175

2

УДК 004.65

Информационное обеспечение систем управления: методические указа- ния для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 15.04.04 – Автоматизация технологических процессов и производств для очной фор-мы обучения / А.В. Стариков; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО

«ВГЛТУ». – Воронеж, 2016. – 8 с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТУ

Рецензент: заведующий кафедрой электротехники и автоматики ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I», доктор технических наук, профессор Афоничев Д.Н.

3

Введение

Учебный план по направлению подготовки магистра 15.04.04 – «Автома- тизация технологических процессов и производств» включает изучение дисци- плины «Информационное обеспечение систем управления» в течение 1-го се- местра в объёме 144 часов, из которых 18 часов отводится для лекционных за- нятий, 18 часов − для практических занятий, 72 часа − для самостоятельной ра- боты студентов, 36 часов − для подготовки к итоговому контролю. Итоговый контроль осуществляется в виде сдачи экзамена.

Рабочая программа дисциплины определяет в качестве основной цели −

приобретение обучающимся заданных дисциплинарных компетенций в области разработки и использования информационного обеспечения систем управления.

Для достижения данной цели в ходе изучения дисциплины решаются сле- дующие задачи:

∙изучение теоретических вопросов построения и функционирования современных автоматизированных информационно-управляющих сис- тем (АИУС), основанных на концепции баз и банков данных (БД и БнД), моделирования данных и представления их структур в памяти ЭВМ, особенностей развития современных файловых систем и систем БД;

∙формирование умений информационного моделирования объектов и их взаимосвязей в исследуемой предметной области (системы управ- ления технологическими процессами и производствами, организаци- онно-экономические системы и другие), использование специализиро- ванных программных средств для выполнения подобного моделирова- ния;

∙овладение понятиями и методикой выполнения инфологического и да- талогического проектирования исследуемой предметной области, про- ектирования реляционной БД и оптимизации ее структуры путем вы- полнения процедуры нормализации, навыками работы в системе управления реляционными БД.

В результате освоения дисциплины «Информационное обеспечение сис- тем управления» обучающийся должен:

∙знать: теоретические основы построения и принципы функционирова- ния современных АИУС, основанных на концепции БД и БнД, моде- лирования данных и представления их структур в памяти ЭВМ, осо- бенностей развития современных файловых систем и систем БД;

∙уметь: выполнять информационное моделирование объектов и их взаимосвязей в исследуемой предметной области, включающей систе- мы управления технологическими процессами и производствами, ор- ганизационно-экономические системы и другие, используя для этого специализированные программные средства (CASE-средства);

∙владеть: понятиями и методикой выполнения инфологического и дата- логического проектирования исследуемой предметной области, проек-

4

тирования реляционной БД и оптимизации ее структуры с помощью процедуры нормализации, навыками работы в системе управления ре- ляционными БД.

1 Содержание учебной дисциплины

В соответствии с рабочей программой освоение дисциплины «Информа- ционное обеспечение систем управления» предусматривает изучение следую- щих разделов (тем) и вопросов, входящих в их состав:

Раздел 1. Основные понятия баз и банков данных. Введение в базы и банки данных. Данные и информация. Семантика данных. Предметная область баз и банков данных. Роль баз и банков данных в автоматизированных инфор- мационно-управляющих системах (АИУС).

Раздел 2. Архитектура банка данных. Принципы построения баз и банков данных. Архитектура банка данных. Этапы проектирования баз и бан- ков данных. Жизненный цикл БД. Формулирование требований. Проектирова- ние БД. Реализация БД. Разработка приложений. Загрузка данных. Тестирова- ние. Эксплуатация и сопровождение.

Раздел 3. Системы управления базами данных (СУБД). Развитие и со-

временное состояние технологий обработки данных. Аппаратные и программ- ные средства реализации БД. Администратор БД. СУБД. Основные возможно- сти и функции СУБД.

Раздел 4. Инфологическое проектирование базы данных. Основные понятия концептуального проектирования (проектирования предметной облас- ти). Объекты (сущности). Атрибуты. Ключи. Связи между объектами. Типы связей. Составные объекты. Моделирование предметной области с помощью ER-диаграмм. Представление ER-диаграмм в нотациях Чена, Мартина, IDEF1X, Баркера.

