Математика и прикладная информатика (стр. 1 )

НЕГОСУДАСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ИНСТИТУТ ГОСУДАРСТВЕННОГО УПРАВЛЕНИЯ, ПРАВА И ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ»

(ИГУПИТ)

СОГЛАСОВАНО:	УТВЕРЖДАЮ:
Зав. кафедрой «Прикладная информатика и математика» ______________________	Проректор по учебной работе ______________________
«_____»______________ 2013 г.	«_____»______________ 2013 г.

Кафедра

Математика и прикладная информатика

(название кафедры)

Автор:
, к. п.н., доцент

(ф. и.о., ученая степень, ученое звание)

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Базы данных

(название дисциплины)

Направление / специальность:	230700.62 «Прикладная информатика»
	(код, наименование специальности /направления)
Профиль / специализация:	Прикладная информатика в экономике
Квалификация (степень) выпускника:	бакалавр
Форма обучения:	очная

Одобрена на заседании кафедры Протокол № __ « » _______20 г Зав. кафедрой ________ (подпись, Ф. И.О.)

Москва 2013 г.

1.  ЦЕЛЯМИ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Целями дисциплины «Базы данных» является:

·  Дать студентам знания о современных методах хранения и обработки информации.

·  показать особенности технологии банков данных как одной из основных новых информационных технологий, с тем, чтобы студенты понимали тенденции развития современных информационных технологий, видели их преимущества и недостатки, особенности работы в условиях конкретных технологий в их профессиональной деятельности;

·  сориентировать студентов во множестве современных СУБД и связанных с ними технологий;

·  осветить теоретические и организационно-методических вопросы построения и функционирования систем, основанных на концепции баз данных, в том числе различные методологии моделирования и проектирования баз данных.

Задачи дисциплины – получение студентами теоретических знаний и использования имитационных моделей сложных организационных систем; формирование у студента четкого понимания о задачах и функциях проектирования баз данных.

В результате изучения дисциплины студенты должны:

знать:

·  современные методы проектирования БД;

·  современные программные продукты, необходимые для построения БД сложных организационных систем.

уметь:

·  использовать современное программное обеспечение для проектирования БД;

·  использовать средства автоматизации проектирования БД;

·  проектировать, администрировать и использовать базы данных в среде выбранных целевых СУБД.

владеть:

·  методикой и методологией проведения научных исследований;

·  навыками самостоятельной исследовательской работы;

·  современной методикой построения БД.

2. МЕСТО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Учебная дисциплина «Базы данных» относится к профессиональному циклу (базовая часть).

Для изучения данной дисциплины необходимы следующие знания, умения и навыки, формируемые предшествующими дисциплинами, изучаемыми в курсе высшей школы: Информационные системы, Высокоуровневые методы информатики и программирования, Информатика и программирование.

Знания и навыки, полученные в ходе изучения дисциплины «Базы данных», используются при изучении дисциплины «Проектирование информационных систем».

3. КОМПЕТЕНЦИИ СТУДЕНТА, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ/ОЖИДАЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОБРАЗОВАНИЯ И КОМПЕТЕНЦИИ СТУДЕНТА ПО ЗАВЕРШЕНИИ ОСВОЕНИЯ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

