Управление данными

Бакалавриат 2020/2021

Лучший по критерию «Новизна полученных знаний»

Статус: Курс обязательный (Бизнес-информатика)

Направление: 38.03.05. Бизнес-информатика

Кто читает: Кафедра информационных технологий в бизнесе (Пермь)

Где читается: Факультет экономики, менеджмента и бизнес-информатики

Когда читается: 2-й курс, 1-4 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Преподаватели: Дерябин Александр Иванович, Ильин Иван Вадимович, Лядова Людмила Николаевна, Марквирер Владлена Дмитриевна, Суворов Александр Олегович

Язык: русский

Кредиты: 7

Контактные часы: 80

Полная версия программы учебной дисциплины Задать вопрос

Аннотация

Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает требования к образовательным результатам и результатам обучения студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности. Программа предназначена для преподавателей, ведущих дисциплину «Управление данными», учебных ассистентов и студентов направления подготовки 38.03.05 Бизнес-информатика, обучающихся по образовательной программе «Бизнес-информатика».

Цель освоения дисциплины

− обследование деятельности и и ИТ-инфраструктуры предприятий, анализ элементов архитектуры предприятия
− подготовка и оформление документации на разработку ИС, разработка проектной документации и выполнение работ по совершенствованию бизнес-процессов предприятия
− проектирование электронных предприятий, управление контентом информационных ресурсов предприятия, разработка проектов совершенствования бизнес-процессов предприятия; − подготовка отчетов и программной документации
− обучение и консультирование пользователей в процессе внедрения и эксплуатации ИС и ИКТ.

Планируемые результаты обучения

Способен самостоятельно применять на практике средства создания БД с заданной схемой и требованями к приложению с использованием методических указаний и документации (справочной системы
Способен проводить обследование деятельности выбранного объекта автоматизации, его деятельности, существующей инфраструктуры на основе доступной информации, получаемой из различных источников
Способен проектировать алгоримы манипулирования данными с использованием операций реляционной алгебры и реляционного исчисления
Знает и может выявить аномалии при выполнении операций над данными в БД на основе анализа требований нормализации, спомобен исправить ошибки, допущенные при проектировании схемы БД
Владеет математическим аппаратом в объёме, необходимом для проектирования аналитических систем и демонстрирует умение создавать приложения с использованием инструментальных средств, технологий создания баз данных и аналитических систем
Чётко формулирует и может самостоятельно применить на практике алгоритмы проектирования реляционных БД
Способен самостоятельно разработать приложение с использованием результатов проектирования БД, включающее средства ввода и редактирования данных, выполнения запросов различных типов, оформления отчётов в соотаетствии с разработанными шаблонами
Способен разрабатывать, оформлять в соответствии со стандартами программную документацию на всех этапах жизненного цикла разрабатываемых приложений баз данных и аналитических систем
Владеет навыками оформления документов с использованием существующих средств (текстовых процессоров, средств разработки визуальных моделей)
Имеет навыки разработки запросов с помощью средств СУБД MS Access и построителей запросов, используемых для доступа к данным из внешних приложений
Умеет разарабатывать запросы с использованием языка SQL, реализующие алгоритмы, разработанные на основе операторов реляционной алгебны, включающие возможности связывания таблиц, отбора данных в соответствии с заданными критериями, использования для вычислений агрегатных функций и возможностей группировки данных, возможностей сортировки данных и использования вложенных запросов
Способен осуществить анализ проблем в заданной предметной области, связанных с необходимостью создания хранилищ данных для удовлетворения информационных потребностей пользователей, и выполнить проектирование хранилища данных
Владеет математическим аппаратом в объёме, необходимом для проектирования аналитических систем и демонстрирует умение создавать приложения с использованием инструментальных среств, технологий создания баз данных и аналитических систем

