Тема 1. Роль БД среди других разновидностей информационных систем.

История создания информационных систем. Классификация информационных систем по типу хранимых данных, по типу использования. Разновидности информационных систем обрабатываемые при помощи компьютерной техники. Базы знаний. Базы данных. Банки данных. Предметная область. Администратор базы данных. Система управления базами данных. Актуальные СУБД на современном этапе развития по виду использования. MS Access, MS Visual FoxPro, MS SQL Server, Oracle, 1C, Parus, My SQL, PostgreSQL и другие. Необходимость моделирования предметной области. Основные разновидности моделей данных. Модели данных. Модели баз данных. Основные топологии построения баз данных. Локальная база данных. Централизованная база данных на основе технологий файл-сервер и клиент-сервер. Топология централизованной базы данных с доступом через локальную и глобальную сети по технологии клиент-сервер. Распределённая база данных. Распределённая обработка БД.

Тема 2. Модели данных первого уровня.

Сетевая модель. Проект CODASYL. Ч. Бахман. Основные термины сетевой модели данных. Элемент данных. Агрегат данных. Запись. Групповое отношение. Виды сортировки данных. Режимы включения записей в групповое отношение. Владелец отношений. Подчинённая запись. Ручной и автоматический режимы. Режимы исключения записей из групповых отношений. Виды членства записей в групповых отношениях. Фиксированное членство, обязательное членство, необязательное членство. Операции сетевой модели данных. Особенности сетевой модели данных. Иерархическая модель. Особенности и отличия сетевой модели от иерархической. Исходная запись. Корневая запись. Уровни иерархии. Иерархическое дерево. Преобразование сетевой модели в иерархическую. Операции иерархической модели данных. Перспективы использования моделей данных первого уровня.

Тема 3. Модели данных второго уровня.

Реляционная модель. E.F. Codd. Реляционная алгебра. Отношение. Запись. Поле таблицы. Атрибут. Кортеж. Домен. Первичный ключ. Составной первичный ключ. Идентификация записей. Отношения между отношениями. Операции реляционной алгебры. Операции обновления данных. Операции над отношениями. Виды отношений. Отношение один ко многим. Отношение один к одному. Отношение многие ко многим. Отношение многие к одному. Целостность базы данных. Избыточность. Нормализация отношений. Рей Бойс. 1НФ, 2НФ, 3НФ, НФБК, 4НФ, 5НФ. Функциональная зависимость. Полная функциональная зависимость. Транзитивная зависимость. Высшие нормальные формы.

Тема 4. Пост реляционные модели данных. Объектно-ориентированные и объектно-реляционные базы данных.

Недостатки реляционных моделей. Концепции и разработка распределённых СУБД. Основные стратегии развития объектно-ориентированных СУБД. Объектно-реляционные СУБД. Преимущества и недостатки распределённых, объектно-ориентированных и объектно-реляционных СУБД.

Модуль 2 Практическая реализация проекта базы данных

Тема 5. Построение проекта базы данных.

Основные этапы жизненного цикла приложения, использующего базы данных. Методы оценки и выбора СУБД. Методики сбора фактов. Обычная и расширенная модели «Сущность-связь». Нормализация отношений. Необходимость и достаточность приведения таблиц к третьей нормальной форме. Назначение методологии проектирования. Три этапа проектирования базы данных: концептуальное, логическое и физическое проектирование. Методология концептуального проектирования баз данных. Сбор исходных данных по проекту. Анализ предметной области. Использование моделей «Сущность – связь». Выделение главной сущности и других подсущностей проекта. Проверка полученной концептуальной модели на адекватность предметной области предприятия. Документирование процессов концептуального проектирования базы данных. Участие заказчика и его роль в процессах концептуального проектирования. Использование RAD технологии при создании базы данных. Методология логического проектирования реляционных баз данных. Определение отношений на основе логической концептуальной модели. Проверка полученных отношений с использованием методов нормализации. Проверка логической модели данных и контроль возможности выполнения необходимых транзакций. Получение глобальной модели данных предприятия. Проверка на адекватность и точность глобальной модели предметной области предприятия. Методология физического проектирования реляционных баз данных. Преобразование логического проекта базы данных предприятия в физический проект базы данных. Реализация ограничений предметной области. Схема данных. Методология – контроль и настройка работающей системы.

Тема 6. Практическая реализация проекта на СУБД MS Access 2003.

