- •Общие сведения Сведения об эумк
- •Методические рекомендации по изучению дисциплины
- •Рабочая учебная программа
- •Учреждение образования
- •«Белорусский государственный университет
- •Информатики и радиоэлектроники»
- •Пояснительная записка
- •Содержание дисциплины
- •1. Название тем лекционных занятий, их содержание, объем в часах.
- •2 Перечень тем ипр их наименование и объем в часах
- •3 Перечень тем контрольных работ их наименование и объем в часах
- •4. Курсовая работа, ее характеристика
- •Перечень тем курсовых работ
- •5. Литература
- •5.1 Основная
- •5.2 Дополнительная
- •6. Перечень компьютерных программ, наглядных и других пособий, методических указаний и материалов и технических средств обучения
- •7. Учебно-методическая карта дисциплины
- •1.1.3. Способы организации знаний в базах знаний
- •1.1.4. Применение баз знаний
- •1.1.5. Виды моделей баз данных
- •2. Теория баз данных
- •2.1. История развития представлений о базах данных
- •2.1.1. Области применения вычислительной техники
- •2.1.2. Базы данных и информационные системы
- •2.1.3. История развития баз данных
- •2.1.4. Этапы развития баз данных
- •2.2. Основные термины и определения теории бд, виды бд и их отличия
- •2.2.1. Классификация бд
- •2.3. Реляционные бд, понятие сущности и связи
- •2.3.1. Общие определения
- •2.3.2. Факты о реляционной модели данных
- •2.3.3. Достоинства реляционной модели данных
- •2.3.4. Недостатки реляционной модели данных
- •2.3.5. Целостность бд
- •2.3.6. Отношения
- •2.3.7. Кортежи и отношения
- •2.3.8. Связи
- •2.3.9. Ключи отношений
- •2.3.10. Ссылочная целостность
- •2.3.11. Консистентность данных
- •2.4. Многоуровневая архитектура баз данных, понятие физического и логического уровней баз данных
- •2.4.1. Определения
- •2.4.2. Многоуровневая структура баз данных
- •Indexed р#
- •2.4.3. Постоянная и переменная длина записи
- •2.4.4. Способы представления данных
- •2.4.5. Простейший вариант – плоский файл
- •2.4.6. Факторизация по значениям поля
- •2.4.7. Индексирование по полям
- •2.4.8. Комбинация простых представлений
- •2.4.9. Использование цепочек указателей
- •2.4.10. Многосписочные структуры
- •2.4.11. Инвертированная организация
- •2.4.12. Иерархическая организация
- •2.4.14. Промежуточный итог
- •2.4.15. Методы индексирования
- •2.4.16. Индексирование по комбинации полей
- •2.4.17. Селективный индекс
- •2.4.18. Индексация по методу сжатия
- •2.4.19. Фронтальное сжатие
- •2.4.20. Сжатие окончания
- •2.4.21. Символьные указатели
- •2.4.23. Индексно-последовательная организация
- •2.4.24. Сбалансированные деревья
- •2.4.25. Ведение файла
- •2.4.26. Хэширование
- •2.5.2. Факторы эффективности хэширования
- •2.5.3. Размер участка памяти
- •2.5.4. Плотность заполнения
- •2.5.5. Алгоритмы хэширования
- •2.5.6. Размещение записей в области переполнения
- •2.5.7. Итог
- •2.6. Механизмы обработки и хранения данных в бд
- •2.6.1. Введение
- •2.6.2. Механизмы обработки и хранения данных в ms-sql 6.0-6.5
- •2.6.3. Механизмы обработки и хранения данных в ms-sql 7.0 и более поздних версиях
- •2.6.4. Метод доступа isam
- •2.6.5. Метод доспута MyIsam
- •2.6.6. Метод доступа vsam
- •2.6.7. Включение записей в *sam-файлы
- •2.6.8. Размещение индексов для *sam-файлов
- •2.6.9. Метод доступа InnoDb
- •InnoDb в MySql 5.1
- •2.7.3. Сетевые структуры
- •3.1.4. Стандарты разработки бд/субд
- •3.1.5. Sql и его стандарты
- •3.1.6. Использование методологии idef1x
- •3.1.7. Пример логической и физической схемы в ErWin
- •3.1.8. Минимальный набор стандартных таблиц
- •3.1.8. Итог
- •3.2. Средства автоматизированного проектирования бд
- •3.2.1. Введение
- •3.2.2. Case-технологии
- •3.2.3. Достоинства case-технологий
- •3.2.4. Промежуточные выводы и определения
- •3.2.5. Методологии структурного моделирования
- •3.2.6. Методология sadt (idef0)
- •3.2.7. Методологии информационного моделирования
- •3.2.8. Нотация Чена
- •3.2.9. Нотация Мартина
- •3.2.10. Нотация ide1x
- •3.2.11. Нотация Баркера
- •3.2.12. Язык информационного моделирования
- •3.2.13. Case-средства
- •3.2.14. Процесс создания модели бд в ErWin
- •3.2.15. Процесс создания модели бд в Sparx ea
- •3.2.16. Итог
- •3.3. Особенности проектирования бд на логическом и физическом уровнях
- •3.3.1. Введение
- •3.3.2. Модель бд
- •3.3.4. Банки данных
- •3.3.5. Модели данных
- •3.3.6. Этапы проектирования бд
- •3.3.7. Проектирование бд: внешний уровень
- •Изучение процессов преобразования входных данных в выходные.
