Системы управления базами данных (СУБД) изначально имели централизованную архитектуру, при которой все процессы, связанные с обработкой данных, производились на центральном компьютере, и это накладывало достаточно жесткие требования к его производительности. Однако с развитием компьютерных сетей произошли изменения и в организации баз данных. Появились новые архитектурные принципы их построения.
В основе широкого распространения локальных сетей компьютеров лежит известная идея разделения ресурсов. Для обеспечения эффективного доступа из одного узла локальной сети к ресурсам, находящимся в других узлах, необходима высокая пропускная способность локальной сети. Однако помимо доступа к ресурсам удаленного компьютера важно получать от этого компьютера определенный сервис, специфичный для ресурсов данного рода и обеспечивающийся какими либо программными средствами, которые в свою очередь не должны дублироваться в различных узлах сети, а располагаться на данном компьютере [1, с. 48].
В локальной сети находятся рабочие станции и сервер, который предоставляет ресурсы либо услуги рабочим станциям и/или другим серверам.
Существуют системы баз данных, в которых клиент может получать доступ к любому количеству серверов одновременно, т. е. за один запрос можно получить комбинированные данные двух и более серверов [4, с. 29]. В этом случае все серверы рассматриваются клиентом как один (с логической точки зрения), и пользователь может не знать, на каком именно компьютере какая часть данных содержится. Такие системы называют распределенными системами баз данных. С точки зрения пользователя распределенная база данных должна выглядеть точно так же, как нераспределенная.
Под распределенной (Distributed DataBase – DDB) обычно понимают базу данных, декомпозированную и фрагментированную на несколько узлов вычислительной сети, с возможным управлением различными СУБД [2, с.19].
Эффективность функционирования информационной системы во многом зависит от ее архитектуры. Каждая архитектура должна выбираться исходя из конкретных потребностей будущих пользователей.
Изучение распределенных баз данных не предусмотрено в рамках дисциплин средней школы, однако они могут изучаться на факультативах, в профильных и элективных курсах. В данной работе предлагается к рассмотрению факультативный курс «Распределенная обработка данных», который направлен на изучение способов и программных средств разработки информационных систем (ИС) с элементами распределенной обработки данных. В курсе рассматривается проектирование и создание базы данных (БД) для совместного использования несколькими пользователями. Целью курса является изучение базовых технологий создания информационной системы распределенной обработки данных средствами Microsoft Access. Задачи курса:
1.Знакомство обучаемых с теоретическими основами распределенной обработки данных в современных информационных системах.
2.Формирование представлений о различных архитектурах баз данных.
3.Закрепление умений проектировать и создавать базы данных средствами Microsoft Access.
4.Получение навыков организации многопользовательского доступа к базе данных.
Продолжительность курса рассчитана на 22 академических часа. Программа курса представлена в таблице 1.
Таблица 1.Программа курса
| п/п |
Тема занятия |
Форма проведения занятия |
Объем в часах |
|
1 |
Архитектура системы баз данных. |
Лекция |
2 |
|
2 |
Распределенные системы баз данных. |
Лекция |
2 |
|
3 |
Способы организации многопользовательского доступа к базам данных. |
Лекция |
2 |
|
4 |
Проектирование многопользовательской базы данных. |
Практическая работа |
2 |
|
5 |
Создание таблиц, схем данных и установление связей в MS Access. |
Лабораторная работа |
2 |
|
6 |
Разработка интерфейса для базы данных. Создание системы экранных форм. |
Лабораторная работа |
2 |
|
7 |
Создание запросов для первичной обработки собранных данных. |
Лабораторная работа |
2 |
|
8 |
Организация многопользовательской работы с базой данных. Разделение базы данных. |
Лабораторная работа |
1 |
|
9 |
Предоставление многопользовательского доступа к данным с помощью реплик. Репликация базы данных. |
Лабораторная работа |
2 |
|
10 |
Организация совместной безопасной работы с базой данных. Создание рабочих групп. |
Лабораторная работа |
2 |
|
11 |
Добавление дополнительных средств безопасности в приложение базы данных. |
Лабораторная работа |
2 |
|
Всего |
22 |
В процессе обучения использовался метод проблемного обучения так как он направлен на развитие познавательной активности учащихся [3, с.74, 6, с. 691], творческого мышления и поскольку для данного метода характерна организация обучения таким образом при котором учащийся сам в процессе решения тех или иных учебных задач самостоятельно добывает знания.
А так же обучение строилось с применением деятельностного подхода, так как он предполагает развитие таких качеств личности, как самоорганизация, ответственность, активность и самостоятельность [2, с.19]. Поэтому, важное место в курсе отводится самостоятельной работе учащихся, как аудиторной, так и внеаудиторной.
В качестве предметной области для создания распределенной базы данных был выбран процесс анкетирования обучающихся [5, с. 102], по следующим причинам:
- довольно часто анкеты бывают объемными, и процесс анкетирования занимает большое количество времени для проведения;
- компьютеру опрашиваемый дает более откровенные ответы;
- проверка результатов является трудоемким и продолжительным процессом для анкетирующего.
В этой связи было предложено разработать распределенную базу данных «Анкетирование», предназначенную для сбора различного вида информации в единую БД с нескольких персональных компьютеров.
Процесс сбора информации в распределенной базе данных представлен на примере пяти анкет:
1. Оценка уровня мотивации обучающихся.
