Базы данных - Основные образовательные программы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт математики и компьютерных наук
Кафедра программного обеспечения
ЯЛДЫГИН В.Б.
БАЗЫ ДАННЫХ
Учебно-методический комплекс.
Рабочая программа для студентов
направления 02.03.03 «Математическое обеспечение и администрирование
информационных систем», профиль подготовки «Технологии
программирования», очная форма обучения
Тюменский государственный университет
2015
2
Ялдыгин В.Б. Базы данных. Учебно-методический комплекс. Рабочая
программа для студентов направления 02.03.03 «Математическое
обеспечение и администрирование информационных систем», профиль
подготовки «Технологии программирования», очная форма обучения.
Тюмень, 2015, 22 стр.
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС
ВО с учетом рекомендаций и ПрООП ВО по направлению и профилю
подготовки.
Рабочая программа дисциплины опубликована на сайте ТюмГУ: Базы
данных [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.umk3plus.utmn.ru.,
свободный.
Рекомендовано к изданию кафедрой программного обеспечения.
Утверждено директором Института математики и компьютерных наук.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: Захарова И.Г., д.п.н., профессор,
зав. кафедрой программного обеспечения
© Тюменский государственный университет, 2015.
© Ялдыгин В.Б., 2015.
3
1. Пояснительная записка:
1.1. Цели и задачи дисциплины.
Целью освоения дисциплины «Базы данных» является овладение навыками
проектирования и реализации баз данных и разработки приложений, использующих базы
данных.
Лабораторные занятия должны включать задания по всем этапам проектирования
баз данных, администрирования современных систем управления базами данных (СУБД)
и разработки приложений.
Задачи дисциплины:

обучить студентов основным методам проектирования баз данных;

дать опыт администрирования современных систем управления базами
данных;

привить устойчивые навыки разработки приложений, использующих базы
данных.
1.2. Место дисциплины в структуре образовательной программы.
Дисциплина «Базы данных» входит в базовую часть блока 1 Федерального
государственного образовательного стандарта высшего образования (ФГОС ВО) по
направлению подготовки «Математическое обеспечение и администрирование
информационных систем».
Для изучения и освоения дисциплины нужны первоначальные знания из курсов
«Основы программирования», «Технологии программирования», «Структуры и
алгоритмы компьютерной обработки данных». Знания, умения и практические навыки,
приобретенные студентами в результате изучения дисциплины, используются в
дальнейшем при изучении курсов «Кроссплатформенные базы данных», при выполнении
выпускной квалификационной работы, а также при прохождении учебной и
производственной практики.
Разделы дисциплины и междисциплинарные
(последующими) дисциплинами
№
п/п
Наименование
обеспечиваемых
(последующих)
дисциплин
1.
Кроссплатформенн
связи
Таблица 1.
обеспечиваемыми
с
Темы
дисциплины,
необходимые
для
обеспечиваемых (последующих) дисциплин
изучения
1.1
1.2
1.3
1.4
2.1
2.2
2.3
3.1
3.2
4.1
4.2
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
4
ые базы данных
2.
Выпускная
квалификационная
работа
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
3.
Учебная практика
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
4.
Преддипломная
практика
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
1.3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения данной
образовательной программы
В результате
компетенциями:


освоения
ОП
выпускник
должен
обладать
следующими
Общепрофессиональными компетенциями:
способностью применять в профессиональной деятельности основные методы и
средства автоматизации проектирования, производства, испытаний и оценки качества
программного обеспечения (ОПК-4)
Профессиональными компетенциями:
готовностью к использованию основных моделей информационных технологий и
способов их применения для решения задач в предметных областях (ПК-2)
1.4. Перечень планируемых результатов по дисциплине (модулю):
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:



Знать: принципы выбора системы управления базами данных; жизненный цикл базы
данных; уровни моделей и этапы проектирования БД; инфологическое
моделирование; языковые средства современных СУБД; даталогическое
моделирование; проектирование на физическом уровне; средства и методы
проектирования БД; реляционные СУБД; СУБД на инвертированных файлах;
гипертекстовые и мультимедийные БД; XML-серверы; объектно-ориентированные
БД; распределенные БД; коммерческие БД; организацию процессов обработки данных
в БД; ограничения целостности; технологию оперативной обработки транзакции
(OLTP-технологию); информационные хранилища; OLAP-технологию; проблему
создания и сжатия больших информационных массивов, информационных хранилищ
и складов данных; управление складами данных;
Уметь: формулировать и представлять конкретные задачи на программирование,
связанные с базами данных;
Владеть: навыками практической работы в СУБД Microsoft SQL Server.
2. Структура и трудоемкость дисциплины.
5
Семестр 5. Форма промежуточной аттестации – экзамен. Общая трудоемкость
дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 академических часов, из них 79,65 часов,
выделенных на контактную работу с преподавателем (36 часов лекций, 36 часов
лабораторных занятий, 7,65 часа – иные виды работ), 100,35 часов, выделенных на
самостоятельную работу.
Таблица 2.
Вид учебной работы
Всего
часов
79,65
72
36
36
7,65
100,35
Контактная работа:
Аудиторные занятия (всего):
В том числе:
Лекции
Лабораторные занятия (ЛЗ)
Иные виды работ:
Самостоятельная работа (всего):
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)
Общая трудоемкость 180 час., 5 зач. ед.
Семестры
5
79,65
72
36
36
7,65
100,35
экзамен
180
180
Тематический план.
3.
Таблица 3.
1.2
1.3
1.4
2.1
2.2
Модуль 1
Роль и место СУБД в
прикладных системах
Модели данных
Языки запросов
Теория транзакций
Всего
Модуль 2
Архитектура СУБД и
приложений
Методы реализации ядра
Итого
колич
ество
балло
в
8
9
Лабораторн
ые занятия
1.1
2
Из
них в
интер
актив
ной
форм
е
Лекции
1
Недели семестра
Тема
Итого
часов
по
теме
Самостоятел
ьная работа
Виды учебной
работы и
самостоятельная
работа, в час.
№
3
4
5
6
7
1
2
2
2
6
2-3
4-6
7
4
6
2
14
4
6
2
14
10
18
4
34
18
30
8
62
8
2
2
4
8
9
2
2
2
6
6
5
2
2
2
6
15
15
5
40
5
2
5
2.3
3.1
3.2
4.1
4.2
СУБД
Распределенные и
неоднородные системы
Всего
Модуль 3
Моделирование и
проектирование приложений
Разработка приложений
Всего
Модуль 4
Администрирование баз
данных
Физическое проектирование
и настройка
производительности
Всего
Иные виды работ
Итого (часов, баллов):
10
2
2
4
8
2
5
6
6
10
22
4
15
11-12
4
4
16
24
2
10
13-14
4
8
4
8
18
34
26
50
2
4
15
25
15-16
4
4
14
22
2
10
17-18
4
4
8,35
16,35
2
10
8
8
22,35
4
20
36
36
100,35
38,35
7,65
180
0–
100
Курсовая работа
Итого в интерактивной
форме
18
Таблица 4.
комплексная
ситуационная
задача
учебная задача
Информационные
системы и
технологии
лабораторная
работа
Письменные
работы
лабораторная
работа
учебная задача
Устный опрос
собеседование
№ темы
Итого количество баллов
4. Виды и формы оценочных средств в период текущего контроля
Модуль 1
1.1
1.2
1.3
1.4
Всего
0-2
2.1
2.2
2.3
Всего
0-2
0-2
0-2
0-6
0-2
3.1
3.2
0-3
0-3
0-4
0-2
0-4
0-3
0-3
0-3
0-3
0-12
0-3
0-3
0-6
Модуль 2
0-2
0-2
0-2
Модуль 3
0-4
0-4
0-2
0-10
0-1
0-1
0-1
0-3
0-3
0-4
0-3
7
0-8
0-5
0-15
0-15
0-5
0-40
0-2
0-2
0-5
0-5
0-5
0-15
0-5
0-3
0-1
0-4
0-10
0-15
Всего
0-3
0-7
4.1
4.2
Всего
Итого
0-3
0-3
0-3
0-6
0-27
5.
0-3
0-16
0-3
Модуль 4
0-1
0-1
0-2
0-13
0-7
0-5
0-25
0-3
0-3
0-8
0-10
0-10
0-20
0–
100
0-3
0-3
0-23
0-3
0-3
013
Содержание дисциплины.
Модуль 1.
Тема 1.1. Роль и место СУБД в прикладных системах.
Роль и место СУБД в прикладных системах. Основные функции СУБД.
Взаимодействие СУБД с другими компонентами программного обеспечения.
История развития СУБД.
Тема 1.2. Модели данных
Неформальное определение модели данных и ранние модели данных. Реляционная
модель данных: определение, основные операции реляционной алгебры, эквивалентность
языков запросов. Теория нормализации. Пост-реляционные модели данных: объектные
модели данных, объектно-реляционные модели. Пространственные, временные,
многомерные данные. Слабоструктурированная модель данных.
Тема 1.3. Языки запросов
Значение высокоуровневых языков запросов. Язык запросов SQL в реляционных и
пост-реляционных системах. Объектные и дедуктивные языки запросов. Языки запросов
для слабоструктурированных данных.
Тема 1.4. Теория транзакций
Определение транзакций и их роль в поддержке согласованности и защите от