- •3.3.8. Проектирование бд: инфологический уровень
- •3.3.9. Проектирование бд: даталогический уровень
- •3.3.10. Уровни sql
- •3.3.11. Проектирование бд: физический уровень
- •3.4.3. Требования нормализации
- •3.4.4. Примеры аномалий
- •3.4.5. Нормальные формы
- •3.4.6. Зависимости
- •3.4.6. Первая нормальная форма
- •3.4.7. Вторая нормальная форма
- •3.4.8. Третья нормальная форма
- •3.4.9. Нормальная форма Бойса-Кодда
- •3.4.10. Четвёртая нормальная форма
- •3.4.11. Пятая нормальная форма
- •3.4.12. Доменно-ключевая нормальная форма
- •3.4.13. Ещё раз, кратко, все нормальные формы
- •3.4.14. Ещё раз, кратко, в ErWin
- •3.4.15. Обратное проектирование бд
- •3.4.16. Итог
- •3.5. Повышение качества бд на стадии проектирования
- •3.5.1. Памятки разработчикам бд
- •3.5.2. Показатели качества бд
- •Практическая часть
- •Указания по выбору варианта
- •Индивидуальные практические работы Индивидуальная практическая работа № 1 Общие сведения
- •Практическая часть
- •Указания по выбору варианта
- •Индивидуальная практическая работа № 2 Общие сведения
- •Указания по выбору варианта
- •Практическая часть
Пояснительная записка
Цель преподавания дисциплины.
Целью изучения курса является формирование у слушателей устойчивых теоретических знаний и практических навыков в области разработки и эксплуатации баз данных, использования средств автоматизированного проектирования баз данных и программных продуктов, реализующих функционирование и управление базами данных. Изучение данного курса является необходимым этапом в профессиональном развитии специалиста в области информационных технологий и позволяет в дальнейшем совершенствовать навыки разработки профессиональных программных средств, отвечающих современному этапу развития компьютерной техники.
Задачи изучения дисциплины.
В результате изучения дисциплины обучаемый должен:
знать:
методы физического представления данных;
модели представления данных;
способы нормализации отношений;
принципы работы транзакций;
принципы построения компиляторов SQL;
основы функционирования распределенных, объектно-ориентированных СУБД;
уметь:
реализовывать запросы к СУБД с использованием стандартного языка запросов SQL и прикладных систем разработки ПО;
владеть алгоритмами хеширования, сжатия и поиска данных;
создавать модели базы данных с использованием современных CASE-средств (например, Power Designer, Rational Rose, Erwin);
создавать клиентские приложения, генерировать отчеты.
Перечень дисциплин, усвоение которых необходимо для изучения данной дисциплины.
№ пп |
Название дисциплины |
Раздел, тема |
1. |
Основы алгоритмизации и программирования |
Теория алгоритмизации |
2. |
Организация и функционирование ЭВМ |
Формы представления логических функций |
3. |
Конструирование программ и языки программирования |
Язык программирования C |
Содержание дисциплины
1. Название тем лекционных занятий, их содержание, объем в часах.
