Базы данных и управление ИМИ (стр. 1 )

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Тюменский государственный университет»

в г. Тобольске

Естественнонаучный факультет

Кафедра информатики, методики обучения

БАЗЫ ДАННЫХ И УПРАВЛЕНИЕ ИМИ

Учебно-методический комплекс

Код и направление подготовки

051000.62 «Профессиональное обучение»

Профиль подготовки «Информатика и вычислительная техника»

Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр

Заочная форма обучения

Тобольск 2014

1.  Цели и задачи освоения дисциплины

Цели формирование у студентов теоретических знаний в области теории баз данных и систем управления базами данных, умений проектирования и использования баз данных в своей профессиональной деятельности для автоматизации обработки данных и принятия квалифицированных решений в области профессиональной деятельности.

Задачи:

Дисциплина ориентирует на учебно-профессиональную, научно-исследовательскую и организационно-технологическую виды профессиональной деятельности и на обучение по рабочей профессии, ее изучение способствует решению следующих задач в соответствии с видами профессиональной деятельности:

в области учебно-профессиональной деятельности:

-  организация и осуществление учебно-воспитательной деятельности в соответствии с требованиями профессиональных и федеральных государственных образовательных стандартов в образовательных учреждениях начального профессионального и среднего профессионального образования;

в области научно-исследовательской деятельности:

-  организация учебно-исследовательской работы обучающихся;

в области организационно-технологической деятельности:

-  организация образовательного процесса с применением эффективных технологий подготовки рабочих (специалистов);

в обучении по рабочей профессии:

-  формирование профессиональной компетентности рабочего соответствующего квалификационного уровня.

2.  Место дисциплины в структуре ОП ВО

Дисциплина «Базы данных и управление ими» относится к дисциплинам вариативной части профессионального цикла дисциплин.

Изучение данной дисциплины базируется на знаниях, полученных в рамках школьного курса информатики или соответствующих дисциплин среднего профессионального образования.

Освоение данной дисциплины необходимо для качественного изучения дисциплин ООП, базирующихся на разработке и использовании баз данных, для выработки умений поиска, анализа и обработки данных в реляционных моделях, для квалифицированного использования баз данных в профессиональной деятельности.

Знания и умения, приобретённые при изучении этого предмета, будут востребованы при выполнении курсовых и квалификационных работ и в процессе будущей профессиональной деятельности.

3.  Требования к результатам освоения содержания дисциплины

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование элементов следующих компетенций в соответствии с ФГОС ВПО по данному направлению:

-  способность организовывать учебно-исследовательскую работу обучающихся (ПК-11);

-  способность проектировать и оснащать образовательно-пространственную среду для теоретического и практического обучения рабочих (специалистов) (ПК-16).

В результате изучения дисциплины студент должен

знать:

-  основные понятия теории баз данных, принципы построения и проектирования баз данных;

-  основные модели данных, структуры и форматы данных, характеристики систем управления базами данных;

-  методы и средства разработки баз данных;

-  языковые средства для создания, модификации и манипулирования базами данных;

-  современное состояние и перспективы развития баз данных;

уметь:

-  определять информационные потребности вычислительных процессов обработки данных;

-  ставить и решать конкретные задачи по разработке структур баз данных;

-  производить выбор систем управления баз данных;

-  использовать современные инструментальные средства для разработки базы данных;

-  разрабатывать и эксплуатировать базы данных реляционного типа:

§  выбирать технологию для проектирования реляционной модели данных,

§  разрабатывать структуру реляционной модели данных,

§  использовать базы данных для обработки табличных данных,

§  представлять отчеты по результатам обработки данных средствами систем управления базами данных;

-  обеспечивать надежность баз данных.

владеть:

-  основными методами, способами и средствами получения, хранения, обработки информации в реляционных моделях данных;

-  технологией автоматизации управления данными в реляционных моделях;

-  навыками работы с табличными данными средствами современных информационных технологий;

приобрести опыт деятельности по:

-  созданию баз данных и управлению ими;

-  оценке эффективности реализации различных моделей данных;

-  выбору практической реализации систем обработки данных.

