Рабочая программа учебной дисциплины «базы данных»




Скачать 154.13 Kb.
НазваниеРабочая программа учебной дисциплины «базы данных»
доцент к т
Дата конвертации04.01.2013
Размер154.13 Kb.
ТипРабочая программа


НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ


ФАКУЛЬТЕТ АВТОМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ


КАФЕДРА СИСТЕМ СБОРА И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ


«УТВЕРЖДАЮ»

Декан АВТФ


________________ В.В. Губарев

«____ »______________200_ г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ


«БАЗЫ ДАННЫХ»


ООП 230201 «Информационные системы и технологии»


Факультет __ Автоматики и вычислительной техники_ _________

Курс 3 Семестр 5 ____


Лекции _________ 34 час.

Лабораторные работы 16 час.

Курсовая работа 5 семестр

Самостоятельная работа 35 час.

Экзамен 5 семестр

Всего 86 часов


Н

Новосибирск

2006 г.

Рабочая программа составлена на основании Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению 654700 «Информационные системы», специальности 071900 «Информационные системы и технологии».

Регистрационный номер № 686, дата утверждения ГОС 02.03.2000 г.

Шифр дисциплины в ГОС - ОПД.Ф.06, Федеральный компонент,
Общепрофессиональные дисциплины, шифр дисциплины по учебному плану НГТУ – 28.

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры Систем сбора и обработки данных

Номер протокола заседания _____________

«_____» ______________ 200_ г.


Программу разработал

доцент к.т.н. __________________

Щетинин Ю.И.

Заведующий кафедрой

к.т.н., доцент ___________________




Полубинский В.Л.


Ответственный за основную

образовательную программу


1. ВНЕШНИЕ ТРЕБОВАНИЯ


В последние 20 лет базы данных (БД) стали основой информационных технологий и информационных систем различного назначения. Государственный образовательный стандарт (ГОС) по направлению 654700 «Информационные системы» содержит дисциплину «Управление данными» (шифр ОПД.Ф.06). Основным содержанием дисциплины является управление базами и банками данных. Поэтому в учебный план НГТУ по специальности 071900 «Информационные системы и технологии» включена дисциплина, предусмотренная ГОС, но с названием «Базы данных», как наиболее распространенным.

Требования ГОС к обязательному минимуму содержания приведены в табл.1

Таблица 1


Шифр

дисциплины




Содержание учебной дисциплины




Часы


ОПД.Ф.06

Управление данными

Основные понятия банков данных и знаний; информация и данные; предметная область банка данных; роль и место банков данных в информационных системах; пользователи банков данных; преимущества централизованного управления данными; база данных как информационная модель предметной области; система управления базой данных (СУБД); администратор базы данных; архитектура банка данных; инфологическое проектирование базы данных; выбор модели данных; иерархическая, сетевая и реляционная модели данных, их типы структур, основные операции и ограничения; представление структур данных в памяти ЭВМ; современные тенденции построения файловых систем; обзор промышленных СУБД; тенденции развития банков данных.


136



2. ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ


Курс изучается в 5-ом семестре обучения. Учебным планом по дисциплине предусмотрено 34 часа лекций, 16 часов лабораторных занятий и выполнение курсовой работы.

Таблица 2

Особенности построения дисциплины



Особенность (принцип)



Содержание


Основание для введения дисциплины в учебный

план специальности

230201 «Информационные системы и технологии»

Требования Государственного образовательного стандарта (ГОС) по специальности 230201 «Информационные системы и технологии», дисциплина ОПД.Ф.06

«Управление данными» федерального компонента


Адресат курса



Студенты 3 курса, обучающиеся

по специальности 230201 «Информационные системы и технологии»

Основная цель курса



Изучение организации, проектирования и создания баз данных


Ядро дисциплины


Требования к предварительной подготовке

  • Понятия БД и СУБД,

  • понятие банка данных,

  • модели данных,

  • архитектура БД,

  • реляционная модель данных,

  • реляционная алгебра и реляционное исчисление,

  • основы языка SQL,

  • концептуальное, логическое проектирование БД,

  • физическое проектирование реляционных БД,

  • организация внутреннего уровня СУБД (организация файлов, индексы, хеширование, кластеры),

  • транзакции БД,

  • администрирование БД.



Для изучения дисциплины необходима предварительная подготовка по теории отношений (дисциплина «Дискретная математика» учебного плана), организации файлов и структурам данных, основам программирования и методологии объектно-ориентированного программирования (дисциплины «Информатика» и «Программирование»).

