Раб_пр_управление_дан_СГАСУ Либерзон

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Самарский государственный архитектурно-строительный университет
(СГАСУ)
Факультет информационных систем и технологий
«Утверждаю»
Декан факультета ИСТ
______________ /С.А. Пиявский/
«___»__________________2009 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«УПРАВЛЕНИЕ ДАННЫМИ»
Индекс дисциплины по учебному плану Ф.6
Направление 230200 Информационные системы
Специальность 230201 Информационные системы и технологии
Форма обучения - очная
Всего часов на дисциплину:
136
в том числе:
Лекции 51
(часов)
Лабораторные занятия 34
(часов)
Самостоятельная работа 51
(часов)
Форма итогового контроля Зачет с оценкой
Курс обучения
2
Семестр обучения
4
Разработана ст. преп. каф. ПМ и ВТ
______________/О.К. Либерзон/
Рассмотрена и одобрена на заседании кафедры ПМ и ВТ
от «____» ____________2009 г., протокол № _____
Зав. кафедрой ПМ и ВТ
_______________/С.А. Пиявский/
Рассмотрена и одобрена на заседании методической комиссии
по специальности 230201
от «____» ____________2009 г., протокол № _____
Председатель методической комиссии
______________/С.А. Пиявский/
Самара 2009 г.
Программа разработана в соответствии с Государственным образовательным стандартом
по специальности 230201 - «Информационные системы и технологии»
1.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Курс «Управление данными» играет роль фундаментальной
образовательной базы, которая способствует эффективному освоению и
применению в своей профессиональной деятельности современных
информационных технологий.
Целью курса «Управление данными» является формирование у
студентов целостного, научного представления о моделях представления
данных, методах их обработки, основ организации баз и банков данных, а
также систем управления базами данных в соответствии с требованиями,
предъявляемыми к подготовке инженеров по специальности 230201.
Основные задачи курса:
 формирование у студентов целостного, научного представления о
моделях представления данных;
 формирование у студентов представления о методах организации,
хранения и обработки больших объемов информации;
 формирование концептуальных знаний в области организации
современных баз данных, баз знаний, банков данных.
Студент должен знать:
*
основные понятия банков данных и знаний;
*
роль и место банков данных в информационных системах;
*
основные методы и принципы организации баз и банков данных;
*
архитектуру систем управления базами данных;
*
уровни представления и модели данных;
*
представление различных структур данных в памяти ЭВМ;
*
современные тенденции построения файловых систем;
*
тенденции развития баз и банков данных.
Студент должен уметь:
*
свободно обращаться со структурами данных (выбирать
оптимальные, строить модели представления данных, отвечающие запросам
пользователя);
*
использовать средства описания и манипулирования данными;
*
производить выбор систем управления базами данных;
*
оценивать эффективность реализации различных моделей данных
и на этой основе делать выбор практической реализации систем обработки
данных.
Полученные знания послужат основой для изучения курса «Основы
проектирования баз данных», а также выполнения в дальнейшем курсового и
дипломного проектирования.
2.
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Лекционные занятия
1
Семестр,
наименование Объем,
темы, содержание раздела час.
2
3
Семестр 4
1. Основные понятия и
5
определения
1.1. Цели и задачи
курса.
1.2. Основные понятия.
Информация, данные,
знания.
1.3. Определение банка
данных (БнД), базы
данных (БД), СУБД.
1.4. Классификация БД
в зависимости от способа
и вида хранимой
информации.
1.5. Классификация
БнД.
1.6.
Автоматизированные
информационные
системы (АИС). Состав
информационного
обеспечения АИС.
1.7. Место баз данных
и банков данных в
автоматизированных
системах.
1.8. Распределение
обязанностей в системах с
базами данных.
1.8.1. Администраторы
данных и администраторы
баз данных.
1.8.2. Разработчики баз
данных.
1.8.3. Прикладные
программисты.
1.8.4. Пользователи.
2 .Система управления
6
базой данных (СУБД)
2.1. История развития
СУБД.
Лабораторные и практические занятия
Лабораторные
занятия, час.
4
5
Практические
занятия, час.
6
7
Дисциплины,
использующие
данный раздел
8
1
2
3
2.2. Функции СУБД
2.3.
