1 Зміст дисципліни

1.1 ВСТУП. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ТЕОРІЇ БАЗ ДАНИХ. ІНФОЛОГІЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПРЕДМЕТНОЇ ОБЛАСТІ

Предмет та задачі курсу в системі підготовки спеціалістів з обчислювальної техніки та програмування. Короткі відомості з історії баз даних (БД) та баз знань (БЗ). Місце та роль БД і БЗ в сучасних комп’ютерних інформаційних технологіях. Концептуальний, логічний та фізичний рівні проектування баз даних. Основні поняття теорії баз даних. Автоматизовані банки даних. Класифікація банків даних. Вимоги до банків даних та принципів їх побудови. Асоціації даних. Загальна схема концеп-туального моделювання. Етапи побудови концептуальної моделі. Класифікаційний аналіз предметної області. Системний аналіз предметної області. Принципи цілісності, багатоаспектності. Визначення і класифі-кація інформаційних систем. Основні категорії теорії баз даних і типи зв’язків між ними. Характеристики зв’язків. Класифікація сутностей. Типи зв’язків між сутностями. Типи зв’язків між елементами даних. Проста, складна та умовна асоціації. Основні етапи проектування баз даних. Технологія аналізу предметної області. Подання предметної області за ER – принципом. Розробка ER – моделі предметної області.

1.2 ІЄРАРХІЧНА (ДЕРЕВОВИДНА) МОДЕЛЬ ДАНИХ

Основні поняття теорії деревовидних моделей даних. Поняття дерева і лісу. Орієнтовані, збалансовані та впорядковані дерева. Бінарне дерево. Основні вимоги до ієрархічних структур даних. Операції над деревами. Перетворення дерев. Алгоритми обходу дерев. Алгоритми доповнення та вилучення даних. Мови опису ієрархічних структур даних. Реалізація зв'язків між об'єктами за допомогою ієрархічних моделей даних. Переваги та недоліки деревовидних моделей даних. Типові оператори маніпулю-вання ієрархічно організованими даними.

1.3 МЕРЕЖЕВА СТРУКТУРА ДАНИХ

Основні поняття теорії мережевих моделей даних. Основні вимоги до них. Прості і складні мережеві структури. Реалізація зв'язків між об'єктами за допомогою мережевих моделей даних. Формальний опис мереж. Переваги та недоліки мережевих моделей даних. Типові оператори маніпулювання мережевоорганізованими даними.

1.4 ОРГАНІЗАЦІЯ РЕЛЯЦІЙНИХ БАЗ ДАНИХ

Базові поняття теорії реляційних баз даних. Фундаментальні властивості відношень. Поняття ключа. Основні типи ключів. Переваги та недоліки реляційних моделей даних. Основні операції реляційної алгебри: проекція, об’єднання, різниця, селекція, декартовий добуток, перетин, частка відношень, спеціальні реляційні операції. Базисні засоби маніпулювання реляційними даними. Особливості теоретико-множинних операцій реляційної алгебри. Проектування нормальних форм як один з основних етапів нормалізації баз даних. Основні нормальні форми відношень, їх властивості та вимоги до них. Основні етапи нормалізації відношення. Правила Кодда для реляційної СУБД.

1.5 ДАТАЛОГІЧНЕ ПРОЕКТУВАННЯ БАЗ ДАНИХ

Мови реляційних баз даних. Мова SQL запитів, як мова організації управління базами даних. Використання мов об’єктно-орієнтованого програмування для управління структурами даних. Об’єктно-орієнтовані моделі даних.

1.6 ФІЗИЧНЕ ПРОЕКТУВАННЯ ДАНИХ

Загальне визначення підходів щодо класифікації методів доступу до даних. Визначення організації спискових структур та послідовний розподіл пам’яті для їх збереження. Зв’язний розподіл пам’яті для збереження спискових структур. Визначення багатозв’язних структур (плексів). Мето-ди обробки багатозв’язних структур та їх властивості. Подання рядкових даних. Послідовні методи доступу до даних. Індексні методи доступу до даних. Мультиспискові методи доступу до даних. Інвертований метод доступу до даних. Адресні методи доступу до даних. Методи обчислення адреси в адресних методах доступу до даних. Вимоги до функції кешування в адресних методах доступу до даних. Побудова КЕШ-функції в адресних методах доступу до даних.

1.7 ЗАГАЛЬНІ ПИТАННЯ ОРГАНІЗАЦІЇ ЗНАНЬ

Поняття знання. Класифікація знань. Методи подання знань. Загальні відомості про експертні системи. Вимоги до експертних систем. База знань як елемент експертної системи. Структура експертної системи. Бази знань на основі мереж, списків. Основна ідея підходу до побудови логічних моделей знань та їх переваги. Подання знань з використанням логіки предикатів. Визначення правильно побудованої формули в логіці. Логічне виведення. Уніфікатори. Правила продукції. Продукційні системи Поста. Властивості продукційних моделей знань, їх недоліки та переваги. Загальне визначення моделі семантичних мереж. Класифікація семантичних мереж, їх недоліки і переваги. Основні типи відношень, що реалізують моделі знань семантичного типу. Структура семантичних мереж. Подання структури понять та подій за допомогою семантичних мереж. Подання знань за допомогою фреймів. Загальні визначення фреймових моделей знань. Структура фрейму. Властивості фрейму. Переваги та недоліки фреймових моделей. Взаємозв’язки моделей подання знань.

1.8 ЗАСОБИ КОНТРОЛЮ ЦІЛІСНОСТІ ДАНИХ. АВТОРИЗАЦІЯ ДОС­ТУПУ ДО ДАНИХ ТА ЗНАНЬ ТА ЇХ ЗАХИСТ ВІД НЕСАНКЦІОНО­ВАНОГО ВТРУЧАННЯ

Транзакції та цілісність бази даних. Серіалізація транзакцій. Журналізація змін баз даних. Індивідуальне повернення транзакції. Відновлення після збою. Авторизація доступу до даних та знань та їх захист від несанкціо­нованого втручання.