Организация лабораторного практикума

В качестве базовой СУБД выбрана система MS Access@ корпорации Microsoft @

Лабораторный практикум (16 часов) направлен на получение практических навыков создания баз данных, таблиц, запросов, отчетов, форм и объектно-ориентированных приложений для управления базами данных в среде MS Access.


Организация курсового проектирования

В курсовой работе предусматривается разработка учебного проекта базы данных по индивидуальному заданию для каждого студента.


Знания и навыки, полученные в результате изучения дисциплины, используются в последующих курсах учебного плана (дисциплины «Корпоративные информационные системы», «Администрирование в информационных системах», «Проектирование информационных систем», «Системы сбора и обработки данных» и др.), в выпускных (дипломных) квалификационных работах и в профессиональной деятельности выпускников.


3. ЦЕЛИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ


В результате изучения данной дисциплины студент должен знать:

  1. Основные архитектуры баз данных.

  2. Задачи администрирования баз данных.

  3. Иерархическую, сетевую, реляционную и объектно-ориентрованную модели данных.

  4. Структуру реляционной модели данных и её свойства.

  5. Методологию концептуального и логического (инфологического) проектирования баз данных, основанную на модели «сущность - связь» и нормализации отношений.

  6. Инструкции, операторы и синтаксис языка SQL.

  7. Организацию внутреннего уровня файлов баз данных.

  8. Методологию объектно–ориентированного программирования при создании баз данных в среде MS Access.

Студент должен уметь:

  1. Разрабатывать концептуальную, логическую и физическую структуру данных при проектировании базы данных.

  2. Создавать таблицы, формы, запросы, представления, отчеты, используя средства MS Access.

  3. Использовать язык SQL для создания таблиц и запросов.

  4. Создавать интерфейс пользователя БД: формы, меню, панели инструментов и др.

  5. Создавать приложения баз данных в среде СУБД MS Access.

Студент должен иметь представление:

1. Об обработке транзакций в БД,

2. Об особенностях организации и функционирования распределенных систем БД.


4. СОДЕРЖАНИЕ И СТРУКТУРА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ


4.1. Л екционные занятия - 34 часа.


1. Введение в дисциплину - 2 часа.

Содержание, задачи и организация изучения дисциплины. Литература.

Информация и данные. Понятие базы данных (БД) и системы управления базами данных (СУБД). Понятие банка данных. Файловые системы. Уровни схем баз данных. Компоненты систем баз данных. Общие сведения о СУБД Microsoft Access.


2. Модели данных - 2 часа.

Типы моделей данных. Иерархическая и сетевая модели данных. Реляционная модель данных. Реляционная целостность данных. Объектно – ориентированная модель данных. Объектно-реляционная модель данных.

3. Архитектура систем БД – 2 часа.

Архитектура «хост – терминал». Локальные базы данных. Архитектура «файл-сервер» систем БД. Архитектура «клиент - сервер» систем БД. Архитектура «клиент - сервер» в Web – среде. Распределенные системы баз данных (общие сведения).


4. Реляционная алгебра – 4 часа.

Общие сведения. Операции теории множеств реляционной алгебры (объединения, пересечения, разности, декартова произведения). Специальные операторы реляционной алгебры (выборки, проекции, соединения, деления).

Дополнительные операторы реляционной алгебры.


5. Основы языка SQL - 4 часа.

Назначение и особенности языка SQL. Компоненты и инструкции языка SQL. Типы данных языка. Специальные типы данных.

Инструкция выборки данных SELECT. Простые однотабличные запросы. Запросы с агрегатными функциями. Запросы с сортировкой и группировкой данных. Вложенные запросы (подзапросы). Многотабличные запросы. Язык QBE. Запросы с параметрами.

6. Определение и изменение данных в SQL - 2 часа.

Добавление (вставка) новых записей. Удаление данных. Изменение данных. Создание таблиц. Управление доступом к данным. Создание индексов и ключей. Модификация таблиц. Представления.


  1. Управление доступом к данным в SQL - 2 часа.
    Типы пользователей базы данных. Создание пользователей. Предоставление привилегий. Роли и группы пользователей.
    Встроенный SQL.



8. Модель «сущность - связь» - 2 часа.

Сущности и связи. Диаграммы «сущность-связь» (ER – диаграммы). Атрибуты сущностей. Типы связей. Связи «один к одному», «один ко многим» и «многие ко многим». Получение отношений из ER – диаграмм.


9. Нормализация отношений - 2 часа.

