Μοντέλο Οντοτήτων Συσχετίσεων

Transcript

1 Μοντέλο Οντοτήτων Συσχετίσεων Υποδειγματικό Σενάριο Γνωστικό αντικείμενο: Πληροφορική Δημιουργός: ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΦΡΑΓΓΟΣ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗΣ ΠΟΛΙΤΙΚΗΣ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ, ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΘΡΗΣΚΕΥΜΑΤΩΝ

2 Σημείωση Το παρόν έγγραφο αποτελεί προϊόν αυτόματης δημιουργίας και εκτύπωσης του Ψηφιακού Διδακτικού Σεναρίου με Τίτλο: «Μοντέλο Οντοτήτων Συσχετίσεων». Δημιουργήθηκε στις 11/01/ :53:00 και έχει υποστηρικτικό ρόλο στο έργο του εκπαιδευτικού. Δεν αντικαθιστά το Ψηφιακό Διδακτικό Σενάριο, το οποίο περιέχει όλο το Διαδραστικό Περιεχόμενο και αξιοποιεί τις ψηφιακές δυνατότητες της Πλατφόρμας «Αίσωπος». Το σενάριο αυτό έχει χαρακτηρισθεί ως «Υποδειγματικό» ύστερα από εργασία επιστημονικής επιτροπής εμπειρογνωμόνων (Εκπαιδευτικός Αυξημένων Προσόντων, Σχολικοί Σύμβουλοι, Μέλος ΔΕΠ / Επιστημονικό Προσωπικό του ΙΕΠ). Το Διαδραστικό Ψηφιακό Διδακτικό Σενάριο με το πλήρες ψηφιακό περιεχόμενό του βρίσκεται στον σύνδεσμο: Επισημαίνεται ότι τα σενάρια της Πλατφόρμας «Αίσωπος» διακρίνονται σε: Υποδειγματικά Σενάρια: Ψηφιακά Διδακτικά Σενάρια που έχουν προκύψει από επιστημονικές επιτροπές εμπειρογνωμόνων (Εκπαιδευτικοί Αυξημένων Προσόντων, Σχολικοί Σύμβουλοι, Μέλη ΔΕΠ / Επιστημονικό Προσωπικό του ΙΕΠ). Βέλτιστα Σενάρια: Αξιολογημένα Ψηφιακά Διδακτικά Σενάρια εκπαιδευτικών με βαθμολογία άνω των 70 μονάδων. Επαρκή Σενάρια: Αξιολογημένα Ψηφιακά Διδακτικά Σενάρια εκπαιδευτικών με βαθμολογία από 50 έως 70 μονάδες. ΤΑΥΤΟΤΗΤΑ ΕΡΓΟΥ ΠΡΑΞΗ: «Ανάπτυξη Mεθοδολογίας και Ψηφιακών Διδακτικών Σεναρίων για τα Γνωστικά Αντικείμενα της Πρωτοβάθμιας και Δευτεροβάθμιας Γενικής και Επαγγελματικής Εκπαίδευσης» - MIS: , ΣΑΕ: 2014ΣΕ Η πράξη συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (ΕΚΤ) και το Ελληνικό Δημόσιο στο πλαίσιο του ΕΠ «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» του ΕΣΠΑ και υλοποιείται σε σύμπραξη από το Ινστιτούτο Εκπαιδευτικής Πολιτικής και την Ειδική Υπηρεσία Εφαρμογής Εκπαιδευτικών Δράσεων του Υ.ΠΟ.ΠΑΙ.Θ. Η Πλατφόρμα Ανάπτυξης, Σχεδίασης, Υποβολής, Αξιολόγησης και Παρουσίασης Ψηφιακών Διδακτικών Σεναρίων «Αίσωπος», αναπτύχθηκε με ίδια μέσα από το Ινστιτούτο Εκπαιδευτικής Πολιτικής στο πλαίσιο του Υποέργου 2: «Ψηφιακό Σύστημα Ηλεκτρονική Πλατφόρμα Υποβολής, Αξιολόγησης, Διαχείρισης και Αξιοποίησης Ψηφιακών Σεναρίων καθώς και καθοδήγησης και Υποστήριξης των Εκπαιδευτικών» της Πράξης. Ομάδα Επιστημονικής και Διοικητικής Εποπτείας της Πράξης: Επιστημονικός Υπεύθυνος Πράξης για τις Δράσεις που αφορούν το Ι.Ε.Π: Ιωάννης Σταμουλάκης, Φιλόλογος, Σύμβουλος Α' Υ.ΠΟ.ΠΑΙ.Θ. Υπεύθυνος Υποέργου 1: Ιωάννης Σταμουλάκης, Φιλόλογος, Σύμβουλος Α' Υ.ΠΟ.ΠΑΙ.Θ. Υπεύθυνος Υποέργου 2: Νικόλαος Γραμμένος, Πληροφορικός, Σύμβουλος Γ' Ι.Ε.Π. Υπεύθυνος Υποέργου 3: Νικόλαος Γραμμένος, Πληροφορικός, Σύμβουλος Γ' Ι.Ε.Π. Επιστημονική Συντονίστρια των ειδικών επιστημόνων του Υποέργου 1: Βασιλική Καραμπέτσου, Φιλόλογος, Εισηγήτρια Ι.Ε.Π. Σελίδα 2/25

3 Φύλλα Εργασίας Σεναρίου Το παρόν ψηφιακό σενάριο περιέχει φύλλα εργασίας, τα οποία είναι συννημένα στο αρχείο «PDF» και μπορείτε να τα ανοίξετε κάνοντας διπλό κλικ πάνω στο εικονίδιο. 1η Φάση: 2η Φάση: 3η Φάση: Σελίδα 3/25

