База данных. ЭУМК Базы данных. Пояснительная записка Теоретический раздел Практический раздел Раздел контроля знаний Вспомогательный раздел Пинск
 Скачать 2.33 Mb.
|
|
Тема 1.1. Модели данных и механизмы реализации БД. Реляционная модель. Предметная область. Информационный объект. Понятие базы данных (БД). Требования, предъявляемые к БД. Устройства для размещения БД. Модели данных. Иерархическая модель. Сетевая модель, даталогические модели. Средства представления моделей. Реляционная модель. Достоинства и недостатки реляционной модели данных. Понятие реляционного отношения. Домен, кортеж, ключ. Схема отношения. Логические связи между отношениями. Типы логических связей. Потенциальные ключи. Первичный ключ. Внешние ключи. Операции над отношениями. Тема 1.2. Реляционная алгебра и реляционное исчисление Основы теории множеств. Реляционная алгебра. Общая интерпретация реляционных операций. Основные операции реляционной алгебры. Специальные операции реляционной алгебры. Реляционное исчисление: исчисление кортежей, исчисление доменов, язык запросов по образцу. Операции над отношениями в реляционной СУБД. Раздел 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕЛЯЦИОННЫХ БАЗ ДАННЫХ Тема 2.1. Логическое проектирование модели БД Основы, принципы и аспекты проектирования. Проектирование реляционной БД, этапы проектирования. Концептуальное проектирование. Концептуальная модель. Логическое проектирование. Сущности и связи. Диаграмма «сущность-связь»: модель уровня сущностей, модель данных, основанная на ключах, полная атрибутивная модель. ER- модели. Проектирование модели БД в терминах «сущность-связь». Тема 2.2. Нормализация данных Понятие нормализации данных. Основные нормальные формы (НФ) реляционных отношений: первая, вторая и третья НФ. НФ Бойса-Кодда, четвертая и пятая НФ (нормальная форма проекции-соединения-PJ/NF). Тема 2.3. Физическая организация БД Понятие физической модели данных. Развитие методов физической организации данных. Физическое проектирование. Вопросы, решаемые на этапе физического проектирования. Критерии выбора физической организации данных. Инструментальные средства для создания БД и ее объектов. CASE-средства проектирования модели БД. Тема 2.4. Системы управления базами данных (СУБД) Понятие системы управления базами данных (СУБД). Общая характеристика СУБД. Классификация СУБД. Однопользовательские и многопользовательские СУБД. Типовая организация современной СУБД. Основные функции СУБД. Поддержка языков БД в СУБД. Классификация и особенности. Основные принципы взаимодействия СУБД и прикладных программ. Обзор, функциональные возможности и тенденции развития современных СУБД. Раздел 3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЯЗЫКОВ ЗАПРОСОВ. СТАНДАРТЫ, СТРУКТУРА, ВОЗМОЖНОСТИ И ПРИМЕНЕНИЕ ЯЗЫКА SQL Тема 3.1. Языки запросов Языки запросов, их основные возможности. Типы запросов. Способы создания запроса. Инструментальные средства для формирования запросов. Запросы по образцу. Язык запросов по образцу и другие высокоуровневые языки запросов. Использование соответствующего языка для работы с данными БД. Понятие транзакции, особенности ее исполнения. Модели и свойства транзакций. Сериализация транзакций. Средства управления транзакциями. Журнализация и проблемы параллельного выполнения транзакций. Тема 3.2. Язык SQL, основные конструкции и работа с данными Назначение, возможности и основные термины языка SQL. SQL, стандарты SQL. Структура языка SQL, основные типы операторов, функции и запросы. Язык определения данных, язык манипулирования данными. Создание, удаление и работа с объектами БД. Типы данных. Описание и операции манипулирования данными. Использование реляционных, булевых и специальных операторов. Запросы, основные виды, структура и назначение SQL-запроса. Использование агрегатных функций. Вычисление выражений. Передача результатов запроса внешней программе или пользовательской процедуре. Структура и использование оператора SELECT. Задание условий поиска. Предложение WHERE. Подзапрос. Предикат сравнения. Группирование и сортировка результата запроса. Запрос на изменение данных. Поисковая модификация данных. Оператор UPDATE. Запрос на удаление. Поисковое удаление. Оператор DELETE. Тема 3.3. Пользовательские процедуры и функции Использование встроенных процедур. Объявление пользовательской процедуры. Внешние параметры. Передача параметров. Взаимодействие процедур и функций. Возврат результата из пользовательской процедуры (функции). Передача результата процедуры внешнему приложению. Выполнение пользовательской процедуры. Использование пользовательских процедур и функций во внешних пользовательских приложениях. Организация и использование представлений. Тема 3.4. Использование курсоров Понятие курсора. Виды курсоров. Работа с курсорами. Дополнительные средства работы с курсорами. Передача результатов вычисления выражения внешнему приложению. Раздел 4. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЦЕЛОСТНОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ С БАЗАМИ ДАННЫХ Тема 4.1. Целостность баз данных. Управление транзакциями Понятие целостности (целостность таблиц, типов данных, ссылочная целостность). Основные действия по обеспечению целостности. Обеспечение ссылочной целостности на основе внешних ключей. Понятие триггера. Структура и проектирование триггера. Поддержание целостности на основе механизма триггеров. Понятие транзакции, особенности ее исполнения. Модели и свойства транзакций. Сериализация транзакций. Средства управления транзакциями. Журнализация и проблемы параллельного выполнения транзакций. Тема 4.2. Повышение производительности баз данных Индексирование. Виды индексов. Пересечение индексов. Фрагментация индексов. Дефрагментация. Блокировки. Статистика объектов. Понятие плотности и селективности. Оптимизация запросов. План выполнения транзакций. Оптимизация плана. Оценка селективности. Тема 4.3. Администрирование и управление объектами базы данных Резервирование БД. Понятие репликации БД. Оптимизация работы БД. Восстановление БД. Актуальность защиты БД. Методы защиты: защита с помощью пароля, шифрование и дешифрование БД, защита на уровне управления доступом пользователей. Управление транзакциями. Управление правами доступа. Тема 4.4. Методы доступа к базам данных из прикладных программ Интерфейсы и средства доступа к БД и к данным в БД. Объектные интерфейсы доступа. Открытый интерфейс доступа к базам данных из прикладных программ (ODBC). Назначение, структура, функции ODBC. Использование ODBC в прикладных программах. Тема 4.5. Базы данных в клиент-серверной архитектуре. Распределенные БД. Тиражирование данных Клиент-серверная архитектура, основные модели реализации. Использование баз данных в клиент-серверной архитектуре. Понятие сервера базы данных, функции сервера и основные методы доступа к данным (FS, RDA, DBS, AS). Поддержка технологии клиент/сервер в СУБД. Функции БД в 2-звенной, 3-звенной и многозвенной архитектуре. Базы данных в распределенных средах. Проблемы интеграции распределенных баз данных и данных, размещаемых в различных узлах сети. Технология тиражирования, основные механизмы реализации. Перспективные модели и направления развития БД и СУБД. ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ 1. Построение логической и физической моделей данных с помощью CASE-средств разработки информационных систем. Нормализация данных. Прямое и обратное проектирование. 2. Создание БД и ее объектов средствами СУБД. Установление связей между таблицами, создание индексов, обеспечение безопасности данных. 3. Построение запросов. Язык запросов по образцу, использование его для работы с данными. 4. Создание сценария на языке БД для генерации БД и ее объектов, а также для наполнения ее таблиц конкретными данными. Освоение программного управления пользователями и правами доступа к данным. 5. Освоение команд на извлечения и манипулирования данными. Построение сложных предикатов, используемых в этих командах. 6. Разработка и использование хранимых (на сервере) механизмов (процедур, представлений и определяемых пользователем функций) для решения задач работы с данными. 7. Использование курсоров для работы с отдельными строками набора данных. Создание триггеров и соответствующего проверочного кода. 8. Освоение приемов работы с БД, размещенной на выделенном сервере. 9. Разработка средств управления транзакциями, обеспечение взаимодействия с удаленными объектами распределенной БД (средствами выбранной СУБД). 10. Проектирование распределенных БД в среде клиент-сервер. Тиражирование данных. 