Содержание учебной дисциплины

Раздел 1. Основные понятия, методы и технологии управления данными
Тема 1. Понятие базы данных, определение и функции СУБД Введение в базы данных (БД). Понятие БД и СУБД. История и предпосылки возникновения БД. Основные области применения БД. Отличие СУБД от файловых систем. Целостность данных. Независимость данных. Функции СУБД. Управление данными, управление транзакциями. Журнализация. Восстановление после сбоев. Методы доступа, методы обеспечения безопасности, целостности, надежности БД. Хранимые процедуры. Триггеры. Многоуровневая архитектура современных СУБД. Основные требования к организации СУБД и организация процессов обработки данных в БД. Классификация СУБД. Интерфейсы СУБД: интерактивный и программный. Средства быстрой разработки приложений, визуальные средства проектирования в среде СУБД: конструкторы, мастера, построители. Средства проектирования баз данных и приложений. Понятие CASE-системы. Администратор баз данных. Основные функции администратора баз данных. Тема 2. Понятие модели данных Модели данных: понятие модели и основные компоненты модели данных (структуры, ограничения целостности, операции). Взаимосвязи в модели данных («один к одному», «один ко многим», «многие к одному», «многие ко многим»). «Дореляционные» модели данных: базы данных на инвертированных файлах; иерархическая и сетевая модели. Структуры, ограничения целостности, операции; достоинства и недостатки различных моделей. Реляционная модель данных. Достоинства и недостатки реляционной модели. Объектно-ориентированные БД. Документы, особенности работы с электронными документами, система управленческой документации, проектирование документов и систем документов. Полнотекстовые базы данных. Системы управления документами. Понятие документационной базы данных, организация хранения и поиска документов. Примеры. Полнотекстовые базы и электронные библиотеки (ЭБ), принципы организации ЭБ. Примеры. Понятие гипертекста. Языки разметки. Гипертекстовые системы: определение и архитектура, классификация гипертекстовых систем. Гипертекстовые базы данных. Публикация баз данных в Интернет. Язык XML и его использование. XML-ориентированные БД. XML и задача интеграции информационных систем. Базы данных и базы знаний. Основные отличия «семантических» моделей данных от «синтаксических». ER-модель Чена (модель «сущность-связь»): структуры, ограничения целостности, операции. Диаграммы «сущность-связь». Семантические сети: структура, ограничения целостности, операции.
Раздел 2. Проектирование баз данных и прилжений
Тема 3. Многоуровневое проектирование баз данных, модели предметной области Анализ и моделирование предметных областей. Понятие модели предметной области. Уровни и этапы проектирования баз данных. Понятие внешней схемы, концептуальное моделирование. Понятие инфологической модели, логической и физической модели. Логическая и физическая независимость данных. Инфологические и даталогическое моделирование. Понятие метамодели и значение метамоделирования при разработке баз данных и приложений. Многоуровневое моделирование предметных областей: онтологрические и лингвистические модели. Нотации (языковые средства), используемые для построения моделей. Тема 4. Проектирование реляционных баз данных на основе алгоритмов нормализации Реляционный подход к проектированию: основные концепции. Реляционная модель данных. Основные понятия: домен, отношение, кортеж, ключ. Понятие первичного ключа. Связи, типы связей. Понятие внешнего ключа. Целостность баз данных. Классификация ограничений целостности. Теория нормализации и функциональные зависимости. Понятие нормальных форм: 1FN, 2NF, 3NF и CBNF, 4NF и 5NF. Причины, вызывающие нарушение ограничений целостности. Проектирование реляционных баз данных на основе алгоритмов нормализации. Кодирование и классификация социально-экономической информации. Проектирование словарей и классификаторов. Стандарты кодирования информации. Нормативно-правовые основы. Тема 5. Разработка приложения в MS Access Создание баз данных: создание таблиц и связей, определение атрибутов и их свойств; задание средств контроля данных при вводе и контроль целостности данных при выполнении операций. Ввод и редактирование данных в БД. Проектирование экранных форм и генераторы экранных форм. Создание и использование экранных форм. Использование приемов, рационализирующих процесс ввода данных. Контроль вводимых данных. Возможности использования элементов типа «список» и работа со связанными таблицами. Ввод данных одновременно в несколько связанных таблиц. Проектирование и реализация запросов. Создание и генерация отчётов. Интеграция с приложениями MS Office (Excel, Word).
