Разработка базы данных футбольного клуба. IV. Закрепление изученного материала

В материале предлагаются поурочные разработки по теме "База данных - основа информационной системы" для 11 класса базового уровня обучения. Разработки даны для 6 учебных часов. Уроки ориентированы на проектную деятельность обучающихся, подразумевается самостоятельная домашняя работа обучающихся над проектами. Несомненно, как и любая проектная деятельность обучающихся, от преподавателя требуется доскональное знание материала этой области, для правильной помощи обучающимся при работе над проектами. Материал подготовлен на основе учебника для 10-11 класса Семакин (домашние задания ссылаются на него).

Скачать:

Предварительный просмотр:

Поурочные разработки по теме:

«База данных – основа информационной системы».

Информатика и ИКТ

11 класс

Учитель информатики и ИКТ

МБОУ СОШ №10

Алексеева Оксана Юрьевна

2012-2013 учебный год

Основные понятия:

Информационно-поисковая система (БД и СУБД); понятие информационных структур данных: реляционная (таблица), иерархическая (деревья) и сетевая; объекты базы данных: поле, з а пись, ключевое поле; форматы типов данных СУБД «MS Access» и ее и н терфейс.

Системный анализ. Инфологическая модель. Процесс создания структуры базы данных.

Классификация и характеристика инструментов СУБД: для раб о ты с файлами базы данных, для работы с фрагментами информации, для работы с записями и полями, управления видом базы данных, о б работки данных, вывода данных.

Понятие структуры базы данных.

Реда к тирование структуры базы данных: удаление поля, добавление нов о го поля; ввод данных; сохранение базы данных; форматирование базы данных; поиск/замена; сортировка; фильтрация и запрос; описание технологии создания отчета и формы.

Цели изучения темы:

1. Образовательные:

1. познакомить учащихся с понятиями: информационно-поисковая система, база данных, системный анализ и инфологическая модель, с классификацией БД;
2. показать практическое применение теоретического материала;
3. дать первоначальные умения по работе с системой управления базой данных Microsoft Access.

1. Развивающие:

1. развивать алгоритмическое мышление учащихся, развивать мировоззрение, то есть способствовать формированию взглядов на окружающий мир, на вклад человека в структурирование информации;
2. развивать вкус к исследованию и поиску зависимостей;
3. продолжить развитие таких познавательных процессов, как восприятие, внимание, память.

1. Воспитательные:

1. воспитывать устойчивый познавательный интерес к предмету информатика через показ практического применения темы;
2. воспитывать такие качества личности, как активность, самостоятельность и аккуратность в работе;
3. воспитывать у учащихся стремление к реализации себя в обществе.

Урок №1 База данных Microsoft Access

Элементы содержания: назначение БД, виды моделей данных, структура реляционной модели, СУБД. Практическая работа №1 «Знакомство с СУБД Microsoft Access».

Тип урока: урок изучения нового материала.

Вид урока: комбинированный.

Формы работы:

Оборудование:

1. Схема № 1;
2. Схема № 2;
3. Схема № 3;
4. Таблица №1;
5. Листы с последовательностью построения структуры базы данных (по количеству учеников);
6. Список классов школы;

ХОД УРОКА

I. Организационный момент. Приветствие учащихся.

Представьте себя в роли директора нашей школы. Смогли бы вы упомнить все сведения об успеваемости учащихся, общественной работе, поведении учеников. А домашний адрес, место работы родителей, состояние здоровья каждого ученика и т. д. Такая рутинная работа преследует каждого руководителя большого коллектива.
Кто из вас знает, а как раньше хранились данные о сотрудниках некоторого коллектива? (В картотеках: в виде выдвижных ящиков, где в алфавитном порядке стояли личные дела сотрудников).
С появлением компьютеров люди стали задумываться, а как бы занести в память компьютера данные и потом с ними работать (осуществлять поиск, дополнять и изменять сведения). Так были созданы специальные программы, которые позволяли осуществить все эти операции. Они получили название – информационно-поисковые системы. Сейчас они применяются во всех отраслях человеческой деятельности: в банках, магазинах, библиотеках и так далее. На уроке рассмотрим понятие информационно-поисковой системы, базы данных, основные элементы и виды баз данных, познакомимся с одной из систем управления базами данных – Microsoft Access.
II. Теоретическая часть.

Рассмотрим с вами ситуацию с руководителем большого коллектива. Каждый из вас, кто посещает библиотеку, знает, как приходится порой долго искать в каталоге необходимую книгу, особенно, если не знаешь точно название книги и автора.
Приведенные мной ситуации имеют много общего: в большом количестве данных мы ищем ту информацию, которая необходима в данный момент. В обеих ситуациях речь фактически идет о множестве однотипных объектов. Для каждого из этих объектов существенными являются значения лишь некоторых признаков.
Что вы считаете для учеников признаками? (Рост, фамилия, имя, отчество, адрес местожительства, год рождения и т. д.)
Для каждого ученика мы можем конкретизировать наши признаки и будем получать значения признаков.
Итак, поиск информации можно поручить компьютеру. Для этого были созданы программы – информационно-поисковые системы.

Информационно-поисковая система – это система, где хранится информация, из которой по требованию пользователя выдается нужная информация, поиск которой осуществляется либо вручную, либо автоматически (определение записать в тетрадь) .
Информационно-поисковая система состоит из двух частей:

1. большая, специально организованная совокупность данных (она называется базой данных);
2. программа, позволяющая оперировать этими данными (СУБД – система управления базой данных) (записать в тетрадь).

В настоящее время в мире создано сотни тысяч информационно-поисковых систем. Они применяются в банках, в библиотеках, в больницах, в институтах, в магазинах и т. д. Некоторые информационно-поисковые системы объединяются в крупные, централизованные информационно-поисковые системы, и называются банками данных .

Рассмотрим схему № 1

Схема №1.

компоненты

организация

Иерархические Сетевые Реляционные

DBIG,

IDS RUC, SQL/DS, DB2,

IMS, OKA Банк, Сетор, DBASE, KAPAT,

Сеть, FOXBASE, RBASE,

Сиод PARADOX, Clarion

– Итак, мы рассмотрели понятия информационно-поисковая система, база данных, СУБД.

Задание . На доске приведена некоторая совокупность данных. Какую полезную для вас информацию вы можете извлечь из нее?

1, 3, 5; ТУ-154; Тюмень; 4, 7; Москва; 8-40; АН-24; Ижевск; 16-20; ТУ-134;320; 308; 3107; 17-35; 1, 3, 5, 7.

– В этой совокупности данных, конечно, можно понять, что речь идет о вылетах самолетов, но в какой день, в какое время и т. д. узнать невозможно. Если же эти данные структурировать, то получим полную информацию о вылетах самолетов.

Рассматриваем таблицу №1

Таблица №1.

Аэропорт назначения	Номер рейса	Тип самолета	Дни отправления	Время Отправления
Москва		ТУ-154	1,3,5	16-20
Ижевск		АН-24		17-35
Тюмень	3107	Ту-134	1,3,5,7	8-40

– Данная структура имеет форму прямоугольной таблицы . База данных, поддерживающая такой вид структуры, называется реляционной (записывают виды баз данных). Каждая строка этой таблицы есть совокупность значений признаков, относящихся к конкретному объекту. Такую строку называют записью , а столбцы – полями записи .
Прямоугольная таблица – одна из возможных представлений структуры данных.

Схема №2.

На схеме № 2 представлен другой вид структурированной информации. Отображена информация о структуре института.
Дерево на этой схеме содержит три типа объектов: институт, факультет, кафедра. Каждый из этих объектов также описывается своими признаками, например: институт (название, адрес, ректор); факультет (название, количество студентов, декан); кафедра (название, количество преподавателей, заведующий кафедрой).
База данных, поддерживающая структуру в виде дерева называется иерархической (записать в тетрадь) .

– Третья разновидность структуры данных называется сетью.

Схема №3.

Проиллюстрировано, на каких факультативах занимаются ученики.
База данных, поддерживающая структуру данных в виде сети, называется сетевой (записать в тетрадь).
Таким образом, существуют три вида структуры данных: реляционная , иерархическая, сетевая .

БД классифицируются : по характеру хранимой информации, по способу хранения данных, по структуре организации данных

1. по характеру хранимой информации

1. фактографические (краткая информация в одном формате: картотека)
2. документальная (всевозможные документы – тексты, графика, видео, звук и т. д.: архив)

1. по способу хранения данных

1. централизованные (вся информация хранится на одном компьютере – на сервере)
2. распределенные (информация хранится в локальной или глобальной сети)

1. по структуре организации данных

1. реляционная – табличная (используется наиболее часто и является универсальным)
2. иерархическая
3. сетевая.

– Итак, в настоящее уже время в больших книжных магазинах и не только в книжных, в аптеках и т. д. вся необходимая информация представлена в базах данных, что помогает быстрому поиску нужной информации. Но для того чтобы воспользоваться информацией, заложенной в компьютере, необходимо не только представлять, как это происходит, но и научиться это делать самому, то есть создавать базу данных, осуществлять поиск информации, заменять и дополнять различные сведения.

Принципы, лежащие в основе разработки структуры БД:

1. Правильность разработанной структуры (поля уникальны, тип, размер, формат):

1. каждый элемент таблицы представляет собой один элемент данных, повторяющиеся элементы отсутствуют;
2. все поля в таблице однородные;
3. поля имеют уникальные идентификаторы.

1. Соблюдается условие нормализации (поля таблицы должны отражать непосредственные характеристики (свойства, атрибуты) объекта, к которому относится запись).
2. Полнота данных.
3. Непротиворечивость данных (дублирование записей).
4. Удобный доступ к данным.

Любая система данных может быть отражена с помощью таблиц. Простейшая реляционная БД содержит одну таблицу, более сложная может состоять из множества взаимосвязанных таблиц.

III. Практическая работа №1

– Сегодня на уроке начнем ознакомление с процессом создания баз данных на примере системы управления базами данных Microsoft Access (реляционной базы данных). Представим, что каждый из вас является завучем, которому необходимо собрать все данные об учащихся, обучающихся в нашей школе и занести все данные в компьютер.

На партах у учащихся лежит лист со списком классов в нашей школе.

– Строить мы будем в следующей последовательности (на партах разложены листы с последовательностью построения).

Построение структуры данных по следующей последовательности:

1. Определяются объекты описания;
2. Определяются признаки этих объектов;
3. Выбирается тип структуры, отображающий связи между объектами (таблицы, деревья, сети);
4. Строится конкретный экземпляр структуры.

С учащимися обсуждается данная последовательность на основе этой схемы (выделяются объекты – классы, признаки – количество учащихся, классный руководител ь ).
Вместе с учащимися приходим к выводу, что в данном случае лучше всего подходит реляционная база данных и на доске рисуем макет данной структуры.
Далее учащиеся садятся за рабочие места и по указанию учителя загружают программу Microsoft Access.
Учитель руководит работой учеников, давая команды по работе с базой данных:

1. После того как загрузилась программа, компьютер предлагает Создать базу данных , Открыть уже ранее созданные базы данных . Мы выбираем Создать новую .
2. Далее компьютер предлагает дать название вашей базе данных (назовем своей фамилией и именем ), после этого клавиша Создать .
3. В диалоговом окне предлагаются варианты построения: Построение таблицы в режиме конструктора , Построение таблицы с помощью мастера , Построение таблицы путем ввода данных (о каждом варианте учитель сообщает его суть). Мы выбираем Построение таблицы с помощью конструктора .
4. В диалоговом окне Новая таблица выбираем подменю Конструктор . Появляется окно, в котором заносятся признаки наших объектов и типы данных, то есть мы строим макет таблицы.
5. Далее сохраняем эту таблицу под названием Классы и закрываем ее нажатием на крестик в верхнем правом углу окна.
6. В диалоговом окне базы данных появится название вашей таблицы, двойным щелчком открываем эту таблицу. Предлагается макет таблицы и здесь вы уже можете вносить значения определенных нами признаков предложенного набора объектов.

