БАЗЫ И БАНКИ ДАННЫХ

(Инженерный факультет, специальность ИХ, 3-й курс)

Кафедра информационных технологий.

Инженерный факультет.

Обязательный курс.

Объём учебной нагрузки: 36 часов – лекции, 18 часов – лабораторные занятия.

Цель курса

Овладение важнейшими понятиями теории баз данных, принципами проектирования и реализации простейших баз данных в различных предметных областях, овладение методами работы в среде MS Access для разработки и сопровождения баз данных.

Содержание курса

I. Теоретическая часть.

Тема 1. Основные концепции. Понятие о базах и банках данных. Основные модели данных. Понятие о СУБД. Приложение БД. Словарь данных (каталог). Администратор БД. Основные функции СУБД. Уровни архитектуры БД: внешний, концептуальный, внутренний. Независимость от данных.

Тема 2. ER-моделирование. Понятие о ER-моделировании. Основные элементы: тип сущности, сущность, атрибуты, тип связи, связь. Изображение элементов ER-модели на диаграмме. Кортежи (записи). Атрибуты, домены атрибутов. Виды атрибутов. Ключевые атрибуты, виды ключей. Связи меду сущностями. Арность связи. Рекурсивные (унарные) связи. Показатель кардинальности связи (1:1, 1:N, M:N). Степень участия в связи (полная, частичная). Атрибуты связи. Понятие о EER-моделировании. Суперклассы и подклассы. Наследование атрибутов. Специализация, генерализация. Степень участия (полная, частичная), фактор пересечения, разделённости подклассов (overlap, disjoint). Категоризация. Изображение на EER-диаграмме. Формирование таблиц для подклассов/суперклассов.

Тема 3. Реляционная алгебра, язык SQL. Понятие отношения (таблицы) как объекта реляционной алгебры. Формирование отношений-таблиц на основе концептуальной (ER) схемы. Элементы реляционной алгебры. Реляционные операции, агрегатные функции. Элементы языка SQL. Группы операций DML и DDL. Реализация реляционных операций и агрегатных функций в языке SQL. Операции обновления (вставка, модификация, удаление записи). Операции группы DDL: создание таблицы, изменение структуры таблицы, удаление таблицы.

Тема 4. Нормализация. Нормализация отношений-таблиц. Возможные аномалии обновления. Функциональные зависимости между атрибутами. Полные, частичные зависимости. Транзитивные зависимости. Первая, вторая, третья нормальные формы. Нормальная форма Бойса-Кодда. Этапы проектирования БД.

Тема 5. Некоторые аспекты эксплуатации баз данных. Понятие об оптимизации запросов. Этапы обработки запроса и их краткая характеристика. План исполнения запроса. Статистические показатели БД. Влияние порядка исполнения реляционных операций на стоимость. Правила эквивалентности для реляционных операций. Восстановление БД после сбоев. Основные причины сбоев. Понятие транзакции. Резервное копирование, журнализация изменений. Протокол двухфазной фиксации (WAL). Технология задержанного и немедленного обновления. Виды журнальных записей.

II. Практическая часть.

Знакомство со средой MS Access. Задание и заполнение таблиц. Изменение структуры таблиц. Установка ограничений на ввод. Установка связей между таблицами. Работа с формами. Автоформы, проектирование форм, форма-заставка. Проектирование запросов. Запросы на выборку, запросы на обновление. Запросы с помощью языка SQL. Создание кнопочных форм, комментарии, формирование отчётов.

Организационно-методическое построение курса.

Курс рассчитан на 1 семестра (6-й): 2 часа лекций, 1 час лабораторных занятий в неделю. На лекциях даётся необходимый теоретический материал, на лабораторных занятиях студенты осваивают навыки работы с базами данных в среде MS Access.

Контроль знаний: письменный коллоквиум по теоретическому материалу лекций и индивидуальное задание на построение базы данных в заданной предметной области в среде MS Access. В течение семестра студент может набрать до 100 баллов по различным позициям (см. БРС). При желании (или при недостаточном количестве баллов) в конце семестра студент может выйти на итоговый контроль и набрать до 25 баллов. Суммирование баллов при этом проводится с понижающим коэффициентом 0,87 (см. БРС).

Тематика индивидуальных заданий.

Проектирование и реализация базы данных для описания заданной предметной области с использованием инструментальных средств MS Access. Образцы заданий прилагаются.

Тематика коллоквиума. Лекционный материал. Программа и примерный вариант прилагаются. Коллоквиум проводится в письменном виде, каждому даётся карточка с заданием, состоящим из 3 пунктов по основным разделам лекционного курса.

Содержание итогового контроля.

Проводится в виде опроса по недостаточно усвоенным темам семестра (исходя из результата коллоквиума). Список вопросов прилагается. Обязательное условие при выходе на итоговый контроль – выполнение индивидуального задания в среде MS Access.

Литература

1.  Базы данных: проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика: пер. с англ. – М., 2003.

2.  Дж. Введение в системы баз данных. – М., 2001.

Программу составил доц.