Таблицы. Запросы. Формы. Отчёты. Макросы. Модули. Создание нового проекта базы данных. Построение таблиц в режиме конструктора. Поля таблицы. Свойства полей таблицы. Типы полей таблицы и типы данных. Приём «Подстановка». Реализация подстановки на уровне таблиц. Использование запросов для реализации подстановки. Создание запросов для подстановки на основе технологии QBE. Построитель запросов. Построение схемы данных. Типовые ошибки при построении схемы данных. Создание форм при помощи мастера. Редактирование сгенерированных форм в конструкторе. Добавление к форме элементов управления. Простые и сложные формы. Вопросы эргономики при создании форм. Создание отчётов при помощи мастера. Редактирование структуры отчётов в конструкторе. Нумерация записей в отчётах. Использование макросов и модулей в формах. Конвертирование макросов в модули. Настройка проекта базы данных. Меню, контекстное меню, панели управления проектом. Параметры автозапуска. Создание «Help» по проекту. Построение страниц доступа к базе данных.

Тема 7. Защита баз данных.

Определение проблем, связанных с защитой баз данных. Основные угрозы, которым может подвергнуться информационная система предприятия. Компьютерные и некомпьютерные средства защиты информационной системы предприятия. Способы защиты информационной системы в популярных системах MS Access и Oracle. Установка пароля. Защита на уровне пользователя. Привилегии. Решение проблем защиты информационных систем в Web. Прокси-сервер. Брандмауэр. Цифровые подписи и сертификаты. Средства защиты Java и ActivX.

Тема 8. Администрирование проекта базы данных.

Разбиение файла проекта на «Клиент» и «Сервер». Различия между администрированием данных и базы данных. Цели и задачи администрирования базы данных.

Модуль 3 Реляционная алгебра и язык SQL

Тема 9. Реляционная алгебра и реляционное исчисление отношений.

Реляционная алгебра. Унарные операции. Выборка. Проекция. Операции над множествами. Объединение. Пересечение. Разность. Декартово произведение. Декомпозиция сложных операций. Операции соединения. Тета-соединение. Естественное соединение. Внешнее соединение. Левое и правое внешнее соединение. Полусоединение. Деление.

Тема 10. Язык SQL.

Язык QBE. Использование QBE в MS Access. Язык SQL. Краткая история создания и стандартизации языка. Особая роль SQL. SQL DML – язык манипулирования данными. Операторы Select, Insert, Update, Delete.Конструкции операторов From, Where, Order By, Group By. Использование диапазонов Between и Not Between. Условия поиска с проверкой принадлежности к множеству In и Not In. Условия поиска с указанием шаблонов Like и Not Like. Использование значений Is Null и Is Not Null. Агрегирующие функции Count, Sum, Avg, Min, Max. Конструкция Having. Подзапросы. Ключевые слова Any, All, Some. Многотабличные запросы. Соединение. Внешние соединения. Левое и правое внешние соединения. Полное внешнее соединение. Ключевые слова Exists, Not Exists. Операции Union, Intersect, Except. Добавление новых данных в таблицу. Конструкции Insert … Values, Insert … Select. Модификация данных в таблице. Удаление записей из таблицы. Оператор Delete. SQL DDL – определение данных. Типы данных. Boolean, Varchar, Char, Bit, Bit Varying, Numeric, Decimal, Integer, Smallint, Float, Real, Double, Precision, Date, Time, Timestamp, Interval, Character, Binary, Large, Object. Средства поддержки целостности. Определение данных. Создание таблиц.Create Table. Модификация определения таблиц. Alter Table. Удаление таблиц. Drop Table. Создание индекса. Create Index. Удаление индекса. Drop Index. Представления. Создание представлений. Create View. Удаление представлений. Drop View. Использование транзакций. Управление доступом к данным. Grand. Revoke.

2.3. Содержание практического раздела дисциплины.

Практический раздел дисциплины обеспечивается лабораторным практикумом и планами семинарских занятий. Оба документа приведены в данном файле с указанием количества часов и рейтинговых баллов, которые студент может набрать на каждом занятии.

Лабораторный практикум

Посещение лабораторных занятий студентом обязательно. За выполнение и защиту лабораторных работ студент может получить до трёх баллов. В случае отсутствия студента во время данных занятий по уважительной причине, студент имеет возможность самостоятельно получить задание на информационном сервере дисциплины. Лабораторные отчёты должны быть выполнены и защищены студентом в полном объёме. При невыполнении данного вида работ студент не может быть допущен к сдаче экзамена по данной дисциплине, вне зависимости от его рейтинга.

Состав лабораторного практикума, разбитый по модулям и работам модуля, приведен в таблице 3.

Лабораторное занятие № 6, проводимое в конце второго модуля, отличается от остальных, как по содержанию, так и по его оцениванию. На этом занятии проводится контрольная работа № 2, которая имеет практический характер. Во время данного занятия студент должен показать степень его овладения навыками создания по заданному набору сущностей мини проекта базы данных. Студент, по выданному варианту, должен за это занятие создать требуемую структуру нормализованных таблиц, схему данных, требуемое количество форм и один отчёт. При успешном выполнении и защите данной лабораторной работы студент может получить за неё до пяти рейтинговых баллов, которые зачитываются в рейтинг карте в раздел контрольных работ (КР), а не в раздел оценки лабораторных работ.