• A
  • A
  • A
  • ABC
  • ABC
  • ABC
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Regular version of the site

Database Theory

2017/2018
Academic Year
RUS
Instruction in Russian
6
ECTS credits
Course type:
Bridging course
When:
1 year, 1, 2 module

Instructor

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 баз данных (БД), хранилищ данных (ХД), администрирования баз и хранилищ данных, разработки приложений (внешних интерфейсов) БД и ХД, использования средств многомерного анализа данных класса OLAP и др.
Результаты освоения дисциплины

Результаты освоения дисциплины

  • Знать основные понятия теории баз данных и хранилищ данных
  • Знать особенности реляционной модели БД и многомерной модели ХД
  • Знать подходы к построению БД и ХД и сферы их применимости
  • Знать архитектуру программных средств, работающих с БД и ХД
  • Уметь проектировать структуру БД и ХД вручную и с использованием выбранного CASE-средства
  • Уметь разрабатывать бизнес-логику работы с БД и ХД
  • Владеть навыками проектирования структуры БД и ХД
  • Знать классификацию и способы задания ограничений целостности
  • Знать языки описания и манипулирования данными разных классов
  • Уметь строить запросы, используя различные языковые средства
  • Владеть навыками формирования SQL-запросов к БД и MDX-запросов к ХД
  • Уметь использовать БД и ХД при построении отчетов и разработке приложений
  • Знать особенности работы в распределенной многопользовательской среде
Содержание учебной дисциплины

Содержание учебной дисциплины

  • Введение в курс
    Структура курса, контрольные мероприятия, оценка за работу в семестре. Понятия дан-ные, 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 со-временных 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. Смешан-ные 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.
  • 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 ис-пользования 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).
  • 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 (TSQL и PL/SQL).
  • 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.
  • Архитектура ХД
    Типовые архитектуры хранилищ данных, рассматривается глобальное хранилище данных, централизованное хранилище данных, распределенное хранилище данных, витрины данных, взаимосвязанные киоски данных, независимые киоски данных, корпоративная информационная фабрика, хранилище данных с архитектурой шины данных.
  • Основные принципы проектирования ХД
    Инструменты (CASE-средства) для проектирования ХД. Методы проектирования Центрального хранилища данных. Метод многомерного моделирования: схема «Звезда», схема «Снежинка», преимущества и недостатки. Подход к построению ХД – Data Vault. Моделирование временных данных. Жизненный цикл разработки хранилища данных.
  • 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 много-пользовательском 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.
Элементы контроля

Элементы контроля

  • неблокирующий Created with Sketch. Контрольная работа 1
  • неблокирующий Created with Sketch. Контрольная работа 1
  • неблокирующий Created with Sketch. Экзамен
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • Промежуточная аттестация (2 модуль)
    0.3 * Контрольная работа 1 + 0.3 * Контрольная работа 1 + 0.4 * Экзамен
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • Основы использования и проектирования баз данных : учеб. пособие для вузов, Илюшечкин В. М., 2009
  • Построение запросов и программирование на SQL : учеб. пособие для вузов, Маркин А. В., 2008

Рекомендуемая дополнительная литература

  • - Войниканис Е.А., Калятин В.О. — База данных как объект правового регулирования: учебное пособие для вузов - Общество с ограниченной ответственностью "СТАТУТ" - 2011 - ISBN: 978-5-8354-0764-4 - Текст электронный // ЭБС Лань - URL: https://e.lanbook.com/book/61548