4 Γενική Περιγραφή Σεναρίου Γνωστικό αντικείμενο: Πληροφορική Θεματική ταξινομία: Πληροφορική -> Λογισμικό -> Βάσεις δεδομένων Εκπαιδευτικό πρόβλημα: Κατά την διδασκαλία του μαθήματος βάσεων δεδομένων υπάρχει δυσκολία από πλευράς των μαθητών στην κατανόηση των θεωρητικών εννοιών που διέπουν το μοντέλο οντοτήτων συσχετίσεων. Ο κλασσικός τρόπος διδασκαλίας, που περιλαμβάνει συνήθως την εισήγηση από πλευράς του καθηγητή και τις ερωτήσεις κατανόησης, αλλά και η χρήση του στατικού υλικού από το σχολικό εγχειρίδιο που χρησιμοποιούν οι μαθητές δεν προσφέρονται για την πλήρη κατανόηση των θεωρητικών εννοιών που βρίσκονται πίσω από τα σχεσιακά συστήματα βάσεων δεδομένων. Το σενάριο αυτό έρχεται να καλύψει τις αδυναμίες της διδασκαλίας με τον κλασσικό τρόπο. Με την παροχή στο μαθητή πλήρως ψηφιοποιημένου και αλληλεπιδραστικού πολυμεσικού υλικού, ο μαθητής μέσα από μια ευχάριστη μαθησιακή διαδικασία μπορεί να κατανοήσει τις έννοιες της οντότητας, των συσχετίσεων μεταξύ των οντοτήτων και των βασικών πράξεων στην σχεσιακή θεωρία Γενική περιγραφή περιεχομένου: Το σενάριο αυτό διαπραγματεύεται ένα πολύ βασικό κομμάτι της ύλης του μαθήματος "Βάσεις Δεδομένων και εφαρμογές τους στο διαδίκτυο", που είναι η σχεδίαση μιας βάσης δεδομένων. Είναι γνωστό ότι σήμερα το μοντέλο σχεδίασης που επικρατεί κατά την σχεδίαση μιας βάσης δεδομένων είναι το μοντέλο οντοτήτων συσχετίσεων και στο μοντέλο αυτό εστιάζει το μαθησιακό υλικό που παρέχεται με το συγκεκριμένο σενάριο. Η διαπραγμάτευση του μοντέλου οντοτήτων συσχετίσεων και της σχεδίασης μια βάσης δεδομένων γίνεται σε τρείς φάσεις. Στην πρώτη φάση διαπραγματευόμαστε την έννοια της οντότητας και των συσχετίσεων μεταξύ των οντοτήτων. Στην δεύτερη φάση σκιαγραφούμε το μοντέλο οντοτήτων συσχετίσεων και περιγράφουμε αναλυτικά τα δομικά του συσστατικά. Τέλος, στην τρίτη φάση προχωρούμε στο πιο πρακτικό κομμάτι που είναι η δημιουργία των πινάκων μιας βάσης δεδομένων από το διάγραμμα του μοντέλου οντοτήτων συσχετίσεων μέσω της διαδικασίας της κανονικοποίησης. Διδακτικοί Στόχοι: Να Να Να Να Να περιγράφουν οι μαθητές την έννοια της Οντότητας, των Χαρακτηριστικών και της Συσχέτισης. εμπλακούν στην βασική ιδέα του Μοντέλου Οντοτήτων Συσχετίσεων (REM). μοντελοποιούν μια κατάσταση του πραγματικού κόσμουμε βάση το μοντέλο Οντοτήτων Συσχετίσεων. μάθουν να σχεδιάζουν και να δημιουργούν τους πίνακες μια βάσης Δεδομένων. οικοδομούν κώδικες επικοινωνίας για να γίνονται αντιληπτοί από τους συμμαθητές και τον καθηγητή. Λέξεις κλειδιά που χαρακτηρίζουν τη θεματική του σεναρίου: Οντότητα Συσχέτιση Μοντέλο Οντοτήτων Συσχετίσεων βάση δεδομένων σχεσιακά συστήματα βάσεων δεδομένων Υλικοτεχνική υποδομή: Εργαστήριο Η/Υ Σελίδα 4/25

5 Τυπικός χρόνος αλληλεπίδρασης με το εκπαιδευτικό σενάριο σε διδακτικές ώρες για δουλειά εντός του σχολείου: 3 ώρες Πνευματικά δικαιώματα ή άλλοι αντίστοιχοι περιορισμοί: Χωρίς πνευματικά δικαιώματα Εκτιμώμενο Επίπεδο Δυσκολίας: Μέτριας δυσκολίας Τύπος διαδραστικότητας : Συνδυασμός παθητικής και ενεργητικής μάθησης Επίπεδο διαδραστικότητας : Υψηλό Προτεινόμενη ηλικιακή ομάδα του τελικού χρήστη: Εκπαιδευτική βαθμίδα που απευθύνεται το σενάριο: Επαγγελματικό Λύκειο Σελίδα 5/25

6 Σύνοψη φάσεων σεναρίου: 1η Φάση: Οντότητες και Συσχετίσεις Χρονική Διάρκεια: 45 λεπτά της ώρας Χώρος Διεξαγωγής: Εργαστήριο Η/Υ Αριθμός φύλλων εργασίας: 1 Δομικά - Διαδραστικά στοιχεία: Οντότητα, Τύπος της Οντότητας και Χαρακτηριστικά Αναπαράσταση της Οντότητας στο Μοντέλο Οντοτήτων Συσχετίσεων Ασκηση. Αναπαράσταση οντότητας και χαρακτηριστικών της Σχέση Οντότητας και Πίνακα. Οντότητες και Πίνακες Ασκηση καταννόησης. Σχέσεις μεταξύ Οντοτήτων. Άσκηση κατανόησης. Ασκηση διερεύνησης: Εντοπισμός Οντοτήτων. 2η Φάση: Μοντέλο Οντοτήτων Συσχετίσεων Χρονική Διάρκεια: 45 λεπτά της ώρας Χώρος Διεξαγωγής: Εγαστήριο Η/Υ Αριθμός φύλλων εργασίας: 1 Δομικά - Διαδραστικά στοιχεία: Τί είναι το Μοντέλο Οντοτήτων Συσχετίσεων Διάγραμμα Μοντέλου Οντοτήτων Συσχετίσεων Μελέτη Περίπτωσης: Μοντελοποίηση ενός Πραγματικού Προβλήματος Η σχέση Πολλά πρός Πολλά και η Διάσπασή της. Δημιουργία Μοντέλου Οντοτήτων Συσχετίσεων Ασκηση Δημιουργία Μοντέλου Οντοτήτων Συσχετίσεων Δημιουργία Μοντέλου Παραγγελιών Σελίδα 6/25

