Тема: побудова моделі «сутність — зв'язок».

Мета

навчальна:

• сформувати уявлення про поняття сутності, ключа, зв'язки між сутностями та їх видами;
• навчити будувати модель «сутність зв'язок».

розвивальна:

• розвивати логічне мислення на основі спостережень і осмислення навчального матеріалу;
• розвинути навички при побудові моделі «сутність — зв'язок».

виховна: стимулювати зацікавлення предметом, пізнавальну активність, акуратність, терпимість та інформаційну культуру учнів.

Після вивчення теми учень

пояснює:

• поняття предметної галузі;
• поняття сутності, атрибута, ключа;
• типи зв'язків;

описує:

• побудову моделі «сутність — зв'язок»;
• різновиди ключів;

уміє:

• створювати моделі в різних програмних середовищах;
• встановлювати та описувати взаємозалежність між параметрами моделі;
• будувати модель «сутність — зв'язок».

Обладнання й матеріали: ПК з встановленими ОС та LibreOffice, проектор.

Структура уроку

1. Організаційний момент.
2. Актуалізація опорних знань.
3. Вивчення нового матеріалу.
4. Закріплення вивченого матеріалу.
5. Підсумок уроку.
6. Домашнє завдання.

Хід уроку

1. Організаційний момент
Вітання з класом. Перевірка присутності готовності учнів до уроку.

2. Актуалізація опорних знань

1. Що таке модель?
2. За призначенням розрізняють моделі навчальні, дослідні, науково-технічні, імітаційні та інші. Які сфери застосування кожної з них?
3. За фактором часу розрізняють моделі статичні й динамічні. У чому різниця між ними?
4. За способом реалізації моделі поділяють на два види — матеріальні та інформаційні. У чому різниця між ними?
5. Що таке комп’ютерна модель?
6. Основні етапи комп’ютерного моделювання такі:
   1. Постановка задачі та її аналіз.
   2. Побудова інформаційної моделі.
   3. Розробка методу й алгоритму дослідження моделі.
   4. Розробка комп’ютерної моделі.
   5. Проведення комп’ютерного експерименту.
   У чому полягає їхня суть?
7. За способом подання інформації інформаційні моделі поділяють на: словесні, графічні, структурні, алгоритмічні, розрахункові, спеціальні. Подайте приклади.

Сутність (об'єкти певного типу) позначають прямокутниками, зв'язки між сутностями — ромбами. Всередині ромба записують дієслово або слово­сполучення, що визначає зміст зв'язку. Під назвою сутності у прямокутнику записують перелік атрибутів (властивостей) об'єкта — сутності.

Наприклад, у розглянутій моделі сутність учитель має атрибути паспортні дані, прізвище, ім'я, по батькові, стать та спеціальність.

Базові елементи моделі «сутність — зв'язок»: сутність, атрибут і зв'язок.

Сутність — це об'єкт визначеного типу.

Тип сутності визначає набір однорідних сутностей деякого типу з фізичним (реальним) або концептуальним (абстрактним) існуванням.

Наприклад, робітники й деталі виробів — це типи сутностей, що відповідають об'єктам із фізичним існуванням. А робітничий стаж і кваліфікація — це типи сутностей,що відповідають об'єктам із концептуальним існуванням.

Кожен тип сутності описують назвою і властивостями (характеристиками). Тип сутності може бути пов'язаний з іншими типами сутностей за допомогою зв'язків, причому кількість відповідних зв'язків необмежена.

Зв'язок — це відношення між сутностями. Розрізняють:

• бінарні зв'язки — між двома сутностями довільних типів;

• багатосторонні зв'язки — охоплюють більше двох типів сутностей або один тип сутності, в якому сутності беруть участь кілька разів у різних ролях.

Тип зв'язку, в якому деякий тип сутності бере участь кілька разів у різних ролях, іноді називають рекурсивним.

Бувають такі різновиди зв'язків:

• один до одного;
• один до багатьох;
• багато до багатьох.

Щоб зв'язок між сутностями А і В віднести до одного з цих трьох типів, потрібно відповісти на такі питання:

1. Зі скількома об'єктами сутності А може бути зв'язаний об'єкт сутності В?

2. Зі скількома об'єктами сутності В може бути зв'язаний об'єкт сутності A?

Як відповіді на ці запитання визначають типи зв'язків і як ці зв'язки позначають графічно, подано у такій таблиці.

