НОУ ВПО ИНСТИТУТ УПРАВЛЕНИЯ,
БИЗНЕСА И ПРАВА
Учебно-методический комплекс
по дисциплине
«Базы данных»
для студентов заочной формы обучения
Ростов-на-Дону
2014
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Базы данных» разработан в соответствии с требованиями Федерального Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования для студентов очной формы обучения, обучающихся по направлению подготовки _______ «___________».
Учебно-методический комплекс рекомендован кафедрой «___________» (протокол №_ от _________) и утвержден Учебно-методическим советом _________ (протокол №_ от ________) НОУ ВПО Института управления, бизнеса и права.
Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации по выполнению контрольных(курсовых) работ и самостоятельной работы, требования к уровню освоения программы и аттестации по дисциплине, учебно-методическое и учебно-информационное обеспечение дисциплины.
Составитель:
Рецензенты
содержание
1 | лекционные занятия |
2 | Практические занятия |
3 | Контроль овладения компетенциями |
4 | методические указания по выполнению КОНТРОЛЬНЫХ (КУРСОВЫХ) РАБОТ |
4.1 | Перечень тем контрольных (курсовых) работ |
4.2 | Методические рекомендации по выполнению контрольных (курсовых) работ |
5 | самостоятельнАЯ работА студентов |
6 | ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ (зачетные) вопросы по дисциплине |
7 | УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ |
8 | ИНФОРМАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ |
Контактная информация преподавателя | |
Приложение А – Образец оформления титульного листа контрольной (курсовой) работы |
1 ЛЕКЦИОННЫЕ ЗАНЯТИЯ
Тема 1. Название
Введение в БД
Введение |
Традиционные файловые системы |
Системы с базами данных |
Распределение обязанностей в системе с БД |
История развития СУРБД |
Трехуровневая архитектура ANSI-SPARS |
Обзор истории реляционной модели |
Терминология |
Реляционная целостность |
Реляционные языки |
Представления |
Требования к реляционной СУРБД |
Обзор жизненного цикла ИС |
Жизненный цикл приложения БД |
Общий обзор процедуры проектирования БД |
Проектирование приложений |
Использование CASE-инструментов |
Выбор СУБД |
Администрирование данных и администрирование БД |
Модель «сущность-связь» | ||||||||||||||
Нормализация | ||||||||||||||
Концептуальное | ||||||||||||||
Логическое проектирование БД | ||||||||||||||
Языки БД
| ||||||||||||||
Объектно-ориентированные БД
| ||||||||||||||
2. Практические занятия
1 | Разработка схемы БД |
2 | Нормализация форм учебной БД |
3 | Формирование SQL-запросов для учебной БД |
4 | Формирование форм и отчетов для учебной БД |
5 | Разработка проекта Access |
6 | Работа с SQL Server |
7 | Разработка хранимых процедур |
8 | Публикация БД средствами Access |
3. КОНТРОЛЬ ОВЛАДЕНИЯ КОМПЕТЕНЦИЯМИ
Перечень названий и шифров компетенций в соответствии с ФГОС ВПО:
- пониманием роли и значения информации и информационных технологий в развитии современного общества и экономических знаний (ОК-16);
владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, навыками работы с компьютером,
- как средством управления информацией (ОК-17); способностью работать с информацией в глобальных компьютерных сетях и корпоративных информационных системах (ОК-18); способностью к анализу и проектированию межличностных, групповых и организационных коммуникаций (ПК-7).
4. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ
практических занятий
Практическое задание 1
Этапы сбора требований и анализа (из общего жизненного цикла систем с базами данных) были выполнены в нескольких отделениях компании ДомМечты. Эти действия включали опрос сотрудников-менеджеров и ознакомление со всей документацией, которая используется или создается ими при выполнении своих каждодневных служебных обязанностей. Результатом выполнения этой фазы явилось создание спецификаций требований для представления пользователя Manager данной компании, описывающих информацию, которую необходимо сохранять в базе данных проекта ДомМечты. Следует отметить, что под термином "представление менеджера" понимается представление, которое в общих чертах было определено сотрудниками компании, состоящими на должности менеджера.
Задание на создание модели
Определение типов сущностей Определение типов связей Определение атрибутов и связывание их с типами сущностей и связей Определить типы сущностей, являющиеся потенциальными ипервичными ключамиСпецификации требований для представления пользователя Manager
Компания ДомМечты имеет отделения, расположенные в разных городах страны. Каждое отделение имеет собственный штат сотрудников, в число которых входит также менеджер, который руководит работой данного отделения. Информация, описывающая каждое отделение компании, включает уникальный номер отделения, его адрес (улица, район, город, почтовый индекс), номер телефона, номер факса, имя сотрудника, который в данный момент управляет работой этого отделения. Помимо этого, о каждом менеджере сохраняется и некоторая дополнительная информация: дата вступления в должность руководителя данного отделения копании, разрешение на компенсацию транспортных расходов, ежемесячный размер премии, зависящий от достигнутых результатов сдачи в аренду объектов недвижимости. Информация, сохраняемая о каждом сотруднике компании, включает: его личный номер, имя и фамилию, адрес, номер телефона, пол, дату рождения, номер социального страхования (NIN), занимаемую должность, зарплату за год и дату зачисления в штат компании ДомМечты. Личный номер каждого сотрудника является уникальным для всех отделений компании. Кроме того, если это возможно, для каждого сотрудника хранится информация об одном из его родственников (наследников): имя, уровень родственной связи с этим сотрудником, адрес и номер телефона. Сотрудники, занимающие должность инспектора (Supervisor), отвечают за ежедневную деятельность некоторой группы работников компании. Не все работники компании подчинены какому-либо из инспекторов.информация; номер объекта, его адрес (улица, район, город, почтовый индекс), тип данного объекта недвижимости, количество комнат, установленная месячная арендная плата, а также личный номер владельца этого объекта, его имя и фамилия, адрес и номер телефона (как для частных владельцев, так и для фирм-владельцев). Номер объекта является уникальным для всех отделений компании ДомМечты. За каждым объектом закреплен сотрудник, отвечающий за работу с ним. Дополнительно хранится информация о владельцах объектов недвижимости. Существует два типа владельцев: частные лица и фирмы-владельцы (юридические лица). О частных лицах сохраняется такая информация, как личный номер владельца, его имя и фамилия, адрес и номер телефона, тогда как о юридических лицах — личный номер, присвоенный фирме-владельцу, название фирмы, тип ее деятельности, адрес, номер телефона и имя контактного лица. Личный номер владельца является уникальным для каждого частного или юридического лица, причем в пределах всех отделений компании ДомМечты. Клиентов, заинтересованных в осмотре и аренде объектов недвижимости, в компании принято называть арендаторами. Потенциальный арендатор связывается по телефону с некоторым отделением компании, в котором ему могут предложить осмотреть разные объекты недвижимости. Информация, сохраняемая по каждому проведенному осмотру объекта, включает имя и адрес арендатора, номер и адрес осмотренного объекта недвижимости, дату осмотра, а также любые комментарии арендатора по поводу осмотренного объекта. Арендатор может осматривать любое количество объектов недвижимости. О каждом арендаторе хранится следующая информация: личный номер арендатора, имя и фамилия, адрес, номер телефона, предпочтительный тип объекта недвижимости, а также максимально допустимая для него арендная плата. Номер арендатора является уникальным для всех отделений компании ДомМечты. При сдаче некоторого объекта недвижимости в аренду арендатор заключает с компанией договор об аренде выбранного им объекта. Подробная информация о договоре на аренду включает: номер арендного соглашения, личный номер арендатора, его имя и адрес, номер арендуемого объекта недвижимости и его адрес, установленную ежемесячную арендную плату, а также даты начала и окончания срока действия данного договора на аренду.
Практическое задание 2
В табл. 1 приведены данные о дантистах и назначениях на прием, которые они сделали своим пациентам. Пациент должен придти на прием к дантисту в указанный кабинет в заранее назначенный день и час. В каждый из дней приема дантист имеет право занимать некоторый кабинет.
Таблица 1. Сведения о дантистах, их пациентах и назначениях на прием
Staff_No | DentistName | Pat_No | PatName | Appointment | Surgery_No | |
Date | Time | |||||
S1011 | Tony Smith | P100 | Gillian White | 12-Sep-98 | 10.00 | S15 |
S1011 | Tony Smith | P105 | Jill Bell | 12-Sep-98 | 12.00 | S15 |
S1024 | Helen Pearson | P108 | Ian MacKay | 12-Sep-98 | 10.00 | S10 |
S1024 | Helen Pearson | P108 | Ian MacKay | 14-Sep-98 | 14.00 | S10 |
S1032 | Robin Plevin | P105 | Jill Bell | 14-Sep-98 | 16.30 | S15 |
S1032 | Robin Plevin | P110 | Jphn Walker | 15-Sep-98 | 18.00 | S13 |
Агентство Instant Cover занимается подбором сотрудников с временной или неполной занятостью для работы в отелях района Стратклайд. В табл. 6.36 приведены данные о продолжительности работы сотрудников агентства в разных отелях. Номер социального страхования (атрибут NIN) уникален для каждого сотрудника агентства.
Таблица 2. Данные о контрактах агентства Instant Cover
NIN | Contract_No | Hours | EName | H_No | H_Loc |
1135 | C 1024 | 16 | Smith J | H25 | East Kilbride |
1057 | C 1024 | 24 | Hocine D | H25 | East Kilbride |
1068 | C 1025 | 28 | White T | H4 | Glasgow |
1135 | C 1025 | 15 | Smith J | H4 | Glasgow |
Практическое задание 2
Представленные ниже таблицы являются частью базы данных, созданной в среде некоторой реляционной СУБД:
Таблица | Названия столбцов |
Hotel | Hotel No, Name, Address |
Room | Room No, Hotel No, Type, Price |
Booking | Hotel_No, Guest_No, Date_From, Date To, Room_No |
Guest | Guest No, Name, Address |
Таблица Hotel содержит сведения об отелях. Ее первичным ключом является столбец Hotel_No.
Таблица Room содержит сведения о гостиничных номерах каждого из отелей. Ее первичный ключ состоит из столбцов Hotel No и Room No.
Таблица Booking содержит сведения о регистрации постояльцев гостиниц. Ее первичный ключ состоит из столбцов Hotel _No, Guest _No и Date _From. Таблица Guest содержит сведения о постояльцах. Ее первичным ключом является столбец Guest No.
Простые запросы
Выберите из базы сведения обо всех отелях. Выберите из базы сведения обо всех отелях, расположенных в Лондоне. Составьте перечень имен и адресов всех постояльцев, зарегистрированных в отелях Лондона, упорядочив информацию по именам постояльцев в алфавитном порядке. Составьте список всех двухкомнатных или семейных номеров отелей с ценой менее 40,00 фунтов стерлингов в сутки, упорядочив данные в порядке увеличения стоимости номера. Выберите все записи регистрации постояльцев, в которых не было заполнено поле date to.Обобщающие функции
Сколько отелей принадлежит компании? Какова средняя стоимость номера? Чему равен общий суточный доход от всех двухкомнатных номеров? Сколько различных постояльцев было зарегистрировано на протяжении августа месяца?Подзапросы и соединения
Составьте отчет с указанием цены и типа всех номеров отеля Grosvenor Hotel. Перечислите всех постояльцев, в настоящее время снимающих номера в отеле Grosvenor Hotel. Составьте отчет, содержащий полные сведения обо всех номерах отеля Grosvenor Hotel, с указанием имен постояльцев всех номеров. Чему равен общий доход от постояльцев, зарегистрированных в отеле Grosvenor Hotel, за сегодняшний день? Составьте список номеров отеля Grosvenor Hotel, которые в данный момент свободны. Каковы общие потери от наличия в отеле Grosvenor Hotel свободных номеров?Группирование
Определите количество номеров в каждом из отелей. Определите количество номеров в каждом из отелей, расположенных в Лондоне. Каково среднее количество постояльцев, зарегистрированных в каждом из отелей в августе месяце? Какой тип номеров чаще всего снимается в каждом из отелей Лондона? Какова сумма потерь от наличия свободных номеров в каждом из отелей за сегодняшний день?Создание и заполнение таблиц
С помощью оператора CREATE TABLE создайте таблицы Hotel, Room. Booking и Guest. Введите в каждую из таблиц несколько записей. Увеличьте стоимость каждого номера на 5%. Создайте отдельную таблицу с той же самой структурой, что и таблица Booking, предназначенная для хранения архивных записей. С помощью оператора INSERT скопируйте в новую таблицу все записи таблицы Booking, созданные до 1 января 1999 года. Удалите все записи таблицы Booking, созданные до 1 января 1999 годаКаждое отделение компании работает с некоторым множеством объектов недвижимости, сдаваемых в аренду. О каждом таком объекте сохраняется следующая
самостоятельная работа студентов
Хранимые процедуры
Определяется понятие хранимых процедур. Приводятся примеры создания, изменения и использования хранимых процедур с параметрами. Дается определение входных и выходных параметров. Приводятся примеры создания и вызова хранимых процедур. 