7 3η Φάση: Λογικός Σχεδιασμός μια Βάσης Δεδομένων Χρονική Διάρκεια: 45 λεπτά της ώρας Χώρος Διεξαγωγής: Εργαστήριο Η/Υ Αριθμός φύλλων εργασίας: 1 Δομικά - Διαδραστικά στοιχεία: Ορισμός της Κανονικοποίησης Πρώτη Κανονική Μορφή (1st NF) Ερώτηση Πρώτης Κανονικής Μορφής Δεύτερη Κανονική Μορφή (2nd NF) Ερώτηση Δεύτερης Κανονικής Μορφής Τρίτη Κανονική Μορφή Ερώτηση Τρίτης Κανονικής Μορφής Πίνακες σε Κανονικές Μορφές Σελίδα 7/25

8 1η Φάση: Οντότητες και Συσχετίσεις Σελίδα 8/25

9 1η Φάση: Οντότητες και Συσχετίσεις Χρονική Διάρκεια: 45 λεπτά της ώρας Χώρος Διεξαγωγής: Εργαστήριο Η/Υ Φύλλα εργασίας: Τα φύλλα εργασίας είναι συνημμένα στην 3η σελίδα του εγγράφου. Εναλλακτικά μπορείτε να τα μεταφορτώσετε εκ νέου από τις παρακάτω διαδικτυακές θέσεις. Φύλλο Εργασίας 1 Στην φάση αυτή επιχειρίται μια εισαγωγή στις έννοιες της οντότητας και της συσχέτισης. Αρχικά μέσω ενός κειμένου πειγράφονται οι έννοιες οντότητα, χαρακτηριστικό και συσχέτιση. Στην συνέχεια με την βοήθεια μιας εικόνας με διαδραστικές περιοχές αναπαρίσταται το μοντέλο Οντοτήτων Συσχετίσεων. Ενα διαδραστικό βίντεο επεξηγεί την διασύνδεση Οντοτήτων και πινάκων. Η φάση αυτή περατώνεται με διαδραστικές ασκήσεις κατανόησης των εννοιών Οντότητα, Συσχέτιση και Πίνακας. 1. Οντότητα, Τύπος της Οντότητας και Χαρακτηριστικά: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Κείμενο Υπερσύνδεσμος: Οντότητα (entity) Είναι ένα αντικείμενο ενδιαφέροντος στον πραγματικό κόσμο το οποίο ξεχωρίζει από τα υπόλοιπα. Μια οντότητα λειτουργεί αφαιρετικά σε έναν πολύπλοκο τομέα που είναι η αναπαράσταση των δεδομένων σεμια ανθρώπινη δραστηριότητα, π.χ. μία επιχείριση. Οντότητες μπορεί να είναι άνθρωποι, μέρη, αντικείμενα, γεγονότα, έννοιες κλπ. Στιγμιότυπο (instance) μιας οντότητας είναι μια συγκεκριμένη περίπτωση ενός τύπου οντότητας. Τύπος Οντότητας Ο τύπος της οντότητας είναι μια συλλογή χαρακτηριστικών που περιγράφουν την οντότητα. Έτσι για παράσειγμα τα χαρακτηριστικά της οντότητας Μαθητής, μπορεί να είναι ο αριθμός Μητρώου του μαθητή, το Ονομα, το Επώνυμο, η τάξη στην οποία φοιτά, κλπ. Χαρακτηριστικά Κάθε οντότητα έχει διάφορα στοιχεία που την προσδιορίζουν. Ένα τέτοιο στοιχείο ονομάζεται ιδιότητα (attribute), χαρακτηριστικό ή πεδίο της οντότητας. Τα χαρακτηριστικά χωρίζονται σε μονότιμα (single valued), τα οποία έχουν μόνο μια τιμή και πλειότιμα (multi-valued), τα οποία έχουν σύνολο από τιμές Ένα από αυτά τα χαρακτηριστικά παίρνει μοναδικές τιμές για κάθε οντότητα και έχει την ιδιότητα να χαρακτηρίζει μοναδικά την οντότητα, όπως ο αριθμός ταυτότητας τον άνθρωπο. Αυτό το χαρακτηριστικό λέγεται πρωτεύον κλειδί. Σελίδα 9/25

10 Στο διάγραμμα Ο/Σ οι ιδιότητες που έχει μια οντότητα παριστάνονται μέσα σε έλλειψη, με υπογραμμισμένο το πρωτεύον κλειδί. Τα πλειότιμα χαρακτηριστικά μιας οντότητας παριστάνονται μέσα σε έλλειψη με διπλό περίγραμμα. 2. Αναπαράσταση της Οντότητας στο Μοντέλο Οντοτήτων Συσχετίσεων : Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Εικόνα με διαδραστικά σημεία Υπερσύνδεσμος: Αυτό το εργαλείο περιέχει διαδραστική εικόνα και η λειτουργία διαδραστικότητας παρουσιάζεται στον παραπάνω υπερσύνδεσμο. 3. Ασκηση. Αναπαράσταση οντότητας και χαρακτηριστικών της: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Ερώτηση επιλογής λέξεων Υπερσύνδεσμος: Περιγραφή Εργασίας: Επιλέξτε τις λέξεις για την παρακάτω πρόταση. Κείμενο Εργασίας: Σέ ένα διάγραμμα η Οντότητα αναπαρίσταται με: Ορθογώνιο. Έλλειψη. 4. Σχέση Οντότητας και Πίνακα.: Σελίδα 10/25

