ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Тихоокеанский государственный университет
Утверждаю Проректор по учебной работе ______________ “_____” ________________200__ г. |
Программа дисциплины
по кафедре Автоматика и системотехника
УПРАВЛЕНИЕ ДАННЫМИ
Утверждена научно-методическим советом университета для направлений
подготовки (специальностей) в области автоматики и управления,
информатики и вычислительной техники
для специальности 230201.65 - "Информационные системы
и технологии"
Хабаровск 2007 г
Программа разработана в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта, предъявляемыми к минимуму содержания дисциплины и в соответствии с примерной программой дисциплины, утвержденной департаментом образовательных программ и стандартов профессионального образования с учетом особенностей региона и условий организации учебного процесса Тихоокеанского государственного технического университета.
Программу составила:
Епанешникова . тех. наук,
доцент кафедры
Автоматика и системотехника
Программа рассмотрена и утверждена на заседании кафедры протокол № ______ от «____»__________________ 200__г | |
Завкафедрой__________«__»______ 200_г | ________________ |
Подпись дата | Ф. И.О. |
Программа рассмотрена и утверждена на заседании УМК и рекомендована к изданию протокол № ______ от «____»_____________ 200__г | |
Председатель УМК _______«__»_______ 200__г | _________________ |
Подпись дата | Ф. И.О. |
Директор института _______«__»_______ 200__г | __________________ |
(декан факультета) Подпись дата | Ф. И.О. |
Цели и задачи изучаемой дисциплины
Цели изучения дисциплины:
Целью данной дисциплины является изучение студентами теоретических основ, приобретение практических навыков и освоение инструментальных средств решения задач обработки данных с помощью систем управления базами данных (СУБД).
Задачи изучения дисциплины:
1. Методики анализа предметной области при разработке информационных систем;
2. Теоретические основы реляционной модели данных, построение моделей данных;
3. Инструментальные средства анализа и проектирования моделей данных;
4. Реализацию базы данных в одной - двух СУБД;
5. Принципы построения баз данных архитектуры «Клиент-сервер».
Требования к уровню освоения содержания дисциплины
После изучения дисциплины студент должен знать:
1. Теоретические основы построения информационных систем и баз данных;
2. Методику анализа предметной области и ее реализацию инструментальными средствами;
3. Основы проектирования баз данных (в том числе по архитектуре «Клиент-сервер»);
После изучения этой дисциплины студент должен уметь:
1. Провести анализ предметной области для построения базы данных;
2. Проектировать логические модели данных;
3. Пользоваться инструментальными средствами для анализа и проектирования;
4. Работать в среде одной-двух СУБД.
Объём дисциплины и виды учебной работы
Таблица 1 – объем дисциплины и виды учебной работы
Наименование | По учебным планам основной траектории обучения |
Общая трудоёмкость дисциплины | |
по ГОС | 136 |
по УП | 119 |
Изучается в семестрах | 3 |
Вид итогового контроля по семестрам | |
зачет | |
экзамен | 3 |
Курсовой проект (КП) | |
Курсовая работа (КР) | 3 |
Вид итогового контроля самостоятельной работы без отчетностей расчетно-графические работы (РГР) | |
Реферат (РФ) | |
Домашние задания (ДЗ) | |
Аудиторные занятия: | |
всего | 68 |
В том числе: лекции (Л) | 34 |
Лабораторные работы (ЛР) | 17 |
Практические занятия (ПЗ) | |
Самостоятельная работа | |
общий объем часов (С2) | 51 |
В том числе на подготовку к лекциям | |
на подготовку к лабораторным работам | 17 |
на подготовку к практическим занятиям | |
на выполнение КП | |
на выполнение КР | 34 |
На выполнение РГР | |
на написание РФ | |
на выполнение ДЗ | |
на экзаменационную сессию |
Содержание дисциплины
Таблица 2 – Разделы дисциплины и виды занятий и работ
№ | Раздел дисциплины | Л | ЛР | ПЗ | КП (КР) | РГР | ДЗ | РФ | С2 |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
1. | Концептуальное проектирование БД | * | * | * | |||||
2. | Логическое проектирование баз данных. | * | * | * | |||||
3. | Использование CASE - средств | * | * | * | |||||
4. | Физическое проектирование баз данных. | * | * | * | |||||
5. | СУБД MS SQL 2000 | * | * | * | |||||
6. | Язык управления данными | * | * | * | |||||
7. | Архитектура «Клиент-сервер» | * | * | * |
Краткое содержание лекционного курса
1. Основные понятия
Основные понятия. Классификация баз данных, принципы их функционирования. Жизненный цикл базы данных, этапы жизненного цикла, их содержание. Модели жизненных циклов.
