Изучение XML-ориентированного подхода к созданию баз данных в профильном курсе информатики в средней школе. Логическое представление информации в компьютере. Методика изучения и программа элективного курса "Разработка базы данных на основе языка XML".
Аннотация к работе
Extensible Markup Language (XML) - это новый Standard Generalized Markup Language (SGML) - производный язык разметки документов, позволяющий структурировать информацию разного типа, используя для этого произвольный набор инструкций. База данных (БД) XML представляет собой совокупность документов XML, которые являются сохраняемыми (т.е. допускают их запись в энергонезависимую память) и могут подвергаться обработке. Традиционно документы создавались для обмена информацией между людьми. С наступлением эры компьютеров появилась также возможность использовать документы для передачи информации с энного компьютера на другой, ввода и вывода данных. Язык XML позволяет достаточно просто и быстро создавать сложные базы данных, обрабатывать и просматривать результаты.Язык разметки (текста) в компьютерной терминологии - набор символов или последовательностей, вставляемых в текст, для передачи информации, о его выводе или строении. Текстовый документ, написанный с использованием языка разметки, содержит не только сам текст (как последовательность слов и знаков препинания), но и дополнительную информацию о различных его участках - например, указание на заголовки, выделения, списки и т.д. В более сложных случаях язык разметки позволяет вставлять в документ интерактивные элементы и содержание других документов [9]. Однако это правило часто нарушается: например, создавая документ в редакторе наподобие Microsoft Word, пользователь может выделять заголовки жирным шрифтом, но нигде не указывать, что эта строка является заголовком. В 1970-е годы Тьюнниклифф руководил разработкой стандарта GENCODE для издательской индустрии и позже занял пост руководителя одного из комитетов International Organization for Standartization (ISO), создавшего Standard Generalized Markup Language (SGML), первый описательный язык разметки.Элемент содержание представляет собой текст, расположенный между начальным и конечным тегами (рис. Например, обычно браузер отображает заголовок Н1 наибольшим размером шрифта, заголовок Н2 - меньшим размером шрифта, а элемент Р - еще меньшим размером шрифта. Ниже приведены примеры документов, которые не могут быть адекватно описаны с помощью языка HTML: · Документ, который не содержит типовых компонентов (заголовков, абзацев, списков, таблиц и т.д.) Например, в языке HTML отсутствуют элементы, необходимые для отображения музыкальных символов или математических уравнений. Поскольку внутри элемента типа заголовок не задается вложенные элементы текста, которые относятся к разделам документа, эти элементы не могут быть использованы для представления иерархической структуры документа [15]. В предыдущем примере XML-документ имеет иерархическую структуру в виде дерева с элементами, вложенными в другие элементы, и с одним элементом верхнего уровня (в нашем примере - INVENTORY) - он носит название элемент Документ или корневой элемент, - который содержит все другие элементы.Это обусловлено тем, что структура XML-документов должна быть понятной для программы, которая обрабатывает и отображает информацию, содержащуюся в этих документах. Образно говоря, например, так: «Когда поступит документ №1, возьми документ №2, просуммируй значения в таких-то полях и запиши результат в такое-то поле документа №3...». Действует он, образно говоря, так: «Когда поступит документ №1, возьми документ №2, просуммируй значения в таких-то полях и запиши результат в такое-то поле документа №3 и т.д.» [6]. Например, если документ был составлен без заведомо ошибочных данных, то он прекращает свое действие вовсе не с помощью операции «удаление», а на основании некоторого другого документа, его отменяющего. «Иванов» в документе №1 и «Иванов» в документе №2, хотя речь и идет об одном и том же человеке, не одно и тоже - документы №1 и №2 возникли в разные моменты времени и, соответственно, в разных контекстах.Эволюция систем управления базами данных обусловлена стремительным развитием вычислительной техники, изменением ее принципиальной роли в жизни общества, появлением персональных компьютеров, появлением мощных рабочих станций и компьютерных сетей. Наиболее распространенными методом построения баз данных является реляционный и объектно-ориентированный подход, но при этом стоит не стоит забывать, что есть еще много различных подходов к созданию баз данных и в том числе XML-ориентированный подход.Государственный образовательный стандарт общего образования по предмету «Информатика и ИКТ» предполагает изучение основ построения и использования баз данных, как на ступени основного общего образования, так и на ступени среднего (полного) общего образования, но не рассматривает создание баз данных на основе языка XML [23, 24]. В таблице 1 отражены дидактические единицы и требования к уровню подготовки выпускников по разделу «Базы данных» для двух ступеней обучения. Знать/понимать назначение и функции используемых информационных и коммуникационных технологий, в частности баз данных Уметь создавать записи в базе данных; искать информацию с применением правил поиска
План
Оглавление
Введение
Глава 1. Логическое представление информации в компьютере
1.1 Обзор языков разметки
1.2 Основные возможности языка XML
1.3 Создание XML-документов
Выводы по главе 1
Глава 2. Разработка элективного курса для средней школы «Разработка базы данных на основе языка XML»
2.1 Методика изучения элективного курса «Разработка базы данных на основе языка XML»
2.2 Программа элективного курса «Разработка базы данных на основе языка XML»
2.3 Программная поддержка элективного курса
2.4 Апробация результатов исследования в средней школе
Заключение
Список литературы
Приложение
Введение
Extensible Markup Language (XML) - это новый Standard Generalized Markup Language (SGML) - производный язык разметки документов, позволяющий структурировать информацию разного типа, используя для этого произвольный набор инструкций.
