• A
  • A
  • A
  • АБB
  • АБB
  • АБB
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта
Бакалавриат 2020/2021

Базы данных

Статус: Курс обязательный (Бизнес-информатика)
Направление: 38.03.05. Бизнес-информатика
Когда читается: 2-й курс, 3, 4 модуль
Формат изучения: без онлайн-курса
Охват аудитории: для своего кампуса
Язык: русский
Кредиты: 4

Программа дисциплины

Аннотация

Один из основных методологических принципов развития информационных технологий – абстракция – естественным образом привёл исследователей и технологов к выделению предметной области под названием «базы данных» (БД). Она включает в себя теории, методы и технологии: 1) формализации концептуальных, логических и физических моделей данных; 2) построения систем управления базами данных (СУБД); 3) оптимального доступа к данным с использованием СУБД; 4) нереляционная форма хранения данных; 5) Современные технологии доступа к данным. Данный курс предоставляет введение в теорию баз данных, предлагает обзор современных технологий хранения и извлечения данных.
Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины

  • Формирование знаний, умений и навыков проектирования и администрирования баз данных (БД), разработки приложений (внешних интерфейсов) БД, использования средств анализа данных.
Планируемые результаты обучения

Планируемые результаты обучения

  • Знание основных понятий теории баз данных
  • Знание подходов к построению БД и сферы их применимости
  • Знание особенностей реляционной модели БД
  • Знание теории реляционных БД: основные понятия, реляционная алгебра и реляционное исчисление, теория нормализации
  • Умение описывать предметную область, выявлять сущности и связи между ними
  • Умение проектировать структуру БД вручную и с использованием выбранного CASE-средства
  • Умение использовать инструментальные средства СУБД при реализации модели БД
  • Владение навыками проектирования структуры БД
  • Умение разрабатывать бизнес-логику работы с БД
  • Знание методологии ER-моделирования, проектирование БД на основе ER-моделей; классификации и способы задания ограничений целостности
  • Знание языков описания и манипулирования данными разных классов
  • Умение строить запросы, используя различные языковые средства
  • Владение навыками формирования SQL-запросов к БД
  • Знание методов организации доступа к данным
  • Знание языка манипулирования данными SQL
  • Знание понятия предметной области и способы ее описания
  • Знание расширений языка SQL (например, T-SQL), поддерживающих триггеры, хранимые процедуры и функции
  • Владение навыками администрирования БД
  • Знание особенностей работы в распределенной многопользовательской среде
  • Умение использовать БД при построении отчетов и разработке приложений
Содержание учебной дисциплины