Компоненты СУБД
2.4. Обзор
современных
промышленных СУБД.
3. Модели данных
3.1. Уровни
11
представления данных.
3.2. Концептуальное
(инфологическое)
проектирование
баз
данных.
3.2.1. ER-модель.
3.2.2. SHM-модель.
3.3. Логическое
проектирование
баз
данных.
3.3.1. Иерархическая
модель данных. Основные
компоненты
иерархической
модели.
Правила
построения
иерархических моделей.
Основные операции и
ограничения.
3.3.2. Сетевая
модель
данных.
Основные
компоненты
сетевой
модели.
Правила
построения
сетевых
моделей.
Основные
операции и ограничения.
3.3.3. Реляционная
модель данных.
Схема
отношения.
Свойства отношений.
Условия и ограничения,
накладываемые
на
отношения реляционной
моделью данных.
4. Реляционная алгебра
8
4.1. Теоретико
–
множественные операции
реляционной
алгебры:
пересечение,
объединение,
разность,
расширенное декартово
произведение.
4.2. Специальные
операции реляционной
4
СУБД
Visual
FoxPro
как
средство
реализации
реляционных баз
данных
Лаб. раб. № 1
Создание
отдельных таблиц
и средства их
ведения
Лаб. раб. № 2
Создание
баз
данных
как
совокупности
взаимосвязанных
таблиц
Лаб. раб. № 3
Поиск записей и
организация
запросов
Лаб. раб. № 4
Просмотры,
параметрические
запросы
и
курсоры
Лаб. раб. № 5
Конструктор
меню
Лаб. раб. № 6
Конструктор
экранных форм
Лаб. раб. № 7
Конструктор
отчетов
и
этикеток
Лаб. раб. № 8
Разработка
проекта
и
приложения
5
2
2
4
4
2
2
2
2
6
7
8
1
2
3
алгебры: выбор,
проекция, соединение,
эквисоединение, деление.
4.3. Реляционное
исчисление кортежей.
4.4. Реляционное
исчисление доменов.
5. Нормализация
8
отношений
5.1.
Типы
функциональных
зависимостей: полная,
частичная, транзитивная,
многозначная.
5.2. Понятия
возможного ключа
отношения, первичного
ключа, детерминанта
отношения,
взаимонезависимых
атрибутов.
5.3. Аксиомы
Армстронга.
5.4. Нормальные
формы (НФ).
5.4.1. Основные свойства
НФ.
5.4.2. Первая НФ.
5.4.3. Вторая НФ.
5.4.4. Третья НФ.
5.4.5. НФ Бойса-Кодда.
5.4.6. Четвертая НФ.
5.4.7. Теорема
Фейджина. Пятая НФ.
6. Представление
структур данных в
9
памяти ЭВМ
6.1. Хранимая запись.
Способы размещения
элементов данных в
хранимой записи.
6.2. Методы
организации файлов:
последовательная
организация,
сегментированные файлы
индексно последовательной
организации.
6.3. Методы доступа.
6.3.1. Последовательные
4
5
Лаб. раб. № 9 2
Программирован
ие:
поиск,
сортировка,
наложение
фильтра
Лаб. раб. № 10 4
Программирован
ие:
индексирование
таблиц
и
установление
связей
между
таблицами
при
создании
баз
данных
6
7
8
1
2
3
методы доступа.
6.3.2. Индексные методы
доступа.
6.4. Организация
файлов с хешированным
доступом. Функции
хеширования. Разрешение
коллизий.
7.
Современные
тенденции построения
2
файловых систем
8. Тенденции развития
2
баз и банков данных
Итого по курсу
51
4
Лаб. раб. № 11
Создание группы
экранных форм
Лаб. раб. № 12
Обработка
событий в Visual
FoxPro
Лаб. раб. № 13
Создание класса
объектов
Лаб. раб. № 14
Обеспечение
целостности
данных
5
2
6
7
8
2
2
2
34
3. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ
№
Наименование
раздела раздела
дисциплины
Вид
аудиторных Самостоятельная работа студентов
занятий, их объем
(час.);
наименование
Вид работы
Объем,
индивидуальных
час.