2. Профориентационный опрос «Готов ли ты к выбору будущей профессии?»
3. Имидж обучения (анонимное анкетирование).
4. «Твоя жизнь в школе».
5. «Классный руководитель глазами учеников».
В результате анализа выбранной предметной области «Анкетирование учащихся» были выявлены следующие информационные процессы:
- ведение каталога анкет;
- ведение списка учащихся по классам;
- ведение справочника «Нагрузка учителей»;
- ведение справочника результатов анкетирования.
Исходя из вышеуказанных процессов, были выделены следующие процедуры (функции):
- анкетирование учащихся;
- подсчет результатов анкетирования;
- анализ результатов.
В результате анализа информационных процессов и функций, были выявлены следующие информационные объекты:
- Анкета
- Анкетирование
- Баллы
- Вопросы
- Ответы
- Вопрос-ответ
- Классы
- Критерии
- Нагрузка учителя
- Имидж обучения
- Предметы
- Ученики
- Учителя
На рисунке 1 представлена схема данных БД «Анкетирование».
Рисунок 1. – Схема данных базы «Анкетирование учащихся»
В процессе исследования была проведена апробация курса, которая состояла из трех этапов: констатирующий, формирующий и контрольный.
Целью проведения констатирующего этапа являлось определение базовых знаний, а также уровня внутренней мотивации обучаемых до проведения факультативных занятий. Для этого был подготовлен и проведен проверочный тест анкетирования, который показал, что уровень полученных учащимися знаний и внутренней мотивации не достаточно высок.
Целью формирующего этапа являлась активизация познавательной и мыслительной деятельности обучаемых в процессе изучения предложенного курса путем применения деятельностного подхода и методов проблемного обучения. На этом этапе обучаемые были разделены на две группы таким образом, чтобы в каждой из групп имелись примерно равные показатели по успеваемости и уровню внутренней мотивации к обучению.
Следующим шагом стало проведение самого курса по созданию базы данных с элементами распределенной обработки у первой (экспериментальной) группы. Вторая же группа посещала только обязательные уроки по информатике. В результате в первой группе в ходе выполнения данного этапа у обучаемого:
- повышается уровень внутренней мотивации;
- повышается уровень умения выражать свои мысли;
- умение представлять информацию в доступном и эстетичном виде;
- умение работать в группе (в команде);
- умение работать самостоятельно, делать выбор, принимать решения;
- расширяются, углубляются и постепенно формируются более устойчивые знания в изучаемой предметной области;
- повышается уровень умения работы с компьютером;
- появляется возможность воплотить свои творческие замыслы;
- отношения с преподавателем переходят на уровень сотрудничества.
Целью контрольного этапа являлась проверка и подтверждение утверждения о том, что изучение предлагаемого курса повысит уровень мотивации к обучению, а также будет способствовать формированию устойчивых знаний и умений в области проектирования, построения и использования распределенных БД. А также проверка результатов полученных после проведения формирующего этапа и их сравнение с контрольными результатами.
В ходе апробации курса была выявлена положительная динамика роста показателей успеваемости в обеих группах. Но, в первой группе, динамика роста показателей качества знаний несколько выше, чем во второй. Относительно внутренней мотивации учащихся выявлено следующее: в первой группе установлен рост мотивации учащихся, во второй группе подобного роста не выявлено.
Анализ констатирующего и контрольного этапов показывают, что в результате проведения формирующего этапа в первой группе наблюдается значительный рост показателей успеваемости (на 18,2%), во второй (контрольной) группе рост показателей имеется, но ниже, чем у первой группы (10%). Анализ изменений показателей внутренней мотивации показывает, что в первой группе наблюдается значительный рост качества обучения с 45,4% до 90,9%.
Следовательно, исходя из вышеперечисленных данных, динамику качества обучения в группе, посещавшей курс можно считать положительной. Это показывает, что выдвинутая нами утверждение подтвердилась.
Результаты практической работы показали, что применение метода проблемного обучения повышает интерес к учебному процессу и способствует формированию прочных знаний, умений и навыков по изучаемому предмету, курсу.
Библиографический список
- Макаров Н.П., Гринченко Н.Н.; Гусев Е.В.Учебное пособие «Проектирование баз данных. СУБД Microsoft Access» Горячая линия-Телеком, 2004 г.
- Асмолов А.Г.Системно-деятельностный подход к разработке стандартов нового поколения // Педагогика, № 4, Апрель 2009, C. 18-22.
- Омарова О.О. Современная технология проблемного обучения. //Современные наукоемкие технологии. – № 1, с.73-75
- Суханова Н.Т., Бруснигин М.В. Современные системы программирования как средства разработки программного обеспечения. //Мир компьютерных технологий. Сборник статей по материалам Региональной студенческой научно-практической конференции. . Н.Новгород:, Мининский университет, 2016, с.27-31
- Суханова Н.Т., Заплатин А.А. Разработка приложения для проведения online-анкетирования с использованием современных мобильных технологий. //Мир компьютерных технологий. Сборник статей по материалам Региональной студенческой научно-практической конференции. . Н.Новгород:, Мининский университет, 2015, с.100-104
- Суханова Н.Т., Майер В.К. Активные методы обучения в преподавании дисциплины «Теоретические основы информатики». //Экономика и социум. 2015. № 2-4 (15). с. 689-700.