3691
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Родионова С.В.
Базы данных Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям, лабораторным занятиям
(включая рекомендации по организации самостоятельной работы и выполнению курсовых работ)
для обучающихся по дисциплине «Базы данных» по направлению подготовки 09.03.04 Программная инженерия
Разработка программно-информационных систем
Нижний Новгород 2018
УДК 004.9
Родионова С.В. / Базы данных [Электронный ресурс]: учеб.-метод. пос. / С.В.Родионова; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун-т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2018. – __ с.– 1 электрон. опт. диск (CD-RW).
В настоящем учебно-методическом пособии по дисциплине «Базы данных» даются конкретные рекомендации учащимся для освоения как основного, так и дополнительного материала дисциплины и тем самым способствующие достижению целей, обозначенных в учебной программе дисциплины. Цель учебно-методического пособия — это помощь в усвоении лекций, в подготовке к лабораторным занятиям, а также в написании курсовой работы.
Учебно-методическое пособие предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине «Базы данных» по направлению подготовки 09.03.04 Программная инженерия, профиль Разработка программно-информационных систем.
Учебно-методическое пособие ориентировано на обучение в соответствии с календарным учебным графиком и учебным планом по основной профессиональной образовательной программе 09.03.04 Программная инженерия, профиль Разработка программно-информационных систем , утверждѐнным решением учѐного совета ННГАСУ от 02.03.2018 г. (протокол № 3)
© С.В.Родионова, 2018 © ННГАСУ, 2018
2
Оглавление
1. |
Общие положения ........................................................................................................................................ |
4 |
|
|
1.1 |
Цели изучения дисциплины и результаты обучения ........................................................................... |
4 |
|
1.2 |
Содержание дисциплины ...................................................................................................................... |
4 |
|
1.3 |
Порядок освоения материала ................................................................................................................ |
6 |
2. |
Методические указания по подготовке к лекциям ..................................................................................... |
7 |
|
|
2.1 |
Общие рекомендации по работе на лекциях ........................................................................................ |
7 |
|
2.2 |
Общие рекомендации при работе с конспектом лекций...................................................................... |
7 |
|
2.3 |
Контрольные вопросы ........................................................................................................................... |
7 |
3. |
Методические указания по подготовке к лабораторным занятиям ......................................................... |
10 |
|
|
3.1 |
Общие рекомендации по подготовке к лабораторным занятиям ...................................................... |
10 |
|
3.2 Примеры задач для практических занятий......................................................................................... |
10 |
|
4. |
Методические указания по организации самостоятельной работы ......................................................... |
11 |
|
|
4.1 |
Общие рекомендации для самостоятельной работы.......................................................................... |
11 |
|
4.2 |
Темы для самостоятельного изучения ................................................................................................ |
12 |
|
4.3 |
Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы........................................................... |
13 |
|
4.4 |
Задания для самостоятельной работы ................................................................................................ |
13 |
5. |
Методические указания по выполнению и оформлению курсовой работы ........................................... |
17 |
|
|
5.1 |
Общие положения ............................................................................................................................... |
17 |
|
5.2 |
Структура курсовой работы ................................................................................................................ |
17 |
|
5.3 |
Требования к оформлению курсовых работ....................................................................................... |
17 |
|
5.4 |
Порядок защиты и критерии оценки курсовой работы...................................................................... |
18 |
|
5.5 |
Критерии оценки курсовой работы .................................................................................................... |
18 |
|
5.7. Примерная тематика курсовых работ ................................................................................................ |
18 |
|
3
1. Общие положения
1.1 Цели изучения дисциплины и результаты обучения
Целями освоения учебной дисциплины Б.1.16. Базы данных являются:
изучение теоретических и практических основ проектирования баз данных. А также особенностей СУБД разных классов на примере MS Access и SQL Server. Предусматривается выполнение комплекса лабораторных работ для MS Access и SQL Server.
