3248

2

УДК 004

Новикова, Т.П. Основы проектирования баз данных Текст : методические указания для самостоятельной работы студентов обучающихся по специальности 09.02.07 Информационные системы и программирование / Т.П. Новикова; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж,

2017. – 18 с.

Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» (протокол № от г.)

Рецензент ОАО «НИИЭТ», заведующий лабораторией к.т.н. А.И. Яньков

3

Оглавление

4

1 Цели и задачи самостоятельной работы

Целью самостоятельной работы студентов является овладение фундаментальными знаниями, профессиональными умениями и навыками деятельности по профилю, опытом творческой, исследовательской деятельности. Самостоятельная работа студентов способствует развитию самостоятельности, ответственности и организованности, творческого подхода к решению проблем учебного и профессионального уровня.

Задачами самостоятельной работы студентов являются:

систематизация и закрепление полученных теоретических знаний и практических умений студентов;

углубление и расширение теоретических знаний;

формирование умений использовать нормативную, правовую, справочную документацию и специальную литературу;

развитие познавательных способностей и активности студентов: творческой инициативы, самостоятельности, ответственности и организованности;

формирование самостоятельности мышления, способностей к саморазвитию, самосовершенствованию и самореализации;

развитие исследовательских умений;

использование материала, собранного и полученного в ходе самостоятельных занятий на семинарах, на практических и лабораторных занятиях, при написании курсовых и выпускной квалификационной работ, для эффективной подготовки к итоговым зачетам и экзаменам.

Методика организации самостоятельной работы студентов зависит от структуры, характера и особенностей изучаемой дисциплины, объема часов на ее изучение, вида заданий для самостоятельной работы студентов, индивидуальных качеств студентов и условий учебной деятельности.

Процесс организации самостоятельной работы студентов включает в себя следующие этапы:

5

подготовительный (определение целей, составление программы, подготовка методического обеспечения, подготовка оборудования);

основной (реализация программы, использование приемов поиска информации, усвоения, переработки, применения, передачи знаний, фиксирование результатов, самоорганизация процесса работы);

заключительный (оценка значимости и анализ результатов, их систематизация, оценка эффективности программы и приемов работы, выводы

онаправлениях оптимизации труда).

6

2 Содержание дисциплины

В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен уметь:

-проектировать реляционную базу данных;

-использовать язык SQL для программного извлечения сведений из баз данных.

В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен знать:

-основы теории баз данных;

-особенности реляционной модели и их влияние проектирования баз

данных,

-изобразительные средства, используемые в ER-моделировании;

-основы реляционной алгебры;

-принципы проектирования баз данных, обеспечение непротиворечивости

ицелостности данных;

-средства проектирования структур баз данных;

-язык запросов SQL.

Выпускник, освоивший ППКРС, должен обладать общими компетенциями, включающими в себя способность:

ОК 01. Выбирать способы решения задач профессиональной деятельности, применительно к различным контекстам.

ОК 02. Осуществлять поиск, анализ и интерпретацию информации, необходимой для выполнения задач профессиональной деятельности.

ОК 03. Планировать и реализовывать собственное профессиональное и личностное развитие.

Выпускник, освоивший ППКРС, должен обладать профессиональными компетенциями, соответствующими видам деятельности:

ПК 2.1. Разрабатывать требования к программным модулям на основе анализа проектной и технической документации на предмет взаимодействия компонент.

ПК 3.4. Проводить сравнительный анализ программных продуктов и средств разработки, с целью выявления наилучшего решения согласно критериям, определенным техническим заданием.

ПК 5.1. Собирать исходные данные для разработки проектной документации на информационную систему.

ПК 5.2. Разрабатывать проектную документацию на разработку информационной системы в соответствии с требованиями заказчика.

ПК.5.4. Производить разработку модулей информационной системы в соответствии с техническим заданием.

ПК.5.7. Производить оценку информационной системы для выявления возможности ее модернизации.

7

Тематический план и содержание учебной дисциплины

Раздел 1.Теория баз данных

Тема 1.1 Основные понятия

Содержание учебного материала

1Банк данных: состав и основные понятия.

2СУБД: определение, классификация, состав.

3Трехуровневая архитектура базы данных: внешний, концептуальный и внутренний уровни. Понятие логической и физической независимости данных.

Самостоятельная работа обучающихся:

Составить сравнительную характеристику различных СУБД.

Тема 1.2 Модели данных

Содержание учебного материала

1Иерархическая модель данных: определение, элементы данных.

2Сетевая модель данных: определение, элементы данных.

3Реляционная модель данных: определение, элементы данных.

Самостоятельная работа обучающихся:

Составить сравнительную характеристику различных моделей данных. Тема 1.3 Реляционнаямодель данных

Содержание учебного материала

1Операции реляционной алгебры: объединение, пересечение, разность, проекция, выборка, деление, декартово произведение, соединение

2Типы взаимосвязей: «один – к - одному», «один – ко - многим», «многие – к - одному» и «многие – ко - многим».