11 Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Κείμενο Υπερσύνδεσμος: Σε μια Βάση Δεδομένων, η σχεδίαση της οποίας προκύπτει με την βοήθεια των Οντοτήτων όπως θα δούμε σε επόμενη φάση του ψηφιακού σεναρίου, μία Οντότητα αναπαρίσταται με ένα Πίνακα που αποτελεί και την θεμελιώδη μονάδα αποθήκευσης δεδομένων στην Βάση Δεδομένων. Δείτε με προσοχή το παρακάτω βίντεο για να κατανοήσετε την αντιστοιχία αυτή. 5. Οντότητες και Πίνακες: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Διαδραστικό Βίντεο Υπερσύνδεσμος: Αυτό το διαδραστικό εργαλείο περιέχει βίντεο και είναι διαθέσιμο στον παραπάνω υπερσύνδεσμο. 6. Ασκηση καταννόησης.: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Ερώτηση συμπλήρωσης κενών Υπερσύνδεσμος: Συμπληρώστε τα κενά. Στο μοντέλο οντοτήτων συσχετίσεων μια οντότητα έχει. Ένα από τα χαρακτηριστικά της έχειτην ιδιότητα να χαρακτηρίζει την οντότητα γι' αυτό και λέγεται πρωτεύον κλειδί της οντότητας. Στο μοντέλο οντοτήτων συσχετίσεων μια οντότητα αντιστοιχεί με έναν στις βάσεις δεδομένων. Τα της οντότητας ισοδυναμούν με τις του πινακα. Οι γραμμές του πίνακα ισοδυναμούν με τα για κάθε οντότητα. 7. Σχέσεις μεταξύ Οντοτήτων.: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Κείμενο Υπερσύνδεσμος: Είναι φανερό ότι υπάρχει μια σχέση ανάμεσα στις οντότητες Students και Classes του προηγούμενου παραδείγματος. Κάθε σπουδαστής είναι εγγεγραμένος και φοιτά σε κάποια τάξη. Άρα οι οντότητες μπορούν να έχουν σχέσεις μεταξύ τους. Για παράδειγμα, η ερώτηση "σε ποια τάξη φοιτά ο Τάδε σπουδαστής;" είναι μια πολύ λογική ερώτηση στη Βάση Σελίδα 11/25

12 Δεδομένων του παραδείγματος μας. Η ερώτηση αυτή δεν αφορά κάποια συγκεκριμένη οντότητα, αλλά τη σχέση δύο οντοτήτων. Δηλαδή η σχέση ανάμεσα σε οντότητες καθορίζει ένα σύνολο από συσχετισμούς ανάμεσα στις εγγραφές αυτών των δύο οντοτήτων. ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΣΧΕΣΕΩΝ Οι σχέσεις διακρίνονται στις παρακάτω κατηγορίες: Σχέσεις 1 προς 1 Σχέσεις 1 προς Ν Σχέσεις Ν προς Μ Η σχέση 1 προς Ν σημαίνει ότι κάθε εγγραφή της πρώτης οντότητας σχετίζεται με πολλές εγγραφές της δεύτερης οντότητας, αλλά κάθε εγγραφή της δεύτερης οντότητας σχετίζεται μόνο με μία εγγραφή της πρώτης οντότητας. Στο παράδειγμά μας, ένας σπουδαστής φοιτά σε μια τάξη, και σε κάθε τάξη μπορεί να φοιτούν πολύ σπουδαστές. Η σχέση Ν προς Μ σημαίνει ότι πολλές εγγραφές κάθε οντότητας σχετίζονται με πολλές εγγραφές της άλλης. Για παράδειγμα, σε μια τράπεζα πολλοί πελάτες μπορούν να έχουν μια πιστωτική κάρτα, και ένας πελάτης μπορεί να έχει πολλές πιστωτικές 8. Άσκηση κατανόησης.: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Ερώτηση αντιστοίχισης Υπερσύνδεσμος: Πραγματοποιήστε τις ακόλουθες αντιστοιχίσεις. Εστω ότι έχουμε τις οντότητες Students (Σπουδαστέ) και Classes (Τάξεις) του προηγούμενου παραδείγματος. Αν ένας σπουδαστής φοιτά σε μια μόνο τάξη και σε μία τάξη φοιτούν πολύ σπουδαστές, τότε η σχέση αυτή είναι μια σχέση πρός Πολλά. Ενώ, αν ένας σπουδαστής μπορεί να φοιτά σε περισσότερες από μια τάξεις τότε η σχέση αυτή είναι μια σχέση πρός Πολλά. Διαθέσιμες επιλογές: Πολλά Ένα 9. Ασκηση διερεύνησης: Εντοπισμός Οντοτήτων.: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Κείμενο Υπερσύνδεσμος: h1 { margin-bottom: 0.08in; direction: ltr; color: rgb(0, 0, 10); text-align: left; }h1.western { font-family: "Liberation Sans",sans-serif; font-size: 14pt; font-weight: normal; }h1.cjk { font-family: "Droid Sans Fallback"; fontsize: 14pt; font-weight: normal; }h1.ctl { font-family: "FreeSans"; font-size: 14pt; font-weight: normal; }p { marginbottom: 0.1in; direction: ltr; color: rgb(0, 0, 10); line-height: 120%; text-align: left; }p.western { font-family: "Liberation Serif",serif; font-size: 12pt; }p.cjk { font-family: "Droid Sans Fallback"; font-size: 12pt; }p.ctl { fontfamily: "FreeSans"; font-size: 12pt; }a:link { } Έστω ότι ζητάμε να μηχανογραφήσουμε ένα σύστημα το οποίο περιγράφεται με την εξής περιγραφή: Εμπορική εταιρεία διαχειρίζεται Υλικά τα οποία πουλάει σε Πελάτες. Τα υλικά της η εταιρεία τα προμηθεύεται από Προμηθευτές. Συζητείστε με τον διπλανό σας και προσπαθήστε να εντοπίσετε και να προτείνετε τις Οντότητες σε αυτή την περιγραφή. Σελίδα 12/25