Цели нормализации. Нормальные формы отношений (таблиц). Декомпозиция таблиц на основе сопоставления ключей и детерминантов отношения. Пример нормализации.


10. Проектирование и администрирование баз данных - 2часа.

Жизненный цикл приложения БД. Администрирование данных и администрирование БД. Общая методика (схема) проектирования базы данных. Создание концептуальной модели данных. Логическое проектирование базы данных. Методология физического проектирования базы данных.


11. Организация внутреннего уровня СУБД - 4 часа.

Физические и логические записи. Способы организации файлов данных. Смешанные и последовательные неупорядоченные файлы. Индексы, индексные и индексированные файлы. Индексно – последовательные файлы.

Хешированные файлы. Разрешение конфликтов в хешированных файлах.


12. Управление транзакциями в БД - 2 часа.

Транзакции БД. Свойства транзакций. Журнал транзакций. Уровни изоляции транзакций. Управление параллельной обработкой. Блокировка при параллельной обработке.


13. Защита и администрирование баз данных - 2 часа.

Содержание защиты базы данных. Авторизация пользователей. Представления. Резервное копирование и восстановление. Поддержка целостности. Шифрование. Поддержка безопасности в языке SQL.


14. Общие сведения о распределенных системах баз данных – 2 часа.

Задачи и функции распределенных систем баз данных. Архитектура распределенных СУБД. Распределение данных. Фрагментация. Репликация.


    1. Структура дисциплины




4.3. Лабораторные занятия - 16 часов

1. Создание баз данных, таблиц, работа с таблицами в среде СУБД Microsoft Access - 4 часа.

2. Создание запросов и отчетов в среде СУБД Microsoft Access
- 4 часа.

3. Создание форм и панелей инструментов в среде MS Access - 4 часа.

4. Многопользовательский доступ к базам данных с помощью
Microsoft SQL Server 2000 - 4 часа.


4.4. Курсовая работа - 12 часов



Целью курсовой работы является разработка учебного проекта базы данных в среде СУБД Microsoft Access.

Содержание индивидуального задания:

  • Введение,

  • Задание,

  • Диаграмма «сущность - связь»,

  • Нормализация отношений (таблиц),

  • Структура базы данных (таблицы, связи, поля, типы и размеры полей),

  • Основные характеристики используемой СУБД,

  • Разработка интерфейса пользователя (меню, формы, инструментальные панели и др.)

  • Разработка запросов,

  • Примеры обработки запросов,

  • Разработка отчета,

  • Заключение,

  • Список используемой литературы и электронных источников информации.


4.5. Самостоятельная работа - 35 часов


1. Подготовка к лабораторным занятиям (8 часов).

2. Изучение теоретического материала (15 часов).

3. Выполнение курсовой работы (12 часов).


5. УЧЕБНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ


Деятельность студента при изучении дисциплины заключается:

  • в восприятии и усвоении материала дисциплины, излагаемого на лекционных занятиях,

  • в самостоятельном изучении материала по литературе и электронным источникам информации,

  • в подготовке к выполнению лабораторных работ,

  • в отчетности по результатам и учебному материалу, связанному с содержанием лабораторной работы,

  • в выполнении курсовой работы.


6. ПРАВИЛА АТТЕСТАЦИИ СТУДЕНТОВ ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ


В течение семестра проводится текущая аттестация знаний по четырехбальной системе по каждой из четырех лабораторных работ и по курсовой работе (с весовым коэффициентом 3). При аттестации по лабораторным работам проводится выборочный опрос по соответствующим темам лекционного курса. На основании полученных оценок определяется средняя оценка с учетом весовых коэффициентов.

Если средняя оценка не ниже 4,8, то студент аттестуется по дисциплине оценкой «отлично» по результатам обучения в семестре и может не сдавать экзамен. Итоговая оценка по дисциплине выставляется как средняя взвешенная из оценок по результатам обучения в семестре и на экзамене, при этом первая имеет вес 0,3, вторая – вес 0,7. При необходимости проводится обычное округление.


7. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА


7.1. Основная литература.


  1. Конноли Т., Бегг К., Страчан А. Базы данных: проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика, 2-е изд.: Пер. с англ.: Уч. пособ. – М.: Издат. дом «Вильямс», 2000 г. – 1120 стр.

  2. Роланд Фред Д. Основные концепции баз данных.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2002. – 256 с.

  3. Рудикова Л.В. Базы данных. Разработка приложений. – СПб.: БХВ - Петербург, 2006. -496 с.

  4. Малыхина М. П. Базы данных: основы, проектирование, использование. – СПб.: БХВ – Петербург, 2004. – 512 с.