№ п/п	Код и название компетенции	Ожидаемые результаты
1	2	3
1	ОК-1 – способен использовать, обобщать и анализировать информацию, ставить цели и находить пути их достижения в условиях формирования и развития информационного общества	Знать: способы использования, обобщения и анализа информации, постановки цели и нахождения путей их достижения. Уметь: использовать, обобщать и анализировать информацию, ставить цели и находить пути их достижения в условиях формирования и развития информационного общества Владеть: методикой анализа информации, постановкой целей и путей их достижения.
2	ОК-2 - способен логически верно, аргументированно и ясно строить устную и письменную речь, владеть навыками ведения дискуссии и полемики	Знать: способы логически верно и аргументированно вести дискуссию и полемику, ясно строить устную и письменную речь. Уметь: логически верно, аргументированно и ясно строить устную и письменную речь Владеть: навыками ведения дискуссии, полемики, диалога.
3	ОК-5 - способен самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, стремится к саморазвитию	Знать: способы и источники самостоятельного приобретения и использования в практической деятельности новых знаний и умений. Уметь самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, стремится к саморазвитию Владеть: методикой самостоятельного приобретения и использования в практической деятельности новых знаний и умений.
4	ОК-9 - способен свободно пользоваться русским языком и одним из иностранных языков на уровне, необходимом для выполнения профессиональных задач	Знать: грамматические основы, обеспечивающие коммуникацию общего и профессионального характера без искажения смысла при письменном и устном общении; лексический минимум иностранного языка общего и профессионального характера. Уметь: общаться с зарубежными коллегами на одном из иностранных языков, осуществлять перевод профессиональных текстов. Владеть: навыками разговорной речи на одном из иностранных языков и профессионально-ориентированного перевода текстов, относящихся к различным видам основной профессиональной деятельности
5	ПК-11 - способен принимать участие в создании и управлении ИС на всех этапах жизненного цикла	Знать: способы создания и управления информационными системами. Уметь: создавать и управлять информационными системами. Владеть: навыками создания и управления информационными системами.
6	ПК -16 - способен оценивать и выбирать современные операционные среды и информационно-коммуникационные технологии для информатизации и автоматизации решения прикладных задач и создания ИС	Знать: способы оценивания современных операционных сред и информационно-коммуникационных технологий для информатизации и автоматизации решения прикладных задач. Уметь: выбирать современные операционные среды и информационно-коммуникационные технологии для информатизации и автоматизации решения прикладных задач. Владеть: навыками оценивания и выбора современных операционных сред и информационно-коммуникационных технологий для информатизации и автоматизации решения прикладных задач.
7	ПК – 17 - способен применять методы анализа прикладной области на концептуальном, логическом, математическом и алгоритмическом уровнях	Знать: методы анализа прикладной области на концептуальном, логическом, математическом и алгоритмическом уровнях. Уметь: применять методы анализа прикладной области. Владеть: навыками анализа на концептуальном, логическом, математическом и алгоритмическом уровнях.

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1. Общая трудоемкость дисциплины составляет:

10 зачетных единиц,

360 часов.

4.2. Объем учебной дисциплины

Вид учебной работы	Количество часов
	Всего по учебному плану	Семестры
		5	6	6
1	2	3	4	5
Аудиторные занятия (всего):	168	80	88
В том числе:
Лекции (Л)	68	32	36
практические (ПЗ) и семинарские (С) занятия	100	48	52
лабораторные работы (ЛР) (лабораторный практикум) (ЛП)
Контроль самостоятельно работы (КСР):
Самостоятельная работа (всего):	147	82	65
Общая трудоемкость дисциплины:	Часы:	360	162	153	45 (экз)
Зач. ед.:	10
Текущий контроль (количество и вид текущего контроля)			Тесты
Виды промежуточного контроля (экзамен, зачет)	5 (зачет), 6 (экзамен, курсовая работа)	Зачет	экзамен, курсовая работа