2. Элементы теории реляционной модели данных.
Понятие «модель данных», иерархическая, сетевая и реляционные модели данных. Базовые понятия и операции на реляционной модели данных
3.Проектирование БД
Функциональные зависимости, их значение при проектировании баз данных (БД).
Нормальные формы, нормализация. Разновидности декомпозиций, их свойства. Алгоритмы декомпозиции.
4.Концептуальное проектирование БД
Анализ предметной области, составление функциональных моделей и диаграмм потоков данных. Составление названных моделей с помощью CASE-средств.
5. Логическое проектирование баз данных.
Составление логической модели данных, ER-модели, сущности и связи, их характеристики. Составление логической модели с помощью CASE-средства CASE Studio.
6. Физическое проектирование баз данных.
Составление физической модели данных в MS SQL 2000; генерация физической модели в CASE Studio.
7. Язык управления данными
Запросы в MS SQL 2000, составление запросов на языке SQL.
8. Серверная часть БД
Создание серверной части в MS SQL 2000. Триггеры и хранимые процедуры.
9, Программа-клиент
Создание клиентской части в C++ Builder
Лабораторный практикум
Таблица 3 – Лабораторный практикум и его взаимосвязь с содержанием лекционного курса
№ П/п | № раздела | Содержание |
1 | 2,4 | Создание простейшей таблицы с помощью инструмента C++Builder’a Database Desktop. |
2 | 2,4 | Сохранение изображений в таблице и просмотр их с использованием механизма BDE (Borland Database Engine). |
3 | 2,4 | Редактирование записей с применением форм в BDE (Borland Database Engine). |
4 | 2,4 | Работа с индексированными таблицами. |
5 | 5,6 | Работа со статическими SQL запросами. |
6 | 5,6 | Работа с динамическими SQL запросами. |
7 | 7 | Работа с удаленной базой данных через механизм BDE в технологии “клиент-сервер”. |
8 | 7 | Работа с запросами к удаленной базе данных через механизм BDE в технологии “клиент-сервер”. |
9 | 7 | Работа с удаленной базой данных через механизм ADO в технологии “клиент-сервер”. |
10 | 7 | Создание и просмотр отчетов с помощью QuickReport |
11 | 1,5 | Построение концептуальной и логической моделей базы данных в предметной области. |
12 | 3 | Создание структурной модели реляционной базы данных с помощью CASE технологий. |
13 | 5 | Создание и использование хранимых процедур. |
14 | 5 | Создание и использование триггеров. |
краткие характеристики лабораторных работ по управлению данными
Создание простейшей таблицы с помощью инструмента C++Builder’a Database Desktop.
Задание на лабораторную работу: Создать таблицу в формате Paradox7 и написать программу ее просмотра с использованием визуальных компонентов и BDE (Borland Database Engine).
Исполнение: Следовать инструкциям методических указаний к лабораторной работе
Оснастка: ЭВМ.
Оценка: результат работы – программа для ЭВМ.
Время выполнения работы – 2 часа
Сохранение изображений в таблице и просмотр их с использованием механизма BDE (Borland Database Engine).
Задание на лабораторную работу: Расширить пример занесением текста и рисунка в новую запись. Добавление новой записи в конец таблицы осуществляется оператором Table1->Append(); . Программа должна позволять редактировать любую запись (в том числе и новую). Сохранить изменения в таблице можно операторами
Table1->Post();
Table1->Refresh();
При выполнении работы создать таблицу для своего варианта в лабораторной работе 11. Вариант выбирается по номеру в списке группы. Все последующие лабораторные работы выполняются для этого варианта.
Исполнение: Следовать инструкциям методических указаний к лабораторной работе
Оснастка: ЭВМ.
Оценка: результат работы – программа для ЭВМ.
Время выполнения работы – 2 часа
Редактирование записей с применением форм в BDE (Borland Database Engine).
Задание на лабораторную работу: Выполнить пример для своей таблицы. Научиться добавлять, редактировать и удалять записи. Осуществить поиск записи.
(После добавления записи с помощью “+” DBNavigator необходимо выполнить “v” DBNavigator, то есть “записать изменение записи”).
Исполнение: Следовать инструкциям методических указаний к лабораторной работе
Оснастка: ЭВМ.
Оценка: результат работы – программа для ЭВМ.
Время выполнения работы – 2 часа
Работа с индексированными таблицами.
