. Лейзерсон, Р. Ривест, К. Штайн. - пер. с англ. И. Красикова. - М.: Вильямс, 2015. - 1328 с.
7. Кузнецов С.Д. Базы данных [Текст]: учебник для вуза / С.Д. Кузнецов. М.: Academia, 2012. - 496 с.
8. Курс обучения «Introduction to Databases» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://goo.gl/7k7DaX (дата обращения: 14.05.2016).
9. Курс обучения «Основы SQL» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.intuit.rU/studies/courses/5/5/info (дата обращения: 21.02.2016).
10. Нагел К. C# 4.0 и платформа .NET 4 для профессионалов [Текст] / К. Нагел, Б. Ивьен. - пер. с англ. Я. Волковой, Н. Мухина. - М.: Вильямс,
2011. - 1440 с.
11. Рабочая программа дисциплины «Базы данных и управление ими».
Для студентов всех форм обучения направления подготовки 44.03.04 Профессиональное обучение (по отраслям) [Текст] / В.В. Вьюхин. - Екатеринбург: ФГАОУ ВПО «Российский государственный
профессионально-педагогический университет», 2014. - 24 с.
12. Скит Д. C#. Программирование для профессионалов [Текст] / Д. Скит. - пер. с англ. В. Коваленко. - М.: Вильямс, 2011. - 544 с.
13. Статья «Заметки о SQL и реляционной алгебре» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://habrahabr.ru/post/275251/ (дата обращения: 14.05.2016).
14. Статья «Обратная польская нотация» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://habrahabr.ru/post/100869/ (дата обращения: 06.03.2016).
15. Статья «Основы реляционной алгебры» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://habrahabr.ru/post/145381/ (дата обращения: 21.02.2016)....25