Ученики создают базу данных, кто выполнил всю работу, садятся за свои места.

Дома ученикам необходимо выучить все основные определения понятий и найти, где еще применяются базы данных. Разработать макет своей базы данных. Примерные темы:

1. Больница (стационар)
2. Больница (поликлиника)
3. Расписание уроков своего класса
4. Библиотека (книги, читатели)
5. ДТП (участники, машины, обстоятельства ДТП)
6. Футбольный чемпионат (команды, график игр, результаты игр, футболисты)
7. Городская телефонная сеть (например, телефоны всех моих друзей)
8. Авиарейсы (самолеты, пилоты, рейсы, пассажиры)
9. Отдел кадров нашей школы (сотрудники, должности, стаж работы, …)
10. Магазин (отделы, товары, продавцы, поставщики)
11. Вступительные экзамены в ВУЗ (факультеты, специальности, абитуриенты, экзамены, оценки)
12. Каталог музыки (диски, исполнители, названия песен)

§31 учебника, уметь отвечать на вопросы после §.

VI. Подведение итогов урока

1. Информационно-поисковая система.
2. База данных, система управления базой данных.
3. Банк данных.
4. Реляционная база данных.
5. Запись.
6. Поле записей.
7. Иерархическая база данных.
8. Сетевая база данных.

Выставление оценок .

Урок №2. Проектирование многотабличной базы данных

Элементы содержания : системный анализ предметной области, основные объекты и связи между ними , инфологическая модель .

Предметная область - РАСПИСАНИЕ УРОКОВ

Цель использования информационной системы – учебная.

Тип урока : урок изучения нового материала.

Вид урока : комбинированный.

Формы работы :

1. Объяснение нового материала – фронтальная работа
2. Практическая работа – индивидуальная работа.

Оборудование: Программное обеспечение: Microsoft Word.

ХОД УРОКА

I. Организационный момент. Приветствие учащихся. Проверка д/з и выставление оценок.

Дома каждый попробовал составить таблицу БД и, наверное, понял, что это не очень простое занятие. Таблицы БД содержат в себе упорядоченную информацию и являются частью информационной системы. Разработка информационной системы начинается с системного анализа предметной области и построения её инфологической (информационно-логической) модели. На сегодняшнем уроке построим модель расписания уроков в нашей школе, нарисуем её граф.

II. Фронтальный опрос :

Что называется моделю? (Новый объект, заменяющий исходный с какой-либо целью).

От чего зависят свойства модели? (Свойства модели зависят от её назначения).

Какие виды информационных моделей мы знаем? (Табличные и графы)

Какие виды табличных моделей мы знаем? (ОС, ООО, ООН, ОСО)

III. Теоретическая часть.

Записать в тетрадь:

Инфологическая модель – это структурная модель реальной системы, отражающая её основные составляющие и связи между ними. Системный анализ – процесс создания инфологической (информационно-логической) модели.

Свойства инфологической модели тоже зависят от её назначения.

Определим назначение нашей будущей информационной системы. Из неё мы должны узнать:

1. В какие дни недели учимся
2. Для каких классов составлено расписание
3. Начало и конец каждого урока
4. В каком кабинете и у какого учителя проходит урок

Построим граф нашей информационной системы (на доске). Основные объекты и связи между ними:

В отличие от графов, которые мы изучали, здесь связи, обозначаемые линиями, имеют разный смысл. Например, линия между уроками и расписанием имеет смысл «входят в состав», а между уроками и кабинетами обозначает «проходят в», расписание и классы «составлено для».

Какие еще связи мы здесь видим? Расписание «составлено для» дня недели, расписание «составлено для» классов, расписание «составлено для» кабинетов – тип «один ко многим». Уроки «проходят в» кабинетах – связь «один к одному». Уроки «проходят в» классах, классы «учатся в» кабинетах – связь «многие ко многим».

IV. Практическая работа №2.

Теперь давайте, ребята, нарисуем инфологическую модель нашей информационной системы в текстовом редакторе Word и обозначим все связи.

Ученики рисуют инфологическую модель, кто выполнил всю работу, садятся за свои места.

V. Физкультминутка. Упражнения для расслабления глаз под музыкальное сопровождение.

VI. Постановка домашнего задания

Дома ученикам необходимо выучить все основные определения понятий. Придумать инфологическую модель своей базы данных (созданной после 1-го урока) по примерным темам (см предыдущий урок).

§ 32 учебника, уметь отвечать на вопросы после §

VII. Подведение итогов урока

На доске выписаны все новые понятия, изученные на уроке, и повторение материала с учениками ведется по ним.

1. Системный анализ.
2. Инфологическая модель.

С помощью небольшого опроса устанавливается, как учащиеся усвоили материал данного урока.

Выставление оценок .

Урок №3 Создание БД

Цель урока: создание БД, создание связей в многотабличной БД

Тип урока: Урок закрепления изучаемого материала

Вид урока: комбинированный.

Формы работы:

1. Проверка д/з и выставление оценок
2. Опрос по закреплению нового материала – фронтальный опрос
3. Практическая работа – индивидуальная работа.

Оборудование:

1. Листы с тестовыми вопросами по теме «Базы данных» (по количеству учащихся);
2. Программное обеспечение: СУБД Microsoft Access.

ХОД УРОКА

I. Организационный момент . Приветствие учащихся

II. Фронтальный опрос:

Что такое системный анализ? (процесс создания инфологической (информационно-логической модели)

Что называется инфологической моделью? (структурная модель реальной системы, отражающая её основные составляющие и связи между ними)

Что называется информационно-поисковой системой (система, где хранится информация, из которой по требованию пользователя выдается нужная информация)

Из чего состоит информационно-поисковая система (БД, СУБД)

Как классифицируются БД ? (по характеру хранимой информации, по способу хранения данных, по структуре организации данных)

Что такое структура? (вид организации данных)

Какие виды структур БД мы знаем? (реляционная - таблицы, иерархическая - дерево, сетевая)

Что такое поле? (столбец таблицы БД)

Назовите основные характеристики поля

Что такое запись? (Строка таблицы БД)

(ее назначение)

На предыдущих уроках мы создавали однотабличную БД, сегодня продолжим эту работу и создадим в этой же БД еще 3 таблицы. Для этого в окне баз данных выберем объект Таблицы и выберем вариант создание таблицы в режиме конструктора . Другой вариант, нажмите кнопку Создать и в появившемся диалоговом окне выберите вариант Конструктор . Режим конструктора дает полный контроль над полями создаваемой таблицы.

Таблица «Классы» у нас уже есть. Создадим Неделя, Расписание, Уроки, Кабинеты с указанными в скобках полями (столбцами). Подчеркнутые снизу поля (столбцы) нам помогут позже связать наши таблицы между собой. Таким образом мы реализуем инфологическую модель «Расписание уроков» в реляционной БД. Наша БД будет удовлетворять I, II, III нормальным формам. Запишем в тетрадях.

Первая нормальная форма – каждое поле в отношении неделимое.

Вторая нормальная форма – все неключевые поля функционально зависят от полного ключа.

Третья нормальная форма – в отношении не должно быть транзитивных зависимостей.

III. Практическая работа №3.

База данных «Расписание уроков»

Отношения, составляющие данную базу:

Неделя (День , День недели)

Расписание (День , Класс , Урок , Кабинет, Предмет)

Классы (Класс , Число уч, Клас_рук)

Уроки (Урок , Начало урока, Конец урока)

Кабинеты (Кабинет , Этаж, Предмет, Учитель)

В базе данных Access могут использоваться три типа ключевых полей: счетчик, простой ключ и составной ключ.

В специальном поле Счетчик каждой записи присваивается уникальный для этого поля номер, который автоматически увеличивается с каждой новой записью. Его можно использовать для нумерации записей по порядку.

Составной ключ представляет собой комбинацию из нескольких полей. Он используется в тех случаях, когда невозможно гарантировать уникальность записи с помощью одного поля. Чаще всего такая ситуация возникает для таблицы, используемой для связывания двух таблиц в отношении «многие ко многим». Первичный ключ используется для связывания одной таблицы с другой.

Для связанных таблиц возможно три варианта типа связи: «один к одному», «один ко многим», «многие ко многим».

Структура каждой таблицы создаётся с помощью конструктора таблиц. В конструкторе указываются имена полей, типы и форматы полей, назначаются ключи. Устанавливаются связи между таблицами после их создания, но до заполнения данными.

Для связывания таблиц надо выполнить команды

Сервис  Схема данных. Откроется окно Добавление таблицы .

Выделить название таблицы, выполнить команду Добавить . Закрыть.

В результате на поле окна Схема данных появятся образы 5 таблиц. Нажав левую клавишу мыши, перетащить ключевое поле Класс таблицы Расписание на поле Класс из таблицы Моя подгруппа. Откроется окно Связи. Последовательно активизировать флажки «Обеспечить целостность данных», «Каскадное обновление связанных полей», «Каскадное удаление связанных записей». Тип связи «Один ко многим» будет выбран автоматически.

IV. Физкультминутка. Упражнения для расслабления глаз под музыкальное сопровождение.

V. Постановка домашнего задания

Дома ученикам необходимо создать не менее 3-х таблиц и связи между ними для своей базы данных (созданной после 1-го урока) по примерным темам.

§ 33 учебника, уметь отвечать на вопросы после §

VI. Подведение итогов урока

На доске выписаны все новые понятия, изученные на этом и прошлом уроках, и повторение материала с учениками ведется по ним.

1. Системный анализ.
2. Инфологическая модель.
3. Связи между объектами («один к одному», «один ко многим», «многие ко многим»)
4. Команды для связывания таблиц (Сервис  Схема данных  Добавление таблицы)
5. Три нормальные формы
6. Первичный ключ - виды (счетчик, простой, составной)
7. Для чего используется первичный ключ (для связывания одной таблицы с другой).

С помощью небольшого опроса устанавливается, как учащиеся усвоили материалы данных уроков.

Урок №4. Создание БД «Расписание уроков» .

Цели урока: заполнить данными многотабличную БД

Тип урока : Урок закрепления изучаемого материала

Вид урока: комбинированный.

Формы работы:

1. Проверка д/з и выставление оценок
2. Опрос по закреплению нового материала – фронтальная работа
3. Практическая работа – индивидуальная работа.

Оборудование : Программное обеспечение: СУБД Microsoft Access.

ХОД УРОКА

I. Организационный момент: Приветствие учащихся.

На прошлом уроке мы создали связи между 5 таблицами, а сегодня займемся заполнением этих таблиц, т.е. добавлением данных. Вспомним:

II. Фронтальный опрос:

Что такое поле? (столбец таблицы БД)

Основные характеристики поля (поля уникальны, имеют тип, размер, формат)

Что такое запись? (Строка таблицы БД)

Что влияет на формирование структуры БД? (ее назначение)

Какие принципы необходимо соблюдать для формирования правильной структуры БД? (поля уникальны, имеют тип, размер, формат; поля отражают свойства и атрибуты записей; полнота; непротиворечивость; удобный доступ)

Первичный ключ – виды и использование (счетчик, простой, составной; используется для связывания одной таблицы с другой)

Какие команды надо выполнить для связывания таблиц (Сервис  Схема данных  Добавление таблицы)

III. Практическая работа №4.

Таблицы данных:

IV. Физкультминутка. Упражнения для расслабления глаз под музыкальное сопровождение.

V. Постановка домашнего задания

Дома ученикам необходимо заполнить таблицы в индивидуальной БД .

VI. Подведение итогов урока

Повторим понятия, изученные на прошлых уроках:

1. Системный анализ.
2. Инфологическая модель.
3. Связи между объектами («один к одному», «один ко многим», «многие ко многим»)
4. Три нормальные формы

Элементы содержания: Запросы приложения ИС, средства формирования запросов, структура запроса на выборку: список полей, условие выбора записей, ключи и порядок сортировки.