Содержание учебной дисциплины

  • Введение в курс
    Структура курса, контрольные мероприятия, оценка за работу в семестре Понятия данные, информация, управление данными. Аспекты изучения информации. Понятие банка данных (БнД) Предпосылки создания БнД. Преимущества и недостатки БнД. Компоненты БнД. База данных (БД) - ядро БнД. Программные средства БнД. Языковые средства современных СУБД. Классификация языковых средств. Языки четвертого поколения и их свойства. Технические средства БнД. Организационно-методические средства. Понятие СУБД. Функции СУБД. Выбор СУБД. Классификация БнД. Иерархические, сетевые БД, БД на инвертированных списках. OLAP и OLTP-системы. Хранилища данных. Смешанные БД. XML-базы данных. Тенденции развития БнД. Пользователи БнД.
  • Основы теории реляционных баз данных
    Отличительные особенности реляционных моделей. Основные понятия: отношение, кортеж, атрибут, ключ (простой, составной; первичный, альтернативный). Домен. Связывание таблиц. Внешний ключ. Функциональные зависимости. Многозначные зависимости. Операции реляционной алгебры. Трёхзначная логика (3VL). Теория нормализации. Понятие 1НФ, 2НФ, 3НФ, 4НФ, 5НФ. Алгоритм нормализации. Достоинства и недостатки подхода.
  • Инфологическое (концептуальное) моделирование предметной области
    Определение предметной области. Требования, предъявляемые к ИЛМ. Способы описания предметной области. Состав инфологической модели (ИЛМ). Требования, предъявляемые к ИЛМ. ER-модели. Объекты (сущности) и классы объектов. Атрибуты объектов. Типы объектов. Виды связей. Классы членства объектов в связи. Базовая ER-модель. Сравнение методик инфологического моделирования. Методология IDEF1X. Методология IE. Модели описания предметной области. Компоненты UML, связанные с проектированием БД.
  • Проектирование баз данных – логическое и физическое моделирование
    Общие сведения о даталогическом моделировании. Особенности даталогических моделей. Влияние особенностей модели на проектные решения. Факторы, влияющие на проектирование БД. Критерии оценки проекта БД. Проектирование структуры базы на основе использования ER-моделей. Влияние нотации ER-модели на сферу ее использования и алгоритм проектирования. Алгоритм проектирования (алгоритм перехода от базовой ER-модели к структуре реляционной базы). ERwin Data Modeler. Уточнение терминологии. Интерфейс системы. Создание логических и физических моделей. Методология проектирования в среде ERwin Data Modeler. Методология построения физических моделей. Типы данных. Физическое хранение данных (файлы, файловые группы, страницы, экстенты, индексы, секции). Влияние нормализации/денормализации.
  • Целостность данных
    Понятие целостности и ограничения целостности. Классификация ограничений целостности. Причины, вызывающие нарушение ограничений целостности. Описание ограничений целостности в CASE-средствах. Способы задания ограничений целостности в современных СУБД: процедурный и декларативный способы задания ограничений целостности. Ссылочная целостность (целостность связи).
  • Языки запросов. Введение
    Понятие «язык запросов». Классификация языков запросов. Особенности языков запросов разных классов. Классификация запросов. Особенности запросов разных классов.
  • Табличные языки запросов
    Общая характеристика табличных языков запросов. Особенности реализации табличных языков запросов в современных СУБД. Задание простых и сложных запросов. Влияние типа поля на формулирование запроса. Возможности совместной обработки нескольких файлов, связывание файлов. Вычисляемые поля. Упорядочение данных в ответе. Состав и порядок следования полей в ответе. Возможности группировки данных, получение подитогов. Использование агрегатных функций. Корректирующие запросы. Запоминание и корректировка запросов. Запросы на создание таблиц. Табличные языки как «построители» SQL-запросов.
  • Язык SQL
    Введение в SQL. Стандарты. Диалекты. Составные части языка SQL (DDL, DML, DCL). Расширения языка. Визуальные построители запросов. Структура языка и синтаксис основных операторов SQL. Запросы и подзапросы. Управление выполнением сценария. Использование SQL для выборки данных из таблиц. Использование булевых и реляционных операторов создания более сложных предикатов. Использование специальных операторов в условиях. Суммирование данных с помощью функций агрегирования. Форматирование результатов запросов. Использование множества таблиц в одном запросе. Вложенные запросы. Связанные подзапросы. Использование операторов EXIST, ANY, ALL, SOME. Использование предложения UNION. Ввод, удаление, изменение значений полей. Использование подзапросов с командами обновления. Создание таблиц, команда CREATE. Табличные и скалярные функции. Представления. Работа с метаданными на основе системных представлений. Динамическое формирование запросов. Планы выполнения запросов.
  • Триггеры и хранимые процедуры
    Разработка триггеров БД. Условия выполнения триггера (триггерные события). Тело триггера. Использование триггеров для проверки корректности введенных данных и выполнения сложных ограничений целостности данных. Использование триггеров для обновления данных в смежных таблицах. Разработка хранимых процедур БД. Общее представления о языках разработки хранимых процедур (T-SQL и PL/SQL).
  • Роль и функции администратора БД
    Установка. Планы обслуживания. Резервное копирование и восстановление данных. Вопросы безопасности и управления доступом. Мониторинг и аудит. Перенос объектов БД и данных между серверами. Выделение дискового пространства. Загрузка и обновление данных. Управление пользователями (команды GRANT и REVOKE).
  • Распределенные БД
    Понятие распределенных БнД. Классификация БнД. Дополнительные критерии оценки СУРБД. Централизованные и распределенные системы. Работа с базами данных в режимах "файл-сервер" и "клиент-сервер". Двух- и трехуровневые системы клиент-сервер. Особенности работы с базами данных в многопользовательском режиме. Обеспечение целостности БД в распределенных БнД. Уровни изолированности в ANSI SQL. Механизм блокировок. Технологии тиражирования. Проектирование распределенных баз данных. Сетевые возможности современных СУБД. Особенности создания баз данных, функционирующих в локальных сетях. Особенности программирования обработки баз данных при многопользовательском режиме доступа. Проектирование приложений типа "клиент-сервер". Клиентское и серверное ПО. Особенности работы в гетерогенной среде. Стандарты интерфейсов. Проблемы, возникающие при параллельном доступе, и пути их решения.
  • Вывод информации из баз данных
    Возможности генераторов отчетов современных СУБД. Задание формы и состава документа. Введение вычисляемых полей. Получение документов, включающих несколько степеней итогов. Получение документов на основе нескольких связанных файлов. Графическое оформление документа. Вывод документа на печать, на дисплей и в файл. Использование генераторов форм для получения выходных документов.
Элементы контроля