занятий
Форма
контроля
Основные
понятия и
определения
Система
управления
базой данных
Модели
данных
Реляционная
алгебра
Лекции - 5 часов
Изучение литературы по
разделу 1
2
Опрос по
разделу
Лекции - 6 часов
Изучение литературы по
разделу 2
2
Опрос по
разделу
Лекции - 11 часов
Изучение литературы по
разделу 3
4
Изучение литературы по
разделу 4
4
5.
Нормализация
отношений
Лекции - 8 часов
Изучение литературы по
разделу 5
4
6.
Представление
структур
данных в
памяти ЭВМ
Современные
тенденции
построения
файловых
систем
Лекции - 9 часов
Изучение литературы по
разделу 6
5
Опрос по
разделу
Контроль
ная
работа
Контроль
ная
работа
Опрос по
разделу
Лекции - 2 часа
Изучение литературы по
разделу 7
1
Опрос по
разделу
1.
2.
3.
4.
7.
Семестр 4
Лекции - 8 часов
8.
9.
Тенденции
развития баз и
банков данных
Изучение
СУБД FoxPro
Итого по курсу
Лекции - 2 часа
Изучение литературы по
разделу 8
1
Опрос по
разделу
Лаб. раб. № 1 – 2 часа
Лаб. раб. № 2 – 2 часа
Лаб. раб. № 3 – 4 часа
Лаб. раб. № 4 – 4 часа
Лаб. раб. № 5 – 2 часа
Лаб. раб. № 6 – 2 часа
Лаб. раб. № 7 – 2 часа
Лаб. раб. № 8 – 2 часа
Лаб. раб. № 9 – 2 часа
Лаб. раб. № 10 – 4 часа
Лаб. раб. № 11 – 2 часа
Лаб. раб. № 12 – 2 часа
Лаб. раб. № 13 – 2 часа
Лаб. раб. № 14 – 2 часа
51/34
Подготовка
выполнению
лабораторных работ
Отчет по
выполнен
ной лаб.
работе
к
28
51
4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
4.1. Основная литература
1. Тиори Т., Фрай Дж. Проектирование структур баз данных. Кн. 1 и 2. - М.: Мир,
1985.
2. Ульман Дж. Основы систем баз данных. - М.: Финансы и статистика, 1983.
3. Карпова Т.С. Базы данных: модели, разработка, реализация. - CПб: - Питер,
2001.
4.2. Дополнительная литература
1. Дейт. Введение в системы баз данных. - М.: Наука, 1999.
2. Ревунков Г.И., Самохвалов Э.Н., Чистов В.В. Базы и банки данных и знаний.
М.: Высш. шк., 1992.
3. Кузнецов О.П., Адельсон - Вельский Г.М. Дискретная математика для
инженера. - М.: Энергия, 1980.
4. Лес и Джон Питер. Visual FoxPro: Уроки программирования, 1996.
5. Мусина Т.В., Пушенко В.А. Visual FoxPro: учебный курс. Киев: Век, 2001.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПРЕПОДАВАТЕЛЮ ДИСЦИПЛИНЫ
"УПРАВЛЕНИЕ ДАННЫМИ"
Основными видами обучения студентов являются лекции, лабораторные занятия в
дисплейном классе и самостоятельная работа студентов.
Особое внимание в течение изучения всего курса при изложении материала следует
уделить отображению данных на разных уровнях представления данных, для чего
желательно рассматривать сквозные примеры для всего курса.
При изложении материала 1 раздела очень важно уделить внимание основным
понятиям и определениям, используемым в дисциплине, опираясь на государственные
стандарты.
При рассмотрении моделей данных логического уровня представления наибольшее
внимание следует уделить реляционной модели, которая является основой практически
всех коммерческих систем управления базами данных и наиболее распространена в
настоящий момент, а также первому языку манипулирования данными, предложенному
для данной модели ее создателем американским математиком Е.Ф. Коддом – реляционной
алгебре (разделы 3, 4). Решение примеров по различным операциям реляционной алгебры,
реляционному исчислению кортежей и реляционному исчислению доменов является
обязательным.
При рассмотрении вопросов, связанных с проектирования базы данных как
информационной модели предметной области, особое внимание уделить рассмотрению
примеров по концептуальному и логическому проектированию базы данных.
Корректность и продуманность структуры спроектированной базы данных определяет
успех решения не только текущих информационных задач, но и перспективы развития и
наращивания информационной системы, использующей данную базу данных.