Цель урока: создать запросы в многотабличной БД

Тип урока: Урок изучения нового материала

Вид урока: комбинированный.

Формы работы:

1. Проверка д/з и выставление оценок
2. Вводная лекция с демонстрацией на мультимедиа-проекторе
3. Практическая работа – индивидуальная работа.

Оборудование: Программное обеспечение: СУБД Microsoft Access, мультимедиа-проектор, карточки с заданиями для выполнения запросов (по количеству учащихся).

ХОД УРОКА

1. Организационный момент: Приветствие учащихся.
2. Теоретическая часть.

Если необходимо осуществить поиск в одной таблице БД, то используют пункт меню – “Поиск”, если необходимо искать в нескольких таблицах, используют Запрос.

Запрос – это бланк для поиска информации в многотабличной БД.

Для создания запроса необходимо открыть основное окно базы данных и выбрать пункт “Запросы” - Создание запроса в режиме конструктора. Появится окно диалога “Добавление таблицы”, в котором необходимо выбрать таблицы, которые будут использоваться для запроса (в нашем случае – таблицы Неделя, Расписание, Классы, Уроки, Кабинеты). Меню - Вид – Объекты БД.

Открывается окно “Запрос1: запрос на выборку”, где в верхней части представлены таблицы, используемые для запроса (ключевые поля выделены жирным шрифтом), а в нижней – конструктор запроса.

Чтобы сформировать поля запроса, необходимо их просто перетащить из списка полей исходных таблиц в строку “Поле”.

Просмотр таблицы: Меню – Запрос – Запуск.

Изменения в запросе: (например, если нужно создать запрос с условием)

Меню – Вид - Режим конструктора.

Конструктор запросов позволяет также:

А) сортировать выбранные данные в запросе по определенному полю;
Б) создавать запрос с условиями .

1. Практическая работа №5.

Выполнить задания, полученные на карточке:

1. Показать все уроки информатики за неделю
2. Сколько уроков информатики в каждый из дней недели

Простые и сложные логические выражения в условиях выборки:

1. Есть ли по расписанию урок информатики во вторник после 3-го урока, в 101 кабинете?

2. Показать все уроки информатики за неделю:

3. Сколько уроков информатики в каждый из дней недели:

IV. Физкультминутка. Упражнения для расслабления глаз под музыкальное сопровождение.

V. Постановка домашнего задания

Придумать и выполнить запросы (не менее 2-х) в индивидуальной БД.

§ 34 учебника, уметь отвечать на вопросы после §

Примеры запросов в индивидуальных заданиях.

1 . БД из 2-х таблиц:

1) Книга (автор, название, краткое описание (сказка, роман, публицистика, детектив…), тираж).
2) Склад (название книги, количество, цена).

2 . БД из 2-х таблиц:

1) Одежда (название модели одежды, название ткани для ее пошива, размер).
2) Склад (название одежды, количество экземпляров, цена).

Найти:

Все модели, сшитые из шелка в единственном экземпляре,
- самую дорогую модель и ее размер.

3 . БД из 2-х таблиц:

1) Товар (наименование, цены, проданное количество).
2) Склад (наименование, остаток на складе, нужно ли еще заказать(да/нет)).

Найти товары, которых было продано больше всего и определить, заказывать ли еще. Найти товары, начинающиеся на букву “К” с остатком больше 5 шт.

4. БД из 2-х таблиц:

1) Страна (название, столица, название материка, на котором расположена страна).
2) Сведения (название, количества населения, гос. строй, основная специализация).

Найти:

Все страны, расположенные в Африке с населением более 100 тыс.,
- страну с монархией

VI. Подведение итогов урока.

Выставление оценок.

Урок №6. Технология формирования форм, отчётов в СУБД.

Цель урока: создать формы и отчеты в многотабличной БД

Тип урока: урок закрепления изученного и изучения нового материала

Вид урока: комбинированный.

Формы работы:

1. Проверка д/з и выставление оценок
2. Вводные определения
3. Практическая работа – индивидуальная работа.

Оборудование: Программное обеспечение: СУБД Microsoft Access.

ХОД УРОКА

I. Организационный момент .

II. Теоретическая часть .

Формы - основное средство для создания диалогового интерфейса приложения с пользователем. Форма, к примеру, может создаваться для ввода и просмотра взаимосвязанных данных базы на экране в удобном виде.

Отчеты - предназначены для формирования выходных документов , содержащих, к примеру, результаты решения задач пользователя для дальнейшего вывода их на печать. Для красивой печати документов целесообразно использовать отчеты . Отчеты являются производными объектами БД и создаются на основе таблиц, форм и запросов.

III. Практическая работа №6.

На прошлом уроке мы создавали запросы. А сегодня займемся формами и отчетами.

Подготовьте отчет «Уроки информатики» для печати .

Порядок работы:

1. Откройте закладку Отчеты, если находитесь в другом окне.
2. Щелкните по кнопке Создать с помощью мастера
3. С помощью серии диалоговых панелей задайте параметры внешнего вида отчета, щелкая по кнопке Далее
4. Сохраните отчет с именем «Уроки информатики». Закройте отчет
5. В окне БД щелкните по кнопке Просмотр (или откройте отчет). Появится документ в том виде, в котором он может быть распечатан.

Самостоятельно создайте форму для запроса Расписание за пн, вт, ср для 11 класса.

IV. Физкультминутка. Упражнения для расслабления глаз под музыкальное сопровождение.

V. Постановка домашнего задания

Придумать и выполнить отчеты и формы (не менее 2-х) в индивидуальной БД.

§ 35 учебника, уметь отвечать на вопросы после §

VI. Подведение итогов урока . Выставление оценок.

Размер: px

Начинать показ со страницы:

Транскрипт

1 Статья сдана в сборник "Новое в управлении и автоматике", М.:Наука, гг. ВИРТУАЛЬНЫЙ ФУТБОЛ: АЛГОРИТМЫ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ИГРЫ РОБОТОВ-ФУТБОЛИСТОВ Д.Е.Охоцимский *, В.Е. Павловский *, А.Г.Плахов **, А.Н.Туганов **, В.В.Павловский ** * Институт прикладной математики им.м.в.келдыша РАН, Москва, Миусская пл., 4 ** МГУ им. М.В.Ломоносова, механико-математический факультет, Москва, Воробьевы горы, МГУ Аннотация. Представлена система моделирования игры роботов-футболистов и базовые алгоритмы управления игроками в игре. Дан краткий обзор современных соревнований роботовфутболистов. Описаны общая схема игры, используемые модели игры, принципы управления движением роботов-игроков, структура системы моделирования, предложены эвристические методы управления коллективом роботов для достижения цели игры. Выполненные исследования являются первым шагом в решении задачи создания интеллектуальных алгоритмов группового управления роботами-футболистами. Работа выполнена при финансовой поддержке грантов РФФИ, Введение. Работа выполнена в рамках проекта по исследованию методов управления группой роботов в интеллектуальной игре. Цель представленного этапа заключается в разработке базовых алгоритмов управления виртуальными роботами-футболистами, а также - инструментальных средств, поддерживающих создание управляющих алгоритмов для роботов-футболистов, средств для организации соревнований по футболу роботов в рамках компьютерного моделирования. В статье описаны полученные в этих исследованиях результаты. В настоящее время известны различные системы по организации соревнований роботов-футболистов, в том числе и на основе компьютерного моделирования, как например , настоящая работа вводит аналогичную схему для роботов, участие которых в соревнованиях предполагается в рамках Фестивалей Мобильные роботы, проводимых в МГУ . Предлагаемая в статье система аналогична упомянутой системе типа , но является самостоятельным проектом, ориентированным в большей мере на моделирование футбола роботов . 2. Схемы соревнований по футболу роботов. В настоящее время предложен ряд различных схем организации соревнований роботов-футболистов, например схемы соревнований Ассоциации RoboCup, или схемы, принятые в Международной Федерации FIRA . В RoboCup заявлен следующий манифест: "... Через 50 лет, в 2050 году, команда роботов-футболистов должна выиграть у Чемпиона мира по футболу (команды людей-футболистов)... " , и для достижения этой цели соревнования проводятся в нескольких Лигах: Лиге Моделирования, Лиге малого класса (малых роботов), Лиге среднего класса (средних роботов), Лиге 4-ногих 1

2 роботов SONY (AIBO), Лиге гуманоидных роботов (она впервые в демо-режиме введена с 2001 года) и двух дополнительных (ассоциированных) Лигах - Лиге моделирования роботов-спасателей и Лиге реальных роботов-спасателей. Кроме того в RoboCup существуют юниорские лиги. Соревнования проводятся в виде Чемпионатов мира для роботов, открытых Чемпионатов или кубков отдельных стран, а также - в виде открытых турниров на крупнейших Международных соревнованиях. Так например, соревнования в 2000 г. были проведены в рамках Австралийской Олимпиады и проходили в Мельбурне. В качестве примеров роботов-участников таких соревнований ниже на рис.1,2 показаны роботы Лиги малого класса и фрагмент игры роботов Лиги среднего класса , определенных правилами RoboCup. Рис.1. Прототипы роботов-футболистов Малой Лиги RoboCup. Рис.2. Фрагмент игры роботов Средней Лиги RoboCup на Чемпионате 2001 года. На рис.2 приведен эпизод финального матча команды CS Freiburg Университета Albert-Ludwigs, Фрейбург, Германия (показана игра у ворот этой команды), против команды Trackies Университета Osaka, Осака, Япония, во время Чемпионата мира 2001 г., проходившего в рамках 1-ой Международной конференции по роботизированному футболу в Сиэтле, США, 4-10 августа 2001 г. (команда CS Freiburg этот турнир выиграла и стала Чемпионом мира 2001 г.). Весьма интересный Чемпионат мира был проведен RoboCup в 2002 году параллельно с мировым футбольным чемпионатом, проходившим в Японии и Корее. Чемпионат RoboCup прошел в японском городе Фукуока. О постоянно возрастающей активности ассоциации RoboCup и разработчиков роботов-футболистов говорят следующие цифры всего на Чемпионате в Фукуоке присутствовали 188 команд из 29 стран, в них суммарно 2

3 входило более 1000 участников разработчиков роботов разных Лиг. Соревнования в Фукуоке за 5 игровых дней посетили более зрителей. На всех очередных соревнованиях RoboCup совершенствует правила игры роботов и вводит новые виды соревнований. Так, Чемпионат 2002 года примечателен тем, что на нем впервые на официальные соревнования вышли роботы-гуманоиды (двуногие роботы), соревновавшиеся в нескольких номинациях. Ниже на нескольких фотографиях приведены фрагменты соревнований роботов-футболистов в Фукуоке. Эти фотографии взяты с официальных Интернет-сайтов RoboCup и Чемпионата в Фукуоке . На рис. 3 5 приведены фрагменты соревнований гуманоидных роботов. На первых фотографиях показаны роботы, соревнующиеся в упражнении "пенальти". Рис.3. Новые роботы Asimo фирмы Honda демонстрируют упражнение "пенальти". Рис.4. Пенальти выполняет робот Tao-Pie-Pie (Новая Зеландия), в воротах стоит робот ARICC-HURO (Сингапур). Победитель соревнований роботов-гуманоидов определялся по общей совокупности номинаций-упражнений (всего их было задано три). И в итоге победителем среди гуманоидных роботов стал японский робот Nagara (разработчики Ассоциация промышленности префектуры Гифу, Япония), показанный на рис.5. 3

4 Рис. 5. Робот Nagara победитель 2002 года среди роботов гуманоидов. Ниже приведены фотографии, демонстрирующие фрагменты соревнований в других Лигах RoboCup. На рис.6 фрагмент соревнований роботов Лиги малого класса RoboCup. Рис.6. Соревнования в Лиге малых роботов RoboCup. Важно здесь отметить, что, как показывает рис.6, роботы малой Лиги играют командами не более 5х5 игроков на небольшом поле, имеющем борта вокруг поля, мяч может отражаться от этих бортов. Система Лиги малых роботов предполагает, что над полем может находиться телекамера (или несколько телекамер), доставляющая для каждой из команд зрительную информацию об игровой ситуации основному управляющему компьютеру. Этот компьютер (такой компьютер может иметь каждая команда) расположен рядом с игровым полем и может связываться с игроками по радиолинии. В отличие от Малой Лиги роботы, соревнующиеся в Лиге Среднего класса, являются полностью автономными и должны быть оснащены развитой бортовой системой управления и весьма развитой сенсорной системой, центром которой является подсистема зрения робота. Фрагмент этих соревнований в 2002 году приведен на рис.7. 4

5 Рис.7. Матч команд Средней Лиги. Укажем нововведение в соревнованиях роботов Средней Лиги сравнивая эпизоды 2001 г. (рис.2) и фрагмент, приведенный выше (рис.7), можно заметить, что ранее в этих соревнованиях на игровом поле также были борта, а с 2002 года они убраны, что означает, что роботы должны строже обращаться с мячом во время игры. Наконец, на рис.8 показан фрагмент соревнований в Лиге 4-ногих роботов Sony. Рис.8. Игра команд Лиги 4-ногих роботов Sony (роботы AIBO). Анализ указанных схем соревнований роботов-футболистов показывает, что, несмотря на различие конструкций таких роботов и технических решений, принятых при их построении, в схемах соревнований роботов много общего в верхних, стратегических, уровнях управления игроками, что позволяет поставить задачу их отработки с помощью единых средств моделирования. Такая система моделирования предлагается и описывается в настоящей работе. Ее цель создание и отработка в режиме моделирования таких алгоритмов управления роботами-футболистами, которые в дальнейшем могут быть перенесены и на реальные роботы. При этом рассматриваются групповые (командные) алгоритмы стратегического и тактического уровней управления командой роботов. 5

6 3. Схема игры и модель игры. За прототип игры примем игру роботов Лиги малого класса RoboCup. Во многом порядок и правила этой Лиги соответствуют правилам, принятым и в другой международной ассоциации FIRA. Пусть игра проходит на прямоугольном поле с бордюрами (ограничивающими поле стенками) между двумя командами колесных роботов-футболистов. Размеры поля и ворот, роботов-участников и мяча заданы как параметры, они вводятся в конфигурационных файлах системы и могут быть при необходимости изменены. Также параметрами являются механические параметры игроков, мяча и игровой среды, задающие механическую модель игры . В каждой команде n участников (n=1,2,3,...), при этом наиболее часто используемый случай - игра команд 5х5 участников, хотя рассматривались и другие варианты, вплоть до 11х11, или больше. Роботы имеют круглую цилиндрическую форму (т.е. форму диска в виде сверху), и в первой версии игры не имеют каких-либо средств контроля над мячом, кроме удара по нему корпусом. Мяч тоже имеет круглую форму. Параметрами управления роботов являются линейное ускорение (торможение) d, оно направлено по продольной оси робота, и угловая скорость робота w. На первом этапе исследований предполагается, что роботы имеют автономную систему управления, но "видят" всё поле (игра с полной информацией). Коммуникация (обмен сообщениями) роботов одной команды между собой возможна, но используется, или не используется, по усмотрению их бортовой системы управления. Правила игры в достаточной мере упрощены и содержат только условия возобновления игры с центра поля после гола, и некоторый аналог правил вбрасывания мяча в спорных ситуациях, к которым относятся тупиковые состояния, в которые может попадать игра. Примером такого тупика является ситуация, когда игроки вводят мяч в один из углов поля и игра "зацикливается" в таком состоянии. При обнаружении подобных ситуаций игра прерывается и возобновляется вбрасыванием мяча в области центра поля. Имеются также правила, задающие начальные расстановки игроков при вбрасывании мяча. После вбрасывания игроки обеих команд получают право начать движение к мячу одновременно. Любые игровые действия игроков считаются допустимыми, никаких правил насчет положения "вне игры", штрафных, угловых, пенальти нет. Игрокам разрешается блокировать или даже толкать друг друга в борьбе за мяч. Здесь необходимо следующее замечание. В текущей версии системы ограничения на действия игроков минимальны, это сделано для того, чтобы обеспечить разработку возможно более широкого класса алгоритмов, однако, в дальнейшем с развитием проекта такие ограничения могут вводиться. Игра может продолжаться заданное время, моделируя матч команд, либо выполняется в отладочном режиме - продолжается неограниченное время, и в этом режиме может быть остановлена вручную. 4. Система моделирования. Система моделирования игры построена следующим образом. Реализованы несколько версий программ моделирования для разных операционных систем, в том числе - для системы WINDOWS, и каждая программа моделирования реализует идентичные механические модели и использует алгоритмы управления игроками, которые подключаются как модули и могут изменяться. Версии программ моделирования совместимы по конфигурационным файлам и схеме подключения модулей с алгоритмами управления игроками. Цель такого моделирования - оптимизация параметров алгоритмов, их сравнение и выбор наиболее эффективных алгоритмов. При этом алгоритмы управления противоборствующими командами могут быть как одинаковыми 6

7 (однотипными), так и различными. На этой основе организуются соревнования алгоритмов управления роботами-футболистами. В целом структура каждой из версий программы моделирования организована следующим образом (рис.9). Программа состоит из трех частей - серверной программы и двух модулей Team1, Team2, описывающих команды игроков, и разрабатываемых и представляемых отдельно. Рис.9. Структура системы моделирования: серверная программа и модули команд-игроков. Серверная программа является ядром системы моделирования и объединяет все модули в единый комплекс. Модули используют разные схемы объединения с серверной программой, в WINDOWS используется протокол DLL. В ходе игры процесс игры моделируется по тактам "времени". Они могут быть соотнесены с реальными тактами реального времени, тогда игра будет развиваться в реальном (астрономическом) времени, либо эти такты могут быть минимизированы, тогда игра будет исполняться в максимально ускоренном режиме, при этом темп игры будет определяться быстродействием моделирующего компьютера. В каждом такте программа моделирования выполняет вызовы модулей - сначала Team1, а затем Team2. Вызов каждого модуля выполняется столько раз, сколько определено игроков в команде, по одному вызову для каждого игрока. Программа модуля команды должна возвратить серверной программе "управления" для каждого очередного игрока. Рассчитывая их программа игрока может обращаться к специальным функциям серверной программы для опроса текущей ситуации на поле - положений и скоростей всех игроков и мяча. Тем самым моделируется визуальный ввод информации об игре в системы управления игроков. Получив все данные управления, серверная программа на основе механических моделей (см., например, ) моделирует перемещения всех объектов игры за текущий такт системного времени. Моделируется динамика движения объектов и все их соударения. Фиксируется состояние "гола" и всех текущих ситуаций игры. При необходимости серверная программа может перевести игру в одну из начальных ситуаций - стартовую (после гола) или в ситуацию выхода из тупиков. Фактически текущая версия программы моделирования моделирует игру с полной информацией, когда имеется host - камера, расположенная над полем, и наблюдающая все поле целиком (или две такие камеры, по одной для каждой команды, но с общей информацией о ситуации на поле), и с управлением игроками от двух управляющих hostмашин. Однако, при желании, программы игроков могут моделировать автономные системы управления каждого игрока. Интерфейс сервера моделирования в версии для WINDOWS приведен на рис.10. Фрагмент игры команд-участников (интеллектуальных алгоритмов управления футболистами) приведен на рис.11. 7

8 Как отмечалось выше, разработано несколько версий серверов моделирования и основанных на них средств разработки программ управления игроками. Имеются серверы для операционных сред MS DOS, MS WINDOWS и LINUX. Поддерживаются 7 наиболее популярных систем разработки программ на языках C(C++) и PASCAL для DOS и WINDOWS и компилятор GNU C(C++) для LINUX. Разработанные программные средства моделирования со структурой, приведенной выше на рис.9, объединены в программный пакет "Виртуальный футбол". В настоящее время (осень 2002 г.) доступна версия 1.5 этого пакета. Рис.10. Интерфейс серверной программы пакета "Виртуальный футбол" в версии для WINDOWS. Рис.11. Эпизод игры команд в пакете "Виртуальный футбол". Отметим, что пакет "Виртуальный футбол" включает также программные средства, непосредственно поддерживающие разработку программ-игроков в упомянутых выше программных средах, к ним относятся необходимые библиотеки и шаблоны программ, эти средства и документация для разработчиков наряду с серверной программой предоставляются всем заинтересованным участникам проекта. Начиная с версий 1.4 и 1.5 в пакет включены специальные дополнительные программы утилиты для проигрывания (воспроизведения) записей игр, эти записи 8

9 выполняются серверной программой, а также набор утилит для проведения турнира по виртуальному футболу. К ним относятся утилиты составления (генерирования) расписания игр турнира, и утилиты управления играми турнира. 5. Пример алгоритма управления. В проведенных с созданной системой экспериментах исследованы базовые эвристические алгоритмы управления, не использующие коммуникацию роботов между собой. Эти алгоритмы различались значениями характерных параметров и способами вычисления некоторых определяющих функций, но относились к одному классу , характеризующемуся следующим. Считалось, что алгоритмы игроков одной команды, вообще говоря, одинаковы по типу, но могут различаться значениями параметров (всех, или некоторых). Игрокам выделяется прямоугольная зона на поле - зона ответственности игрока, эта зона может быть меньше целого поля, или совпадать со всем полем. Робот-игрок играет в пределах своей зоны ответственности и должен оставаться в этой зоне, за исключением тех случаев, когда он выходит из нее вследствие инерции своего движения, тогда он должен принимать меры к возврату в зону ответственности. В каждый момент времени игрок определяет точку цели своего движения, эти точки называются особыми точками для игрока. Схема особых точек приведена на рис.12. Особые точки - это точки удара (точка, в которой возможен удар по воротам противника), точка вратаря (точка, в которую нужно переместиться, чтобы защитить свои ворота) и точка паса другому игроку своей команды. Положение особых точек на поле зависит от положения всех объектов на поле, - и мяча, и игроков, и динамически изменяется с течением времени. Геометрические характеристики этих точек таковы. Точка удара находится на прямой, соединяющей центр ворот команды противника с центром мяча так, что мяч находится между воротами и игроком. Расстояние от игрока до мяча при вычислении этой особой точки фиксировано и является параметром алгоритма. Точка вратаря находится на прямой, соединяющей центр своих ворот с центром мяча так, что игрок находится между воротами и мячом. В разных вариантах алгоритмов фиксировалось либо расстояние от игрока до ворот, либо расстояние от игрока до мяча. В последнем варианте зона ответственности вратаря выбиралась близкой к воротам, чтобы вратарь не передвигался за мячом по всему полю, а защищал ворота. Наконец, точка паса точка, находящаяся на прямой, соединяющей центр мяча с тем положением робота-адресата паса, которое он достигнет, двигаясь по прямой с текущей скоростью за время, за которое мяч после удара придет в ту же точку. Каждый алгоритм имеет набор параметров, определяющих приоритеты различных особых точек. Особые точки непрерывно рассчитываются системой управления с использованием функций прогноза положения всех объектов на поле и приоритетов особых точек. Робот принимает решение двигаться в ту особую точку, которая либо является наиболее быстро достижимой (вариант с "коротким" прогнозом), либо наиболее эффективна с точки зрения цели игры (вариант с полным прогнозом), либо является наиболее приоритетной (при этом приоритеты являются изменяемыми параметрами алгоритмов). Наконец, на основе введенной схемы рассмотрены три класса алгоритмов управления. В первом из них ("жесткие" или детерминированные алгоритмы) реализована только лишь указанная схема управления по особым точкам. Во втором классе (расширенные алгоритмы) реализованы логика "упорядочивания" движения на половине поля противника, а также схемы, имеющие приоритетную задачу выбивать мяч со своей половины (режим защитной тактики). Введена еще одна особая точка, алгоритмом последней модели она выбирается подобно точке удара, но на расстоянии, меньшем, чем 9

10 радиус робота. Это позволяло эффективно вести мяч к воротам соперника, вместе с тем не пропуская удары в сторону своих ворот. Рис.12. Схема особых ситуаций (особых точек) для принятия решений. В третьей схеме введены роли игроков (вратарь, защитник, нападающий, и т.п.), причем игроки могут динамически менять свои роли в зависимости от конкретной игровой ситуации. Эти, так называемые, "ролевые" алгоритмы были приняты в качестве базовых для проведения первых соревнований на основе пакета "Виртуальный футбол". Резюмируя отметим, что параметрами описываемой модели являются параметры роботов-участников, их зоны ответственности, глубина прогноза и варианты выбора типа прогноза (короткий или полный) при принятии решения, геометрические параметры расчета особых точек и их приоритеты, параметры типа алгоритма, задающие тот, или иной класс алгоритма, параметры выбора ролей игроков. Они оптимизировались путем многократного моделирования игры. 6. Моделирование и оптимизация алгоритмов. Проведено большое количество экспериментов, в том числе использовавших методы "машинной эволюции" с использованием генетических алгоритмов, в ходе которых отбирались наиболее эффективно играющие алгоритмы. Механизм отбора был построен на основе игры сравниваемых алгоритмов, отличающихся значениями определяющих параметров. Победивший вариант алгоритма выбирался для дальнейшей направленной оптимизации. Целью этих экспериментов был поиск наилучших значений указанных выше параметров и их сочетаний. В результате найдены оптимальные варианты алгоритмов, обеспечивавшие наибольший процент побед в проведенных "матчах". Нужно отметить, что при этом отдельно "тренировались" программы для роботов-вратарей, т.к. в реальной игре эпизодов с участием и, следовательно, тренировкой, вратарей происходит недостаточное количество. Затем проводились эксперименты по моделированию, в которых частично некоторыми функциями управления игроками управлял человек-оператор. Целью этих экспериментов была дальнейшая оценка эффективности найденных управляющих алгоритмов. Показано, что автоматические алгоритмы в целом выигрывают у команды, в которой "участвует" человек-оператор. Оптимизированные алгоритмы показали достаточно высокое качество игры, на этом основании они были предназначены для игры в соревнованиях. С их использованием была построена программа VST (название - аббревиатура от Virtual Soccer Team). 10

11 7. Соревнования по Виртуальному футболу. С использованием созданных моделей организуются регулярные соревнования по Виртуальному футболу роботов, подготовлены регламент таких соревнований и необходимая техническая документация, ведется рассылка всех программных средств моделирования заинтересованным участникам. Первые товарищеские соревнования трех команд были проведены г., этот турнир состоялся в рамках Конференции/Школы "Интеллектуальные и многопроцессорные системы" / "Интеллектуальные робототехнические системы" (ИМС- 2001/ИРС-2001), прошедших в Дивноморском, Геленджик, Россия. В турнире участвовали команда авторов настоящей работы (команда из ИПМ им.м.в.келдыша РАН - МГУ, Москва), команда из НИИ МВС ТРТУ, г. Таганрог (автор программы - Сергей Стоянов), команда из Днепропетровского национального университета, г. Днепропетровск, Украина (автор программы - Сергей Степанов). В настоящее время (осень 2002 г.) в проекте участвуют 20 команд из городов России и Украины Москвы (9 команд), Таганрога (3 команды), Волгограда (1 команда), Челябинска (1 команда), Владивостока (2 команды), Днепропетровска (1 команда), Донецка (3 команды). Количество команд в этих городах увеличивается, о своем намерении присоединиться к проекту заявили команды разработчиков из Санкт- Петербурга, Краснодара, Киева. Все перечисленные команды это команды различных университетов и ВУЗов, развиваемый проект активно используется в них в том числе и в учебном процессе для обучения студентов и аспирантов. В период осень 2001 осень 2002 года проведены 4 официальных турнира, турнир на Фестивале "Мобильные роботы 2001" в МГУ (декабрь 2001 г.) , турнир в МГУ во время "Дня механико-математического факультета МГУ" (апрель 2002 г.), турнир в Таганроге в рамках конференции "Многопроцессорные вычислительные системы " (июнь 2002 г.), турнир в Кацивели (Крым, Симеиз) на Украине в рамках конференции "Искусственный интеллект 2002" (сентябрь 2002 г.). Запланирован турнир на Фестивале "Мобильные роботы 2002" в МГУ в декабре 2002 г. По всем проведенным турнирам накоплен большой объем статистической информации и записей игр, позволяющий анализировать и совершенствовать создаваемые алгоритмы управления футболистами. Победителями прошедших турниров становились команды Днепр (Днепропетровск, ДНУ), Нерв (Москва, МЭИ ТУ), VST (Москва, ИПМ им.м.в.келдыша РАН МГУ), Квазар (Москва, МЭИ ТУ). Соревнования подтвердили эффективность принятых при разработке моделей игры решений и эффективность реализованной системы моделирования. Вместе с тем, в дальнейшем предполагается существенное развитие этой системы. Его цель повышение логической сложности игры, введение новых игровых функций. 8. Заключение. План развития системы. На основе проведенных экспериментов определены технические предложения по созданию расширенных алгоритмов управления роботами-игроками, начата разработка алгоритмов с реализацией активного взаимодействия игроков (игры в пас, и т.п.). Предполагается также следующее развитие модели игры, на основании которого будет реализована расширенная генерация системы. Для обеспечения эффективного воздействия игрока на мяч предполагается введение "вектора удара" игрока по мячу. Этот вектор соединяет центры игрока и мяча, но при этом не обязательно направлен вдоль продольной оси (или скорости) робота-игрока. Вектор удара будет реализовывать удар по мячу различной силы, но и различной точности (при большей силе удара точность удара должна уменьшаться). Этот вектор должен моделировать устройства удара, которыми оснащаются реальные роботы-футболисты, аналогичные показанным на рис.1-8. В дополнение к этим "устройствам" предполагается введение модели захватного 11

12 устройства робота, обеспечивающего ведение мяча игроком. Предполагается, что эти средства позволят реализовать игру с большим разнообразием ситуаций и более широкими возможностями по управлению роботами и принятию игровых решений. Описываемое расширение будет включено в версию сервера 2.0, анонсировать который предполагается в декабре 2002 г. на Фестивале "Мобильные роботы". Подготовлен также проект следующей версии сервера (версии 3.0), в которой будет реализована "строгая" мультиагентная среда управления виртуальными футболистами. Разработана пилотная версия сервера, реализующего 3D-моделирование игры. ЛИТЕРАТУРА. 1. С.В.Ахапкин, С.В.Васильев, В.И.Городецкий, Л.А.Станкевич. Футбол роботов многоагентная среда для исследования группового поведения интеллектуальных роботов. // Тр. X науч.-тех. конф. "Экстремальная робототехника", СПб, 1999, изд-во СпбГТУ, с RoboCup Federation. Official materials SoccerServer Manual. (RoboCup Federation electronic documentation and links on the Internet) Materials of CS Freiburg soccer team FIRA official materials France Robotic Festival Д.Е.Охоцимский, В.Е.Павловский, А.Г.Плахов, А.Н.Туганов. Моделирование игры роботов-футболистов и базовые алгоритмы управления ими. // Искусственный интеллект, N 3, 2000, с Д.Е.Охоцимский, В.Е.Павловский, А.Г.Плахов, А.Н.Туганов, В.В.Павловский. Моделирование игры роботов-футболистов в пакете "Виртуальный футбол". // Мехатроника, N 1, 2002, с Фестиваль "Мобильные роботы" в МГУ RoboCup Federation. Rules. & rules. 11. RoboCup

Институт прикладной математики им. М.В.Келдыша Российской академии наук На правах рукописи Плахов Андрей Григорьевич ВИРТУАЛЬНЫЙ ФУТБОЛ РОБОТОВ: АЛГОРИТМЫ ИГРОКОВ И СРЕДА МОДЕЛИРОВАНИЯ Специальность 05.13.11

Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики Кафедра «Компьютерные технологии» А.А. Шевченко, М.В. Костенко Автоматическая генерация тактик для игроков в

Введение... 9 Глава 1. История футбола и основные футбольные термины...11 Словарь футбольных терминов...11 История современного футбола...27 Глава 2. Подготовка к занятиям...47 Познай свое тело...47 Футбольная

234 Юрий ТЕСЛЯ 9.5. Прогнозирование результатов футбольных матчей Наверное с использованием разработанных моделей и методов можно решать различные интеллектуальные задачи. Но поскольку в их основе находится

Прогнозирование осуществляется по трем алгоритмам в основе которых находится: 1. Рейтинг команд. Отображает величину воздействия команды на результат матча. Рейтинг рассчитывается автоматически как прогнозируемый

МАЛЫМИ СОСТАВАМИ Adresa: str. Tricolorului, 39, MD 2012, CHIŞINĂU, Republica Moldova Telefon/fax: + 373 22 88 04 20 Compartamentul Tehnic FMF E-mail: [email protected] www.fmf.md ВВЕДЕНИЕ Соревновательный аспект

Каляев А.В. ПРОГРАММИРОВАНИЕ ВИРТУАЛЬНЫХ АРХИТЕКТУР И ОРГАНИЗАЦИЯ СТРУКТУРНО- ПРОЦЕДУРНЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ В МНОГОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМАХ С МАССОВЫМ ПАРАЛЛЕЛИЗМОМ 1 Аннотация НИИ многопроцессорных вычислительных

Положение о лиге по мини-футболу (футзалу) среди студентов Назарбаев Университета I. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ 1.1 Лига по мини-футболу (футзалу) среди студентов и сотрудников Назарбаев Университета (далее - Лига)

Конкурс «Первый шаг в мир роботов» Номинация: «Футбол» Составитель: Гудкова Екатерина Анатольевна - сертифицированный тренер Lego Education Academy 1. Условия состязания В этом состязании участникам необходимо

ХАРАКТЕРИСТИКА ИГРЫ Волейбол является спортивной игрой с мячом, в которой две команды соревнуются на специальной площадке, разделенной сеткой. Существуют различные версии игры, чтобы показать ее многогранность.

Некоторые, ключевые изменения в Правилах игры в футбол 2016. (Этот материал не является официальным документом) ПРАВИЛО 1 ПОЛЕ ДЛЯ ИГРЫ Определена минимальная разметка, при которой можно начинать игру.

П РА В И Л А И Г Р Ы All rights reserved. Copyright since 98 Superfut OÜ Добро пожаловать в Superfut! Вы сделали хороший выбор! Теперь у вас появится уникальная возможность сыграть в настоящий футбол в

Состязание «Управляемый футбол 2х2» 1. Общие положения 1.1. Поле. Размер 2400 мм на 1200 мм. Размер ворот 500-700 мм. Цвет полигона белый. Бортики не менее 50 мм. 1.2. Мяч. В качестве мяча используется

Скачать pes 2015 на андроид с кешем >>> Скачать pes 2015 на андроид с кешем Скачать pes 2015 на андроид с кешем Отзывчивое управление позволяет быстро реагировать на каждое движение остальных участников

Правила проведения соревнований по баскетболу 3x3 в рамках всероссийского этапа Всероссийских спортивных игр школьников «Президентские спортивные игры» 1. Общие положения Соревнования по уличному баскетболу

Выполнила: инструктор по физической культуре Леонова С.Л. ФУТБОЛ КАК ВИД СПОРТА ФУТБОЛ (англ. football, от foot нога и ball - мяч), командная спортивная игра с мячом на специальной площадке (поле); в командах

Модуль 3. УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССАМИ 1. Распределяет процессорное время между несколькими одновременно существующими в системе процессами, а также занимается созданием и уничтожением процессов, обеспечивает

130 Ежегодное Пленарное Заседание Международново Совета футбольных ассоциаций (IFAB) Кардиф, Уельс рд ф, 05 марта 2016 Главные изменения Law 12 Лишение соперника очевидной возможности забить мяч Когда

«СОГЛАСОВАНО» Глава Местной администрации Муниципального образования города Сестрорецка Т.С. Осянникова 2017 г. «УТВЕРЖДАЮ» Генеральный директор Федерации футбола Санкт-Петербурга А.А. Зинченко 10 мая

УДК 621.38 ТРЕХМЕРНАЯ АНИМИРОВАННАЯ РЕКОНСТРУКЦИЯ ФУТБОЛЬНОГО МАТЧА ИЗ ВИДЕО Галиакберов Р.А., Ладыженский Ю.В. Донецкий национальный технический университет Кафедра прикладной математики и информатики

Хет-трик футбольная карточная игра Патрика Ковальски перевод Валерия Крапиля Для 2 игроков от 14 лет 20 карт полевых игроков с указанием силы в атаке (1а) и силы в защите (1b) Компоненты игры: 45-60 минут

Государственное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования детей Санкт-Петербургский центр детского (юношеского) технического творчества Спортивная игра «Хупбол»

«УТВЕРЖДАЮ» Президент МРО «Северо-Запад» А.А.Турчак 2018 г. ПОЛОЖЕНИЕ О проведении Фестиваля студенческого футбола Межрегионального объединения региональных спортивных федераций по футболу «Северо-Запад»

ВЫСОКИЕ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ВЫСОКИХ ЦЕЛЕЙ Новый подход к организации корпоративных событий Универсальное средство для организации эксклюзивных мероприятий Quest event это уникальное программное решение, предоставляющее

ФУТБОЛ УПРАВЛЯЕМЫХ РОБОТОВ. V ВОЗРАСТНАЯ КАТЕГОРИЯ Общие положения Поле Мяч В качестве мяча используется стандартный мяч для гольфа. Цвет мяча белый, оранжевый или розовый. Диаметр мяча 43 мм. Вес мяча

КВАЗИПЛАНИРОВЩИК ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОСТАИВАЮЩИХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МОДУЛЕЙ МНОГОПРОЦЕССОРНОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ПОД УПРАВЛЕНИЕМ СУППЗ А.В. Баранов, Е.А. Киселёв, Д.С. Ляховец Межведомственный суперкомпьютерный

MATLAB 5.2. ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В СРЕДЕ WINDOWS: ПРАКТИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ. Гультяев А.К. В книге рассматриваются основы построения имитационных моделей и их применения в задачах принятия решений. Основное

МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ АВТОМАТИЧЕСКОЙ РАССТАНОВКИ ЗАДЕРЖЕК В ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СТРУКТУРАХ С ОБРАТНЫМИ СВЯЗЯМИ А.А. Гуленок, А.В. Бовкун, В.А. Гудков В последнее время широкое распространение получили программируемые

Футбольный победитель взлом >>> Футбольный победитель взлом Футбольный победитель взлом На данный момент разработчики выложили файл от 14 апреля 2016 г. Стоит учитывать то, что разработчиков порой нужно

УДК 004.932.2 ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ОТСЛЕЖИВАНИЯ ОБЪЕКТОВ В ВИДЕОПОТОКЕ А.А. Середа, Ю.В. Ладыженский Донецкий национальный технический университет В докладе рассмотрена параллельная

Модуль 6. АРХИТЕКТУРА ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ 1. Ядро операционной системы это программные модули операционной системы, которые постоянно находятся 1) в оперативной памяти с целью эффективной организации вычислительного

Процессы и потоки Понятия «процесс» и «поток» Процесс (задача) - программа, находящаяся в режиме выполнения. Потоќ выполне ния (thread нить) наименьшая часть программы, исполнение которой может быть назначено

УДК.744 (075.8) ИНФОРМАЦИОННАЯ И ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ СЦЕН СВР В.Г. Ли Таганрогский технологический институт Южного федерального университета Работа посвящена проблеме оценки производительности визуализаторов

СОГЛАСОВАНО Директор Санкт-Петербургского государственного автономного учреждения «Центр подготовки спортивных сборных команд Санкт-Петербурга» УТВЕРЖДАЮ Заместитель председателя Комитета по физической

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ И СИСТЕМ Характеристики, связанные с работой вычислительной системы, производительность, загруженность, ускорение позволяют оценить качество процессов

Модельные показатели соревновательной деятельности футболистов высокой квалификации Перевозник В. И., Перцухов А. А. Аннотация. Цель работы проанализировать модельные показатели техникотактических действий

ПРОГРАММА ПОДГОТОВКИ ФУТБОЛИСТОВ 10-14 ЛЕТ В ЧЕМ ПРОБЛЕМЫ СОВМЕСТНЫЙ МОНИТОРИНГ С DFB У юных футболистов нет понимания структуры игры Тренеры не владеют практическими навыками конструкции «футбольных»

Рабочая программа для второго года обучения по дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программе «Футбол» Возраст учащихся: 6-9 лет Разработчик программы: Кляцко Антон Александрович педагог

РАЗРАБОТКА ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫМ АВТОДРОМОМ Д.А. Егоров Общее описание системы Система определяет положение автомобиля на автодроме по изображениям с камер, расположенных

Формы учебного процесса, используемые при реализации образовательной программы «робототехника», как образовательной технологии. Будучи ограниченным общим временем нашего педагогического совета, позвольте

ЧЛЕНАМ ФИФА Циркуляр 1262 Цюрих, 12 мая 2011 г. SG/ftr-est Изменения к Правилам игры 2010/2011. Господа, 5 марта 2011 г. в Уэльсе состоялось 125 ежегодное Общее заседание Международного совета футбольных

Раздел 5 Система материальных точек Движение абсолютно твердого тела Тема 1 Кинематика и динамика абсолютно твердого тела Тема 2 Момент инерции Сохранение момента импульса Тема 3 Энергия движущегося АТТ

II. Аннотация 1. Цели и задачи дисциплины Целями освоения дисциплины являются изучение круга задач, решаемых современными операционными системами, применяемых для их решения методами и алгоритмами, а также

Памятка для судьи Первенства ДЮФК РК сезона 2015-2016гг I. Система проведения и сроки соревнований 1. Первенство ДЮФЛ Крыма по футболу проводится по всем 9 (девяти) возрастным категориям по принципу «каждый

УТВЕРЖДАЮ: Президент местной общественной организации «Красноярская городская федерация спортивного туризма», председатель «Красноярский городской клуб спелеологов» И.Н. Бурмак 2016 г. УТВЕРЖДАЮ: Председатель

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА «ПРИНЯТИЕ РЕШЕНИЙ В СРЕДЕ SCILAB». Введение Sclb - это система компьютерной математики, которая предназначена выполнения инженерных и научных вычислений, включающих в себя задачи принятия

Футбол управляемых роботов 1. Общие положения 1.1. Поле 1.1.1. Цвет полигона зеленый. 1.1.2. Цвет линии разметки белый. 1.1.3. Материал полигона войлок или ковер. 1.1.4. Ширина линии разметки 15-20 мм.

Руководство по работе с пакетом SCILAB Автор: Павлова М. И. e-mail: [email protected] Новости Scilab В 2-3 декабря 2004 года состоялась первая международная конференция SCILAB2004. Программу и материалы статей

Я всегда считал, что те, кто работает в футболе, являются привилегированными. Нам платят за работу, которую мы любим и которую нам нравится выполнять. А в моём случае я также был достаточно удачлив, так как работал в разных странах, сталкивался с различными культурами и методами работы, пополнял свой багаж знаний и опыта. И это помогает мне при анализе смотреть на вещи с разных сторон.

Когда люди обсуждают трансферы, рыночную стоимость игроков и причины, по которым вы покупаете или продаёте того или иного футболиста, легко заметить, что многие не видят истинного положения вещей. Ситуация может быть слишком сложной и запутанной для фанатов. И в этой статье я постараюсь изложить свой взгляд на подобные проблемы, опираясь на личный опыт.

Естественно, я сосредоточусь на своей зоне ответственности в клубе. Это футбол, руководство игрой, определяемое менеджером или тренером – в зависимости от ситуации.

Клубная структура

Самое первое, что нужно установить, когда приходишь в новый клуб, – это его цели и имеющиеся для достижения этой самой цели ресурсы. Важно, особенно если вы работаете в чужой стране, тщательно проанализировать клубную структуру.

Правила, турнирная таблица, состав, работники клуба и их полномочия, контракты футболистов, окружающая среда, культура, традиции клуба… Знание всего этого очень важно для принятия правильных решений. По крайней мере, тех, что зависят от вас.

В Испании и Италии есть должность, которую называют «футбольный директор» (Director of Football) или «главный скаут» (Chief Scout). В теории он отвечает за подписание тренера и пополнение состава. В большинстве случаев, хотя и не всегда, он консультирует ответственного человека, либо президента/владельца (President/Owner), который отвечает за все процессы, где необходимо его последнее слово.

В Англии всем этим занимается менеджер (Manager). В числе его полномочий управление всеми футбольными делами, в том числе – определение состава на матч.

На практике обе типа структуры зависят от одного обстоятельства: доступных средств на трансферы и зарплаты игроков. Что «менеджер», что «тренер» неизбежно сталкиваются с тем, что они имеют возможность подписать только трёх-четырёх игроков из своего списка. Это на самом деле так. В последнем случае менеджер может выбрать тех, кого хочет.

Формирование состава

Как человек, отвечающий за техническую сторону вопроса, вы должны выбрать игровую модель, в соответствии с которой ваша команда будет вести себя на поле. Важно познакомиться со всеми игроками, поговорить с ними, выяснить их мнение относительно состава. В случае необходимости дополнить обойму исполнителями, способными качественно её усилить. Если у вас нет такой возможности, придётся приспособить под вашу модель игры имеющийся состав и надеяться, что футболисты окажут поддержку, когда она понадобится вам.

Кроме того, в разных странах разнятся подходы к составлению контрактов. Особые условия – в клубах, участвующих в международных турнирах. Есть лиги, где обязательно должны играть 5 игроков из этой страны, в других присутствует лимит на подписание иностранцев, в третьих игроков делят на списки «А» и «В»… В конце концов, каждая страна, каждая лига имеет свои особенности. И вы обязаны их полностью переварить, прежде чем присоединитесь к коллективу и решитесь изменять его.

У вас должен быть план, своеобразный «футбольный проект». Но в разговоре с владельцами, которые приходят в футбол из мира бизнеса, его нужно называть только «бизнес-планом».

И тут я снова обращусь к собственному опыту. Когда я приехал в Италию, там не было никакого «бизнес-плана». Я узнал об этом только в последний день трансферного окна, когда мне неожиданно сообщили, что клуб собирается следовать финансовому фэйр-плэй.

В Испании постоянный диалог с руководством клуба позволяет вам придерживаться экономических ограничений, вы понимаете, где вы находитесь. Хотя однажды для меня стало сюрпризом приобретение форварда в последний день августа, инициированное президентом. Он обосновал этот трансфер дешёвой стоимостью игрока, поскольку он был в аренде.

В Англии, в частности, в «Ливерпуле» во время моих первых 3-х сезонов, председатель и главный исполнительный директор держали меня в курсе всех ограничений и имевшихся вариантов. Позже клубная структура изменилась, и постепенно бизнес-план становился всё более и более важным, чем любой футбольный проект, когда дело доходило до принятия важных решений.

То, что также нельзя забывать, это деятельность юношеской академии. Наигрывание местных игроков существенно увеличивает ваше родство с клубом и значительно снижает затраты. В Испании и Италии молодёжная структура возложена на спортивного директора, главный тренер уделяет ей не так много времени. В Англии может случиться то же, что произошло со мной в последний год работы в Ливерпуле: менеджер получает полный контроль над всей молодёжной системой и может непрерывно следовать одному стилю игры во всех возрастных группах. Барселонская структура работы с молодёжью сейчас на пике популярности. Более очевидного и яркого примера в этом плане не сыскать.

При отсутствии молодых проспектов, способных в ближайшее время заиграть в основе, вам придётся окинуть взглядом трансферный рынок.

Спортивный директор или менеджер должны держать трансферный бюджет под своим контролем, а также заниматься подсчётом зарплат футболистов. Хорошая сеть скаутов необходима, хотя и действует не безошибочно, а деньги будут влиять на доступность определённых ниш рынка для вашего клуба. Доходы и расходы для менеджера имеют большую значимость, чем для тренера.

Правила и виды регламентов

Что также необходимо рассмотреть, это различные международные нормы. Обычно заявка первой команды на сезон ограничена 25 футболистами. В ряде стран, как в Испании, например, вы можете выпустить юниора на поле в 5 матчах, после чего он должен быть внесён в основной состав.

В Англии вы можете использовать услуги игроков резервной команды, в которой мы обкатывали молодёжь, а она, в свою очередь, получала необходимый для продвижения к первой команде опыт.

У вас в распоряжении команда U18. Некоторые футболисты оттуда, особенно если они из-за границы, должны иметь профессиональные контракты. В противном случае другие клубы могут умыкнуть их прямо из-под вашего носа.

Во время моей работы в «Ливерпуле» болельщики часто говорили, что я подписал слишком много игроков, тогда так на самом деле многие из них тренировались в отдельных юниорских группах, и некоторых из них я даже не знал. В Испании такие футболисты присоединяются ко второй молодёжной команде, и не включаются в реестр приобретений основной команды. Тот же принцип действует в Италии.

[В комментариях к статье Рафа заметил, что испанская система лучше английской, так как игроки «молодёжки» не варятся среди своих сверстников, они играют во взрослый футбол в низших дивизионах, в связи с чем гораздо проще понять уровень их конкурентноспобности на высоком уровне]

Лига чемпионов

Ещё один набор правил, с которыми нам всегда приходится считаться, – включение в список собственных воспитанников и местных при составлении заявки на Лигу чемпионов. Это число достигло 4-х в графе «воспитанники своей академии», также требуется 4 местных игрока. Если футболист провёл в клубе более 3-х лет до достижения 21-летия, он считается собственным воспитанником.

Опять же есть различия. Тренер занимается только своей командой, состав – прерогатива спортивного директора. А вот менеджеру приходится составлять планы на будущее. В «Ливерпуле» перед нами ставилась следующая задача: привести из-за рубежа несколько молодых игроков, которым до 21-летия как минимум 3 года (Айяла, Пачеко, Инсуа).Таким образом, согласно правилам того времени, в дальнейшем они бы считались нашими воспитанниками, чем помогли бы клубу сохранить деньги на трансферах и контрактах, а также были бы внесены в заявку на Лигу чемпионов. В Испании и в Европе в целом как тренер вы вовлекаетесь в процесс формирования планов на следующие годы только в том случае, если работаете несколько лет и выигрываете трофеи. Сделать это удаётся немногим.

Исследование некоторой реальной системы состоит из двух этапов: этапа анализа и этапа синтеза.

Анализ системы - это выделение ее частей с целью проясне­ния состава системы. В предыдущем параграфе мы говорили, что каждая часть системы - это подсистема, и у этой подсистемы есть свои части. Однако невозможно раскладывать систему беско­нечно. На чем-то придется остановиться, какие-то части принять за простые, далее неделимые элементы. Вопрос о том, на чем сле­дует остановить «дробление» системы, зависит от цели исследова­ния. Целью исследования системы является получение ее моде­ли - приближенного представления об устройстве и функциони­ровании системы. Полученная модель будет использоваться для прогнозирования поведения системы в некоторых условиях, для управления системой, для диагностики сбоев в функционирова­нии системы и пр.

Однако невозможно понять механизм функционирования сис­темы, выяснив только ее состав. Необходимо знать структуру свя­зей между частями системы. Только в совокупности состава и структуры можно понять состояние и поведение системы. Поэто­му анализ системы - это первый этап ее исследования. Второй этап называется синтезом. Слово «синтез» означает соединение.

Синтез - это мысленное или реальное соединение частей в единое целое. В результате синтеза создается целостное представление о системе, объясняется механизм системного эффекта.

Системным анализом называется исследование реальных объектов и явлений с точки зрения системного подхода, состоящее из этапов анализа и синтеза.

Всякое описание системы носит модельный характер, т. е. отра­жает ограниченное число ее свойств. Главный вопрос при построе­нии модели системы - какие ее характеристики яявляются сущес­·венными с точки зрения целей использования будущей модели?

Модель «черного ящика»

В простейшем случае бывает достаточно иметь представление о взаимодействии системы с внешней средой, не вдаваясь в подроб­ности ее внутреннего устройства. Например, при использовании сложной бытовой техники вам совсем не обязательно знать ее устройство. Достаточно знать, как ею пользоваться, т. е. какие управляющие действия можно с ней производить (что на входе) и какие результаты вы будете при этом получать (что на выходе). Все эти сведения содержатся в инструкции для пользователя.. Такое описание системы называется моделью «черного ящика» (рис. 1.2).

Вход системы - это воздействие на систему со стороны внеш­ней среды, а выход - это воздействие, оказываемое системой на окружающую среду. В такой модели внутреннее устройство систе­мы скрыто. Поэтому ее и называют «черным ящиком».

С точки зрения человека, не связанного с системой высшего образования, университет есть «черный ящик», на входе которого - выпускники школ, а на выходе - дипломированные спе­циалисты.

Модель состава

Как отмечалось выше, результатом анализа системы является определение ее состава. Если описание системы ограничить пере­числением ее частей, то мы получим модель состава. Например, модель состава системы «Университет» представлена на рис. 1.3.

Каждая из отмеченных на рис. 1.3 составляющих системы «Университет» является подсистемой со своим составом. Поэтому для этих подсистем также можно построить свои модели состава. Разумеется, такой модели недостаточно для того, чтобы понять, как функционирует университет. И все-таки она дает более под­робное представление об университете, чем модель «черного ящика».

Структурная модель системы

Структурную модель системы еще называют структурной схе­мой. На структурной схеме отражается состав системы и ее внут­ренние связи. Для отображения структурной схемы системы ис­пользуются графы.

Граф состоит из вершин, обозначающих элементы системы, и ребер - линий, обозначающих связи (отношения) между эле­ментами системы. Знакомая многим схема скоростного транспор­та Москвы (рис. 1.4) является примером графа. Вершинами здесь являются станции метро, а ребрами - линии движения поездов. Такая схема позволяет пассажиру метро определить маршрут сво­его перемещения между любыми станциями. Схема метро отра­жает его радиально-кольцевую структуру.

Еще один пример графа показан на рис. 1.5. Это структурная модель молекулы углеводорода. Вершинами являются атомы во­дорода и углерода, ребра отображают валентные связи.

Связь между двумя станциями метро, соединенными линией движения, является двунаправленной, поскольку поезда могут двигаться в обе стороны. Валентная связь между атомами молеку­лы также не имеет выделенного направления. Такие графы назы­ваются неориентированными. Если же связь между двумя эле­ментами системы действует только в одну сторону, то на графе она отображается направленной стрелкой. Такой граф называется ориентированным. Направленные линии связи на графе называ­ются дугами.

На рис. 1.6 приведен пример ориентированного графа из облас­ти медицины. Известно, что у разных людей кровь может разли­чаться по группе. Существуют четыре группы крови. Оказывается, что при переливании крови от одного человека к другому не все группы совместимы. Граф на рис. 1.6 показывает возможные вари­анты переливания крови. Группы крови - это вершины графа с соответствующими номерами, а стрелки указывают на возмож­ность переливания крови одной группы человеку с другой груп­пой. Например, из этого графа видно, что кровь I группы можно переливать любому человеку, а человек с I группой крови воспри­нимает кровь только своей группы. Видно также, что человеку с IV группой крови можно переливать любую кровь, но его кровь можно переливать только людям с той же группой.

На практике часто встречаются системы с иерархической структурой, граф которых называется деревом (рис. 1. 7).

Дерево - это ориентированный граф, хотя при его изображе­нии не всегда рисуются стрелки. Обычно вершины дерева распо­лагаются по уровням сверху вниз. Дуги направлены от верхних вершин к нижним. Каждая вершина может быть связана с одной вершиной верхнего уровня (исходной) и множеством вершин нижнего уровня (порожденными). Такая связь называется «один ко многим". Единственная вершина самого верхнего уровня назы­вается корнем дерева. Вершины самого нижнего уровня, у кото­рых нет порожденных вершин, называются листьями дерева. Де­рево является связным графом. Это значит, что между любыми двумя вершинами имеется хотя бы один путь, связывающий их между собой. В дереве отсутствуют петли - замкнутые траекто­рии связей. Поэтому маршрут перемещения по дереву между лю­быми двумя вершинами всегда является единственным.

Структура организации файловой системы во внешней памяти компьютера является иерархической. Вершинами графа, отобра­жающего файловую структуру, являются папки и файлы. Дуги отражают отношения вхождения одних вершин в другие. Дерево имеет многоуровневую структуру. Папка самого верхнего уровня называется корнем дерева. Конечные вершины такого дерева (листья) - это файлы и пустые папки.

Система основных понятий

Вопросы и задания

1. Какие существуют типы моделей систем? Чем они различаются?

2. Что такое граф? Из чего он состоит?

3. Какой граф называется неориентированным? Приведите примеры.

4. Какой граф называется ориентированным? Приведите примеры.

6. Нарисуйте два варианта графа системы «Компьютер», содержащего следующие вершины: процессор, оперативная память, внешняя память, клавиатура, монитор, принтер:

А) линия связи обозначает отношение «передает информацию»;

Б) линия связи обозначает отношение: «управляет».

Министерство образования и науки Российской Федерации

«ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра информатики
Допускаю к защите
Руководитель

наименование темы

КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине

Информатика

Выполнил
студент группы ГД-14-2
Шифр группы подпись И.О.Фамилия
Нормоконтроль
подпись И.О.Фамилия
Курсовая работа защищена с оценкой

Иркутск, 2014

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение ВПО
«ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ЗАДАНИЕ
НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

По курсу Информатика
Студенту
(фамилия, инициалы)
Тема проекта
Создание базы данных «Футбольные клубы»

Исходные данные
Создать БД в MS Access. Предполагаемые поля в таблицах:
Основные таблицы:
Клуб [Код_клуба, Название, Код матча, Код контакта]
Вспомогательные таблицы:
Город [Код города, Город]
Стадион [Код_стадиона, Название стадиона, Количество посадочных мест, стоимость входных билетов, Телефон, электронная почта]
Матч [Код_матча, Названия команд (участвующих в матче), дата проведения]
Контакты [Код_контакта, Код города, Код стадиона]
Пояснения к таблице Клуб: регистрируются названия клуба, код матча и код контакта. С помощью вспомогательных таблиц устанавливается информация о месте проведения игр, стоимости входных билетов, названий команд, участвующих в играх.
Основную и вспомогательные таблицы создать с помощью Конструктора, определив необходимые поля и типы данных, связать таблицы с помощью Схемы данных, создать параметрически универсальные запросы, форму по главной таблице и отчеты на основе созданных запросов.

Дата выдачи задания « » сентября 2014 г.

Дата представления работы руководителю « » декабря 2014 г.