    1. Дополнительная литература.




  1. Риккарди Грег. Системы баз данных. Теория и практика использования в Internet и среде Java.: Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильямс», 2001. – 480 с.

  2. Крёнке Д. Теория и практика построения баз данных. 8-е изд./ - СПб.: Питер, 2003 – 800 с.

  3. Глушаков С.В., Ломотько Д. В. Базы данных: Учебный курс.- Харьков: Фолио; М.: ООО «Издательство АСТ», 2000 г. – 504 с.

  4. Дунаев В.В. Язык SQL. – СПб.: БХВ- Петербург, 2006. – 288 с.

8. КОНТРОЛИРУЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ АТТЕСТАЦИИ СТУДЕНТОВ ПО ДИСЦИПЛИНЕ


  1. Объясните значение следующих терминов:

а) данные; б) база данных; в) система управления базами данных;

г) язык определения данных; д) язык управления данными;

е) целостность данных; ж) представление.

  1. Назовите несколько СУБД и их основные характеристики.

  2. Сформулируйте понятие архитектуры базы данных.

  3. Назовите назначение и основные особенности архитектуры «клиент-сервер».

  4. Сравните многозвенную архитектуру баз данных с архитектурой «клиент - сервер».

  5. Что такое модель данных? Дайте характеристику основным типам моделей данных.

  6. Сформулируйте определение следующих понятий:
    а) отношение; б) атрибут; в) домен; г) кортеж; д) запись; е) поле;
    ж) степень и кардинальное число.

  7. Дайте определение ключа отношения. Приведите примеры.

  8. Укажите различия между первичным ключом отношения и потенциальными ключами.

  9. Что означает «внешний ключ» отношения?

  10. Определите и объясните смысл основных операций реляционной алгебры.

  11. Объясните содержание реляционного исчисления кортежей. Приведите примеры запросов с использованием реляционного исчисления.

  12. Дайте определение сущности, связи и атрибута. Приведите соответствующие примеры.

  13. Изобразите диаграммы ER-типа для следующей ситуации.

Научно-исследовательской организации необходимо хранить информацию о микросхемах, лабораториях-заказчиках и поставщиках микросхем. Каждая микросхема может быть поставлена несколькими поставщиками. Отдельный поставщик может продавать несколько типов микросхем.

  1. Дайте определение основным операциям реляционной алгебры.

  2. Что такое представление? Укажите различие между представлением и базовым отношением.

  3. Сформулируйте определение функциональной зависимости между атрибутами отношения. Приведите соответствующие примеры.

  4. Поясните цели нормализации отношений (таблиц). Какие аномалии в базе данных могут возникать, если отношения не будут отвечать требованиям нормальных форм?

  5. Дайте определения первой, второй и третьей нормальных форм отношений, а также нормальной формы Бойса - Кодда.

  6. Поясните, каким дополнительным условиям должны отвечать четвертая и пятая нормальные формы.

  7. Объясните содержание методики декомпозиции отношений на основе сопоставления ключей и детерминантов отношения.

  8. В базе данных предполагается хранить следующие сведения о работниках организации, занимающейся устранением неисправностей оборудования в обслуживаемых организацией учреждениях: номер социального страхования работника, номер контракта, номер недели года, объем работы в часах работника в учреждении за неделю, фамилия, имя, отчество работника, наименование учреждения, адрес организации. Предполагается, что работники имеют повременную оплату и могут быть заняты неполный рабочий день.

Выполните процедуру нормализации отношений. Обоснуйте соответствующие допущения и решения.

  1. Проанализируйте возможности СУБД MS Access. Определите, представляет ли эта СУБД средства поддержки первичных ключей, альтернативных ключей, реляционной целостности и создания представлений.

  2. Охарактеризуйте основные цели концептуального и логического проектирования БД.

  3. Найдите соответствие между операциями реляционной алгебры и операциями команд языка SQL, поддерживаемыми MS Access.

  4. Объясните синтаксис инструкции SELECT языка SQL.

  5. В среде Access создайте проект и базу данных (БД) “Операционные усилители” их двух таблиц:

1). ОУ (тип, коэффициент усиления, входное сопротивление, частота единичного усиления, коэффициент ослабления синфазного сигнала).

2). Заказы (заказчик, тип, количество, цена, дата заказа).

Определите имена и типы полей, задайте свойства полей (заголовки, форматы, значения по умолчанию, условия правильности ввода данных).

Введите в таблицы по 5-10 записей.

