Главная Коллекция "Revolution" Педагогика Современные вызовы и тенденции в обучении работе с базами данных

Современные вызовы и тенденции в обучении работе с базами данных

Описание влияния повсеместного внедрения больших языковых моделей и других современных технологий, в том числе новых структур построения баз данных, на подходы к обучению. Обеспечение доступности, хранения и управления огромными объемами информации.

Рубрика Педагогика
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 22.10.2024
Размер файла 17,7 K
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Современные вызовы и тенденции в обучении работе с базами данных

Манухина О.В.

старший преподаватель кафедры математики и информатики Забайкальский государственный университет (г. Чита, Россия)

Аннотация: в современном информационном обществе базы данных играют ключевую роль в обеспечении доступности, хранения и управления огромными объемами информации. Обучение работе с базами данных становится все более важным в контексте современного образования и профессиональной подготовки. В данной статье описывается возможное влияние повсеместного внедрения больших языковых моделей и других современных технологий, в том числе новых структур построения баз данных, на подходы к обучению работе с базами данных.

Ключевые слова: базы данных, обучение, большие языковые модели.

Manukhina O.V.

Transbaikal State University (Chita, Russia)

MODERN CHALLENGES AND TRENDS IN DATABASE EDUCATION

Abstract: in the modern information society, databases play a key role in ensuring the availability, storage and management of huge volumes of information. Database training is becoming increasingly important in the context of modern education and training. This article describes the possible impact of the widespread adoption of large language models and other modern technologies, including new database structures, on current approaches to database education.

Keywords: databases, education, large language model, NoSQL.

В современном информационном обществе базы данных играют ключевую роль в обеспечении доступности, хранения и управления огромными объемами информации. Обучение работе с базами данных становится все более важным в контексте современного образования и профессиональной подготовки студентов. Обучение работе с базами данных помогает студентам развивать навыки анализа, обработки и интерпретации данных, что поможет им в дальнейшем в их профессиональной деятельности. Но технологии в области баз данных постоянно и очень быстро развиваются, усложняются (распределенные базы данных, облачные технологии, NoSQL и другие инновации, изменяющие способы хранения и обработки данных). Это требует постоянного обновления образовательных программ и дополнительных усилий студентов по их изучению.

На протяжении долгого времени важным элементом содержания дисциплины «Базы данных» в вузах является раздел «Структурированный язык запросов SQL (Structured Query Language)». В настоящее время в мире наблюдается рост возможностей больших языковых моделей (Large Language Model, LLM), состоящих из нейронной сети со множеством параметров и обученных на большом количестве текста с использованием машинного обучения. Одной из возможностей таких моделей является написание развернутого и быстродействующего SQL-запроса по простому текстовому описанию, где на естественном языке описывается концептуальная модель базы данных и какие данные из этой базы данных нужно извлечь. При этом не требуется указание ни логической структуры, ни полей, ни связей между таблицами. обучение большая языковая модель

Например, направив в одну из современных LLM ChatGPT запрос «Создай структуру таблиц для базы данных, в которой должны содержаться данные о студентах (ФИО, группа), изучаемых предметах (название) и оценках студентов по предметам. Напиши запрос SQL, который будет извлекать все оценки и подставлять ФИО студента и название предмета», на выходе получим модель базы данных с таблицами, запросы SQL на создание этих таблиц и определение ключей, а также описание того, что каждый из запросов делает. А также получим итоговый запрос, извлекающий требуемые нам данные. Приведем выдержки из ответа от ChatGPT:

«Создадим структуру таблиц для базы данных, которая будет содержать информацию о студентах, предметах и оценках. Затем я напишу запрос SQL для извлечения всех оценок с подстановкой ФИО студента и названия предмета.

Для начала, давай определимся с таблицами:

Таблица “Студенты”:

Столбцы:

id (целое число, уникальный идентификатор студента)

fio (строка, ФИО студента)

group_number (строка, номер группы студента)

Таблица “Предметы”:

Столбцы:

id (целое число, уникальный идентификатор предмета) subject_name (строка, название предмета)

Таблица “Оценки”:

Столбцы:

id (целое число, уникальный идентификатор оценки) student_id (целое число, связь с таблицей “Студенты”) subject_id (целое число, связь с таблицей “Предметы”) grade (целое число, оценка студента по предмету)

Теперь давай создадим эти таблицы в SQL. Вот пример SQL-запроса для создания таблиц:

-- Создание таблицы "Студенты"

CREATE TABLE Students (

id INT NOT NULL PRIMARY KEY AUT O_INCREMENT, fio VARCHAR(255) NOT NULL, group_number VARCHAR(50) NOT NULL

);

-- Создание таблицы "Предметы"

CREATE TABLE Subjects (

id INT NOT NULL PRIMARY KEY AUT O_INCREMENT, subject_name VARCHAR(255) NOT NULL

);

-- Создание таблицы "Оценки"

CREATE TABLE Grades (

id INT NOT NULL PRIMARY KEY AUT O_INCREMENT, student_id INT NOT NULL, subject_id INT NOT NULL,

Международный научный журнал «ВЕСТНИК НА УКИ» № 5 (74) Том 2. МАЙ 2024 г. grade INT NOT NULL,

FOREIGN KEY (student_id) REFERENCES Students(id),

FOREIGN KEY (subject_id) REFERENCES Subjects(id)

);

В этом примере:

Мы используем оператор CREATE TABLE, чтобы создать каждую таблицу.