1.2 Содержание дисциплины
Материал дисциплины сгруппирован по следующим разделам:
1 |
Понятие |
БД |
и |
Банка |
Дается современная интерпретация понятий Банка данных, |
|
|
данных |
|
|
(БнД). |
Базы данных и Системы управления базами данных (СУБД). |
|
|
Организация |
данных. |
Формулируются основные требования к системе БнД. |
|||
|
Реляционная |
|
модель |
Предметная область. Отражение предметной области в |
||
|
данных |
|
|
|
|
автоматизированных информационных системах. Трех |
|
|
|
|
|
|
уровневая модель Организация данных во внутримашинной |
|
|
|
|
|
|
сфере. Физическая и логическая независимость данных. |
|
|
|
|
|
|
Модель данных. Реляционная модель данных. Связь между |
|
|
|
|
|
|
таблицей и отношением. Описание реляционной БД с |
|
|
|
|
|
|
логической точки зрения представления данных. |
2 |
Архитектура СУБД MS |
Рассматриваются основные объекты Access. Дается краткая их |
||||
|
Access. Создание таблиц |
характеристика. Определяются элементы Access. Создаются |
||||
|
и связей между ними. |
таблицы, определяются свойства полей, строятся связи между |
||||
|
Определение |
|
свойств |
таблицами, с сохранением условия целостности данных. |
||
|
полей.. |
|
|
|
|
|
3 |
Создание |
|
запросов- |
Языки запросов SQL и QBE. Строятся запросы-выборки с |
||
|
выборок. |
|
Создание |
помощью бланка запросов QBE. Создаются вычисляемые |
||
|
вычисляемых |
полей |
в |
поля. |
||
|
запросах. |
|
|
|
|
|
4 |
Создание |
итоговых |
и |
Строятся итоговые запросы с итоговыми функциями. |
||
|
перекрестных |
запросов. |
Перекрестный запрос - как частный случай итоговых запросов. |
|||
|
Создание |
фильтров |
в |
Строятся фильтры для отбора данных. Строятся запросы с |
||
|
итоговых |
|
запросах. |
параметрами. |
||
|
Создание |
запросов |
с |
|
||
|
параметрами |
|
|
|
|
|
5 |
Модификация данных с |
. Рассматриваются задачи, связанные с модификацией данных |
||||
|
помощью |
|
запросов- |
с помощью следующих запросов-действий: запроса на |
||
|
действий |
(запросов |
на |
создание таблицы, запроса на удаление группы выбранных |
||
|
изменение) |
|
|
|
данных, запроса на обновление и запроса на добавление новых |
|
|
|
|
|
|
|
данных. |
6 |
Разработка |
форм |
с |
Описываются типы существующих форм в Access. Строятся |
||
|
помощью |
|
программ- |
формы с помощью специальных программ-помощников – |
||
|
мастеров |
и |
в |
режиме |
автоформ и Мастера. Даются основные сведения о работе в |
|
|
Конструктора. |
|
|
режиме Конструктора |
||
4
7 |
Разработка |
отчетов |
с |
Описываются типы существующих отчетов в Access. Строятся |
|||||
|
помощью |
|
программ- |
отчеты с помощью специальных программ-помощников – |
|||||
|
мастеров |
и |
в режиме |
автоотчетов и Мастера. Даются основные сведения о работе в |
|||||
|
Конструктора. |
|
режиме Конструктора. |
|
|
|
|||
8 |
Работа с макросами |
|
Рассматривается |
организация |
макросов |
в |
Access. |
||
|
|
|
|
|
Сравниваются процедуры создания макросов в Access и в |
||||
|
|
|
|
|
приложениях Word, Excel. Обсуждаются вопросы, связанные с |
||||
|
|
|
|
|
созданием групповых и условных макросов. |
|
|
||
9 |
Технология |
разработки |
На данном этапе студенты имеют свои приложения, созданные |
||||||
|
интерфейса |
|
|
при выполнении предыдущих заданий. Для этих приложений |
|||||
|
приложения. |
|
|
разрабатывается интерфейс на базе технологий, с которыми |
|||||
|
|
|
|
|
студенты знакомятся. |
|
|
|
|
|
СЕМЕСТР №4 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|||||
10 |
Основные |
|
этапы |
Рассматривается два подхода проектирования БД. В первом |
|||||
|
разработки |
|
БД. |
подходе сначала определяются основные задачи, для решения |
|||||
|
Инфологическая |
|
которых строится база, и потребности задач в данных. При |
||||||
|
модель. |
|
|
|
втором подходе изучается предметная область, производится |
||||
|
|
|
|
|
анализ еѐ данных и устанавливаются типовые объекты |
||||
|
|
|
|
|
предметной области. Даются основные понятия E-R-модели. |
||||
|
|
|
|
|
Строится инфологическая модель |
|
|
|
|
11 |
Даталогическое |
|
Типы связей. Нормализация таблиц. Преобразование |
||||||
|
проектирование |
в |
инфологической модели в даталогическую модель. |
|
|||||
|
реляционных СУБД |
|
|
|
|
|
|
||
12 |
Основные |
|
задачи |
Работа со схемами в SQL Server 2005Файлы и журналы транзакц |
|||||
|
администрирования |
БД |
журнала транзакций. Создание схем, изменение схем и |
||||||
|
на примере SQL Server |
удаление схем. Перемещение объектов в другую схему. |
|
||||||
|
2005.. |
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
Работа с |
таблицами в |
Основные сведения о таблицах. Создание таблиц. Изменение |
||||||
|
SQL Server 2005 |
|
структуры существующих таблиц. Отображение свойств и |
||||||
|
|
|
|
|
разрешений таблицы. Копирование таблиц. Переименование и |
||||
|
|
|
|
|
удаление таблиц. Создание сценариев для таблиц |
|
|
||
14 |
Управление значениями |
Использование встроенных типов данных. Использование |
|||||||
|
данных в таблицах |
|
пользовательских типов данных. Использование значений по |
||||||
|
|
|
|
|
умолчанию, разрешение и запрет хранения значения NULL, |
||||
|
|
|
|
|
использование свойства столбца Identity и глобальных |
||||
|
|
|
|
|
уникальных идентификаторов. |
|
|
|
|
15 |
Использование |
|
Работа с представлениями, создание представлений. |
||||||
|
представлений. |
|
Изменение представлений. Использование обновленных |
||||||
|
|
|
|
|
представлений. Управление представлениями. |
|
|
||
16 |
Ограничения столбцов и |
Использование ограничений. Использование правил.Понятие |
|||||||
|
правила. |
|
Создание |
об индексах. Индексирование вычисляемых столбцов и |
|||||
|
индексов |
и |
управление |
представлений. Просмотр свойства индекса. Создание |
|||||
|
ими |
|
|
|
индекса. Управление индексами. |
|
|
|
|
17 |
Язык программирования |
Язык определения данных (DDL). Язык управления данными |
|||||||
|
Transact SQL |
|
|
(DCL). Язык манипулирования данными (DML).Синтаксис и |
|||||
|
|
|
|
|
соглашения T – SQL. Использование T – SQL для построения |
||||
|
|
|
|
|
объектов SQL Server. Использование T – SQL для построения |
||||
|
|
|
|
|
запросов разных типов. |
|
|
|
|
5
1.3 Порядок освоения материала
Материал дисциплины изучается в соответствии с порядком, определѐнным в следующей таблице: Таблица 1
Порядок освоения дисциплины
№ |
Раздел дисциплины |
№№ предшествующих |
|
|
разделов |
|
|
|
1 |
Понятие БД и Банка данных (БнД). Организация данных. |
- |
|
Реляционная модель данных |
|
|
|
|
2 |
Архитектура СУБД MS Access. Создание таблиц и связей |
1 |
|
между ними. Определение свойств полей.. |
|
|
|
|
3 |
Создание запросов-выборок. Создание вычисляемых полей в |
1,2 |
|
запросах. |
|
|
|
|
4 |
Создание итоговых и перекрестных запросов. Создание |
1,2,3 |
|
фильтров в итоговых запросах. Создание запросов с |
|
|
параметрами |
|
|
|
|
5 |
Модификация данных с помощью запросов-действий |
1,2,3,4 |
|
(запросов на изменение) |
|
|
|
|
6 |
Разработка форм с помощью программ-мастеров и в режиме |
1,2,3,4,5 |
|
Конструктора. |
|
|
|
|
7 |
Разработка отчетов с помощью программ-мастеров и в |
1,2,3,4,5,6 |
|
режиме Конструктора. |
|
|
|
|
8 |
Работа с макросами |
1,2,3,4,5,6,7 |
|
|
|
9 |
Технология разработки интерфейса приложения. |
1,2,3,4,5,6,7,8 |
|
|
|
10 |
Основные этапы разработки БД. Инфологическая модель. |
1,2,3,4,5,6,7,8,9 |
|
|
|
11 |
Даталогическое проектирование в реляционных СУБД |
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 |
|
|
|
12 |
Основные задачи администрирования БД на примере SQL |
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11 |
|
Server 2005.. |
|
|
|
|
13 |