13 Επί πλέον προσδιορίστε τα πιθανά χαρακτηριστικά της κάθε οντότητας που προτείνετε. Σελίδα 13/25

14 2η Φάση: Μοντέλο Οντοτήτων Συσχετίσεων Σελίδα 14/25

15 2η Φάση: Μοντέλο Οντοτήτων Συσχετίσεων Χρονική Διάρκεια: 45 λεπτά της ώρας Χώρος Διεξαγωγής: Εγαστήριο Η/Υ Φύλλα εργασίας: Τα φύλλα εργασίας είναι συνημμένα στην 3η σελίδα του εγγράφου. Εναλλακτικά μπορείτε να τα μεταφορτώσετε εκ νέου από τις παρακάτω διαδικτυακές θέσεις. Φύλλο Εργασίας 1 Με την φάση αυτή επιχειρούμε να επεξηγήσουμε τι είναι το Μοντέλο Οντοτήτων Συσχετίσεων. Αρχικά μέσω ενός εισαγωγικού κειμένου γίνεται μια πρώτη εισαγωγή στην έννοια του μοντέλου οντοτήτων συσχετίσεων.στην συνέχεια μέσω μιας εικόνας με διαδραστικά στοιχεία δίνουμε μια αναπαράσταση ενός τέτοιου μοντέλου. Με μιά μελέτη περίπτωσης μοντελοποιούμε ένα πραγματικό πρόβλημα. Επίσης μέσω ενός διαδραστικού βίντεο διευκρινίζουμε ακόμα περισσότερο έννοιες σχετικές με το μοντέλο οντοτήτων συσχετίσεων. Τέλος με μια άσκηση παιχνίδι μνήμης δίνουμε την δυνατότητα στο μαθητή να συνοψίσει αυτά τα οποία έμαθε. 1. Τί είναι το Μοντέλο Οντοτήτων Συσχετίσεων: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Κείμενο Υπερσύνδεσμος: Το Μοντέλο Οντοτήτων Συσχετίσεων είναι γνωστό και σαν REM μοντέλο, από τα αρχικά των αγγλικών λέξεων Relational Entity Model. Παρουσιάστηκε για πρώτη φορά το 1971 από τους Boyce και Code, δύο ερευνητές της ΙΒΜ σαν μια μέθοδος για την μηχανοργάνωση των δεδομένων επιχειρήσεων και οργανισμών. Λόγω της μεγάλης δημοφιλίας του, έκτοτε καθιερώθηκε ως πότυπο για την δημιουργία των συστημάτων διαχείρισης βάσεων δεδομένων (DBMS). Τι ακριβώς είναι. Το μοντέλο οντοτήτων συσχετίσεων είναι ένα απλό διάγραμμα το οποίο αναπαριστά τις διάφορες οντότητες και τις συσχετίσεις μεταξύ αυτών των οντοτήτων, μιας εταιρείας, ενός οργανισμού κλπ. Σε ένα τέτοιο διάγραμμα οι οντότητες αναπαρίστανται με Ορθογώνια κουτιά, Οι συσχετίσεις με το σχήμα του Ρόμβου, και τα χαρακτηριστικά των οντοτήτων με το σχήμα της έλλειψης. Επί πλέον επάνω σε ένα τέτοιο διάγραμμα υπάρχουν πληροφορίες που αφορούν τον τύπο της συσχέτισης Ένα πρός Ένα, να πρός Πολλά, κλπ. 2. Διάγραμμα Μοντέλου Οντοτήτων Συσχετίσεων: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Εικόνα με διαδραστικά σημεία Υπερσύνδεσμος: Αυτό το εργαλείο περιέχει διαδραστική εικόνα και η λειτουργία διαδραστικότητας παρουσιάζεται στον παραπάνω υπερσύνδεσμο. Σελίδα 15/25

16 3. Μελέτη Περίπτωσης: Μοντελοποίηση ενός Πραγματικού Προβλήματος : Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Εξωτερικό περιεχόμενο Υπερσύνδεσμος: Διεύθυνση ιστοτόπου (URL): 4. Η σχέση Πολλά πρός Πολλά και η Διάσπασή της.: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Κείμενο Υπερσύνδεσμος: Μέχρι τώρα έχουμε διαπιστώσει ότι ένα πραγματικό σύστημα της ανθρώπινης δραστηριότητας μπορεί να περιγραφεί με μιά σειρά από Οντότητες και Συσχετίσεις μεταξύ αυτών. Η αποτύπωση αυτών των οντοτήτων μαζί με τις συσχετίσεις τους σε ένα χαρτί, όπως είδαμε παραπάνω αποκαλείται και μοντέλο οντοτήτων συσχετίσεων Οι συσχετίσεις σε ένα τέτοιο μοντέλο μπορεί να έχουν βαθμό, να είναι Ένα πρός Ένα, Ένα πρός Πολλά, ή Πολλά πρός Πολλά. Η συντριπτική πλειοψηφία των συσχετίσεων στα πραγματικά μοντέλα είναι συσχετίσεις Πολλά πρός Πολλά. Για παράδειγμα, άς υποθέσουμε ότι έχουμε τις εξής δύο οντότητες: Την οντότητα Students (σπουδαστές) και την οντότητα Classes (Τάξεις παρακολούθησης μαθημάτων). Είναι προφανές από την εμπειρία σας ότι ένας σπουδαστής εγγράφεται σε πολλές τάξεις για παρακολούθηση μαθημάτων, αλλά και σε μία Τάξη εγγράφονται πολύ σπουδαστές για να παρακολουθήσουν το συγκεκριμένο μάθημα. Σύμφωνα με την θεωρία σχεδιασμού των βάσεων δεδομένων (που υπακούει στην θεωρία της σχεσιακής άλγεβρας από τα μαθηματικά) και για την αποφυγή προβλημάτων σωστής λειτουργίας της βάσης δεδομένων, οι συσχετίσεις Πολλά προς Πολλά πρέπει πάντοτε να διασπούνται σε σχέσεις Ενα πρός Πολλά. Αυτό είναι ουσιαστικά και το κεντρικότερο ζήτημα στην σχεδίαση των Βάσεων Δεδομένων. Για να μάθετε πως γίνεται αυτό παρακολουθείστε με προσοχή το παρακάτω διαδραστικό βίντεο. Σελίδα 16/25