Задание на лабораторную работу: Модифицировать пример возможностью добавления и редактирования новых записей. Для добавления записей воспользоваться методом Table1->Append(). Для навигации по таблице воспользоваться методами First, Next, Prior, Last. Осуществить поиск.
Исполнение: Следовать инструкциям методических указаний к лабораторной работе
Оснастка: ЭВМ.
Оценка: результат работы – программа для ЭВМ.
Время выполнения работы – 2 часа
Работа со статическими SQL запросами.
Задание на лабораторную работу: Создать проект, вынести на форму компоненты TDataSource, TQuery, TDBGrid, TDBImage, TDBText и настроить их. Выполнить несколько запросов.
Исполнение: Следовать инструкциям методических указаний к лабораторной работе
Оснастка: ЭВМ.
Оценка: результат работы – программа для ЭВМ.
Время выполнения работы – 2 часа
Работа с динамическими SQL запросами.
Задание на лабораторную работу: Дополнить пример заполнением всех полей записи. Добавить кнопки “Редактировать”, ”Удалить” для редактирования и удаления записей с помощью динамических SQL запросов
Исполнение: Следовать инструкциям методических указаний к лабораторной работе
Оснастка: ЭВМ.
Оценка: результат работы – программа для ЭВМ.
Время выполнения работы – 2 часа
Работа с удаленной базой данных через механизм BDE в технологии “клиент-сервер”.
Задание на лабораторную работу: Создать таблицу для MS SQL. Дополнить ввод заполнением всех полей записи.
Исполнение: Следовать инструкциям методических указаний к лабораторной работе
Оснастка: ЭВМ.
Оценка: результат работы – программа для ЭВМ.
Время выполнения работы – 2 часа
Работа с запросами к удаленной базе данных через механизм BDE в технологии “клиент-сервер”.
Задание на лабораторную работу Дополнить пример вводом записи в новую таблицу. Выполнить для своего варианта базы данных.
Исполнение: Следовать инструкциям методических указаний к лабораторной работе
Оснастка: ЭВМ.
Оценка: результат работы – программа для ЭВМ.
Время выполнения работы – 2 часа
Работа с удаленной базой данных через механизм ADO
в технологии “клиент-сервер”.
Задание на лабораторную работу: Произвести операции (ввод, редактирование, просмотр, поиск записей) с таблицами через ADOTable, ADOQuery.
Исполнение: Следовать инструкциям методических указаний к лабораторной работе
Оснастка: ЭВМ.
Оценка: результат работы – программа для ЭВМ.
Время выполнения работы – 2 часа
Создание и просмотр отчетов с помощью QuickReport
Задание на лабораторную работу: Создать отчет и написать программу его просмотра и вывода на печать с использованием визуальных компонентов и QReport.
QuickRep1->Preview();
QuickRep1->Print();
Исполнение: Следовать инструкциям методических указаний к лабораторной работе
Оснастка: ЭВМ.
Оценка: результат работы – программа для ЭВМ.
Время выполнения работы – 2 часа
Построение концептуальной и логической моделей базы данных в предметной области.
Создание и просмотр отчетов с помощью QuickReport
Задание на лабораторную работу: Для приведенных ниже вариантов выполнить следующий комплекс работ:
1. Построить инфологическую концептуальную модель (ER-модель), для чего:
а) проанализировав предметную область, при необходимости уточнив и дополнив ее, выявить необходимый набор сущностей;
б) определить требуемый набор атрибутов для каждой сущности, выделив идентифицирующие атрибуты;
в) классифицировать сущности (стержневые, ассоциативные и пр.);
г) определить связи между объектами, включая связи "супертип-подтип", где это необходимо;
д) формализовать связи между объектами (множественность, условность и т. д.);
е) описать полученную ER-модель на языке инфологического проектирования и на языке ER-диаграмм.
2. Получить реляционную схему из ER-модели, для чего:
а) построить набор необходимых отношений базы данных;
б) выделить первичные и внешние ключи определенных отношений;
в) привести полученные отношения к третьей нормальной форме;
г) определить ограничения целостности для внешних ключей отношений и для отношений в целом;
д) представить связи между внешними и первичными ключами в виде вертикальной диаграммы.
3. На языке SQL записать выражения для указанных в варианте задания типов запросов.
Исполнение: использовать материалы лекционных занятий
Оснастка:
Оценка: результат работы – ER-модель, реляционная схема базы данных
Время выполнения работы – 4 часа
Создание структурной модели реляционной базы данных с помощью CASE технологий.