Работа с таблицами в SQL Server 2005. |
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 |
|
|
|
14 |
Управление значениями данных в таблицах |
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13 |
|
|
|
15 |
Использование представлений. |
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14 |
|
|
|
16 |
Ограничения столбцов и правила. Создание индексов и |
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14, |
|
управление ими |
15 |
|
|
|
17 |
Язык программирования Transact SQL |
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14, |
|
|
15,16 |
|
|
|
6
2. Методические указания по подготовке к лекциям
2.1 Общие рекомендации по работе на лекциях
Лекция является главным звеном дидактического цикла обучения. Ее цель — формирование основы для последующего усвоения учебного материала. В ходе лекции преподаватель в устной форме, а также с помощью презентаций передает обучаемым знания по основным, фундаментальным вопросам изучаемой дисциплины.
Назначение лекции состоит в том, чтобы доходчиво изложить основные положения изучаемой дисциплины, ориентировать на наиболее важные вопросы учебной дисциплины и оказать помощь в овладении необходимых знаний и применения их на практике.
Личное общение на лекции преподавателя со студентами предоставляет большие возможности для реализации образовательных и воспитательных целей.
При подготовке к лекционным занятиям студенты должны ознакомиться с презентаций, предлагаемой преподавателем, отметить непонятные термины и положения, подготовить вопросы с целью уточнения правильности понимания. Рекомендуется приходить на лекцию подготовленным, так как в этом случае лекция может быть проведена в интерактивном режиме, что способствует повышению эффективности лекционных занятий.
2.2Общие рекомендации при работе с конспектом лекций
Входе лекционных занятий необходимо вести конспектирование учебного материала. Конспект помогает внимательно слушать, лучше запоминать в процессе осмысленного записывания, обеспечивает наличие опорных материалов при подготовке к семинару, зачету, экзамену.
Полезно оставить в рабочих конспектах поля, на которых делать пометки из рекомендованной литературы, дополняющие материал прослушанной лекции, а также подчеркивающие особую важность тех или иных теоретических положений.
Вслучае неясности по тем или иным вопросам необходимо задавать преподавателю уточняющие вопросы. Следует ясно понимать, что отсутствие вопросов без обсуждения означает в большинстве случаев неусвоенность материала дисциплины.
2.3Контрольные вопросы
1Понятие информации и данных. База данных (БД). Определение, назначение.
2Реляционная модель данных. Понятие сущности и отношения.
3Система управления БД (СУБД), ее функции. Объекты СУБД.
4Таблицы БД. Структуры данных. Способы создания таблиц.
5Типы данных и типы полей. Назначение и использование.
6Проблемы ввода данных и механизмы повышения его надежности.
7Формы. Структура формы. Виды, назначение и способы создания форм.
8Элементы управления форм. Использование протокола OLE в формах.
7
9Отчеты. Структура отчета. Назначение и способы создания отчетов.
10Запросы к БД. Разновидности запросов и их назначение.
11Структура запроса. Способы создания запросов. QBE и SQL. Группировка и вычисления в запросах.
12Выражения и функции. Использование вычисляемых полей в объектах БД.
13Способы упорядочивания данных. Сортировка, индексация. Достоинства и недостатки.
14Ключи. Типы ключей, их назначение и использование.
15Типы связей, их реализация. Ссылочная целостность и ее автоматическое обеспечение.
16Нормализация данных. Виды аномалий и их устранение.
17Формы, отчеты и запросы к связанным таблицам. Запросные связи и параметры объединения.
18Макросы MS Access, их структура. Модули и VBA.
19Публикация баз данных в Интернет. Импорт и экспорт данных.
20Жизненный цикл БД. Этапы проектирования БД.