Раздел 3. Манипулирование данными
Тема 6. Реляционная алгебра и реляционное исчисление Реляционная алгебра и реляционное исчисление. Сравнение возможностей. Операции реляционной алгебры: объединение, разность, декартово произведение, проекция, селекция, пересечение и соединение. Примеры. Операции реляционной алгебры и манипулирование данными в реляционной БД. Примеры. Тема 7. Языковые средства СУБД Классификация языковых средств. Языки описания данных (DDL). Языки манипулирования данными (DML). Языки управления данными (DCL). Языки запросов. Язык SQL: назначение языка и стандарты, основные операторы, использование SQL при создании приложений баз данных. Общая характеристика SQL. Стандарты SQL. Классификация. Реализации SQL в современных СУБД. SQL-DDL – описание базы данных. Создание баз данных, таблиц, индексов. Задание ограничений целостности при описании БД. Ограничения целостности в стандартах SQL. Обеспечение безопасности при работе с БД. SQL-DML – манипулирование данными. Реляционная алгебра и реляционное исчисление и операции над данными в БД с использованием команд SQL. Ввод и корректировка данных средствами SQL: команды UPDATE, DELETE, INSERT, SELECT. Тема 8. Разработка запросов на языке SQL Команда SELECT. Классификация запросов. Задание простых и сложных запросов. Определение состава и порядка следования полей в ответе. Упорядочение данных в ответе. Вычисляемые поля. Использование агрегатных функций. Возможности группировки данных, получение подитогов. Возможности задания условий отбора. Возможности совместной обработки нескольких таблиц, связывание таблиц. Вложенные запросы. Влияние типа поля на формулирование запроса и операции над результатами. Корректирующие (управляющие) запросы. Табличные языки как «построители» SQL-запросов. Генерация запросов. Язык запросов QBE. Особенности реализации QBE в современных СУБД, использование построителей запросов для доступа к данным в БД из внешних приолжений.. Вывод информации из баз данных, средства репортинга. Возможности генераторов отчетов современных СУБД. Источники данных для отчетов. Задание формы и состава документа-отчета. Введение вычисляемых полей. Получение документов, включающих несколько степеней итогов. Получение документов на основе нескольких источников (таблиц, запросов и др.). Графическое оформление документа. Сохранение описания документа. Корректировка созданного описания.
Раздел 4. Хранилища данных: модели и технологии
Тема 9. Темпоральные данные и хронологические БД Хронологические базы данных, проблемы работы с историческими данными. Представление темпоральных (исторических) данных в реляционных БД (типы данных и модели). Поддержка в SQL. Проблемы работы с историческими данными. Тема 10. Понятие распределённой БД и распределённой системы Понятие распределенной системы и модели распределенных вычислений, двух- и трехуровневые модели (FS-модель, DBS-модель, AS-модель). Распределенные информационные системы и использование СУБД, понятие о распределенной базе данных. Особенности работы с базами данных в многопользовательском режиме. Проблемы, связанные с параллельным доступом, и пути их решения. Обеспечение целостности БД в распределенных БД. Протокол двухфазной фиксации. Технологии тиражирования. Особенности работы в гетерогенной среде. Методы доступа к данным: ODBC, DAO. ADO, ADO.NET. Тема 11. Хранилища данных OLAP и OLTP-системы, сравнение и необходимость создания хранилищ данных (ХД). Правила Кодда. Понятие хранилища данных. Место хранилищ данных в корпоративных информационных системах (КИС). Многомерные данные. Модели. Структура ХД. Виды ХД. ETL-процесс. Проектирование ХД для организации. Основные платформы реализации ХД, сравнение.
Раздел 5. Технологии аналитической обработки данных
Тема 12. Информационно-аналитические системы Архитектура корпоративных информационных систем (КИС). Понятие и архитектура информационно-аналитической системы. Информационные системы управления и системы поддержки принятия решений. Средства разработки аналитических систем, понятие BI-платформы. Структура аналитических систем. Интеллектуальный анализ и его виды. Примеры. Тема 13. Аналитические системы на платформах современных СУБД (на примере SQL сервера) Назначение и установка служб Analysis Services. Определение представления источника данных в проекте служб Analysis Services. Мастер источников данных в среде BI DevStudio. Проекты оперативной аналитической обработки (OLAP) и интеллектуального анализа данных на сервере Microsoft SQL Server. Использование MS SQL Server Analysis Services для построения хранилищ данных.