Элементы контроля

  • неблокирующий Работа на лекции
    Студентам дается задание в конце лекции в виде теста
  • неблокирующий Работа на семинаре
    На четных семинарах дается домашнее задание на неделю. На остальных — задание на самом семинаре
  • неблокирующий Контрольная работа
    10 тестовых заданий на один час
  • неблокирующий Экзамен
    Тест по окончанию курса
  • неблокирующий Контрольное домашнее задание
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • Промежуточная аттестация (4 модуль)
    0.13 * Контрольная работа + 0.34 * Контрольное домашнее задание + 0.1 * Работа на лекции + 0.13 * Работа на семинаре + 0.3 * Экзамен
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • Стружкин Н. П., Годин В. В. - БАЗЫ ДАННЫХ: ПРОЕКТИРОВАНИЕ. ПРАКТИКУМ. Учебное пособие для академического бакалавриата - М.:Издательство Юрайт - 2019 - 291с. - ISBN: 978-5-534-00739-8 - Текст электронный // ЭБС ЮРАЙТ - URL: https://urait.ru/book/bazy-dannyh-proektirovanie-praktikum-433865
  • Стружкин Н. П., Годин В. В. - БАЗЫ ДАННЫХ: ПРОЕКТИРОВАНИЕ. Учебник для академического бакалавриата - М.:Издательство Юрайт - 2019 - 477с. - ISBN: 978-5-534-00229-4 - Текст электронный // ЭБС ЮРАЙТ - URL: https://urait.ru/book/bazy-dannyh-proektirovanie-432177

Рекомендуемая дополнительная литература

  • Гордеев С. И., Волошина В. Н. - ОРГАНИЗАЦИЯ БАЗ ДАННЫХ В 2 Ч. ЧАСТЬ 1 2-е изд., испр. и доп. Учебник для вузов - М.:Издательство Юрайт - 2019 - 311с. - ISBN: 978-5-534-04469-0 - Текст электронный // ЭБС ЮРАЙТ - URL: https://urait.ru/book/organizaciya-baz-dannyh-v-2-ch-chast-1-437731
  • Гордеев С. И., Волошина В. Н. - ОРГАНИЗАЦИЯ БАЗ ДАННЫХ В 2 Ч. ЧАСТЬ 2 2-е изд., испр. и доп. Учебник для вузов - М.:Издательство Юрайт - 2019 - 513с. - ISBN: 978-5-534-04470-6 - Текст электронный // ЭБС ЮРАЙТ - URL: https://urait.ru/book/organizaciya-baz-dannyh-v-2-ch-chast-2-438946
  • Кондрашов Ю.Н. - Эффективное использование СУБД MS SQL Server - Русайнс - 2017 - 121с. - ISBN: 978-5-4365-2293-7 - Текст электронный // ЭБС BOOKRU - URL: https://book.ru/book/927673
  • Кондрашов Ю.Н. - Язык SQL: Сборник ситуационных задач по дисциплине «Базы данных» - Русайнс - 2018 - 125с. - ISBN: 978-5-4365-2335-4 - Текст электронный // ЭБС BOOKRU - URL: https://book.ru/book/929715
  • Култыгин, О. П. Администрирование баз данных. СУБД MS SQL Server [Электронный ресурс] : учеб. пособие / О. П. Култыгин. - М.: МФПА, 2012. - 232 с. - (Университетская серия). - ISBN 978-5-4257-0026-1. - Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/451114
  • Марасанов А.М., Аносова Н.П., Бородин О.О. - Распределенные базы и хранилища данных - Национальный Открытый Университет "ИНТУИТ" - 2016 - 254с. - ISBN: - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/100445