21СЕМЕСТР №4
22Назначение и основные компоненты системы баз данных.
23Этапы проектирования баз данных.
24Модели данных. Классификация моделей данных.
25Модель «сущность-связь». Основные понятия. Область применения.
26Иерархическая модель данных. Основные понятия. Область применения. Достоинства и недостатки.
27Сетевая модель данных. Основные понятия. Область применения. Дос¬тоинства и недостатки.
28Реляционная модель данных. Основные понятия. Область применения. Достоинства и недостатки.
29Операции реляционной алгебры.
30Реляционное исчисление с переменными-кортежами.
31Избыточные функциональные зависимости. Минимальное покрытие. Декомпозиция отношений.
32Нормальные формы схем отношений. Первая нормальная форма. Вторая нормальная форма.
33Нормальные формы схем отношений. Третья нормальная форма.
34Нормальные формы схем отношений. Нормальная форма Бойса-Кодда.
35Нормальные формы схем отношений. Четвертая нормальная форма.
36Нормальные формы схем отношений. Пятая нормальная форма.
37Соединения без потерь и сохраняющие зависимости.
38Условия отсутствия потерь при соединении.
39Структурированный язык запросов SQL. Категории SQL.
40Структурированный язык запросов SQL. Описание данных. Таблицы. Типы данных. Целостность данных.
41Структурированный язык запросов SQL. Многотабличные запросы.
42Структурированный язык запросов SQL. Операции изменения и обнов¬ления базы данных.
43Структурированный язык запросов SQL. Использование UNION для объединения результатов инструкций SELECT.
44Структурированный язык запросов SQL. Формирование запросов.
45Структурированный язык запросов SQL. Использование псевдонимов.
46Три уровня представления данных в автоматизированных информаци¬онных системах. 47 Логическая и физическая независимость данных.
48 Основные функции СУБД.
8
9
3. Методические указания по подготовке к лабораторным занятиям
3.1Общие рекомендации по подготовке к лабораторным занятиям
Входе подготовки к лабораторным занятиям необходимо изучать основную литературу, знакомиться с дополнительной литературой, а также с новыми публикациями в периодических изданиях: журналах, газетах и т.д. При этом необходимо учесть рекомендации преподавателя и требования учебной программы.
Всоответствии с этими рекомендациями и подготовкой полезно дорабатывать свои конспекты лекции, делая в нем соответствующие записи из литературы, рекомендованной преподавателем и предусмотренной учебной программой. Целесообразно также подготовить тезисы для возможного выступлений по всем учебным вопросам, выносимым на практическое занятие.
При подготовке к занятиям можно также подготовить краткие конспекты по вопросам темы.
Очень эффективным приемом является составление схем и презентаций.
Готовясь к докладу или реферативному сообщению, желательно обращаться за методической помощью к преподавателю. Составить план-конспект своего выступления. Продумать примеры с целью обеспечения тесной связи изучаемой теории с реальной жизнью. Своевременное и качественное выполнение самостоятельной работы базируется на соблюдении настоящих рекомендаций и изучении рекомендованной литературы. Студент может дополнить список использованной литературы современными источниками, не представленными в списке рекомендованной литературы, и в дальнейшем использовать собственные подготовленные учебные материалы при написании курсовых и дипломных работ.
3.2 Примеры задач для практических занятий
База данных «Библиотека» ЧИТАТЕЛИ (№ читательского билета, фамилия, имя, отчество, город, адрес, телефон, паспортные данные);
КНИГИ (№ книги, название книги, автор, дата издания); УЧЕТ КНИГ (№ читательского билета, № книги, дата выдачи, дата возврата).
Создать одиночную форму на основе таблицы КНИГИ. На основе таблиц ЧИТАТЕЛИ и УЧЕТ КНИГ создать многотабличную форму. Создать следующие запросы:
•определить фамилии, имена, адрес, телефон читателей, которые посетили библиотеку определенного числа (с параметром);
•для каждого читателя определить время, в течение которого книга была на руках (вычисляемое поле);
•создать итоговый запрос, с помощью которого можно определить для каждого читателя общее количество книг, взятых в библиотеке.
Создать отчет (ФИО читателя, название книги, автор, дата выдачи, дата возврата). Создать кнопочную форму.
10