отказов. Критерии согласованности. Теория сериализуемости. Модель управления
транзакциями: планировщики и протоколы. Двухфазный протокол блокирования и его
корректность. Обнаружение тупиков. Многоуровневое блокирование и недвухфазные
протоколы блокирования. Неблокирующие протоколы управления транзакциями. Теория
ведения журналов и восстановления после отказов. Распределенные системы: двухфазный
протокол завершения. Раскопированные данные: протоколы голосования.
Модуль 2.
Тема 2.1. Архитектуры СУБД и приложений
Однопользовательские и многопользовательские архитектуры СУБД. Функции
СУБД в архитектуре клиент-сервер. Роль и функции СУБД в многоуровневых
архитектурах с серверами приложений.
Тема 2.2. Методы реализации ядра СУБД
Функции и состав ядра СУБД. Структуры хранения для различных типов и моделей
данных. Методы индексирования. Алгоритмы выполнения алгебраических операций в
реляционной и пост-реляционных системах. Методы оптимизации запросов. Управление
8
оперативной памятью: буферизация. Методы ведения журналов, алгоритмы откатов
транзакций и восстановления после отказов. Параллельные серверы баз данных.
Распределенные системы: выполнение запросов, репликация и фрагментация данных,
особенности выполнения транзакций.
Тема 2.3. Распределенные и неоднородные системы
Роль
неоднородных
систем.
Уровни
неоднородности:
архитектуры
вычислительных систем, моделей данных, семантическая неоднородность. Интеграция
неоднородных моделей данных. Устранение семантических неоднородностей.
Неоднородные автономные системы. Методы поддержки согласованности в
неоднородных системах. СУБД в распределенных объектных системах. Мониторы
транзакций. Серверы приложений. Доступ к базам данных из Интернет.
Модуль 3.
Тема 3.1. Моделирование и проектирование приложений
Методологии проектирования прикладных систем, использующих базы данных и
жизненный цикл баз данных. Проектирование баз данных с использованием модели
“сущность-связь”. Объектные методологии проектирования приложений. Программные
средства автоматизации проектирования. Выбор СУБД для реализации прикладной
системы.
Тема 3.2. Разработка приложений
Техника использования языка запросов SQL. Работа с базами данных в обычных
языках программирования. Универсальные интерфейсы доступа к базам данных: ODBC,
JDBC и другие. Методы создания высокоэффективных приложений.
Модуль 4.
Тема 4.1. Администрирование баз данных
Планирование емкости и мощности системы. Управление доступом к СУБД:
пользователи и полномочия. Управление отказоустойчивостью (создание резервных
копий, процедуры восстановления). Сопровождение баз данных.
Тема 4.2. Физическое проектирование и настройка производительности
Проектирование физической схемы базы данных. Выбор цели оптимизации
системы. Анализ производительности и выявление узких мест. Настройка сервера СУБД.
Анализ планов выполнения запросов и их настройка. Управление оптимизатором
запросов.
6.
Планы семинарских занятий.
Не планируется.
7.
Темы лабораторных работ (Лабораторный практикум).
Задания лабораторного практикума выполняются с использованием средств
моделирования (Microsoft Office Visio), системы управления базами данных (Microsoft
SQL Server), интегрированной среды разработки (Borland Delphi, Microsoft Visual Studio).
9
Тема 1.1. Разработка схем взаимодействия СУБД с другими компонентами
программного обеспечения.
Тема 1.2. Операции реляционной алгебры. Нормализация отношений.
Тема 1.3. Составление запросов на языке SQL. Создание представлений.
Тема 1.4. Написание хранимых процедур, использующих особенности работы
транзакций.
Тема 2.1. Проектирование многоуровневой архитектуры с сервером приложений.
Тема 2.2. Индексирование таблиц. Выполнение оценки времени выполнения
запросов и их оптимизация.
Тема 2.3. Выполнение задания по интеграции в неоднородных системах.
Тема 3.1. Проектирование базы данных с использованием модели «сущность-связь».
Тема 3.2. Разработка приложения, работающего с базой данных.
Тема 4.1. Создание пользователей в базе данных, настройка прав доступа.
Тема 4.2. Выполнение оптимизации производительности.
Примерная тематика курсовых работ
В процессе выполнения курсовой работы моделируется деятельность
профессионального разработчика при создании приложения, автоматизирующего
некоторый вид деятельности. Вначале студент по согласованию с преподавателем
выбирает предметную область для написания приложения.
8.
Требования к программной реализации:

наличие в базе данных не менее 6 таблиц;

обоснованное использование индексов;

проведение нормализации до нормальной формы Бойса-Кодда;

наличие в базе данных не менее 8 представлений, как минимум 4 из которых
являются обновляемыми;

наличие в базе данных не менее 6 триггеров;

наличие в базе данных не менее 6 хранимых процедур;

удобный интерфейс для редактирования данных.
Требования к текстовому описанию:

наличие описания предметной области;
10

наличие описания постановки задачи;

наличие описания процесса нормализации;

наличие диаграммы «Сущность-связь»;

наличие схемы базы данных с подробным описанием таблиц.
Варианты тем курсовых работ:
Проектирование базы данных и разработка приложения «Провайдер».
Проектирование базы данных и разработка приложения «Ресторан».
Проектирование базы данных и разработка приложения «Расписание автобусов».
Проектирование базы данных и разработка приложения для мастерской по ремонту
бытовой техники.
5. Проектирование базы данных и разработка приложения «Студенческий актив
ИМиКН».
6. Проектирование базы данных и разработка приложения «Отдел кадров».
7. Проектирование базы данных и разработка приложения для сети салонов связи.
8. Проектирование базы данных и разработка приложения для учета успеваемости в
школе.
9. Проектирование базы данных и разработка приложения «Станция технического
обслуживания».
10. Проектирование базы данных и разработка приложения «Поиск и продажа
авиабилетов».
11. Проектирование базы данных и разработка приложения для учета операций аптеки.
12. Проектирование базы данных и разработка приложения для хранения и обработки
данных стационара больницы.
13. Проектирование базы данных и разработка приложения для хранения и обработки
данных системы тестирования.
14. Проектирование базы данных и разработка приложения «Магазин компьютерной
техники».
15. Проектирование базы данных и разработка приложения «Железнодорожный
вокзал».
16. Проектирование базы данных и разработка приложения для учета операций АЗС.
17. Проектирование базы данных и приложения для хранения и обработки
информации о продажах книжного магазина.
18. Проектирование базы данных и разработка приложения велосипедного магазина.
19. Проектирование базы данных и разработка приложения «Итоги Зимней
Олимпиады в Сочи».
20. Проектирование базы данных и разработка приложения «Регистратура
поликлиники».
21. Проектирование базы данных и разработка приложения для хранения и обработки
данных фирмы по обслуживанию копировальных аппаратов.
22. Проектирование базы данных и разработка приложения для оператора сотовой
связи.
1.
2.
3.
4.
11
23. Проектирование базы
компьютерной техники.
данных
и
разработка
приложения
для
магазина
9. Учебно-методическое обеспечение и планирование самостоятельной работы
студентов.
№
Модули и
темы
Модуль 1
1.1 Роль и
место
СУБД в
прикладны
х системах
1.2
1.3
1.4
Модели
данных
Языки
запросов
Теория
транзакций
Виды СРС
обязательные
дополнительные
Неде
ля
семес
тра
Таблица 5.
Объ Кол
ем
-во
часо бал
в
лов
1
2
0-5
Конспектирование
материала на
лекционных занятиях.
Выполнение
практических
заданий, тестовых и
контрольных работ
Работа с учебной
литературой,
знакомство с
содержанием
электронных
источников,
самостоятельное
изучение заданного
материала
2-3
10
0-15
Конспектирование
материала на
лекционных занятиях.
Выполнение
практических
заданий, тестовых и
контрольных работ
Работа с учебной
литературой,
знакомство с
содержанием
электронных
источников,
самостоятельное
изучение заданного
материала
4-6
18
0-15
Конспектирование
материала на
лекционных занятиях.
Выполнение
практических
заданий, тестовых и
контрольных работ
Работа с учебной
литературой,
знакомство с
содержанием
электронных
источников,
самостоятельное
изучение заданного
материала
Конспектирование
материала на
лекционных занятиях.
Выполнение
Работа с учебной
литературой,
знакомство с
содержанием
7
4
0-5
12
практических
заданий, тестовых и
контрольных работ
электронных
источников,
самостоятельное