11. Освоение способов доступа к данным из прикладных программ. ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРОГРАММ 1. Операционная система (например Windows). 2. Реляционная система управления базами данных. 3. CASE-системы. 4. Внешние пользовательские приложения и среды разработки. 25 7 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ КАРТА Номе р разде ла, темы, занят ия Название раздела, темы, занятия; перечень изучаемых вопросов Количество аудиторных часов Мате риаль ное обесп ечени е занят ия (нагл ядны е, мето дичес кие посо бия и др.) Литература Форм ы контро ля знаний Лек ции Практ ическ ие (семи нарск ие) занят ия Лабо ратор ные занят ия Управл яемая самосто ятельна я работа студент а 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 РАЗДЕЛ 1 ОСНОВЫ ТЕОРИИ РЕЛЯЦИОННЫХ БАЗ ДАННЫХ (БД) 4 1.1 Модели данных и механизмы реализации БД. Реляционная модель. 2 [3, 7] 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.1.4 Предметная область. Информационный объект. Понятие базы данных (БД). Требования, предъявляемые к БД. Устройства для размещения БД. Модели данных. Иерархическая модель. Сетевая модель, даталогические модели. Средства представления моделей. Реляционная модель. Достоинства и недостатки реляционной модели данных. Понятие реляционного отношения. Домен, кортеж, ключ. Схема отношения. Логические связи между отношениями. Типы логических связей. Потенциальные ключи. Первичный ключ. Внешние ключи. Операции над отношениями. 2 Презен- тация опрос 1.2. Реляционная алгебра и реляционное исчисление 2 25 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 1.2.5 Основы теории множеств. Реляционная алгебра. Общая интерпретация реляционных операций. Основные операции реляционной алгебры. Специальные операции реляционной алгебры. Реляционное исчисление: исчисление кортежей, исчисление доменов, язык запросов по образцу. Операции над отношениями в реляционной СУБД. 2 2 РАЗДЕЛ 2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕЛЯЦИОННЫХ БАЗ ДАННЫХ 8 6 2.1 Логическое проектирование модели БД 2 2 [4, 7] 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 Основы, принципы и аспекты проектирования. Проектирование реляционной БД, этапы проектирования. Концептуальное проектирование. Концептуальная модель. Логическое проектирование. Сущности и связи. Диаграмма «сущность- связь»: модель уровня сущностей, модель данных, основанная на ключах, полная атрибутивная модель. ER-модели. Проектирование модели БД в терминах «сущность-связь». 2 2 Презен- тация опрос 2.2 Нормализация данных 2 1 [2, 8, 9] 2.2.1 2.2.2 2.2.3 Понятие нормализации данных. Основные нормальные формы (НФ) реляционных отношений: первая, вторая и третья НФ. НФ Бойса-Кодда, четвертая и пятая НФ (нормальная форма проекции- соединения-PJ/NF). 2 1 Презен- тация опрос 2.3 Физическая организация БД 2 1 [3, 6] 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.3.5 2.3.6 Понятие физической модели данных. Развитие методов физической организации данных. Физическое проектирование. Вопросы, решаемые на этапе физического проектирования. Критерии выбора физической организации данных. Инструментальные средства для создания БД и ее объектов. CASE-средства проектирования модели БД. 2 1 Презен- тация опрос 2.4 Системы управления базами данных (СУБД) 2 2 25 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.4.4 2.4.5 2.4.6 Понятие системы управления базами данных (СУБД). Общая характеристика СУБД. Классификация СУБД. Однопользовательские и многопользовательские СУБД. Типовая организация современной СУБД. Основные функции СУБД.Поддержка языков БД в СУБД. Классификация и особенности. Основные принципы взаимодействия СУБД и прикладных программ. Обзор, функциональные возможности и тенденции развития современных СУБД. 2 2 3 РАЗДЕЛ 3 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЯЗЫКОВ ЗАПРОСОВ. СТАНДАРТЫ, СТРУКТУРА, ВОЗМОЖНОСТИ И ПРИМЕНЕНИЕ ЯЗЫКА SQL 12 14 3.1 Языки запросов 2 2 [3, 7] 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5 3.1.6 3.1.7 Языки запросов, их основные возможности. Типы запросов. Способы создания запроса. Инструментальные средства для формирования запросов. Запросы по образцу. Язык запросов по образцу и другие высокоуровневые языки запросов. Использование соответствующего языка для работы с данными БД. Понятие транзакции, особенности ее исполнения. Модели и свойства транзакций. Сериализация транзакций. Средства управления транзакциями. Журнализация и проблемы параллельного выполнения транзакций. 