Самостоятельная работа обучающихся:

Решение задач, используя операции реляционной алгебры.

Раздел 2.Проектирование баз данных

Тема 2.1 Этапы проектирования базыданных

Содержание учебного материала

1Цели и задачи проектирования БД, жизненный цикл приложения БД.

2Этапы проектирования: определение требований к системе, анализ предметной области, работа с документами, представление результатов анализа, разработка реализаций, сравнение вариантов и выбор наилучшего, конструирование, эксплуатация и сопровождение БД.

Самостоятельная работа обучающихся

Тема 2.2 Метод нормальных форм

Содержание учебного материала

1Концепция нормальных форм, аномалии удаления, добавления и изменения. Процесс нормализации отношения, способы нормализации.

2Взаимосвязи между атрибутами.

3Первая нормальная форма (1НФ), вторая нормальная форма (2 НФ), третья нормальная форма (3 НФ).

8

4Нормальные формы более высокого порядка. Многозначные зависимости и четвертая нормальная форма (4НФ).

5Зависимости соединения и пятая нормальная форма (5НФ). Другие нормальные формы.

Лабораторные занятия

Проектирование структуры базы данных методом нормальных форм.

Самостоятельная работа обучающихся

Тема 2.3 Метод ER-диаграмм

Содержание учебного материала

1Концепция ER–модели, основные понятия ER–технологии. Тип сущности, тип связи, атрибуты, ключи, структурные ограничения: степень связи, класс принадлежности.

2Графические элементы диаграмм сущностей – связей в различных нотациях: ER-диаграмма.

3Этапы проектирования и правила формирования отношений.

Лабораторные занятия

Проектирование структуры базы данных методом ERD.

Самостоятельная работа обучающихся

Тема 2.4. Инструментальные средства проектирования структур данных

Содержание учебного материала

1Case-средства: назначение, основные возможности.

2Жизненный цикл информационной системы.

3BPwin. Принципы построения модели IDEF0: контекстная диаграмма, субъект моделирования, цель и точка зрения. Диаграммы IDEF0: контекстная диаграмма, диаграммы декомпозиции, диаграммы дерева узлов, диаграммы только для экспозиции (FEO), Работы (Activity).

Стрелки (Arrow).

4Диаграммы потоков данных (Data Flow Diagramming): работы, внешние сущности (ссылки), потоки работ, хранилища данных. Метод описания процессов IDEF3: работы, связи, объекты ссылок, перектрестки.

Имитационное моделирование: источники и стоки, очереди, процессы.

Лабораторные занятия

Создание функциональной модели на основе методологии IDEF0, DFD.

Самостоятельная работа обучающихся

Раздел 3.Язык запросов SQL

Тема 3.1 Операторы определения данных

Содержание учебного материала

1Операторы описания структуры данных (DDL), создание и удаление основных объектов базы данных.

2Ограничения: назначения, виды (primary key, foreign key, unique, not null, check, default), синтаксис. Поддержка целостности данных: внешние и родительские ключи.

9

Лабораторные занятия

Создание объектов базы данных.

Самостоятельная работа обучающихся

Тема 3.2 Операторы манипулирования данными и выборки данных

Содержание учебного материала

1Синтаксис оператора добавления данных. Синтаксис операторов на обновление и удаление данных.

2Оператор выборки записей. Агрегатные функции. Группировка и упорядочение записей. Применение выражений и функций в операторе SELECT, классификация функций, агрегация данных, условные выражения (>, <, !=, like, between, ...).

Лабораторные занятия

1.Создание запросов на добавление, обновление и удаление данных.

2.Создание запросов на выборку данных.

Самостоятельная работа обучающихся

10

3 Учебно-методические материалы по дисциплине

Основная литература:

1.Федорова Г.Н. Основы проектирования баз данных [Электронный ресурс]: рек. ФГАУ «ФИРО» в качестве учебного пособия для использования в учебном процессе образовательных учреждений, реализующих программы СПО / Г. Н. Федорова. - 3-е изд. – М.: ОИЦ «Академия» 2017. - 224 с. - ЭБС "Академия". Дополнительная литература:

1.Голицына О. Л. Базы данных [Электронный ресурс]: доп. Министерством обра-зования и науки РФ в качестве учебного пособия для студентов учреждений СПО / О.Л. Голицына, Н.В. Максимов, И.И. Попов. - 2-e изд., испр. и доп. - М.: Форум: ИНФРА-М, 2009. - 400 с. - ЭБС "Знаниум".

2.Голицына О. Л. Основы проектирования баз данных [Электронный ресурс] : доп. Министерством образования и науки РФ в качестве учебного пособия для студентов учреждений СПО / О.Л. Голицына, Т.Л. Партыка, И.И. Попов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М. : ФОРУМ : ИНФРА-М, 2017. — 416 с. - ЭБС "Знаниум".