Тип зв'язку	Графічне позначення	Зі скількома об'єктами А може бути зв'язано об'єкт В?	Зі скількома об'єктами B може бути зв'язано об'єкт A?
один до одного		з одним	з одним
один до багатьох		з одним	з багатьма
багато до багатьох		з багатьма	з багатьма

Завдання 1. Визначте тип зв'язків:

• курка несе яйце;
• річка протікає на території держави;
• за команду грає 11 футболістів.

Проаналізуємо відображення зв'язку «учень вчиться у класі»:

• біля лінії, що з'єднує ромб зв'язку з прямокутником «клас» записують символ 1, бо учень учиться лише в одному класі;

• біля лінії, що з'єднує ромб зв'язку з прямокутником «учень» записують символ ∞, бо у класі вчиться багато учнів (див. рисунок).

Зв'язок «учитель навчає клас» має тип «багато до багатьох», бо в одному класі можуть викладати багато вчителів, а один вчитель може викладати у багатьох класах.

Зв'язок «учитель є класним керівником» має тип «один до одного», бо учителю дозволяють керувати лише одним класом, а для класу призначають лише одного класного керівника.

Завдання 2. Назвати кілька сутностей з предметних областей «залізниця», «адміністративний устрій», «водопостачання». Які між ними існують зв'язки?

Атрибут — це властивість типу сутності або типу зв'язку.

Домен атрибуту — множина допустимих значень цього атрибуту, яку зазвичай обмежують в описі моделі.

На атрибути можуть накладати обмеження кардинальності, тобто, вказувати найменшу й найбільшу можливі кількості значень атрибута.

Тип сутності може мати принаймні один атрибут, а тип зв'язку — узагалі не мати атрибутів. Розрізняють такі класи атрибутів:

• прості (simple) та складові (composite);
• однозначні (single-valued) та багатозначні (multivalued);
• базові (stored) та похідні (derived);
• ключі (keys).;

Простий атрибут складається з одного компонента з незалежним існуванням, складений — з кількох компонентів.

Однозначний атрибут містить одне значення для будь-якої сутності типу сутностей, багатозначний — може містити кілька значень типу сутностей.

Ключ — атрибут або підмножина атрибутів, що унікально визначає сутність у складі типу сутності. Як ідентифікаційний код платника податків.

Виділяють такі типи ключів:

• потенціальний — атрибут або набір атрибутів, що унікально ідентифікують сутності типу сутності;

• первинний — один і лише один вибраний потенціальний ключ типу сутності для спрощення роботи із сутностями;

• альтернативний — потенціальний ключ, що не є первинним.

Тип сутності або зв'язку має лише один первинний ключ, а потенціальних ключів може бути кілька.

Подамо приклади запроваджених понять:

• атрибут Стать є простим, атрибут Паспортні дані є складним, бо містить серію і номер паспорта, відомості про те, коли і ким видано документ;

• атрибут Телефон відділення компаніїї може мати кілька значень, тобто є багатозначним на відміну від атрибуту Адреса офіційного сайту, що однозначним.

• атрибут Чи є платником податку на додану вартість? є похідним до базового атрибуту Чи є приватним підприємцем?

• для оператора кабельного телебачення ключем у базі даних клієнтів може бути й атрибут Номер угоди, й атрибут Поштова адреса. Що вибрати за первинний, а що — за альтернативний, залежить лише від рішення керівництва компанії.

4. Закріплення вивченого матеріалу

1. Для чого призначена модель «сутність — зв'язок»?
2. Які є базові елементи моделі «сутність — зв'язок»?
3. Що таке сутність?
4. Що таке зв'язок?
5. Які є види зв'язку?
6. Як позначають різні види зв'язку?
7. Що таке атрибут?
8. Які є різновиди атрибутів?
9. Що таке домен атрибуту?
10. Що таке ключ?
11. Подати свої приклади запроваджених понять.

5. Підсумок уроку
Виставлення оцінок.

6. Домашнє завдання

1. Вивчити матеріал уроку.

2. Після назв сутностей у дужках вказано їх атрибути. Визначте, які ключі мають ці сутності. Якщо з поданих атрибутів утворити ключ неможливо, вкажіть які атрибути потрібно додати:

   • холодильник (модель, обєм, рік випуску, серійний номер);
   • річка (назва, довжина);
   • місто (назва, кількість населення, рік заснування, область, держава.

Текст упорядкувала Тищенко Ольга Іванівна, вчитель інформатики спеціалізованої школи № 211 Оболонського району міста Києва, під час виконання випускної роботи на курсах підвищення кваліфікації з 6.10.2014 по 24.10.2014.