2 2 Презен- тация опрос 3.2 Язык SQL, основные конструкции и работа с данными 4 6 [7] 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5 Назначение, возможности и основные термины языка SQL. SQL, стандарты SQL. Структура языка SQL, основные типы операторов, функции и запросы. Язык определения данных, язык манипулирования данными. Создание, удаление и работа с объектами БД. 2 2 Презен- тация опрос 26 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 3.2.6 3.2.7 3.2.8 3.2.9 3.2.10 3.2.11 Типы данных. Описание и операции манипулирования данными. Использование реляционных, булевых и специальных операторов. Запросы, основные виды, структура и назначение SQL-запроса. Использование агрегатных функций. Вычисление выражений. Передача результатов запроса внешней программе или пользовательской процедуре. 2 2 Комп. класс отчет по ЛР 3.2.12 3.2.13 3.2.14 3.2.15 Структура и использование оператора SELECT. Задание условий поиска. Предложение WHERE. Подзапрос. Предикат сравнения. Группирование и сортировка результата запроса. Запрос на изменение данных. Поисковая модификация данных. Оператор UPDATE. Запрос на удаление. Поисковое удаление. Оператор DELETE. 2 Комп. класс отчет по ЛР 3.3 Пользовательские процедуры и функции 4 4 [3, 7] 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4 Использование встроенных процедур. Объявление пользовательской процедуры. Внешние параметры. Передача параметров. Взаимодействие процедур и функций. 2 2 Презен- тация опрос 3.3.5 3.3.6 3.3.7 3.3.8 3.3.9 Возврат результата из пользовательской процедуры (функции). Передача результата процедуры внешнему приложению. Выполнение пользовательской процедуры. Использование пользовательских процедур и функций во внешних пользовательских приложениях. Организация и использование представлений. 2 2 3.4 Использование курсоров 2 2 Комп. класс отчет по ЛР 3.3.10 3.3.11 3.3.12 3.3.13 Понятие курсора. Виды курсоров. Работа с курсорами. Дополнительные средства работы с курсорами. Передача результатов вычисления выражения внешнему приложению. 2 2 Комп. класс отчет по ЛР 4 РАЗДЕЛ 4 ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЦЕЛОСТНОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ С БАЗАМИ ДАННЫХ 10 12 26 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 4.1 Целостность баз данных. Управление транзакциями 2 2 [7] 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.1.5 Понятие целостности (целостность таблиц, типов данных, ссылочная целостность). Основные действия по обеспечению целостности. Обеспечение ссылочной целостности на основе внешних ключей. Понятие триггера. Структура и проектирование триггера. Поддержание целостности на основе механизма триггеров. Понятие транзакции, особенности ее исполнения. Модели и свойства транзакций. Сериализация транзакций. Средства управления транзакциями. Журнализация и проблемы параллельного выполнения транзакций. 2 2 Презен- тация опрос 4.2 Повышение производительности баз данных 2 [7] 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.2.5 Индексирование. Виды индексов. Пересечение индексов. Фрагментация индексов. Дефрагментация. Блокировки. Статистика объектов. Понятие плотности и селективности. Оптимизация запросов. План выполнения транзакций. Оптимизация плана. Оценка селективности. 2 Презен- тация Комп. класс опрос отчет по ЛР 4.3 Администрирование и управление объектами базы данных 2 2 [7] 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.3.5 Резервирование БД. Понятие репликации БД. Оптимизация работы БД. Восстановление БД. Актуальность защиты БД. Методы защиты: защита с помощью пароля, шифрование и дешифрование БД, защита на уровне управления доступом пользователей. Управление транзакциями. Управление правами доступа. 2 2 Презен- тация опрос 4.4 Методы доступа к базам данных из прикладных программ 2 4 Комп. класс отчет по ЛР 4.4.1 4.4.2 4.4.3 4.4.4 Интерфейсы и средства доступа к БД и к данным в БД. Объектные интерфейсы доступа. Открытый интерфейс доступа к базам данных из прикладных программ (ODBC). Назначение, структура, функции ODBC. 2 2 |