Задание на лабораторную работу: Использовать концептуальную модель в рамках курсовой работы. С помощью CASE Studio создать реляционную модель и записать ее в свою базу данных.
Исполнение: Следовать инструкциям методических указаний к лабораторной работе
Оснастка: ЭВМ.
Оценка: результат работы – база данных для MS SQL 2000.
Время выполнения работы – 2 часа
Создание и использование хранимых процедур.
Задание на лабораторную работу: Выполнить один из запросов своего варианта лабораторной работы 11 в форме хранимой процедуры.
При многократном вызове процедуры с разными значениями параметров использовать метод Close (). При динамическом изменении параметров использовать Parameters->CreateParameter (…).
Исполнение: Следовать инструкциям методических указаний к лабораторной работе
Оснастка: ЭВМ.
Оценка: результат работы – программа для ЭВМ.
Время выполнения работы – 2 часа
Создание и использование триггеров.
Задание на лабораторную работу: Модифицировать один из триггеров своего варианта базы данных из лабораторной работы номер 11 на каскадное изменение значений дочерних таблиц.
Исполнение: Следовать инструкциям методических указаний к лабораторной работе
Оснастка: ЭВМ.
Оценка: результат работы – программа для ЭВМ.
Время выполнения работы – 2 часа
Курсовая работа
Курсовые работы выполняются в рамках учебно-исследовательской работы кафедры.
Цель работы: приобретение навыков использования изученных методов построения баз данных в решении прикладных задач.
Содержание: разрабатываются вопросы обоснования построения концептуальной и реляционной модели базы данных, разрабатывается программа - клиент обслуживания базы данных в технологии “клиент-сервер”
Объем курсовой работы: курсовая работа включает пояснительную записку (20 листов) и 4 чертежа формата А4. Время выполнения курсовой работы – 34 часа.
Примерные темы курсовой работы:
Информационная система Вуза.
Информационная система торговой организации.
Информационная система медицинских организаций города
Информационная система автопредприятия города.
Информационная система проектной организации
Информационная система авиастроительного предприятия
Информационная система военного округа
Информационная система строительной организации
Информационная система библиотечного фонда города
Информационная система спортивных организаций города
Информационная система автомобилестроительного предприятия
Информационная система гостиничного комплекса
Информационная система магазина автозапчастей
Информационная система представительства туристической фирмы в зарубежной стране
Информационная система аптеки
Информационная система библиотеки вуза
Информационная система туристического клуба
Информационная система городской телефонной сети
Информационная система театра
Информационная система аэропорта
Информационная система зоопарка
Информационная система ГИБДД
Информационная система фотоцентра
Информационная система железнодорожной пассажирской станции
Информационная система городской филармонии
Контроль знаний студентов
Вопросы входного контроля
1. Понятия "метод" и "алгоритм".
2. Виды алгоритмов.
3. Структурное и модульное программирование.
4. Методы сортировки.
5. Методы поиска.
6. Понятия рекурсии, итерации.
7. Статические и динамические данные.
Вопросы выходного контроля
Компоненты системы управления базами данных (СУБД). Жизненный цикл базы данных. Концептуальное проектирование базы данных. Модель “сущность-связь” (EER-модель). Сетевая модель данных. Иерархическая модель данных. Реляционная модель данных. Реляционное отношение. Реляционные ключи. Целостность базы данных. Первая нормальная форма. Вторая нормальная форма. Третья нормальная форма. Нормальная форма Бойса – Кодда. Четвертая нормальная форма. Упрощение концептуальной модели данных. Преобразование концептуальных структур данных в реляционные структуры. Индексирование. Основные операции реляционной алгебры. Реляционное исчисление. Наиболее употребительные операторы языка SQL. Обеспечение целостности данных в MS SQL Server 2000. Индексы в MS SQL Server 2000. Хранимые процедуры в MS SQL Server 2000. Триггеры в MS SQL Server 2000. Система безопасности MS SQL Server 2000.Вопросы для тестирования (образцы)
1.. Определите, какие из приведенных ниже свойств относятся к запросам.
А. Являются одним из основных инструментов выборки, обновления и обработки данных в таблицах базы данных.
Б. Сохраняются под собственным именем как отдельный объект базы данных.
В. Позволяют осуществить просмотр подмножества записей таблицы, соответствующих некоторому критерию отбора, после предварительного открытия таблицы в режиме Таблицы или режиме Формы.
Г. Позволяют осуществлять ввод данных во взаимосвязанные таблицы базы данных, просмотр данных, а также их изменение.