В разделе 5, который посвящен нормализации отношений, рассмотреть базовые
понятия функциональных и многозначных зависимостей, подкрепив их рассмотрением
конкретных примеров. При рассмотрении нормальных форм отмечать все свойственные
им аномалии и нежелательные эффекты, используя для иллюстрации одно отношение,
которое путем декомпозиции последовательно переводить от одной нормальной формы к
другой. Для закрепления теоретического материала желательно рассмотреть примеры по
приведению конкретных отношений к той или иной нормальной форме, задав исходные
функциональные зависимости.
В 6 разделе при рассмотрении различных методов доступа особое внимание
обратить на алгоритмы обработки данных, позволяющие сократить время доступа к
данным.
Лабораторный практикум ориентируется на использование и изучение СУБД
FoxPro. Кроме выполнения стандартных лабораторных работ, общих для всех студентов, в
него рекомендуется включить индивидуальные задания по проектированию базы данных
и разработке приложений, работающих с этой базой данных.
Самостоятельная работа ориентирована на домашнюю или классную работу,
как с компьютером, так и без него. Студенты должны систематически работать с
литературой и конспектом лекций, с материалами Интернет.
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ПРИ ИЗУЧЕНИИ
ДИСЦИПЛИНЫ "УПРАВЛЕНИЕ ДАННЫМИ"
Для повышения уровня знаний и качества подготовки студентам при проработке
лекций рекомендуется:
1.
Тщательно изучать теоретический материал каждого раздела, обращая
особое внимание на примеры.
2.
Решать все примеры, задаваемые для самостоятельного рассмотрения.
3.
Читать рекомендуемую дополнительную литературу.
При подготовке к лабораторному практикуму при выполнении общих
лабораторных работ необходимо предварительно изучать теоретические сведения и
задание на лабораторную работу, приводимые для каждой лабораторной работы в
методических указаниях, и пытаться самостоятельно ответить на контрольные вопросы.
При выполнении индивидуальных заданий надо показывать заготовки исходных
текстов программ и также согласовывать их с преподавателем, чтобы имелась
возможность внести необходимые корректировки в реализацию разрабатываемого
приложения, которая должна полностью соответствовать утвержденному заданию.
Следует учесть, что без самостоятельной работы по подготовке выполнить график
лабораторного практикума практически невозможно, так как работы имеют элемент
творчества.
ПРИЛОЖЕНИЕ В
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИННОВАЦИОННЫХ МЕТОДОВ ОБУЧЕНИЯ В КУРСЕ
"УПРАВЛЕНИЕ ДАННЫМИ"
С целью повышения эффективности учебного процесса при изучении
дисциплины используются методы, основанные на использовании новейших
информационных технологий.
В лекционном курсе часть материала, в частности, связанная с
рассмотрением примеров по инфологическому проектированию базы данных излагается с
использованием технических средств проецирования иллюстративного материала на
экран.
Для развития у студентов творческих способностей и самостоятельности в
решении проблем лабораторный практикум включает индивидуальное задание, связанное
с разработкой приложений для конкретных задач, которое позволяет подойти творчески к
решению задачи, выбрать тот или иной алгоритм решения, наметить свой вариант
реализации.
Выполнение лабораторных работ проходит с использованием современных CASE
средств и систем управления базами данных.
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
ВЫДЕРЖКА
ИЗ ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО СТАНДАРТА ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
Направление подготовки 230200 - Информационные системы
(утверждено приказом Министерства образования Российской Федерации
№ 4 от 12 января 2005 г.)
ОПД.Ф.06
Управление данными
Основные понятия банков данных и знаний;
информация и данные; предметная область банка
данных;
роль
и
место
банков
данных
в
информационных системах; пользователи банков
данных; преимущества централизованного управления
данными; база данных как информационная модель
предметной области; система управления базой данных
(СУБД); администратор базы данных; архитектура
банка данных; инфологическое проектирование базы
данных; выбор модели данных; иерархическая, сетевая
и реляционная модели данных, их типы структур,
основные операции и ограничения; представление
структур данных в памяти ЭВМ; современные
тенденции построения файловых систем; обзор
промышленных СУБД; тенденции развития банков
данных.