17 5. Δημιουργία Μοντέλου Οντοτήτων Συσχετίσεων : Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Διαδραστικό Βίντεο Υπερσύνδεσμος: Αυτό το διαδραστικό εργαλείο περιέχει βίντεο και είναι διαθέσιμο στον παραπάνω υπερσύνδεσμο. 6. Ασκηση Δημιουργία Μοντέλου Οντοτήτων Συσχετίσεων: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Παιγνίδι μνήμης Υπερσύνδεσμος: 1η Κάρτα Σελίδα 17/25

18 2η Κάρτα 3η Κάρτα Σελίδα 18/25

19 4η Κάρτα 7. Δημιουργία Μοντέλου Παραγγελιών: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Κείμενο Υπερσύνδεσμος: h1 { margin-bottom: 0.08in; direction: ltr; color: rgb(0, 0, 10); text-align: left; }h1.western { font-family: "Liberation Sans",sans-serif; font-size: 14pt; font-weight: normal; }h1.cjk { font-family: "Droid Sans Fallback"; fontsize: 14pt; font-weight: normal; }h1.ctl { font-family: "FreeSans"; font-size: 14pt; font-weight: normal; }p { marginbottom: 0.1in; direction: ltr; color: rgb(0, 0, 10); line-height: 120%; text-align: left; }p.western { font-family: "Liberation Serif",serif; font-size: 12pt; }p.cjk { font-family: "Droid Sans Fallback"; font-size: 12pt; }p.ctl { fontfamily: "FreeSans"; font-size: 12pt; }a:link { } Συζητήστε με τον συμμαθητή της ομάδας σας να δημιουργήσετε ένα μοντέλο Οντοτήτων -Συσχετίσεων για ένα πραγματικό σύστημα καταγραφής παραγγελιών που έχει την εξής περιγραφή: Σύστημα καταγράφει τις Παραγγελίες Υλικών που πραγματοποιεί ένας Πελάτης. Βοήθεια. Προσδιορίστε πρώτα τις Οντότητες (υπάρχουν δύο οντότητες στην παραπάνω περιγραφή) και μετά την συσχέτισή τους. Σελίδα 19/25

20 3η Φάση: Λογικός Σχεδιασμός μια Βάσης Δεδομένων Σελίδα 20/25

21 3η Φάση: Λογικός Σχεδιασμός μια Βάσης Δεδομένων Χρονική Διάρκεια: 45 λεπτά της ώρας Χώρος Διεξαγωγής: Εργαστήριο Η/Υ Φύλλα εργασίας: Τα φύλλα εργασίας είναι συνημμένα στην 3η σελίδα του εγγράφου. Εναλλακτικά μπορείτε να τα μεταφορτώσετε εκ νέου από τις παρακάτω διαδικτυακές θέσεις. Φύλλο Εργασίας 1 Με την φάση αυτή επιχειρούμε να επεξηγήσουμε τι είναι η Κανονικοποίηση και τι μας χρειάζεται κατά την σχεδίαση μιας βάσης δεδομένων. Αρχικά χρησιμοποιούμε ένα απόσπασμα κειμένου για να εισάγουμε την έννοια της κανονικοποίησης. Με την βοήθεια συνεχόμενων διαδραστικών βίντεο επεξηγούμε με ελκυστικό τρόπο διαδοχικά την Πρώτη, Δεύτερη και Τρίτη κανονική μορφή. Επί πλέον, στα χρονικά ενδιάμεσα παρεμβάλλουμε διαδραστικές ασκήσεις με τις οποίες ο μαθητής για να απαντήσει χρησιμοποιεί την γνώση που απέκτεισε μέσω του προηγούμενου διαδραστικού υλικού. Τέλος, μια συνθετική άσκηση υπάρχει στο τέλος της φάσης η οποία ανακεφαλαιώνει και συνοψίζει την γνώση που απέκτεισε ο μαθητής. 1. Ορισμός της Κανονικοποίησης: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Κείμενο Υπερσύνδεσμος: Tί είναι η κανονικοποίηση. Αφού έχουμε δημιουργήσει το διάγραμμα οντοτήτων συσχετίσεων και έχουμε επιλέξει το σχεσιακό μοντέλο δεδομένων για την υλοποίηση της βάσης δεδομένων, ακολουθεί η διαδικασία της κανονικοποίησης. Κανονικοποίηση είναι η διαδικασία κατά την οποία δημιουργούμε τους πίνακες από το μοντέλο οντοτήτων συσχετίσεων με ένα κατάλληλο τρόπο που υπακούει στην σχεσιακή θεωρία των μαθηματικών και εξασφαλίζει την σωστή, συνεπή και βιώσιμη λειτουργία της βάσης δεδομένων μέσα στο χρόνο. Μιλάμε συνεπή, σωστή και βιώσιμη λειτουργία γιατί πολλά είναι τα προβλήματα που μπορεί να προκύψουν από μια μη σωστή σχεδίαση πινάκων. Τα προβλήματα που είναι πιθανό να παρουσιασθούν κατά τη διαδικασία της υλοποίησης του σχεδιασμού μιας βάσης δεδομένων είναι η περιττή (άσκοπη) επανάληψη πληροφοριών, που είναι γνωστή με τον όρο redundancy, καθώς και δυσκολίες στην ενημέρωση της βάσης δεδομένων. Τα παραπάνω προβλήματα είναι γνωστά ως πλεονασμοί δεδομένων και ανωμαλίες ενημέρωσης και για να αντιμετωπιστούν με επιτυχία, θα πρέπει να διασπάσουμε τις μεγάλες σχέσεις σε μικρότερες. Αυτό γίνεται με τη διαδικασία της κανονικοποίησης, έτσι ώστε η βάση δεδομένων να είναι έτοιμη για καταχώριση στοιχείων. Η κανονικοποίηση (normalization) είναι είναι αυτή η τεχνική που ασχολείται με την ανάλυση των σχέσεων (συσχετίσεων) σε μια βάση δεδομένων, όπου ουσιαστικά κάνουμε μετατροπή των αρχικών μεγάλων σχέσεων σε μικρότερες. Πλεονασμός Δεδομένων και Ανωμαλίες Ενημέρωσης Με τον όρο πλεονασμός δεδομένων (data redundancy) εννοούμε την άσκοπη επανάληψη στοιχείων (πληροφοριών). Τα προβλήματα που προκύπτουν από τον πλεονασμό δεδομένων είναι γνωστά με τον όρο ανωμαλίες ενημέρωσης (update anomalies). Για να μπορέσουμε να κατανοήσουμε τις παγίδες του πλεονασμού δεδομένων, θα δούμε ένα παράδειγμα με τους πίνακες ΠΕΛΑΤΗΣ και ΠΑΡΑΓΓΕΛΙΑ. Η σχέση μεταξύ τους είναι ένα-προς-πολλά, δηλ. ένας πελάτης μπορεί να κάνει πολλές παραγγελίες, αλλά μια παραγγελία γίνεται μόνο από έναν πελάτη. Αν αποφασίσουμε να δημιουργήσουμε έναν μόνον πίνακα, όπου σε κάθε γραμμή (εγγραφή) του θα υπάρχουν όλα τα στοιχεία της παραγγελίας και δίπλα όλα τα στοιχεία του πελάτη που έχει κάνει την παραγγελία, τότε θα έχουμε πέσει στην παγίδα του πλεονασμού δεδομένων και αυτό γιατί τα στοιχεία του κάθε πελάτη θα επαναλαμβάνονται για κάθε παραγγελία που έχει κάνει. Σελίδα 21/25