  1. Для таблицы “ОУ” создайте первичный ключ по полю «тип», для таблицы «заказы» - внешний ключ по одноименному полю. Свяжите таблицы. Установите условия целостности данных в БД “Операционные усилители” для операций удаления, вставки и модификации данных.

Объясните смысл и необходимость поддержания целостности данных.

  1. Создайте индексы для таблицы “ОУ” по полям “тип”, “коэффициент усиления”, “входное сопротивление” и составной индекс, содержащий поля “коэффициент усиления”, “входное сопротивление”. Для таблицы “Заказы” создайте индексы по полям “заказчик”, “дата заказа”.

Какую роль играют индексы в БД? Есть ли и какие недостатки организации индексов?

  1. Проведите поиск типов усилителей с коэффициентом усиления не менее…, входным сопротивлением не менее… и ценой не более… с использованием команды SELECT языка SQL. Сформулируйте условия поиска для других примеров поиска в БД “Операционные усилители” и выполните соответствующие примеры.

  2. С помощью команд INSERT INTO, UPDATE, DELETE языка SQL выполните операции добавления /удаления записей и модификации данных в таблице “Заказы”.

  3. Используя конструктор запросов Access, создайте и выполните запросы, позволяющие

а) вывести сведения о типах усилителей с коэффициентом усиления не менее… и частотой единичного усиления не менее…,

б) вывести сведения о типах усилителей с максимальным количеством заказов,

в) вывести сведения о заказах на усилители с группировкой по заказчикам и с группировкой по типам,

г) вывести данные о типах, коэффициенте усиления и входном сопротивлении усилителей, заказанных определенным заказчиком.

  1. Создайте представление БД “Операционные усилители”, содержащее поля «тип», «коэффициент усиления», «входное сопротивление» и представление с полями «тип», «заказчик», «цена» с параметром «дата заказа позже…».

  2. Создайте двухтабличную форму для БД “Операционные усилители” для ввода, редактирования и просмотра данных.

  3. Создайте отчет, содержащий сведения о заказах на операционные усилители с группировкой по заказчикам, подведением подитогов по сумме заказов каждого заказчика и итогов по сумме всех заказов.

Выведите отчет с установкой условий по датам заказов.

  1. Объясните, как взаимодействует СУБД и файловая система операционной системы?

  2. Назовите и охарактеризуйте основные типы файлов в системах БД.

  3. Что такое хеширование?

  4. Поясните организацию хешированных файлов.

  5. Объясните понятие транзакции. Почему транзакции играют важнейшую роль в любой СУБД?

  6. Назовите и объясните основные способы управления транзакциями.

  7. Перечислите преимущества и недостатки распределенных систем БД.




Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Рабочая программа учебной дисциплины «базы данных» iconРабочая программа дисциплины Базы данных и субд
Целью дисциплины «Базы данных и субд» является изучение студентом методов проектирования баз данных, современных систем управления...

Рабочая программа учебной дисциплины «базы данных» iconРабочая программа по дисциплине "Базы Данных"
Целью преподавания дисциплины «Базы данных» является формирование у студентов глубоких теоретических знаний в области управления,...

Рабочая программа учебной дисциплины «базы данных» iconРабочая программа учебной дисциплины
СД. 08. Изучается в седьмом семестре. Основывается на дисциплине «Алгоритмические языки и программирование». Дисциплина является...

Рабочая программа учебной дисциплины «базы данных» iconВопросы к экзамену по курсу "Сетевые базы данных"
Понятия: база данных, система управления базами данных, банк данных, словарь данных, администратор базы данных

Рабочая программа учебной дисциплины «базы данных» iconПрограмма дисциплины "Базы данных"
Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления 230100. 62 "Информатика...

Рабочая программа учебной дисциплины «базы данных» iconРабочая программа дисциплины Базы данных и субд
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Рабочая программа учебной дисциплины «базы данных» iconРабочая программа дисциплины «Базы данных»
Охватывает: 1 шаблоны. 2 однозначное имя класса. 3 ключевые слова. 4 свойства. 5 методы

Рабочая программа учебной дисциплины «базы данных» iconРабочая программа учебной дисциплины введение в специальность название учебной дисциплины
Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее фгос)...

Рабочая программа учебной дисциплины «базы данных» iconРабочая программа учебной дисциплины вычислительная техника название учебной дисциплины
Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее фгос)...

Рабочая программа учебной дисциплины «базы данных» iconРабочая программа учебной дисциплины информационные технологии название учебной дисциплины
Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее фгос)...

Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2012
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница