מערך שיעור: מהו Database וחיבור ראשוני

משך: יום לימוד מלא — 6 שעות אקדמיות (270 דקות).

מטרת השיעור: הסטודנטים יבינו למה מערכות שומרות נתונים במסד ולא בקבצים, יכירו את מבנה הנתונים הרלציוני ברמה הנדרשת, ויתחברו למסד מקוד Python בצורה נכונה ובטוחה.

בסוף השיעור הסטודנטים צריכים:

1. להסביר את היתרונות של Database על קובץ JSON, ולתכנן טבלה (עמודות, טיפוסים, Primary Key, NOT NULL/UNIQUE) מתוך דרישה או Class.
2. להריץ את MySQL בקונטיינר של Docker, להתחבר אליו מ-VS Code עם Database Client, ולהסביר מה הוא Driver ומהם פרטי החיבור.
3. לפתוח חיבור, להריץ שאילתת בדיקה, לקרוא תוצאה, ולסגור עם try/finally, באמצעות get_connection() משותפת.

דגש קריטי: “רק הבסיס הנדרש”. הסילבוס מדגיש במפורש שלא הופכים את השבוע לקורס SQL. אין JOIN, אין GROUP BY ואין נרמול. אם סטודנטים מתקדמים שואלים, לתת כיוון קצר (“Foreign Key ו-JOIN, בהמשך המסלול”) ולהמשיך.

מהלך השיעור#

דגשים להעברת השיעור#

• הגשר מאתמול: להתחיל בהפעלה מחדש של שרת הזיכרון, והסטודנט שנעלם. “איפה שומרים נתונים בשרת אמיתי?”
• מ-OOP לטבלאות: Class ≈ Table, Attribute ≈ Column, אובייקט ≈ Row. ההקבלה מורידה את הפחד מ"עוד נושא חדש".
• “ולידציה במסד” (NOT NULL, UNIQUE) כשכבת הגנה נוספת, בדיוק כמו Validation ב-__init__. להדגיש שזה לא במקום ולידציה בקוד, אלא בנוסף.
• Connection String = URL — חיבור חזק לנושא מחשב, מערכת הפעלה ורשת (Protocol, Host, Port).
• Docker Desktop פתוח ורץ אצל כל הסטודנטים לפני docker run — רוב התקלות הן “failed to connect to the docker API”. מי שנכשל בהתקנה בשבוע 1 — לטפל בזה לפני השיעור.
• docker run פעם אחת, אחר כך docker start — להדגים בלייב את שגיאת “container name is already in use”. זה יחזור אצל רבים אחרי הפעלה מחדש של המחשב.
• מלכודת ה-with — לא לדלג. סטודנטים שזוכרים את with open מניחים אוטומטית שזה סוגר.
• כלי צפייה — להתקין בכיתה. לראות “בעיניים” את הטבלאות והשורות (מחר) עוזר מאוד להבנה.

מושגים#

תרגיל חשיבה#

שאלת פתיחה (תחילת היום): “השרת שלנו שומר סטודנטים בקובץ students.json. ביום ההרשמה, 200 סטודנטים נרשמים באותה דקה. מה עלול להשתבש?”

מהלך:

1. לתת לכיתה 3 דקות לחשוב בזוגות.
2. לאסוף תשובות. להוביל לשלוש: (א) מירוץ (Race Condition): שתי בקשות קוראות את אותו קובץ, כל אחת מוסיפה סטודנט וכותבת, ואחד הסטודנטים נמחק. (ב) ביצועים: כל בקשה קוראת וכותבת קובץ שלם. (ג) קריסה באמצע כתיבה: קובץ פגום.
3. להמחיש את (א): שני סטודנטים ליד הלוח, כל אחד “קורא” את הרשימה (מעתיק לדף), מוסיף שם, ו"כותב" (מוחק את הלוח וכותב את הדף שלו). רק שם אחד נשאר.
4. לשאול: “מה צריך כדי שזה לא יקרה?” ולהגיע ל: מערכת שמנהלת גישה בו-זמנית, כותבת רק מה שהשתנה, ומבטיחה שלמות. Database.

מה המרצה מראה בסוף: את טבלת “בעיה בקובץ JSON / מה קורה”, ולידה טבלת students מצוירת (עמודות, שורות, PK). משפט סיום: “קובץ שומר נתונים. Database מנהל אותם. מחר נכניס לטבלה את השורות הראשונות.”