22 Ανωμαλία εισαγωγής έχουμε στην περίπτωση που θελήσουμε να καταχωρήσουμε μια καινούργια παραγγελία, οπότε θα πρέπει να καταχωρήσουμε εκ νέου κι όλα τα στοιχεία του πελάτη που έκανε τη συγκεκριμένη παραγγελία, κάτι που είναι κουραστικό, χρονοβόρο και περιέχει τον κίνδυνο λαθών. Ένα άλλο πρόβλημα με ανωμαλία εισαγωγής έχουμε στην περίπτωση που θελήσουμε να καταχωρήσουμε ένα καινούργιο πελάτη ο οποίος δεν έχει κάνει ακόμα καμία παραγγελία, οπότε η βάση δεδομένων δεν θα μας το επιτρέψει και αυτό γιατί δεν δέχεται κενή τιμή (null) για το πεδίο κλειδί Κωδικός Παραγγελίας. Ανωμαλία διαγραφής έχουμε στην περίπτωση που θελήσουμε να διαγράψουμε μια παραγγελία που είναι η μοναδική ενός πελάτη, οπότε θα χάσουμε και όλες τις πληροφορίες του συγκεκριμένου πελάτη. Ανωμαλία τροποποίησης έχουμε στην περίπτωση που θελήσουμε να αλλάξουμε κάποιο στοιχείο ενός πελάτη, όπως τη διεύθυνση ή το τηλέφωνό του, οπότε θα πρέπει να τροποποιήσουμε όλες τις εγγραφές του πίνακα όπου εμφανίζεται ο συγκεκριμένος πελάτης. Αν δεν κάνουμε την αλλαγή σ όλες τις εγγραφές, τότε ο πελάτης θα εμφανίζεται να έχει δύο διευθύνσεις ή δύο τηλέφωνα κοκ. Μιλάμε τότε για μη συνεπή (inconsistent) βάση δεδομένων. Η Διαδικασία της Κανονικοποίησης Η μέθοδος της κανονικοποίησης βοηθάει στον λογικό σχεδιασμό μιας βάσης δεδομένων και είναι συμπληρωματική του μοντέλου οντοτήτων συσχετίσεων. Το κέρδος για μας είναι ότι δεν υπάρχουν προβλήματα συνέπειας, πλεονασμού και εγκυρότητας των πληροφοριών της βάσης δεδομένων. Ακολουθώντας τη διαδικασία της κανονικοποίησης κάνουμε συνεχείς διασπάσεις των πινάκων σε πιο απλές και συμπαγείς μορφές, με στόχο πάντα να αποφύγουμε τον πλεονασμό (επανάληψη) των δεδομένων. Αφαιρούμε πεδία από τις αρχικές μεγάλες σχέσεις και τα τοποθετούμε σε νέες σχέσεις έτσι ώστε να μπορούμε να έχουμε τις ίδιες πληροφορίες και με τις νέες σχέσεις. Ανάλογα τώρα με το είδος της διμελούς συσχέτισης, διακρίνουμε τις εξής περιπτώσεις ως προς τις κύριες επιλογές κανονικοποίησης που θα πρέπει να ακολουθήσουμε : Αν η συσχέτιση των δύο πινάκων είναι ένα-προς-ένα, τότε μπορούμε είτε να συνενώσουμε τους δύο πίνακες, με τις αντίστοιχες εγγραφές φυσικά, ή να προσθέσουμε το ένα από τα δύο πεδία κλειδιά σαν ξένο κλειδί στον άλλον πίνακα ή τέλος να δημιουργήσουμε έναν καινούργιο πίνακα με μόνα πεδία τα πεδία κλειδιά των δύο πινάκων (σύνθετο κλειδί). Η προτιμότερη διαδικασία είναι η πρώτη, δηλ. η συνένωση των δύο πινάκων σ έναν ενιαίο πίνακα. Αν η συσχέτιση των δύο πινάκων είναι ένα-προς-πολλά, τότε μπορούμε είτε να προσθέσουμε το ένα από τα δύο πεδία κλειδιά σαν ξένο κλειδί στον άλλον πίνακα ή να δημιουργήσουμε έναν καινούργιο πίνακα με μόνα πεδία τα πεδία κλειδιά των δύο πινάκων (σύνθετο κλειδί). Η προτιμότερη διαδικασία είναι η πρώτη, δηλ. η προσθήκη του ξένου κλειδιού στην πλευρά πολλά της σχέσης. Αν η συσχέτιση των δύο πινάκων είναι πολλά-προς-πολλά, τότε το μόνο που μπορούμε και πρέπει να κάνουμε είναι να δημιουργήσουμε έναν καινούργιο πίνακα με μόνα πεδία τα πεδία κλειδιά των δύο πινάκων (σύνθετο κλειδί), όπου το κάθε πεδίο κλειδί από μόνο του γίνεται ξένο κλειδί. Οι δύο αρχικοί πίνακες δεν μεταβάλλονται. Μπορούμε να πούμε ότι κανονικοποίηση (normalization) είναι κάτι πιο ευρύτερο από το παραπάνω πλαίσιο. Είναι η διαδικασία μετατροπής των δεδομένων κάποιων σχέσεων (πινάκων) σε πιο απλές και πιο σαφείς σχέσεις, χωρίς πλεονασμούς (επαναλήψεις) των δεδομένων. Οι βασικές μορφές της κανονικοποίησης είναι τρεις, η πρώτη (1η NF), η δεύτερη (2η NF) και η τρίτη (3η NF). 2. Πρώτη Κανονική Μορφή (1st NF): Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Διαδραστικό Βίντεο Υπερσύνδεσμος: Αυτό το διαδραστικό εργαλείο περιέχει βίντεο και είναι διαθέσιμο στον παραπάνω υπερσύνδεσμο. Σελίδα 22/25

