Бакалавриат 2021/2022

Теория баз данных

Статус: Курс по выбору (Прикладная математика и информатика)

Направление: 01.03.02. Прикладная математика и информатика

Кто читает: Департамент больших данных и информационного поиска

Где читается: Факультет компьютерных наук

Когда читается: 3-й курс, 1, 2 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Незнанов Алексей Андреевич, Паринов Андрей Андреевич

Язык: русский

Кредиты: 5

Контактные часы: 60

Программа дисциплины

Аннотация

Один из основных методологических принципов развития информационных технологий – абстракция (а точнее, абстракция данных в отличии от абстракции процессов) – естественным образом привёл исследователей и технологов к выделению предметной области под названием «базы данных» (БД). Она включает в себя теории, методы и технологии: 1) формализации концептуальных, логических и физических моделей данных; 2) разработки универсальных языков манипулирования данными; 3) построения систем управления базами данных (СУБД); 4) оптимального доступа к данным с использованием СУБД. Изучение теории баз данных является необходимым этапом перед погружением в представление знаний, методы искусственного интеллекта и построение интеллектуальных систем. В дисциплине можно выделить следующие пять основных разделов. 1. Информация и данные. Абстракция данных и модели данных. Причины и цели создания БД и СУБД. Основные характеристики БД и СУБД. Проблемы, возникающие при описании данных и манипулировании ими. 2. Формализация данных предметной области и инфологические модели данных. Модель «сущность-связь». 3. Даталогические модели данных. Реляционная модель данных. Реляционная алгебра и реляционное исчисление. Реляционные базы данных и язык SQL. За пределами реляционной модели: NoSQL. 4. Проектирование баз данных, то есть создание и оптимизация схемы данных с использованием различных СУБД. 5. Доступ к данным в современных информационных системах. Интерфейсы и протоколы. Архитектуры информационных систем, использующих СУБД, включая многозвенные и распределённые.

Цель освоения дисциплины

• Дисциплина должна сформировать представление о проблемах обработки данных в информационных системах (ИС), об используемых на современном этапе развития моделях данных и способах их обработки на разных уровнях абстракции.
• В результате изучения дисциплины «Теория баз данных» студенты должны знать основные модели данных и знаний (в том числе инфологическую модель «сущность-связь», даталогическую реляционную модель, продукционные модели представления знаний), язык управления реляционными данными SQL.
• В результате изучения дисциплины «Теория баз данных» студенты должны понимать основные принципы абстракции данных и знаний, способы реализации СУБД, методы оценки качества проектных решений при создании БД, принципы работы со знаниями и экспертными системами.
• В результате изучения дисциплины «Теория баз данных» студенты должны уметь строить инфологические и даталогические модели данных, аргументировано выбирать СУБД, создавать реляционные БД, применять язык SQL для управления реляционными данными, конструировать компоненты доступа к данным на основе современных парадигм программирования.

Планируемые результаты обучения

• Студенты знакомы с основами нереляционной формализации моделей данных.
• Студенты знают даталогическую реляционную модель, продукционные модели представления знаний.
• Студенты знают инфологическую модель «сущность-связь».
• Студенты знают язык управления реляционными данными SQL.
• Студенты понимают основные принципы абстракции данных и знаний, способы реализации СУБД, методы оценки качества проектных решений при создании БД, принципы работы со знаниями и экспертными системами.
• Студенты умеют строить инфологические и даталогические модели данных, аргументировано выбирать СУБД, создавать реляционные БД, применять язык SQL для управления реляционными данными, конструировать компоненты доступа к данным на основе современных парадигм программирования.

Содержание учебной дисциплины

• Абстракция данных и введение в управление данными
• Инфологическое моделирование и модель «сущность-связь»
• Даталогическое проектирование и реляционная модель данных.dsd
• Язык манипулирования данными SQL
• Проектирование и тестирование реляционной базы данных, обеспечение целостности данных.
• Данные в нереляционной форме и знания. Современные технологии доступа к данным

Элементы контроля

• Домашнее задание 1
  Коллективный проект (первый оцениваемый этап)
• Домашнее задание 2
  Коллективный проект (второй оцениваемый этап)
• Домашнее задание 3
  Коллективный проект (третий оцениваемый этап)
• Домашнее задание 4
  Коллективный проект (четвертый оцениваемый этап)
• Самостоятельная аудиторная работа
  Письменная работа, 10-15 минут, устная работа на практических занятиях.
• Контрольная работа
  Письменная работа, 80 минут.
  Письменная контрольная работа посвящена в основном проектированию реляционной модели и языку SQL.
• Экзамен

Промежуточная аттестация

• 2021/2022 учебный год 2 модуль
  Дисциплина предполагает следующую структуру итоговой оценки:
  О_{текущий} = 0,15·О_д/з1 + 0,15·О_д/з2 + 0,2·О_д/з3 + 0,2·О_д/з4 + 0,2·О_к/р + 0,1·О_{аудиторная}
  О_{дисциплина} = 0,3·О_{экзамен} + 0,7·О_{текущий}
  Оценки по всем формам текущего и завершающего контроля выставляются по десятибалльной шкале.
  Первая и вторая пересдачи проводятся в форме, максимально приближенной к устному экзамену по дисциплине.

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Введение в системы баз данных, Дейт, К. Дж., 2005

Рекомендуемая дополнительная литература

• Teorey, T. J. et al. Database modeling and design: logical design. – Morgan Kaufmann, 2011. – 352 pp.

Авторы

• Незнанов Алексей Андреевич