Элементы контроля

самостоятельную работу (создание БД и приложения в соответствии с методическими рекомендациями )
средняя оценка за самостоятельную работу
Письменная контрольная работа 1 по теме (40 минут).
Самостоятельная работа: Проектирование БД для выбранного объекта автоматизации
Самостоятельная работа с оформлением письменного отчёта о решении задач с использованием MS Query
Письменная контрольная работа 2 (40 минут).
Лабораторная работа 1 (аудиторная): Разработка хранилища данных
Самостоятельная работа: Проектирование и реализация хранилища данных
Лабораторная работа2 (аудиторная): Изучение и использование методов трансформации данных
Самостоятельная работа: Разработка аналитической системы
Экзамен (модуль 1,2)
Для студентов, выполнивших контрольную работу (по проектированию БД и использованию SQL) и все проекты, предусмотренные программой дисциплины (лабораторные работы и индивидуальное задание по проектированию БД и разработке приложения), на оценки не ниже «хорошо» (6-7 баллов), оценка за экзамен формируется по накопленной оценке, формула для расчёта которой приведена в программе дисциплины. Если по результатам оценки отчётов о выполнении проектов и контрольной работы, получены более низкие оценки («удовлетворительно» или «неудовлетворительно») или работы не были выполнены, студент должен сдать экзамен. Экзамен проводится без использования прокторинга. Экзамен проводится в форме теста по теоретическим вопросам курса, который выполняется в LMS в установленное для проведения экзамена время (в течение 40 минут) с обязательным подключением к конференции Zoom с включённым микрофоном и видеокамерой, и практического задания, которое выполняется студентом также в течение 40 минут (при выполнении задания студент может использовать справочную информацию, а также СУБД, результаты выполнения задания загружаются в LMS). Требования к компьютеру и программному обеспечению определяются возможностью использования программного обеспечения, необходимого для выполнения практического задания (MS Access, MS Word), подключения к LMS для прохождения теста и загрузки отчёта о выполнении практического задания, а также требованиями подключения к конференции Zoom: 1) наличие постоянного интернет-соединения со скоростью передачи данных, достаточной для участия в конференции Zoom с использованием видеокамеры и прохождения теста в LMS; 2) наличие исправной и включенной в течение всего времени сдачи экзамена веб-камеры (включая встроенные в ноутбуки); 3) наличие исправного и включенного в течение всего времени сдачи экзамена микрофона (включая встроенные в ноутбуки). Для подключения к Zoom используется та же ссылка, что и при проведении лекций по дисциплине.
Экзамен (модуль 3,4)
оценка за экзамен выставляется как средняя величина от накопленных оценок.
средняя оценка за текущую работу
Самостоятельная работа: Анализ объекта автоматизации
Письменная контрольная работа 1 по теме (40 минут).
Самостоятельная работа: Проектирование БД для выбранного объекта автоматизации
Самостоятельная работа: Разработка приложения БД с использованием СУБД MS
Самостоятельная работа с оформлением письменного отчёта о решении задач с использованием MS Query
Письменная контрольная работа 2 (40 минут).
Лабораторная работа 1 (аудиторная): Разработка хранилища данных
Самостоятельная работа: Проектирование и реализация хранилища данных
Лабораторная работа2 (аудиторная): Изучение и использование методов трансформации данных
Самостоятельная работа: Разработка аналитической системы
Экзамен (модуль 1,2)
Экзамен (модуль 3,4)
оценка за экзамен выставляется как средняя величина от накопленных оценок.

Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация (2 модуль)
0.4 * Лабораторная работа 1 (аудиторная): Разработка хранилища данных + 0.05 * Письменная контрольная работа 1 по теме (40 минут). + 0.05 * Письменная контрольная работа 2 (40 минут). + 0.05 * Самостоятельная работа с оформлением письменного отчёта о решении задач с использованием MS Query + 0.1 * Самостоятельная работа: Анализ объекта автоматизации + 0.1 * Самостоятельная работа: Проектирование БД для выбранного объекта автоматизации + 0.2 * Самостоятельная работа: Разработка приложения БД с использованием СУБД MS + 0.05 * средняя оценка за текущую работу
Промежуточная аттестация (4 модуль)
0.3 * средняя оценка за самостоятельную работу + 0.3 * средняя оценка за текущую работу + 0.4 * Экзамен (модуль 3,4)

Программа дисциплины