Д. Являются основой разработки диалоговых приложений пользователя для работы с базой данных.
Е. Позволяет сформировать пользовательское представление о данных.
Ж. Позволяют выбрать из базы данных требуемую пользователем информацию и оформить ее в виде документов, которые можно просмотреть и напечатать в наиболее удобном для восприятия и работы виде.
З. Позволяют создать новую таблицу на основе данных одной или нескольких существующих таблиц.
И. Таблицы с результатами могут применяться при дальнейшей обработке данных, служить источником данных для Форм и Отчетов.
2. Классификация запросов. Запросы на выборку и запросы на изменение. Определите, какие из приведенных ниже свойств относятся к запросам на изменение.
А. Предназначен для выборки и просмотра записей из одной или нескольких таблиц. Запрос можно сохранить как объект базы данных, чтобы позднее вновь использовать или создать на его основе форму или отчет.
Б. Используется для того, чтобы скопировать данные из одной таблицы базы данных в другую таблицу.
В. Позволяет выбрать необходимые данные из одной или нескольких взаимосвязанных таблиц, произвести вычисления и получить результат в виде временной таблицы.
Г. Следует использовать для выделения некоторого подмножества записей, удовлетворяющих определенным условиям отбора, из одной или нескольких таблиц для их последующего анализа или обработки другом запросе.
Д. Используется для того, чтобы внести изменения сразу в большое количество записей с помощью одного запроса.
Е. Позволяют отобрать требуемые записи и удалить их за один прием.
Ж. Позволяет выбрать нужные данные из уже существующей таблицы, а затем поместить их в новую таблицу, структура которой определяется структурой самого запроса.
З. Применяют для копирования таблиц базы данных в другую базу данных.
И. Позволяют не только отображать нужные данные из таблиц базы данных, но и производить некоторый анализ данных. Запрос на выборку.
Контроль самостоятельной работы студентов-заочников
Контроль самостоятельной работы студентов-заочников проводится по результатам выполнения контрольных работ.
Тематика контрольных работ
Варианты контрольных работ подобны таковым у студентов дневной формы обучения
Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Методические указания
1. Методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов специальности 071900 "Информационные системы" расположены в каталоге \\ TS 2003 \ Common \ Student_ \ Kurs2 \ UD\ учебного сервера кафедры “Автоматика и системотехника”.
Рекомендуемая литература
А. Основная.
1 | З 973 | . |
2.
Программирование в C++Builder 4. — 2-е изд., — М.: БИНОМ», 2000 г. — 1088 с: ил.
Б. Дополнительная
1 | З 98 | . |
2 | З 973 | . |
3 | З 973 | . |
4 | З 973 | . |
5 | Р 973 | Коннолли Томас. |
6 | З 973 | . |
7 | У | . |
8 | З 973 |
|
9 | З 973 |
|
10 | З 973 |
|
Материально-техническое обеспечение дисциплины
Для проведения лабораторных работ по дисциплине «Управление данными» необходимы ЭВМ с операционной системой MS Windows и средой программирования C++ Builder 5 или 6, а также MS SQL server 2000.
Методические рекомендации
по организации изучения дисциплины
На основании программы кафедры разрабатываются рабочие учебные программы дисциплины с учетом фактического числа часов, отведенных на ее изучение. В рабочих программах предусматривается изучение тех тем, которые являются необходимыми для практического использования полученных навыков и определяются профилем подготовки каждого направления (специальности) бакалавров и дипломированных специалистов. Исходя из этого, в рабочей программе отдельные разделы программы могут быть либо усилены, либо сокращены или опущены.
Лабораторный практикум, семинарские и практические занятия должны быть нацелены на практическое изучение основных программных структур данных, типов алгоритмов, принципов программирования, основных методов проектирования и разработки программных продуктов.
Самостоятельная работа студентов должна обеспечить выработку навыков самостоятельного творческого подхода к решению научно - исследовательских и технологических задач, дополнительную проработку основных положений дисциплины, приобретение навыков работы с научно-технической литературой.
Базовыми для дисциплины «Управление данными» являются следующие дисциплины: "Информатика", "Программирование ".
Знания и навыки, полученные при изучении данного курса «Управление данными», широко применяются студентами при изучении курсов по специальным технологиям и другим дисциплинам.
Программа рассчитана на 119 часов.
Программа составлена в соответствии с государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования по направлениям подготовки (специальностям) в области техники и технологии.
Словарь терминов и персоналий
Основными терминами являются следующие:
- Итерация – процесс последовательных вычислений до достижения требуемой точности.