Понятие хранимой процедуры
Хранимые процедуры представляют собой группы связанных между собой операторов SQL, применение которых делает работу программиста более легкой и гибкой, поскольку выполнить хранимую процедуру часто оказывается гораздо проще, чем последовательность отдельных операторов SQL. Хранимые процедуры представляют собой набор команд, состоящий из одного или нескольких операторов SQL или функций и сохраняемый в базе данных в откомпилированном виде. Выполнение в базе данных хранимых процедур вместо отдельных операторов SQL дает пользователю следующие преимущества:
- необходимые операторы уже содержатся в базе данных; все они прошли этап синтаксического анализа и находятся в исполняемом формате; перед выполнением хранимой процедуры SQL Server генерирует для нее план исполнения, выполняет ее оптимизацию и компиляцию; хранимые процедуры поддерживают модульное программирование, так как позволяют разбивать большие задачи на самостоятельные, более мелкие и удобные в управлении части; хранимые процедуры могут вызывать другие хранимые процедуры и функции; хранимые процедуры могут быть вызваны из прикладных программ других типов; как правило, хранимые процедуры выполняются быстрее, чем последовательность отдельных операторов; хранимые процедуры проще использовать: они могут состоять из десятков и сотен команд, но для их запуска достаточно указать всего лишь имя нужной хранимой процедуры. Это позволяет уменьшить размер запроса, посылаемого от клиента на сервер, а значит, и нагрузку на сеть. Хранимые процедуры в среде MS SQL Server При работе с SQL Server пользователи могут создавать собственные процедуры, реализующие те или иные действия. Хранимые процедуры являются полноценными объектами базы данных, а потому каждая из них хранится в конкретной базе данных. Непосредственный вызов хранимой процедуры возможен, только если он осуществляется в контексте той базы данных, где находится процедура.
Типы хранимых процедур
В SQL Server имеется несколько типов хранимых процедур.
- Системные хранимые процедуры предназначены для выполнения различных административных действий. Практически все действия по администрированию сервера выполняются с их помощью. Можно сказать, что системные хранимые процедуры являются интерфейсом, обеспечивающим работу с системными таблицами, которая, в конечном счете, сводится к изменению, добавлению, удалению и выборке данных из системных таблиц как пользовательских, так и системных баз данных. Системные хранимые процедуры имеют префикс sp_, хранятся в системной базе данных и могут быть вызваны в контексте любой другой базы данных. Пользовательские хранимые процедуры реализуют те или иные действия. Хранимые процедуры – полноценный объект базы данных. Вследствие этого каждая хранимая процедура располагается в конкретной базе данных, где и выполняется.
6. ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ (ЗАЧЕТНЫЕ) вопросы
по дисциплине
Поясните связи, существующие между жизненным циклом информационной системы и жизненным циклом приложения базы данных. Поясните значение термина "СУРБД" и назовите причины создания подобных систем. Опишите основные характеристики подхода, основанного на использовании базы данных, и сравните их с характеристиками обычных файловых систем. Опишите цели каждого этапа жизненного цикла приложения базы данных. Сравните и укажите отличия между СУРБД и системами с распределенной обработкой. При каких обстоятельствах выбор СУРБД оказывается предпочтительней организации распределенной обработки? Опишите пять компонентов среды СУБД и поясните, как они связаны друг с другом. Сравните и укажите отличия между СУРБД и системами с параллельной обработкой. При каких обстоятельствах СУРБД оказывается предпочтительнее параллельной СУБД? Объясните значение следующих терминов:
данные;
база данных.
Опишите основные цели этапов концептуального и логического проектирования базы данных. Назовите преимущества и недостатки, свойственные распределенным системам. Объясните роли следующих групп пользователей базы данных:администратор данных;
администратор базы данных.