Указываем тип данных для каждого столбца (например, INT, VARCHAR).

Определяем ограничения (например, NOT NULL, PRIMARY KEY, FOREIGN KEY).

Теперь, чтобы извлечь все оценки с подстановкой ФИО студента и названия предмета, мы можем использовать следующий SQL-запрос:

SELECT Students.fio, Subjects.subject_name, Grades.grade

FROM Students

JOIN Grades ON Students.id = Grades.student_id

JOIN Subjects ON Grades.subject_id = Subjects.id;

Этот запрос объединяет таблицы “Студенты”, “Оценки” и “Предметы”, чтобы получить ФИО студента, название предмета и оценку».

Таким образом, был получен хороший результат:

- разработана структура базы данных, соответствующая реляционной модели данных, теории нормализации и стандартам языка SQL;

- представлены SQL-запросы на создание таблиц БД;

- написан правильный запрос на получение необходимых данных из всех трех таблиц базы данных.

Используя только текстовое описание базы данных на естественном языке и сформулировав то, что нам требуется найти, мы получили развернутую структуру таблиц, SQL-запросы на создание таблиц и извлечение данных, описание каждого запроса. Множество примеров и из других предметных областей подтвердили это.

Использование новых технологий на занятиях, как правило, вызывает живой интерес студентов, а значит, дает дополнительную мотивацию для изучения темы. Также анализ полученных результатов требует от студентов более глубокого изучения теоретических материалов.

Кроме создания структур баз данных и SQL-запросов, LLM позволяют оптимизировать существующие запросы для повышения скорости их обработки и видоизменять запросы для извлечения дополнительных данных.

Другим примером современных тенденций в развитии технологий баз данных является технология NoSQL (not only SQL, «не только SQL»). Она более гибкая и производительная при работе с неструктурированными и полуструктурированными данными, чем реляционные базы данных и имеет более легкую масштабируемость [2]. Основным отличием таких баз данных является отсутствие строгой заранее заданной структуры базы, отсутствие необходимости построения реляционных таблиц, новые формы и виды хранения данных - «ключ-значение», документоориентированные, колоночные, графовые базы данных [1]. Изучение этих технологий уже требуется включать в программу дисциплины «Базы данных». По крайней мере, раздел «Модели баз данных NoSQL» имеется в содержании педагогических измерительных материалов по дисциплине «Базы данных» высшего образования. Эти материалы используются при проведении тестирования в системе «Интернет-тренажеры в сфере образования» (ФЭПО - федеральный интернет-экзамен в сфере профессионального образования).

При наличии таких мощных инструментов, как LLM, возможно возникновение ситуации, когда изучение самого языка SQL может потерять необходимость, либо стать частью углубленного изучения работы с базами данных, а технология NoSQL еще быстрее приближает это событие.

Развитие и внедрение в окружающую действительность технологий больших данных (Big Data) и машинного обучения (Machine learning) также заставляет уходить от традиционных реляционных баз данных из-за недостаточной у них гибкости и скорости обработки и анализа заданных объемов данных.

Таким образом, при обучении базам данных будет возрастать роль практического применения баз данных именно в части создания и администрирования различных по структуре баз в разных системах управления базами данных (СУБД), подключение баз данных к программам и сайтам в различных популярных интегрированных средах разработки (IDE). И одновременно с этим, возможно, будет снижается важность изучения классической реляционной структуры базы данных и языка SQL.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. NoSQL: что это за базы данных, для чего они нужны и как работают [Электронный ресурс]. URL: https://skinbox.ru/media/code/nosql-chto-eto-za-bazy- dannykh-dlya-chego-oni-nuzhny-i-kak-rabotayut/ (дата обращения: 07.05.2024);

2. Базы данных: Взгляд в будущее - перспективы развития технологии [Электронный ресурс]. URL: https://nauchmestati.ru/spravka/perspektivy-razvitiya- tehnologii-baz-dannyh/ (дата обращения: 07.05.2024);

3. Дейт, К. Дж. Введение в системы баз данных / К. Дж. Дейт. - 8-е изд.; пер.с англ. - М : Вильямс, 2018. - 1328 с;

4. Прамодкумар, Дж. Садаладж. NoSQL: Новая методология разработки нереляционных баз данных / Дж. С. Прамодкумар, М. Фаулер.; пер.с англ. - М : Вильямс, 2017. - 192 с.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены