Управление данными

Бакалавриат 2019/2020

Лучший по критерию «Полезность курса для Вашей будущей карьеры»

Лучший по критерию «Полезность курса для расширения кругозора и разностороннего развития»

Лучший по критерию «Новизна полученных знаний»

Статус: Курс обязательный (Бизнес-информатика)

Направление: 38.03.05. Бизнес-информатика

Кто читает: Кафедра информационных систем и технологий (Нижний Новгород)

Где читается: Факультет информатики, математики и компьютерных наук (Нижний Новгород)

Когда читается: 3-й курс, 1-4 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Преподаватели: Савченко Андрей Владимирович, Улитин Борис Игоревич

Язык: русский

Кредиты: 7

Контактные часы: 124

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

This discipline refers to the basic part of the professional cycle of disciplines that provide bachelor's training. It is studied in the 3rd year. The study of this discipline is based on the following disciplines: Theoretical foundations of computer science; Programming

Цель освоения дисциплины

Формирование четкого представления места и роли современных систем управления базами данных
Освоение теоретических основ моделирования и обработки информации
Изучение принципов построения современных систем поддержки принятия решений на основе технологий Data Warehousing и OLAP
Изучение принципов разработки информационно-поисковых систем

Планируемые результаты обучения

Умеет строить концептуальную модель предметной области в терминах ER-диаграммы
Умеет строить концептуальную модель предметной области в терминах UML-диаграмм
Умеет преобразовывать, анализировать и сравнивать концептуальные модели предметной области в терминах различных диаграмм
Умеет строить реляционную модель денных по концептуальной схеме предметной области
Имеет навыки нормализации реляционных отношений
Способен реализовать реляционную структуру данных посредством операторов языка SQL
Умеет реализовывать различные запросы по извлечению данных посредством языка SQL
Умеет создавать и использовать встроенные компоненты языка SQL (триггеры, представления, функции, процедуры и пр.)
Имеет навыки организации доступа к базе данных на основе архитектуры "клиент-сервер"
Способен организовать и реализовать программно сторонний доступ к базе данных посредством внедрения команд языка SQL в исходный код
Способен проектировать структуру хранилищ данных на основе OLAP
Имеет опыт выполнения запросов по извлечению данных из хранилища данных
Умеет создавать структуру базы данных предметной области с помощью NoSQL-средств

Содержание учебной дисциплины

Назначение и основные принципы архитектуры систем управления базами данных. Понятие модели данных.
Предмет и задачи информационного моделирования. Понятие информационной системы. Задачи систем обработки данных. Различные уровни представления данных. Эволюция методов унификации хранения и доступа к информации на примере файлов. Причины перехода к СУБД. Терминология СУБД: банк и база данных, ЯОД, ЯМД. Эталонная архитектура СУБД. Категории СУБД, различия и возможности. Категории пользователей СУБД (администраторы, непостоянные пользователи, конечные пользователи, прикладные программисты, информационные аналитики), их требования к СУБД и необходимые навыки. Жизненный цикл базы данных. Модели данных: логические структуры и механизмы/методы работы. Требования к моделям данных. Концептуальные модели данных. Модель "сущность-связь". Диаграммы классов, сценариев использования UML.
Языковое обеспечение современных систем управления базами данных
Требования к языковым средствам СУБД. История. Классификация. Дополнительные сведения о SQL. Типа данных PostgreSQL 9 и Oracle XE 11g. Основные инструкции SQL в PostgreSQL 9 и Oracle XE 11g. Интерфейсы СУБД с прикладными программами. JDBC, Embedded SQL. Клиент-серверная организация приложений на основе технологий баз данных. Активный сервер баз данных. Понятие хранимой процедуры (persistent stored module). Языки PL/pgSQL СУБД PostgreSQL и PL/SQL СУБД Oracle. Понятие целостности данных. Триггеры, их реализация в PostgreSQL 9 и Oracle XE 11g.
Теоретические основы реляционных систем управления базами данных. Основные принципы проектирования структуры реляционных баз данных.
Реляционная модель данных. Реляционная алгебра. Терминология реляционных отношений. Реляционные операции манипулирования данными. Инфологическое и даталогическое проектирование. Понятие нормальных форм в реляционной модели. Потребность в объектно-реляционном отображении для объектно-ориентированных информационных систем. Алгоритмы объектно-ориентированного отображения. Коллекция идентичности.
Перспективные направления развития технологии баз данных. NoSQL
Недостатки современных СУБД. Постреляционная модель данных. Объектно-ориентрованные СУБД. Ограничения SQL-ориентированных СУБД. Основные виды NoSQL СУБД. Распределенное хранение данных, sharding. Агрегатные модели данных. Хранилища «ключ-значение», документно-ориентированные и столбцовые СУБД. Графовые модели данных.
Современные технологии распределенных систем управления базами данных
Содержание тем: Основные элементы архитектуры «клиент-сервер». Архитектура промышленных СУБД, различные варианты КС. Особенности многопользовательской работы. Работа в гетерогенных системах (ODBC, IDAPI). Понятие распределенной СУБД. Основные принципы размещения схемы распределенной БД. Преимущества и недостатки распределенных СУБД. Понятие транзакции, основные свойства транзакций. Алгоритмы поддержания целостности и восстановления данных на основе механизма транзакций. Мониторы транзакций. Основные стандарты на транзакционную обработку данных в современных информационных системах. Алгоритм двухфазной блокировки.
Хранилища данных
Понятие интеллекта бизнеса (Business Intelligence) и его воплощение в технологии DataWarehousing. Основные сведения о базах данных и экспертных системах. Концепция распространения информации. Основные свойства хранимых и обрабатываемых данных. Разные категории программных систем (DataWarehouse и Data Mart). Аналитическая система Basegroup Deductor. Практическая реализация технологий Data Waregousing в системе Deductor

Элементы контроля

Экзамен_1 этап
Экзамен_2 этап
Экзамен проводится в письменной форме (контрольная работа в течение 60 минут, индивидуальные задания будут разосланы студентам непосредственно перед началом экзамена) с использованием асинхронного прокторинга. Экзамен проводится на платформе Zoom (https://zoom.us/j/4917538372), прокторинг на платформе Экзамус (https://hse.student.examus.net). К экзамену необходимо подключиться за 15 минут. На платформе Экзамус доступно тестирование системы. Компьютер студента должен удовлетворять следующим требованиям: https://elearning.hse.ru/data/2020/05/07/1544135594/Технические%20требования%20к%20ПК%20студента.pdf) Для участия в экзамене студент обязан: заранее зайти на платформу прокторинга, провести тест системы, включить камеру и микрофон, подтвердить личность. Во время экзамена студентам запрещено: общаться (в социальных сетях, с людьми в комнате). Во время экзамена студентам разрешается пользоваться собственными конспектами лекций и материалами практических занятий, как в письменном виде, так и в электронном. Кратковременным нарушением связи во время экзамена считается прерывание связи до 10 минут. Долговременным нарушением связи во время экзамена считается прерывание связи 10 минут и более. При долговременном нарушении связи студент не может продолжить участие в экзамене. Процедура пересдачи аналогична процедуре сдачи.
Контрольная работа
Домашнее задание
Аудиторная работа_1 этап
Самостоятельная работа
Аудиторная работа_2 этап
Коллоквиум

Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация (2 модуль)
0.09 * Аудиторная работа_1 этап + 0.315 * Домашнее задание + 0.105 * Контрольная работа + 0.09 * Самостоятельная работа + 0.4 * Экзамен_1 этап
Промежуточная аттестация (4 модуль)
0.12 * Аудиторная работа_2 этап + 0.28 * Коллоквиум + 0.4 * Промежуточная аттестация (2 модуль) + 0.2 * Экзамен_2 этап

Программа дисциплины