Тема 1. Введение. Базы данных и информационные системы на их основе
1.1 Введение
Место курса в учебном плане, связь с другими Темами, основанными на технологии работы с базами данных, общая структура курса, литература по курсу
1.2 Информация и данные Основные понятия:
информация, данные, информационная система (ИС).
Основные подходы к обработке информации в ИС.
1.3 Базы данных (БД) и системы управления базами данных (СУБД)
Основные понятия и определения: БД, СУБД. История развития и классификация систем БД.
1.4 Введение в архитектуру систем баз данных
Трёхуровневая модель архитектуры ANSI/SPARK.
Понятие логической и физической независимости.
Архитектура многопользовательских БД: файл-серверная, клиент-серверная и трёхзвенная.
Тема 2. Основы методологии проектирования БД
2.1 Основные подходы к проектированию ИС
Основные этапы жизненного цикла ИС.
Подходы к проектированию ИС: структурный, объектно-ориентированный, смешанный.
Понятие предметной области.
Виды моделей предметной области: информационная, функциональная, объектная.
2.2 Этапы проектирования баз данных.
Сбор требований.
Инфологическое проектирование.
Модель сущность-связь.
Даталогическое проектирование.
Физическое проектирование.
Автоматизация проектирования БД.
Практические занятия
Анализ предметной области и выработка требований к системе.
Тема 3. Реляционная модель данных и реляционная алгебра
3.1 Модели данных
Понятие модели данных: структурный аспект, аспект целостности, аспект обработки.
Виды моделей данных: иерархическая, сетевая, реляционная.
3.2 Реляционная модель данных: структурный аспект
Понятие отношения, домена, атрибута, кортежа, ранга (степени) отношения, схемы отношения.
Графическая интерпретация отношений.
Особенности двумерных таблиц, моделирующих отношения.
3.3 Реляционная модель данных: аспект целостности
Ограничения для поддержки целостности атрибутов: условия проверки значений, неизвестные значения, ограничение NOT NULL.
Ограничения для поддержки целостности отношений: понятия суперключа, потенциальногои первичного ключей, организация взаимосвязи между отношениями на основе внешних ключей.
3.4 Реляционная модель данных: аспект обработки (реляционная алгебра)
Основные понятия: свойство замкнутости реляционной алгебры, свойство совместимости отношений по типу.
Теоретико-множественные операции: декартово-произведение, объединение, разность,пересечение.
Специальные операции: проекция, выборка, соединение, деление.
Практические занятия
Определение ограничений целостности для заданных отношений.
Извлечение данных из отношений с помощью операций реляционной алгебры.
Тема 4. Нормализация отношений реляционной базы данных
4.1 Процесс нормализации
Понятие аномалий модификации и нормальных форм. Преимущества и недостатки нормализации.
4.2 Функциональные зависимости
Понятие функциональной зависимости в данных, основные классы функциональных зависимостей.
4.3 Нормальные формы
Первая, вторая и третья нормальные формы: определение, алгоритмы декомпозиции отношений.
Проверка корректности полученной декомпозиции.
Практические занятия
Нормализация отношений до третьей нормальной формы
Тема 5. Автоматизированное проектирование баз данных в ERwin Data Modeler
5.1 Уровни моделирования в Erwin Data Modeler
Понятия логического и физического уровня моделей БД.
Соответствие моделей БД в Erwin Data Modeler инфологическому, даталогическому и физическому этапам проектирования БД.
5.2 Диаграммы сущность-связь
Основные элементы ER–диаграмм в нотации Information Engineering.
Активные и пассивные сущности. Обязательные и необязательные атрибуты.
Кратность, сила, модальность связей.
Организация категориальной и рекурсивной связей.
Функциональная роль атрибута.
Правила проверки значений атрибутов и значения по умолчанию.
Общий алгоритм разработки логической модели.
5.3 Переход от логического уровня модели базы данных к физическому
Соответствие между основными элементами моделей разных уровней.
Разрешение связей.
Дополнительные элементы физического уровня: представления, процедуры, функции, триггеры.
5.4 Проверка корректности полученной модели базы данных.
Прямое и обратное проектирование
Основные ошибки, встречающиеся при моделировании.
Понятия прямого и обратного проектирования.
Настройка проектирования в выбранную СУБД.
Практические занятия
Построение логической модели базы данных.
Получение и проверка корректности физической модели базы данных.
Прямое и обратное проектирование