Author Archives: П.И. Ефимов

НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИЗУЧЕНИЯ ТЕМЫ «БАЗЫ ДАННЫХ» В КУРСЕ ИНФОРМАТИКИ ОСНОВНОЙ И СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ

Статья опубликована в рамках: Международной научно-практической интернет-конференции «Актуальные проблемы методики обучения информатике в современной школе» (Россия, г.Москва, МПГУ,16 — 17 февраля 2016г.)

НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИЗУЧЕНИЯ ТЕМЫ «БАЗЫ ДАННЫХ» В КУРСЕ ИНФОРМАТИКИ ОСНОВНОЙ И СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ

Ефимов Павел Игоревич
МОУ СОШ №20 имени Н.З. Бирюкова
Россия, e-mail: pefimov@pcpower.ru

Научный руководитель:
д.пед.н., проф. Т.Б.Захарова

16 ноября 2015 года, премьер-министр РФ, Дмитрий Анатольевич Медведев подписал Постановление Правительства РФ №1236, в соответствии с которым, при закупках программного обеспечения для государственных и муниципальных нужд заказчики будут обязаны ограничить закупки российским программным обеспечением. Исключение составляют случаи, когда программное обеспечение с необходимыми функциональными, техническими и (или) эксплуатационными характеристиками в России отсутствует. [2]

Данное постановление обязывает также в двухмесячный срок, в соответствии с Федеральным законом от 29 июня 2015 года №188-ФЗ  создание единого реестра российских программ для электронных вычислительных машин и баз данных.

Как данное постановление может изменить жизнь обычных учителей информатики в России?

Информатика, как наука — это динамично развивающаяся отрасль знания. Вместе с развитием информатики, как науки, динамично изменяется и информатика, как школьный предмет. Однако, в этой области сформировались и определенные стереотипы. Так, например, несмотря на некогда отшумевшую федеральную инициативу по переводу школ на свободное программное обеспечение, по данным компании Microsoft, более 90% регионов заключили соглашение о продлении лицензий на использование их продуктов. [3]. А это, кроме самой операционной системы, еще, в большинстве случаев, и офисный пакет компании Microsoft. И учителя, соответственно, в своей работе используют данный офисный пакет.

Одной из тем предмета информатика в основной и средней школе является тема, посвященная изучению баз данных. Учителя, выбравшие в своей работе офисный пакет компании Microsoft, традиционно рассматривают эту тему на примере программного продукта Microsoft Office Access. Также, данная программа рассматривается и в УМК некоторых авторов [1].

Данная программа обладает рядом неоспоримых преимуществ, таких как легкость освоения, простая и наглядная работа как с структурой БД, так и с данными. В Интернете есть огромное количество методических разработок, связанных с использованием данной программы.

Но, с принятием упомянутого постановления Правительства РФ, руководству школ теперь придется доказывать необходимость приобретения данного программного продукта. И если на 2016 год у многих школ уже есть договоры на продление лицензий на продукты компании Microsoft, то в будущем году у них могут возникнуть проблемы с продлением лицензии на указанные продукты.

В настоящее время, среди ближайших аналогов Microsoft Office имеется свободный программный продукт LibreOffice[5]. В его состав входит программа для работа с базами данных LibreOffice Base. По своему интерфейсу она очень похожа на Microsoft Access и обладает схожими функциями. Но у нее есть ряд значительных недостатков, таких как более сложная работа с формами, запросами, отчетами. Но существенный недостаток как Microsoft Access так и LibreOffice Base — эти программные продукты практически не имеют реального применения в современном мире. А самый главный недостаток, с точки зрения дидактики — данные программные продукты не дают полного представления о языке SQL, как языка управления базами данных и данными.

Но среди программного обеспечения, которое не нужно приобретать (то есть, распространяемого свободно) есть много различных программ для работы с базами данных, обладающих большим образовательным потенциалом. Среди множества таких программ  особо хотелось бы отметить СУБД MySql[6] и интерфейс для работы с данной СУБД phpMyAdmin[7].

СУБД MySql на данный момент одна из самых распространенных СУБД в Интернете. Подавляющее большинство сайтов имеют в качестве хранилища данных именно эту СУБД. Она небольшая, быстрая, легкая в настройке и разворачивании. Язык полностью соответствует спецификации SQL92[4]. Данная СУБД входит в состав комплекса ПО, который известен под акронимом LAMP/WAMP[1]. Пользователи Linux могут легко установить все необходимые пакеты, используя менеджер программного обеспечения для своего дистрибутива. Пользователи Windows могут установить любой из более чем десятка готовых пакетов. Но встроенные утилиты для управления СУБД неудобны, особенно для первоначального обучения базам данных. Для управления СУБД создан программный пакет phpMyAdmin, который позволяет с помощью удобного, интуитивно понятного интерфейса, управлять сервером MySql. А самое главное, phpMyAdmin работает как раз на платформе LAMP/WAMP.

С одной стороны, установка связки MySql и phpMyAdmin неподготовленному пользователю покажется слишком сложной. На самом деле, установка данной связки сложнее, чем установка пакета Microsoft Office с MS Access в комлекте. Но для опытного пользователя Linux установка необходимого ПО при наличии соединения с Интернет займет не более 10-15 минут, а настройка доступа к phpMyAdmin — еще не более получаса. Установка под Windows имеет свою специфику, но также, не очень сложна. Но самый главный плюс — данное ПО имеет клиент-серверную web-архитектуру. То есть, установив его на одном компьютере, мы можем получить доступ к нему с любого компьютера в локальной сети с помощью обычного интернет-браузера. Соответственно, упрощается администрирование данного комплекта программ. По сравнению с администрированием индивидуальных рабочих мест, данный подход экономит значительно больше времени, чем будет потрачено на переход на новое ПО.