4.  Содержание и структура дисциплины

4.1.  Содержание разделов дисциплины

№ раздела	Наименование раздела	Содержание раздела	Форма текущего контроля
1	2	3	4
1.	Основные категории и понятия технологии баз данных. Эволюция систем обработки информации.	Цель курса. Эволюция методов организации и обработки данных. Недостатки традиционных файловых систем. Развитие систем обработки данных – файловые системы, банки данных, банки знаний – системы искусственного интеллекта. Основы технологии банков данных. Основные понятия баз данных. Перспективы развития баз данных. Объектно-ориентированные базы данных. Системы типа "Гипертекст". Основы построения и функционирования. Требования к ЭВМ при эксплуатации систем типа «Гипертекст». Банки данных на основе системы «Гипертекст». Перспективы их использования	Л, ПР, Р, ДЗ
2.	Основные категории пользователей баз данных	Роль пользователей базы данных. Администратор базы данных, прикладной программист и параметрический пользователь. Администратор банка данных и его функции. Методы и сценарий организации диалога пользователя с базой данных. Активный и пассивный диалог.	Л, ПР, Р, ДЗ
3.	Цикл жизни баз данных	Основные стадии жизненного цикла базы данных. Проектирование. Рабочее проектирование. Техническое проектирование. Организация эксплуатации. Опытная эксплуатация. Организация заполнения баз данных и методы повышения достоверности заполнения базы данных, проверка на полноту и достоверность, методы контроля полноты и достоверности данных. Сдача в промышленную эксплуатацию. Развитие баз данных. Модификация базы данных. Реорганизация и реструктуризация баз данных при эксплуатации. Прекращение эксплуатации.	Л, ПР, Р, ДЗ
4.	Методика проектирования баз данных	Тема 1. Основные аспекты проектирования баз данных. Организационный аспект. Концептуальное и логическое проектирование, проектирование физической реализации. Опытная эксплуатация. Тема 2. Концептуальное проектирование баз данных. Основы концептуального проектирования. Системный анализ предметной области банка данных. Концептуальный анализ данных. Определение локальных информационных структур. Выбор сущностей, атрибутов, связей. Определение и описание структуры базы данных. Синтез концептуальной модели. Модель «сущность–связь». Основные понятия: сущность, атрибут, связь. Отражение статических (сущностных) и динамических (функциональных) свойств информационных систем. Основные типы связей. Классификация бинарных связей. Словари баз данных. Использование средств автоматизации проектирования (CASE-средства). Тема 3. Логическое проектирование баз данных. Общая схема логического проектирования баз данных. Логическое проектирование баз данных, определение длин записей. Логическое проектирование схем и подсхем. Проверка корректности схем баз данных. Оценка величины базы данных. Тема 4. Физическое проектирование баз данных. Проектирование физической реализации. Последовательные методы поиска информации в базах данных. Индексные методы поиска информации в базах данных, определение ключей, кластеризация записей. Вторичные методы доступа к информации в базах данных. Адресные методы поиска информации в базах данных. Методы уменьшения времени поиска информации в базах данных. Расчет объёма внешней памяти. Расчет среднего времени поиска информации при стандартном запросе и запросе произвольной структуры.	Л, ПР, Р, ДЗ
5.	Архитектура баз данных	Уровни формализации данных. Трехуровневая модель БД. Основные понятия и определения: уровень, представление, интерфейс уровня, отображение уровней, управление уровнем.	Л, ПР, Р, ДЗ
6.	Модели данных.	Тема 1. Основные понятия. Понятие модели данных. Модели хранения данных. Классификация моделей. Развитие моделей. Тема 2. Иерархическая модель. Иерархическая модель данных. Пример иерархического представления. Графическое представление иерархии. Элементы, узлы. Корневой узел. Отношения, порождённый узел. Логическая запись. Тема 3. Сетевая модель. Сетевая модель данных. Сетевая структура и связи в этой структуре. Пример сетевой структуры. Запись, поле, набор. Тип и экземпляр, навигация. Тема 4. Реляционная модель. Определение реляционной модели и реляционной базы данных. Место реляционных баз данных в современных компьютерных технологиях. Реляционная модель данных (РМ). Сопоставление терминологии РМ, объектно-ориентированного подхода, СУБД. Базовые понятия РМ: домен, отношение, таблица, кортеж. Свойства отношений. Виды отношений. Первичный и вторичные ключи. Ключи простые и составные. Взаимосвязь между объектами. Пример реляционной модели.	Л, ПР, Р, ДЗ
7.	Нормализация отношений	Сущность нормализации, ее место в процессе проектирования. Базовые нормальные формы. Понятие функциональной зависимости, ее виды. Этапы нормализации. Примеры отношений в различных нормальных формах	Л, ПР, Р, ДЗ
8.	Структуры хранения и методы доступа к данным	Индексные методы поиска информации, их область использования. Достоинства и недостатки. Способы построения индексов. Плотные и неплотные индексы. Страничная организация хранения данных и индексов. Кластерная организация. Двоичное дерево. Пример реализации двоичного дерева. Хеширование. Цепочки указателей. Другие способы ускорения поиска информации и способы организации индексов	Л, ПР, Р, ДЗ
9.	Распределенные базы данных	Распределенные базы данных (РБД). Базовые понятия распределенной обработки: двухфазная фиксация транзакции, синхронная и асинхронная репликации, щлюзы. Основные принципы распределенной обработки: организация параллельной обработки, основные средства обеспечения высокой надежности работы РБД, многоплатформность, масштабируемость. Особенности проектирования РБД. Классификация РБД. Однородные и разнородные базы данных. Технологии файл–сервер и клиент–сервер. Эксплуатации распределенных баз данных.	Л, ПР, Р, ДЗ
10.	Системы управления базами данных	Системы управления базами данных (СУБД) как средство создания баз данных и обработки информации. Классификация СУБД. Основные функции СУБД. Язык описания данных. Язык манипулирования данными. Основные модели данных, поддерживаемые СУБД. Требования к СУБД персональных ЭВМ. Простота работы с СУБД. Распространенные типы СУБД для ПЭВМ. Организация работы с данными разных СУБД: импорт, экспорт, конвертация, обменные стандарты. Архитектура открытого доступа к данным	Л, ПР, Р, ДЗ

4.2. Структура дисциплины