База данных (БД) XML представляет собой совокупность документов XML, которые являются сохраняемыми (т.е. допускают их запись в энергонезависимую память) и могут подвергаться обработке. Традиционно документы создавались для обмена информацией между людьми. С наступлением эры компьютеров появилась также возможность использовать документы для передачи информации с энного компьютера на другой, ввода и вывода данных. Каждый из этих способов обмена информацией предъявляет свои требования, например, к оформлению, допустимой неоднозначности, точности и гибкости.
Актуальность данной работы заключается в современной быстро развивающейся автоматизации деятельности. Язык XML позволяет достаточно просто и быстро создавать сложные базы данных, обрабатывать и просматривать результаты.
Современные базы данных XML представляют собой совокупность документов, предназначенных для обработки в качестве данных. Операции, предусмотренные в этих БД XML, в большей степени ориентированы на манипуляции с данными, чем на обработку текста.
Цель работы: изучение XML-ориентированного подхода к созданию баз данных; разработка элективного курса «Разработка базы данных на основе языка XML» и программно-методической поддержки данного курса.
Объект исследования: подход к созданию баз данных на основе языка разметки XML.
Предмет исследования: изучение XML-ориентированного подхода к созданию баз данных в профильном курсе информатики.
Задачи работы: O провести обзор языков разметки;
O изучить синтаксис языка XML и его основные компоненты;
O разработать базу данных «Ход учебного процесса» на языке XML;
O разработать элективный курс «Разработка базы данных на основе языка XML»;
O провести апробацию элективного курса.
Гипотеза: если предусмотреть в профильном курсе обучения информатике изучение различных подходов к созданию баз данных, в том числе на языке XML, то это будет способствовать повышению уровня подготовки по информатике, стимулировать интерес к предмету.
Практическая ценность работы Практическая ценность работы заключается в получении программного продукта, который иллюстрирует работу, создание, заполнение и работу базы данных, созданной на основе языка XML. Разработанный элективный курс позволит повысить эффективность обучения информатики и интерес к изучению данного предмета.
Вывод
Разработка баз данных это одна из важных задач информатики, как науки. Эволюция систем управления базами данных обусловлена стремительным развитием вычислительной техники, изменением ее принципиальной роли в жизни общества, появлением персональных компьютеров, появлением мощных рабочих станций и компьютерных сетей.
Наиболее распространенными методом построения баз данных является реляционный и объектно-ориентированный подход, но при этом стоит не стоит забывать, что есть еще много различных подходов к созданию баз данных и в том числе XML-ориентированный подход.
Эволюция систем управления базами данных показывает, что любая новая технология хранения и обработки данных наследует лучшие стороны существующих до нее. В области баз данных это заключается в упрощении и увеличение скорости создания и работы с базами данных.
Анализ литературы показал, что XML-БД обеспечивают существенно более высокую скорость выполнения транзакций, в том числе через интернет, что обусловлено, с одной стороны, меньшими затратами на преобразования данных и, с другой стороны, известным своей эффективностью способом управления памятью как деревом. XML-БД характеризуются высокой скоростью разработки приложений, что обусловлено унификацией данных, методов их обработки и, конечно же, естественностью их представления.
Как результат изложения материала в первой главе, мы рассмотрели необходимый объем теоретических знаний, для формирования наполнения школьного элективного курса «Разработка базы данных на основе языка XML».