Раздел 5. Иерархическая, сетевая и реляционная модели данных: воз-

можности и ограничения. Понятие модели данных. Структуры данных. Ос- новные операции над данными. Ограничения целостности. Иерархическая мо- дель данных. Сетевая модель данных. Реляционная модель данных. Общая ха- рактеристика и основные понятия реляционной модели (домены, отношения, переменные-отношения). Математические основы реляционной модели дан- ных: реляционная алгебра и реляционное исчисление.

Раздел 6. Представление структур данных в памяти ЭВМ. Технологии хранения данных, поддерживаемые СУБД. Страничная организация данных в СУБД и доступ к БД. Файловые структуры БД. Хеширование. Индексирование. Организация индексов. B-деревья. Инвертированные списки.

Раздел 7. Современные тенденции построения файловых систем. Рас-

пределенные файловые системы (WAFS). Параллельные файловые системы и системы хранения для высокопроизводительного доступа к данным. Архитек- тура многопользовательских СУБД. Тенденции развития многопользователь-

5

ских систем. Двухзвенная архитектура «клиент-сервер». Трехзвенная архитек- тура с использованием сервера приложений.

Раздел 8. Обзор промышленных СУБД и тенденции развития баз и банков данных. Распределенные БД. Преимущества и недостатки использова- ния распределенных БД. Примеры распределенных систем. Основные понятия объектно-ориентированного проектирования. Объектно-ориентированные БД. Стандарт объектных БД ODMG-93. Объектно-реляционные СУБД. Многомер-

ные БД и реализация систем оперативной и аналитической обработки данных

(OLAP).

Всоответствии с рабочей программой дисциплины «Информационное обеспечение систем управления» предусматривается следующая тематика практических занятий:

1. Знакомство с СУБД Мicrosoft Access (4 часа).

2. Инфологическое проектирование баз данных (4 часа).

3. Разработка базы данных в СУБД Мicrosoft Access (4 часа).

4. Реализация запросов к базе данных в СУБД Мicrosoft Access (4 часа). 5. Формирование отчетов в СУБД Мicrosoft Access (2 часа).

Всоответствии с учебным планом на самостоятельную работу студента предусматривается 50 % общего времени, отводимого на изучение дисциплины. При этом одну часть времени, планируемого для самостоятельной работы, предполагается использовать для самостоятельного изучения отдельных вопро-

сов лекционного курса, другую − для выполнения индивидуальных заданий при подготовке практическим занятиям.

2 Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы

При осуществлении самостоятельной работы студент должен руково- дствоваться указаниями преподавателя, данными методическими указаниями, материалами конспекта лекций, рекомендованной основной и дополнительной учебной литературой, включая электронные источники информации.

Ниже приведен перечень основной и дополнительной литературы, имеющейся в учебной библиотеке ВГЛТУ, а также представленной в ЭБС «Единое окно доступа к образовательным ресурсам», ЭБС «Знаниум».

Основная литература

1.Мальцев, М. Г. Базы данных [Текст] : учебник / М. Г. Мальцев, В. М. Цыганков, А. Д. Хомоненко; под ред. А. Д. Хомоненко. – М. : Корона Принт, 2007. – 736 с.

2.Советов, Б. Я. Базы данных: теория и практика [Текст] : учебник / Б. Я.

Советов, В. В. Цехановский, В. Д. Чертовской. − М. : Высшая школа, 2007. – 463 с.

7

обучающихся. Результаты текущего контроля отражаются в баллах модульно- рейтинговой системы оценки знаний.

После завершения лекционного курса и выполнения лабораторного прак- тикума обучающийся допускается к сдаче экзамена по дисциплине «Информа- ционное обеспечение систем управления». Процедура проведения экзамена по дисциплине закреплена в Положении о текущем контроле успеваемости и про- межуточной аттестации обучающихся ФГБОУ ВО «ВГЛТУ».

8

Стариков Александр Вениаминович

Информационное обеспечение систем управления

Методические указания для самостоятельной работы по направлению подготовки магистра 15.04.04 – «Автоматизация технологических процессов и

производств» для очной формы обучения

Редактор С.Ю. Крохотина

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»