Теперь, что дает установка данного комплекса по сравнению с традиционным офисным пакетом учителю с точки зрения обучения информатике?

Так как MySql изначально создавалась по технологии клиент-сервер, она прекрасно работает с многопользовательскими конфигурациями. Таким образом, учитель может готовить базы данных и таблицы в них, создавать сценарии и задания для работы с этими данными для учащихся. При этом он в любой момент, в режиме реального времени, может проконтролировать работу учащихся путем мониторинга изменения данных в базе данных, может оперативно исправлять данные, добавлять и так далее.

Пакет phpMyAdmin имеет средства визуального проектирования баз данных, что позволяет использовать его при обучении учащихся основной школы.

Далее, как уже было сказано, язык MySql поддерживает стандарт SQL92, а следовательно, имеет весь набор команд языка SQL, которые можно разделить на две группы:

  • SQL DDL (data description language)
  • SQL DML (data manipulation language)

DDL — язык описания данных, с помощью которого задается структура таблиц базы данных, устанавливаются связи между таблицами, назначаются пользователи базы данных и их права.

DML — язык манипулирования данными, с помощью которого из в базу данных вносятся, извлекаются, модифицируются и удаляются данные.

Таким образом, в процессе знакомства учащихся с базами данных, содержательная линия представления информации обогащается инструментальными и языковыми средствами описания данных. Использование языка при конструировании данных отражает также содержательную линию кодирования информации, а именно, использование языка, как знаковой системы, для описания структур данных.

Знакомство с DML традиционно происходит в виде запросов к базе данных на выборку данных (команда языка SELECT). Наряду с традиционным SELECT, MySQL также прекрасно работает с командами DELETE, INSERT, UPDATE. Среда phpMyAdmin позволяет помимо одиночных запросов, создавать скрипты из нескольких последовательно идущих команд SQL.

Для учащихся основной школы существует построитель запросов по шаблону, который позволяет создавать запрос путем заполнения соответствующих полей. При этом, в отдельном окне будет виден код запроса, что в свою очередь позволит учащимся познакомится с синтаксисом SQL с самых первых уроков знакомства с запросами.

И, наконец, еще одна возможность, которая остается за рамками изучения без данных, используя средства офисных пакетов. Это изучение вопросов информационной безопасности на примере работы с базами данных. Язык MySql имеет средства управления пользователями и доступом к данным как на уровне базы данных, так и на уровне таблиц. К одной базе данных можно предоставить доступ нескольким пользователям, которым можно предоставить различный доступ к объектам базы данных.

Управление правами доступа подразделяются на три группы:

  1. Данные.
  2. Структура
  3. Администрирование

К первой группе управления правами доступа относятся привилегии на доступ к данным, на выполнение таких команд SQL как SELECT (выбор), INSERT (вставка), UPDATE (обновить), DELETE (удалить). Данные привилегии распространяются как на всю базу данных, так и на отдельные таблицы.

Вторая группа управления правами доступа управляет привилегиями на изменение структуры данных базы данных и включает управление выполнением таких команд, как CREATE (создание таблиц), ALTER (изменение структуры таблицы), INDEX (создание индекса таблицы), DROP (удаление таблицы) и многих других команд.

Третья группа управления правами доступа регулирует права пользователя на управление правами других пользователей.

Таким образом, используя современные средства управления базами данных, у учителя появляется возможность не только познакомить учащихся с базами данных, но и познакомить их с видами деятельности, характерными для сферы информационной безопасности. К таким видам деятельности можно выделить:

  1. Планирование ролей пользователей базы данных
  2. Планирование и назначение привилегий пользователям базы данных
  3. Анализ угроз информационной безопасности информационной системы, основанной на использовании базы данных.

Подводя итог, можно сделать вывод, что принятие Правительством РФ законодательного акта, запрещающего закупку иностранного программного обеспечения для государственных и муниципальных нужд, дает учителям стимул перейти на более современное и гибкое программное обеспечение, позволяющее более глубоко познакомить учащихся с темой, посвященной базам данных, подготовить их к использованию современных программных продуктов, широко используемых во всем мире, а также научить их планировать безопасную работу с базами данных.

[1]     LAMP — Linux, Apache, MySql, PHP; WAMP — Windows, Apache, MySql, PHP.

ЛИТЕРАТУРА

  1. И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер, Т.Ю. Шеина. Информатика и ИКТ. Базовый уровень: практикум для 10-11 классов. — М.: Бином. Лаборатория знаний. 2013.
  2. Об установлении запрета на допуск иностранного программного обеспечения при закупках для государственных и муниципальных нужд [Электронный ресурс]. URL: http://government.ru/docs/20650/ (дата доступа: 24.01.2016)
  3. СПО в школах: о результатах проекта можно только догадываться. [Электронный ресурс]. URL: http://www.cnews.ru/reviews/free/gov2011/articles/article22.shtml (дата доступа: 24.01.2016)
  4. ISO/IEC 9075:1992, Database Language SQL- July 30, 1992 [Электронный ресурс]. URL: http://www.contrib.andrew.cmu.edu/~shadow/sql/sql1992.txt (дата обращения 25.01.2016)
  5. Libre Office Suite [Электронный ресурс]. URL: http://www.libreoffice.org/ (дата обращения 24.01.2016).
  6. MySQL [Электронный ресурс]. URL: https://www.mysql.com/ (дата обращения 25.01.2016)
  7. phpMyAdmin [Электронный ресурс]. URL: https://www.phpmyadmin.net/ (дата обращения 15.01.2016)