№ пп |
Название темы |
Содержание |
Объем в часах |
1 |
2 |
3 |
4 |
1. |
Введение в базы данных, содержание и цели курса, основные понятия. |
Вводная лекция. Знакомство с курсом. Основные цели и задачи курса. |
4 |
2. |
История развития представлений о БД. |
Начальные этапы развития представлений о БД. Формирование основных подходов к построению БД. Возникновение теории реляционных БД. |
4 |
3. |
Основные термины и определения теории БД. Виды БД и их отличия. |
База данных как информационная модель. Модели данных, выбор модели данных. Язык SQL. Диалекты языка SQL. Существующие виды БД, их отличия, преимущества и недостатки. |
4 |
4. |
Реляционные БД. Понятие «сущности» и «связи». |
Понятия «сущность», «связь», «индекс», «ключ». Целостность данных. Нормализация данных. Виды нормальных форм. Стандартные приёмы использования связей вида «один ко многим» и «многие ко многим». Хранение иерархических структур (деревьев) в реляционной БД. |
4 |
5. |
Многоуровневая архитектура БД. Понятие физического и логического уровней БД. |
Особенности организации логического и физического уровня БД, назначение уровней. Преимущества многоуровневой архитектуры. Типы данных, понятие «домена». |
4 |
6. |
Механизмы обработки и хранения данных в БД. |
Обеспечение целостности и непротиворечивости данных, решение ситуаций конкуренции за данные, стратегии хранения данных. |
4 |
7. |
Стандарты разработки БД. |
Стандарты языка SQL. Методологии проектирования БД. Зарубежные и отечественные стандарты в области разработки, внедрения и сопровождения БД. |
4 |
8. |
Средства автоматизированного проектирования БД. |
Обзор существующих средств автоматизированного проектирования БД. Современные версии ПО для автоматизированного проектирования БД. Возможности средств автоматизированного проектирования БД для взаимодействия с СУБД и решения стандартных задач. |
8 |
9. |
Особенности проектирования БД на логическом и физическом уровне. |
Логический и физический уровни БД, отличия на стадии проектирования. Автоматическое построение физического уровня БД при формировании логического уровня. Выбор типов данных при проектировании физического уровня БД. |
8 |
10. |
Прямое и обратное проектирование БД. |
Прямое и обратное проектирование БД. Синхронизация модели БД и существующей БД. Построение модели БД по существующей БД. Модернизация БД в процессе эксплуатации. |
8 |
11. |
Повышение качества БД на стадии проектирования. |
Повышение надёжности, безопасности и быстродействия БД на стадии проектирования. Требования к качеству БД в зависимости от области применения БД. |
4 |
12. |
Обзор существующих СУБД. |
Обзор современных версий СУБД ведущих производителей данного класса ПО. Классификация СУБД. Возможности современных СУБД. |
8 |
13. |
СУБД начального уровня. |
Назначение и возможности СУБД начального уровня. Обзор современных версий СУБД MySQL, PostgreSQL, MS-Access. |
8 |
14. |
СУБД корпоративного уровня. |
Назначение и возможности СУБД корпоративного уровня. Обзор современных версий СУБД Oracle, MS-SQL, DB2. |
8 |
15. |
Способы взаимодействия ПС с СУБД. |
Организация взаимодействия ПС с СУБД под управлением ОС семейства Windows и Unix. Организация удалённого взаимодействия с СУБД. Понятие тонкого и толстого клиента, использование хранимых процедур. |
4 |
16. |
Современные тенденции развития СУБД. |
Современные тенденции развития СУБД. Решение проблемы репликации данных. Распределённые СУБД. Хранилища данных. |
8 |
17. |
Настройка и администрирование СУБД. |
Настройка и администрирование СУБД MySQL под управлением ОС семейства Windows и Unix. Особенности использования СУБД MySQL при создании веб-ориентированных приложений. Настройка и администрирование СУБД Oracle под управлением ОС семейства Windows и Unix. |
8 |
18. |
Повышение надёжности БД. |
Обеспечение целостности и непротиворечивости данных на стадии эксплуатации СУБД. Резервное копирование данных. Зеркалирование данных. |
4 |
19. |
Повышение производительности БД. |
Оптимизация БД по быстродействию: способы и алгоритмы. Реконструкция модели БД как способ повышения производительности. Оптимальный выбор типов данных как способ повышения производительности. |
4 |
20. |
Повышение безопасности БД. |
Разграничение прав доступа на уровне администрирования СУБД. Шифрование данных средствами СУБД как средство повышения защищённости данных. Защищённые протоколы взаимодействия ПС с СУБД. |
4 |
21. |
Модернизация БД в процессе эксплуатации. |
Эволюционное и революционное развитие БД. Модернизация БД без вывода БД из эксплуатации. Слияние БД. Преобразование БД в хранилище данных. |
4 |
Итого |
114 |