Руководитель курсовой работы Солопанов Е.Ю

Введение
Основы современной информационной технологии составляют базы данных (БД) и системы управления базами данных (СУБД), роль которых как единого средства хранения, обработки и доступа к большим объемам информации постоянно возрастает. При этом существенным является постоянное повышение объемов информации, хранимой в БД, что влечет за собой требование увеличения производительности таких систем. Резко возрастает также в разнообразных применениях спрос на интеллектуальный доступ к информации. Это особенно проявляется при организации логической обработки информации в системах баз знаний, на основе которых создаются современные экспертные системы.
Базы данных создаются с помощью приложение Microsoft Access. Важнейшим достоинством концепции баз данных (в отличие, например, от обработки данных в автономных файлах) является введение набора стандартных структур, в которые, как в контейнеры, вкладываются данные. Планируя работу с данными в конкретной предметной области, после уяснения основных задач решают вопросы организации данных: как сгруппировать данные в таблицы, какие поля и каких типов, предусмотреть в каждой таблице, как связать таблицы друг с другом и т.п.
Только после решения вопросов организации данных приступают к разработке приложений – многофункциональных программ, осуществляющих преобразования данных путем их извлечения из одних таблиц, проведения расчетов и размещения результатов в других таблицах базы данных. Такой подход, во-первых, гарантирует, что каждый новый фрагмент данных, полученный предприятием, окажется «на своем месте» - в конкретной таблице, конкретной базы данных, а, во-вторых, отпадает необходимость в разработке огромного числа процедур обработки данных.

1. Теоритическая часть
1.1 Основные определения
База данных – средство организации хранения и управления большим количеством упорядоченной разнородной информации. Обычно её характеризует жёсткая внутренняя структура и взаимосвязь между отдельными элементами хранящихся данных.
Модель данных - это некоторая абстракция, которая, будучи приложима к конкретным данным, позволяет пользователям и разработчикам трактовать их уже как информацию, то есть сведения, содержащие не только данные, но и взаимосвязь между ними.
Формализация данных – завершающая процедура обработки данных, заключающаяся в представлении этих данных в виде логической структуры.
СУБД - это система программного обеспечения, обеспечивающая ввод, хранение и доступ к данным многих пользователей, а также хранящая описание структуры данных.
Предметная область –область конкретной практической деятельности. В крупных организациях обычно выделяют ряд предметных областей в рамках основных служб, в каждой из которых создаются свои базы данных для решения своих задач.
Структурирование – это введение соглашений о способах представления данных. Это понятие близко к понятиям модель данных и формализация данных. В реляционных базах данных используются три структуры данных: таблица, запись, поле. Каждая из этих структур имеет свои свойства, описываемые параметрами. Таблица имеет имя и состоит из записей. Запись имеет номер в таблице и состоит из полей. У каждого поля есть имя, тип (текстовый, числовой и т.п.), длина в байтах. Поясним эти структуры на примере построения информационной модели конкретной предметной области.
Каждая из этих таблиц имеет имя, выделенное полужирным курсивом, и состоит из записей - строк, состав которых (перечень полей) указан в квадратных скобках. Имена полей – это имена столбцов таблицы. Курсивом выделены имена ключевых полей. Значение ключевого поля (ключа) однозначно определяет запись в таблице. По возрастанию значений ключа СУБД сортирует записи в таблицах.
По типу управляемой базы данных СУБД разделяются на:
- Иерархические. Иерархическая модель базы данных состоит из объектов с указателями от родительских объектов к потомкам, соединяя вместе связанную информацию.
Иерархические базы данных могут быть представлены как дерево, состоящее из объектов различных уровней. Верхний уровень занимает один объект, второй - объекты второго уровня и т. д.
Между объектами существуют связи, каждый объект может включать в себя несколько объектов более низкого уровня. Такие объекты находятся в отношении предка (объект более близкий к корню) к потомку (объект более низкого уровня), при этом возможно, когда объект-предок не имеет потомков или имеет их несколько, тогда как у объекта-потомка обязательно только один предок. Объекты, имеющие общего предка, называются близнецами.
Иерархической базой данных является файловая система, состоящая из корневой директории, в которой имеется иерархия поддиректорий и файлов.
- Сетевые. Сетевые базы данных подобны иерархическим, за исключением того, что в них имеются указатели в обоих направлениях, которые соединяют родственную информацию.
Несмотря на то, что эта модель решает некоторые проблемы, связанные с иерархической моделью, выполнение простых запросов остается достаточно сложным процессом.
Также, поскольку логика процедуры выборки данных зависит от физической организации этих данных, то эта модель не является полностью независимой от приложения. Другими словами, если необходимо изменить структуру данных, то нужно изменить и приложение.
- Реляционные. Эти модели характеризуются простотой структуры данных, удобным для пользователя табличным представлением и возможностью использования формального аппарата алгебры отношений и реляционного исчисления для обработки данных.
Реляционная модель ориентирована на организацию данных в виде двумерных таблиц. Каждая реляционная таблица представляет собой двумерный массив и обладает следующими свойствами:
каждый элемент таблицы - один элемент данных
все ячейки в столбце таблицы однородные, то есть все элементы в столбце имеют одинаковый тип (числовой, символьный и т. д.)
каждый столбец имеет уникальное имя
одинаковые строки в таблице отсутствуют
порядок следования строк и столбцов может быть произвольным
- Объектно-реляционные. Объектно-реляционная СУБД (ОРСУБД) - реляционная СУБД (РСУБД), поддерживающая некоторые технологии, реализующие объектно-ориентированный подход.
Разница между объектно-реляционными и объектными СУБД: первые являют собой надстройку над реляционной схемой, вторые же изначально объектно-ориентированы. Главная особенность и отличие объектно-реляционных, как и объектных, СУБД от реляционных заключается в том, что О(Р)СУБД интегрированы с Объектно-Ориентированным (OO) языком программирования, внутренним или внешним как C++, Java. Характерные свойства OРСУБД - 1) комплексные данные, 2) наследование типа, и 3) объектное поведение.
- Объектно-ориентированные. Объектно-ориентированная СУБД - реализующая объектно-ориентированный подход. Эта система управления обрабатывает данные как абстрактные объекты, наделённые свойствами, в виде неструктурированных данных, и использующие методы взаимодействия с другими объектами окружающего мира.

1.2 Составные части базы данных
Таблица – объект, предназначенный для хранения данных в виде записей (строк) и полей (столбцов). Таблицы могут быть связаны между собой. Таблица – это базовый объект БД, все остальные объекты создаются на основе существующих таблиц (производные объекты).
Запрос – объект, позволяющий получить необходимые данные из одной или нескольких таблиц. С помощью запроса можно отбирать записи или поля, удовлетворяющие критериям отбора, можно вводить изменения в таблицы, можно производить вычисления. Фактически запросы являются важнейшим инструментом БД.
Форма – объект, предназначенный для отображения и ввода данных в таблицы. Также форма является удобным средством для поиска и коррекции информации в таблицах. Часто форма представляет собой бланк, выводящий содержимое одной записи таблицы. Формы могут основываться на запросах, которые позволяют отображать и вводить данные, принадлежащие нескольким таблицам. Фактически с помощью формы создаётся графический интерфейс доступа к базе данных.
Отчёт является организованным представлением данных, предназначен для печати данных, содержащихся в таблицах и запросах в красиво оформленном виде. Отчёты, основанные на запросах, могут отображать данные из нескольких таблиц.

2. Практическая часть
2.1 Создание базы данных
Сначала создадим пустую базу данных «Футбольные клубы». Для этого откроем приложение Access, выберем Новая база данных. В окне Новая база данных выбрать папку для размещения базы данных, дать имя файлу и щелкнуть по кнопке Создать (Рис.2.1.1) .

Рис.2.1.1 Создание базы данных

2.2 Создание таблиц
Начинать необходимо со вспомогательных таблиц Город, Стадион, Матч.
Для создания вспомогательной таблицы, например, Город в окне базы данных перейдем на вкладку Создание и нажмем кнопку конструктор таблиц. Сначала создадим таблицу Город. В графе Имя поля введем Код города, а в поле со списком Тип данных выберем Счетчик. Поле Код города будет ключевым (Рис.2.2.1).
Остальные поля заполняем точно также, выбираем нужный тип данных и выбираем подходящий размер поля.
Последующие таблицы создаем точно таким же образом.

Рис.2.2.1 Создание таблицы
Главная таблица Клуб и таблица Контакты содержат поля с уже зашифрованными данными, поэтому необходимо использовать числовой тип данных для некоторых полей(Рисунок 2.2.2).

Рисунок 2.2.2. Типы данных

2.3 Создание схемы данных
В схеме данных связываем ключевые поля таблиц: Клуб, Город, Стадион, Матч, Контакты. В каждой связи устанавливаем флажок Обеспечение целостности данных (Рис.2.3.1).

Рис.2.3.1 Создание схемы данных

2.4 Создание формы
Основное назначение форм – облегчение ввода, просмотра и редактирования записей. Формы обычно отображают одну запись из таблицы и имеют кнопки для перехода от одной записи к другой.
Для создания формы необходимо воспользоваться мастером форм. При создании формы нам нужно взять все те поля, которые отражают полную информацию об объекте. В базе данных Футбольные клубы мы возьмем поля, показанные на рисунке (Рис.2.4.1).

Рис.2.4.1 Создание формы
2.5 Создание запросов
Существует множество видов запросов, например запрос с параметром, запрос на добавления и удаления записи, запрос на группировку, различные математические запросы и запросы с условием.
Были созданы четыре запроса, три из них с параметром и один на группировку и подсчет данных.
Для создания запросов был использован конструктор запросов. Для создания запросов с параметром нам понадобятся необходимые таблицы и поле Условие отбора. В этом поле, мы не вводим условие, а запрашиваем данное условие у пользователя (Рисунок 2.5.1)

Рисунок 2.5.1. Запрос с параметром.
2.6 Создание отчетов.
Для создания отчетов нужно воспользоваться мастером отчетов. Создадим, например отчет по запросу матчей в Москве. Для этого мы выбираем нужный нам запрос и нужные нам поля таблиц (Рисунок 2.6.1).

Рисунок 2.6.1. Мастер отчетов
Остальные отчеты будем делать по такой же схеме. Пример отчета рисунок 2.6.2

Рис.2.6.2 Отчет

Заключение
При выполнении определенных задач человек, работая с тем или иным программным продуктом, выполняет ряд команд в определенной последовательности. Возникают моменты, в которых пользователь вынужден последовательно выполнять один и те же действия, что вынуждает его тратить значительный промежуток времени на механические действия. Access довольно прост в использовании, что позволяет, решать задачи, связанные с обработкой, сортировкой, группировкой и выводом информации в различных видах.
Такой подход, во-первых, гарантирует, что каждый новый фрагмент данных, полученный предприятием, окажется «на своем месте» - в конкретной таблице конкретной базы данных, а, во-вторых, отпадает необходимость в разработке огромного числа процедур обработки данных. Последнее объясняется тем, что типовые операции над содержимым структур данных (таблиц, записей, полей) уже запрограммированы и входят в состав СУБД – ведь системы управления базами данных как раз и предназначены для создания баз данных и последующего манипулирования этими данными. СУБД, работающую со структурами данных, можно сравнить с техническими средствами на современном транспорте – они работают с контейнерами, не зависимо от того, что в этих контейнерах перевозится в конкретном случае.
Целью данной курсовой работы, являлось углубление знаний и расширение навыков по разработке базы данных и ее реализации на персональном компьютере. В результате работы над курсовым проектом была разработана база данных «Футбольные клубы».
Футбол - одна из самых знаменитых игр. Миллионы фанатов следят за игрой своих команд, каждый день появляются новые команды, каждый день происходит огромное количество матчей, за которыми невозможно уследить. Данная база данных объеденяет и систематизирует всю информацию о предстоящих матчах некоторых команд, о месте проведения и о дате проведения. И представляет в удобной для человека форме.

Список литературы
1. Ломтадзе В.В., Шишкина Л.П. Практическая информатика. – Иркутск: изд-во ИрГТУ. – 2012. – 200 с.
2. Бояринцева Т.П., Воропаева Е.Ф., Дмитриенко Т.А., Шишкина Л.П. Лабораторный практикум по информатике. Расширенные возможности Excel. – Иркутск: изд-во ИрГТУ. - 2003. – 71 с.
3. https://ru.wikipedia.org/wiki/Список_футбольных_стадионов_России
4. http://rfpl.org
5. http://tritickets.ru/category/sport/football/
6. http://www.belet.ru