4.3. Разделы учебной дисциплины

№ п/п	Семестр	Раздел учебной дисциплины.	Содержание раздела в дидактических единицах	Виды учебной деятельности, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)	Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам)
Л	ЛР (П)	ПЗ	КСР	СР	Всего
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1.	5	Раздел 1. Введение. Основные понятия	Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе. Роль моделей и методов теории ЭИС и БД в процессах разработки, эксплуатации и развития информационных систем. Основные понятия: база данных (БД), банк данных (БнД), система управления базами данных (СУБД), приложения. История развития баз данных (четыре этапа). Информационная система в общем виде. Понятие информации и данных. Понятие ЭИС, принципы их построения и функционирования. Классификация ЭИС. Компоненты ЭИС. Базы данных (БД). Документальные БД. Фактографические БД. Гипертекстовые и мультимедийные БД. XML-серверы. Объектно-ориентированные БД. Коммерческие БД. Предметная область. Пользователи ЭИС	6		10		14	30	Тестиро-вание
2.	5	Раздел 2. Введение в банки данных. OLAP и OLTP-системы	Понятие банка данных (БнД). Предпосылки создания БнД. Компоненты БнД. База данных (БД) - ядро БнД. Программные средства БнД. Понятие СУБД. Языковые средства современных СУБД. Классификация языковых средств. Языки четвертого поколения и их свойства. Технические средства БнД. Организационно-методические средства. Классификация БнД. Хранилища данных (Data Warehouse). Проблема создания и сжатия больших информационных массивов, информационных хранилищ и складов данных. Основы фракталов. Фрактальная математика. Фрактальные методы в архивации. Управление складами данных. Последовательные, списковые структуры. Двоичные деревья сортировки. Индексирование. Хеширование	6		10		15	31	Тестиро-вание
3.	5	Раздел 3. Принципы построения БД. Инфологическое (концептуальное) моделирование предметной области.	Функции СУБД. Выбор СУБД. Пользователи БнД. Администраторы БнД (АБД) и их функции. Преимущества и недостатки БнД. Этапы проектирования баз данных. Жизненный цикл БД. Архитектура базы данных. Трехуровневая модель СУБД. Схема прохождения запроса пользователя в трехуровневой модели БД. Модели данных. Классификация моделей данных. Понятие предметной области. Состав инфологической модели (ИЛМ). Требования, предъявляемые к ИЛМ. Способы описания предметной области. ER-модели. Объекты и классы объектов. Атрибуты объектов. Типы объектов. Виды связей. Классы членства. Сравнение методик инфологического моделирования. Методология IDEF1X. CASE-средства проектирования БД. Возможности проектирования БД (целевые СУБД, функциональные возможности, оценка алгоритма, оценка CASE-средства в целом). Модели описания предметной области. UML	7		10		14	31	Тестиро-вание
4	5	Раздел 4. Теоретико-графовые модели данных. Реляционная модель данных.	Общие сведения о даталогическом моделировании. Особенности даталогических моделей. Факторы, влияющие на проектирование БД. Критерии оценки проекта. Теоретико-графовые модели данных: иерархическая и сетевая, стандарты языков описания данных и манипулирования данными в каждой из моделей. Реляционные модели. Сетевые модели. Особенности СУБД, построенных на основе инвертированных файлов. Объектно-ориентированные БД. Языковые средства ОБД. Особенности создания и использования. Гипертекстовые системы. Характеристика гипертекстовых оболочек. XML - формат данных. Системы документального типа. Объектно-ориентированное проектирование. Основные понятия реляционной алгебры: домен, атрибут, отношение, кортеж. Операции над отношениями. Понятие отношения. Ключи в отношениях. Операции над отношениями. Процедурные и декларативные средства обработки отношений. Реляционная алгебра. Реляционное исчисление. Нормализация отношений. Функциональная зависимость атрибутов. Теоремы о функциональных зависимостях. Многозначные зависимости. Нормальные формы отношений. Функциональные зависимости и корректность операций над отношениями. Характеристика реляционных СУБД. Алгоритм перехода от ER-модели к реляционной; дополнительные рекомендации по проектированию, не вытекающие из ER-модели и теории нормализации Описание баз данных.	7		10		14	31	Тестиро-вание
5	5	Раздел 5. Табличные языки запросов	Язык запросов QBE. Общая характеристика языка QBE. Особенности реализации QBE в современных СУБД. Переменные и наполнители. Задание простых и сложных запросов. Влияние типа поля на формулирование запроса. Возможности совместной обработки нескольких файлов, связывание файлов. Вычисляемые поля. Упорядочение данных в ответе. Состав и порядок следования полей в ответе. Возможности группировки данных, получение подитогов. Использование агрегатных функций. Корректирующие операторы. Запоминание и корректировка запросов. Использование запросов на QBE при обработке данных. Особенности реализации QBE в современных настольных СУБД (Access, Paradox и др.). Табличные языки как «построители» SQL-запросов.	7		10		158	32	Тестиро-вание