Объясните, почему конкретный тип целевой СУБД должен быть выбран еще до начала физического проектирования базы данных. Опишите основные цели этапа физического проектирования базы данных. Назовите основные достоинства и недостатки систем управления базами данных. Опишите основные особенности подхода с созданием прототипов и укажите потенциальные преимущества его использования. В чем состоят стратегические цели определения и распределения фрагментов? Кратко опишите процедуру выбора целевой СУБД. Дайте определение и укажите различия между альтернативными схемами фрагментации глобальных отношений. Поясните, как можно проверить корректность выполненных действий и получить гарантии того, что в процессе фрагментации в базу данных не было внесено семантических изменений. Для обеспечения независимости от данных была разработана трехуровневая архитектура ANSI-SPARC. Дайте сравнительную характеристику этих уровней. Определите цели и задачи администрирования данных и администрирования базы данных. Какие уровни прозрачности должны поддерживаться СУРБД? Обоснуйте ваш ответ. Что такое модель данных? Дайте определение основным типам моделей данных. Поясните назначение и область применения понятия "защита баз данных". Опишите общие характеристики усовершенствованных приложений баз данных. Поясните функции и общее значение концептуального моделирования. Перечислите типы опасностей, которым могут подвергаться системы с базами данных, и укажите для каждой из них возможные средства контроля и противодействия. Поясните, почему слабость реляционной модели данных и реляционных СУБД делают их непригодными для создания сложных специализированных приложений баз данных. Опишите типы сервисов, которые должна предоставлять типичная многопользовательская СУБД. Объясните концепции абстракции, инкапсуляции и сокрытия информации в контексте объектной модели данных. Какие из типов сервисов, предоставляемых многопользовательской СУБД, не потребуются для СУБД, функционирующей на отдельном персональном компьютере? Обоснуйте свой ответ. Объясните смысл понятия - резервное копирование. Объясните концепции объекта и атрибута в контексте объектной модели данных. Назовите основные компоненты СУБД и укажите соответствие между ними и сервисами, предоставляемых многопользовательской СУБД. Дайте определение каждому из следующих понятий в контексте реляционной модели данных:отношение;
атрибут;
Сравните двухуровневую архитектуру «клиент/сервер» для традиционной СУБД с трехуровневой архитектурой «клиент/сервер». Почему последняя более предпочтительна в среде Web? Дайте определение каждому из следующих понятий в контексте реляционной модели данных:
кортеж;
заголовок и тело;
степень и кардинальное число.
Объясните смысл понятия – шифрование. Объясните концепции метода и сообщения в контексте объектной модели данных. Назовите преимущества и недостатки среды Web как платформы для создания приложений баз данных. Объясните смысл понятия – защита от непредвиденных обстоятельств. Объясните концепции класса, подкласса, суперкласса и наследования в контексте объектной модели данных. Дайте определение двух основных правил целостности реляционной модели и расскажите, почему необходимо их использовать. Объясните смысл понятия – контроль за персоналом. Объясните концепции перегрузки в контексте объектной модели данных. Дайте определение пяти основным операциям реляционной алгебры. Поясните на примерах проблемы обеспечения безопасности, которые могут иметь место в среде Web. Какие существуют механизмы, позволяющие устранить эти проблемы? Объясните концепции полиморфизм и динамического связывания в контексте объектной модели данных. Определите дополнительные три операции реляционной алгебры на основе основных пяти операций. Объясните смысл понятия – неприкосновенность личных данных. Перечислите типы опасностей, которым могут подвергаться системы с базами данных, и укажите для каждой из них возможные средства контроля и противодействия. Что такое представление? Укажите различия между представлением и базовым отношением. Объясните, что происходит при доступе пользователя к базе данных через представление. Объясните смысл понятия – защита личных данных.УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Основная литература
№ п/п | Перечень литературы |
1 | Т. Конноли, К. Бегг, А. Стрчан. Базы данных. Проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика. М.: Вильямс. 2001.. |
2 | , , . Базы данных. С. П.: Корона. 2003 |
3 | Основы баз данных. — 2-е изд. — М.: Интернет-университет информационных технологий; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. — 484 с. — ISBN 978-5-94774-736-2 |
№ п/п | Перечень литературы |
4 | Энциклопедия технологий баз данных. — М.: Финансы и статистика, 2002. — 800 с. — ISBN 5-279-02276-4 |
5 | ж. Введение в системы баз данных = Introduction to Database Systems. — 8-е изд. — М.: Вильямс, 2005. — 1328 с. — ISBN 5-8459-0788-8 (рус.) 0-321-19784-4 (англ.) |
6 | азы данных. Проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика = Database Systems: A Practical Approach to Design, Implementation, and Management. — 3-е изд. — М.: Вильямс, 2003. — 1436 с. — ISBN 0-201-70857-4 |
8. ИНФОРМАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
№ п/п | Перечень |
1 | Операционная система MS WINDOWS |
2 | MS SQL SERVER |
3 | MS ACCESS |
Контактная информация преподавателя
Фамилия, имя, отчество: |
Ученая степень: |
Должность: |
Кабинет: |
Телефон: |
e-mail: |
Приложение А
Образец оформления титульного листа контрольной (курсовой) работы
НОУ ВПО ИНСТИТУТ УПРАВЛЕНИЯ, БИЗНЕСА И ПРАВА
Контрольная работа
По дисциплине: |
Вариант: № |
Выполнил |
(фамилия, имя, отчество) |
(курс, группа) |
Проверил |
(фамилия, имя, отчество) |
(должность, научная степень, подпись) |
Ростов-на-Дону
2014