23 3. Ερώτηση Πρώτης Κανονικής Μορφής: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Εκφράσεις τύπου σωστό/λάθος Υπερσύνδεσμος: Περιγραφή Εργασίας: Διαλέξτε τη σωστή έκφραση. 1. Ποιά είναι η σωστή έκφραση; Ένα πίνακας είναι σε Πρώτη Κανονική Μορφή όταν σε κάθε κελί του δεν υπάρχουν επαναλαμβανόμενες τιμές. Ενας πίνακας είναι σε Πρώτη Κανονική Μορφή όταν για κάθε χαρακτηριστικό χησιμοποιούνται περισσότερες από μια στήλες. 4. Δεύτερη Κανονική Μορφή (2nd NF): Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Διαδραστικό Βίντεο Υπερσύνδεσμος: Αυτό το διαδραστικό εργαλείο περιέχει βίντεο και είναι διαθέσιμο στον παραπάνω υπερσύνδεσμο. Σελίδα 23/25

24 5. Ερώτηση Δεύτερης Κανονικής Μορφής: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Ερώτηση επιλογής λέξεων Υπερσύνδεσμος: Περιγραφή Εργασίας: Επιλέξτε τις σωστές λέξεις. Κείμενο Εργασίας: Ένας πίνακας είναι σε Δεύτερη Κανονική Μορφή, όταν είναι σε Πρώτη Κανονική Μορφή και επι πλέον το κάθε χαρακτηριστικό του εξαρτάται από... από τα κομμάτια που απαρτίζουν το σύνθετο κλειδί. όλα μέρος 6. Τρίτη Κανονική Μορφή: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Διαδραστικό Βίντεο Υπερσύνδεσμος: Αυτό το διαδραστικό εργαλείο περιέχει βίντεο και είναι διαθέσιμο στον παραπάνω υπερσύνδεσμο. 7. Ερώτηση Τρίτης Κανονικής Μορφής: Σελίδα 24/25

25 Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Ερώτηση πολλαπλής επιλογής Υπερσύνδεσμος: Ερώτηση: Ενας πίνακας είναι σε Τρίτη Κανονική Μορφή, όταν είναι σε Πρώτη και σε Δεύτερη Κανονική Μορφή και επί πλέον δεν υπάρχουν: Διαθέσιμες απαντήσεις: Λειτουργικές εξαρτήσεις μεταξύ δύο χαρακτηριστικών (στηλών) που δεν ανήκουν στο κειδί του πίνακα Το κάθε χαρακτηριστικό του εξαρτάται αποκλειστικά από το κλειδί του πίνακα Επαναλαμβανόμενες τιμές σε ένα ή περισσότερα χαρακτηριστικά του. 8. Πίνακες σε Κανονικές Μορφές: Τύπος Δομικού/Διαδραστικού Εργαλείου: Ερώτηση αντιστοίχισης Υπερσύνδεσμος: Πραγματοποιήστε τις ακόλουθες αντιστοιχίσεις Ο πίνακας Υπάλληλος(Κωδικός, Όνομα, Επώνυμο, Τηλέφωνο1, Τηλέφωνο2) δεν είναι σε. Ο πίνακας Υπάλληλος(Κωδικός, Όνομα, Επώνυμο, Τηλέφωνο, Κωδικός Προισταμένου, Όνομα Προισταμένου) δεν είναι σε. Διαθέσιμες επιλογές: 3NF 1NF Σελίδα 25/25 Powered by TCPDF (