6	6	Раздел 6. Язык SQL.	Основные понятия и операторы. Общая характеристика SQL. Стандарты SQL. Реализации SQL в современных СУБД. SQL-серверы. SQL-DDL. Основные операторы SQL: определения данных (DDL), манипулирования данными (DMP), запросов (DQL), администрирования данных. Реализация SQL в конкретном SQL-сервере. Типы данных. Создание баз данных, таблиц, индексов. Ввод и корректировка данных средствами SQL и средствами SQL SERVER. Оператор выбора SELECT: предложения FROM, WHERE, GROUP BY, HAVING, ORDER BY. Вычисляемые поля. Определение состава полей, выводимых в ответ. Вычисляемые поля. Возможности задания условий отбора. Возможности связывания файлов – внутренние (INNER) и внешние объединения. Использование агрегатных функций. Вложенные запросы. Операторы манипулирования данными (DELETE, INSERT, UPDATE). Возможности связывания файлов. Вложенные запросы. Возможности группировки данных, получение подитогов. Использование агрегатных функций. Создание и использование "представлений". Ограничения целостности в стандартах SQL. Хранимые процедуры и тригерры. Встроенный SQL. Понятие курсора. Создание и использование. Особенности реализаций SQL в современных СУБД	7		10		15	32	Тестиро-вание
7	6	Раздел 7. Целостность баз данных. Физические модели. Манипулирование данными.	Понятие целостности. Классификация ограничений целостности. Причины, вызывающие нарушение ограничений целостности. Способы задания ограничений целостности в современных СУБД: процедурный и декларативный способы задания ограничений целостности. Ограничения целостности в стандартах SQL. Файловые структуры. Организация файлов БД. Способы упорядочения файлов. Файлы прямого, последовательного доступа. Индексные файлы (плотный, неплотный индекс), В-деревья. Команды поиска. Оптимизация поиска. Инвертированные списки. Корректировка БД. Обработка взаимосвязанных файлов. Бесфайловая организация данных. Структура хранения для MS SQL: типы и структуры страниц.	7		10		15	32	Тестиро-вание
8	6	Раздел 8. Организация ввода данных в базу данных. Вывод информации из баз данных. Разработка приложений	Способы ввода данных в базу данных. Оформление экрана. Создание и использование экранных форм. Использование приемов, рационализирующих процесс ввода данных. Контроль вводимых данных. Возможности генераторов отчетов современных СУБД. Задание формы и состава документа. Введение вычисляемых полей. Получение документов, включающих несколько степеней итогов. Получение документов на основе нескольких связанных файлов. Графическое оформление документа. Возможности получения сложных документов, включающих несколько степеней итогов; создание документов, включающих разнородные части. Получение документов на основе нескольких связанных файлов. Вывод документа на печать, на дисплей и в файл. Создание "этикеток". Использование генераторов форм для получения выходных документов. Генераторы приложений в современных СУБД. Создание меню. Визуальное программирование. Средства документирования проекта.	7		10		15	32	Тестиро-вание
9	6	Раздел 9. Распределенные БД	Понятие распределенных БД. Централизованные и распределенные системы. Понятия транзакции, удаленного запроса, распределенной транзакции. Функции приложение и их распределение в различных моделях. Работа с базами данных в режимах "файл-сервер" и "клиент-сервер". Двух - и трехуровневые системы клиент-сервер. Модели транзакций. Журнал транзакций. Проблемы параллельного выполнения транзакций. Блокировки, виды блокировок. Технологии тиражирования. Репликации. Особенности работы в глобальных сетях. Сетевые возможности современных СУБД. Особенности создания баз данных, функционирующих в локальных сетях. Особенности работы с базами данных в многопользовательском режиме. Особенности программирования обработки баз данных при многопользовательском режиме доступа. Проектирование приложений типа "клиент-сервер". Клиентское и серверное ПО. Особенности работы в гетерогенной среде. Стандарты интерфейсов. Особенности администрирования в распределенных БнД. Публикация БД в Интернет.	7		10		15	32	Тестиро-вание
10	6	Раздел 10. Безопасность данных. Перспективы развития БД и СУБД.	Понятие распределенных БД. Централизованные и распределенные системы. Понятия транзакции, удаленного запроса, распределенной транзакции. Функции приложение и их распределение в различных моделях. Работа с базами данных в режимах "файл-сервер" и "клиент-сервер". Двух - и трехуровневые системы клиент-сервер. Модели транзакций. Журнал транзакций. Проблемы параллельного выполнения транзакций. Блокировки, виды блокировок. Технологии тиражирования. Репликации. Особенности работы в глобальных сетях. Сетевые возможности современных СУБД. Особенности создания баз данных, функционирующих в локальных сетях. Особенности работы с базами данных в многопользовательском режиме. Особенности программирования обработки баз данных при многопользовательском режиме доступа. Проектирование приложений типа "клиент-сервер". Клиентское и серверное ПО. Особенности работы в гетерогенной среде. Стандарты интерфейсов. Особенности администрирования в распределенных БнД. Публикация БД в Интернет.	7		10		15	32	Тестиро-вание
11		Виды контроля		68		100		147	360	Зачет, экзамен (45 час), курсовая работа

4.4. Темы практических занятий