изучение заданного
материала
Всего по модулю 1:
Модуль 2
2.1 Архитекту
ры СУБД и
приложени
й
2.2
2.3
Методы
реализации
ядра СУБД
Распределе
нные и
неоднород
ные
системы
34
0-40
8
4
0-5
Конспектирование
материала на
лекционных занятиях.
Выполнение
практических
заданий, тестовых и
контрольных работ
Работа с учебной
литературой,
знакомство с
содержанием
электронных
источников,
самостоятельное
изучение заданного
материала
9
2
0-5
Конспектирование
материала на
лекционных занятиях.
Выполнение
практических
заданий, тестовых и
контрольных работ
Работа с учебной
литературой,
знакомство с
содержанием
электронных
источников,
самостоятельное
изучение заданного
материала
10
4
0-5
Конспектирование
материала на
лекционных занятиях.
Выполнение
практических
заданий, тестовых и
контрольных работ
Работа с учебной
литературой,
знакомство с
содержанием
электронных
источников,
самостоятельное
изучение заданного
материала
10
0-15
16
0-10
Всего по модулю 2:
Модуль 3
3.1 Моделировани
еи
проектировани
е приложений
Конспектировани
е материала на
лекционных
занятиях.
Выполнение
Работа с учебной
литературой,
знакомство с
содержанием
электронных
13
11-12
3.2
Разработка
приложений
практических
заданий, тестовых
и контрольных
работ
источников,
самостоятельное
изучение заданного
материала
Конспектировани
е материала на
лекционных
занятиях.
Выполнение
практических
заданий, тестовых
и контрольных
работ
Работа с учебной
литературой,
знакомство с
содержанием
электронных
источников,
самостоятельное
изучение заданного
материала
Всего по модулю:
Модуль 4
4.1 Администриро Конспектировани
вание баз
е материала на
данных
лекционных
занятиях.
Выполнение
практических
заданий, тестовых
и контрольных
работ
4.2
Физическое
проектировани
е и настройка
производитель
ности
Конспектировани
е материала на
лекционных
занятиях.
Выполнение
практических
заданий, тестовых
и контрольных
работ
Всего по модулю 4:
ИТОГО:
13-14
18
0-15
34
0-25
Работа с учебной
литературой,
знакомство с
содержанием
электронных
источников,
самостоятельное
изучение заданного
материала
15-16
14
0-10
Работа с учебной
литературой,
знакомство с
содержанием
электронных
источников,
самостоятельное
изучение заданного
материала
17-18
8,35
0-10
22,3
5
100,
35
0-20
0100
10. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации по итогам
освоения дисциплины (модуля).
14
Индекс
компетенции
Общепрофессиональные компетенции
ОПК-4
+
Профессиональные компетенции
ПК-2
+
+
+
* Дисциплины базовой части отмечаются знаком *
+
+
+
+
+
+
+
+
+
ВКР
+
Б.2.3 Преддипломная
+
Методика и технологии
поддержки принятия решений
Основы управления проектами
Информационные технологии
ГИС-технологии
Системы искусственного
интеллекта
Системы и сети передачи
информации
Администрирование
информационных систем
Теория вычислительных
процессов и структур*
Технологии разработки
программного обеспечения
Курсовая работа по направлению
Кроссплатформенные базы
данных
Базы данных*
Курсовая работа по направлению
Архитектура вычислительных
систем и компьютерных сетей*
10.1 Перечень компетенций с указанием этапов их формирования в процессе освоения образовательной программы (выдержка из
матрицы компетенций):
Циклы,
Б2.
Б3.
дисциплины
Б1. Дисциплины
Практики
ГИА
учебного плана
3
4
5
6 семестр
7 семестр
8 семестр
ОП бакалавра
семестр семестр семестр
+
+
пороговый
(удовл.)
61-75 баллов
ОПК Знает: основные методы и
4 средства автоматизации
проектирования СУБД.
Умеет: использовать основные
методы
и
средства
автоматизации проектирования
СУБД.
Владеет:
практическими
использования
начальными
навыками
автоматизации
базовый (хор.)
76-90 баллов
Знает: основные методы и
средства автоматизации
проектирования СУБД и
особенности их
функционирования.
Умеет: использовать основные
методы и средства автоматизации
проектирования
СУБД
оптимальным образом с учетом
особенностей
их
функционирования.
Владеет:
базовыми
практическими
навыками
использования
автоматизации
повышенный
(отл.)
91-100 баллов
Знает: основные методы и средства
автоматизации проектирования СУБД,
особенности их функционирования и
принципы выбора.
Виды занятий (лекции,
практические, семинарские)
Код компетенции
Критерии в соответствии с уровнем освоения ОП
Оценочные средства (тесты,
творческие работы, проекты и
др.)
10.2 Описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных этапах их формирования, описание шкал
оценивания:
Таблица 6.
Карта критериев оценивания компетенций
Лекции,
лаб.
работы
Лаборат
орные
работы,
опрос
Умеет: осуществлять обоснованный Лекции,
выбор использовать основные методы и
лаб.
средства автоматизации проектирования работы
СУБД оптимальным образом с учетом
особенностей их функционирования.
Лаборат
орные
работы,
опрос
Владеет: развитыми практическими Лекции,
навыками использования автоматизации
лаб.
проектирования СУБД.
работы
Лаборат
орные
работы,
ПК
2
проектирования СУБД.
Знает:
основные
способы
практической
реализации
подходов к проектированию баз
данных
и
разработке
приложений.
Умеет: применять знания в
области администрирования баз
данных
и
разработке
приложений на практике.
Владеет: навыками выбора
подхода к проектированию баз
данных
и
разработке
приложений
с
учетом
особенностей задачи.
проектирования СУБД.
Знает: способы и особенности
практической
реализации
подходов к проектированию баз
данных и разработке приложений.
Умеет: применять знания в
области администрирования баз
данных и разработке приложений
на
практике
с
учетом
особенностей стоящих задач.
Владеет:
навыками
выбора
подхода к проектированию баз
данных и разработке приложений
с учетом с учетом особенностей
задачи
и
имеющихся
ограничений.
17
Знает: способы, особенности и примеры Лекции,
практической реализации подходов к лаб.
проектированию
баз
данных
и работы
разработке приложений.
Умеет: применять знания в области
администрирования баз данных и
разработке приложений на практике с
учетом особенностей стоящих задач и
имеющихся ресурсов.
Владеет: навыками выбора подхода к
проектированию
баз
данных
и
разработке приложений с учетом с
учетом
особенностей
задачи,
имеющихся ограничений и ресурсов.
опрос
Лаборат
орные
работы,
опрос
Лекции,
лаб.
работы
Лаборат
орные
работы,
опрос
Лекции,
лаб.
работы
Лаборат
орные
работы,
опрос
10.3 Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки
знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности, характеризующей этапы
формирования компетенций в процессе освоения образовательной программы.
Пример тестового задания по теме «Модели данных»:
В чем заключается различие между 3НФ и НФБК?
1) В отношении НФБК функциональная зависимость А→В допускается, если
атрибут A является первичным ключом, а атрибут B не обязательно является
потенциальным ключом; в отношении 3НФ эта зависимость допускается только тогда,
когда атрибут B является потенциальным ключом.
2) В отношении 3НФ функциональная зависимость А→В допускается, если атрибут
В является первичным ключом, а атрибут А не обязательно является потенциальным
ключом; в отношении НФБК эта зависимость допускается только тогда, когда атрибут А
является потенциальным ключом.
3) В отношении 3НФ функциональная зависимость А→В допускается, если атрибут
A является первичным ключом, а атрибут B не обязательно является потенциальным
ключом; в отношении НФБК эта зависимость допускается только тогда, когда атрибут B
является потенциальным ключом.
4) Термины «3НФ» и «НФБК» являются синонимами.
Пример лабораторного задания по теме «Модели данных»
По выбранной предметной области представить 3 отчета, используемых
предполагаемыми пользователями программного продукта. По представленным отчетам
составить таблицы, затем провести их нормализацию, последовательно приведя к 1НФ,
2НФ, 3НФ, НФБК.
Пример контрольной работы по теме «Модели данных»
1. По представленным таблицам базы данных и их описанию указать, какой
нормальной форме они удовлетворяют, а также причины несоответствия определению
следующей нормальной формы.
2. Провести нормализацию до нормальной формы Бойса-Кодда, на каждом шаге
указывая несоответствия определению нормальной формы и действия по приведению к
данной нормальной форме.
Вопросы к экзамену
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Роль и место СУБД в прикладных системах. Основные функции СУБД.
Взаимодействие СУБД с другими компонентами программного обеспечения.
История развития СУБД. Ранние модели данных.
Реляционная модель данных: основные определения.
Реляционная модель данных: основные операции реляционной алгебры.
Эквивалентность языков запросов.
Теория нормализации.
8. Пост-реляционные модели данных: объектные модели данных, объектнореляционные модели.
9. Пространственные, временные, многомерные данные.
10. Слабоструктурированная модель данных. Языки запросов для
слабоструктурированных данных.
11. Язык запросов SQL в реляционных и пост-реляционных системах.
12. Объектные и дедуктивные языки запросов.
13. Определение транзакций и их роль в поддержке согласованности и защите от
отказов. Критерии согласованности транзакций.
14. Теория сериализуемости транзакций.
15. Модель управления транзакциями: планировщики и протоколы.
16. Двухфазный протокол блокирования транзакций и его корректность.
Обнаружение тупиков.
17. Многоуровневое блокирование транзакций и недвухфазные протоколы
блокирования. Неблокирующие протоколы управления транзакциями.
18. Теория ведения журналов и восстановления после отказов.
19. Распределенные системы: двухфазный протокол завершения.
20. Раскопированные данные: протоколы голосования.
21. Однопользовательские и многопользовательские архитектуры СУБД. Функции
СУБД в архитектуре клиент-сервер.
22. Роль и функции СУБД в многоуровневых архитектурах с серверами
приложений.
23. Функции и состав ядра СУБД.
24. Структуры хранения для различных типов и моделей данных.
25. Методы индексирования.
26. Алгоритмы выполнения алгебраических операций в реляционной и постреляционных системах.
27. Методы оптимизации запросов.
28. Методы ведения журналов, алгоритмы откатов транзакций и восстановления
после отказов.
29. Параллельные серверы баз данных.
30. Распределенные системы: выполнение запросов, репликация и фрагментация
данных, особенности выполнения транзакций.
31. Роль неоднородных систем. Уровни неоднородности: архитектуры
вычислительных систем, моделей данных, семантическая неоднородность.
32. Интеграция неоднородных моделей данных. Устранение семантических
неоднородностей.
33. Неоднородные автономные системы.
34. Методы поддержки согласованности в неоднородных системах.
35. Мониторы транзакций.
36. Методологии проектирования прикладных систем, использующих базы данных.
37. Жизненный цикл баз данных.
38. Проектирование баз данных с использованием модели «сущность-связь».
39. Объектные методологии проектирования приложений. Программные средства
автоматизации проектирования.
40. Выбор СУБД для реализации прикладной системы.
41. Работа с базами данных в языках программирования.
19
42. Универсальные интерфейсы доступа к базам данных: ODBC, JDBC, ADO,
ADO .NET и другие.
43. Методы создания высокоэффективных приложений, использующих базы
данных.
44. Планирование емкости и мощности системы.
45. Управление доступом к СУБД: пользователи и полномочия.
46. Управление отказоустойчивостью (создание резервных копий, процедуры
восстановления).
47. Задачи сопровождения баз данных.
48. Проектирование физической схемы базы данных.
49. Выбор цели оптимизации системы. Анализ производительности и выявление
узких мест.
50. Настройка сервера СУБД. Анализ планов выполнения запросов и их настройка.
Управление оптимизатором запросов.
10.4 Методические материалы, определяющие процедуры оценивания знаний,
умений, навыков и (или) опыта деятельности, характеризующих этапы
формирования компетенций.
Контроль качества подготовки осуществляется путем проверки теоретических
знаний и практических навыков с использованием
a) Текущей аттестации:
проверка промежуточных контрольных работ и прием лабораторных
работ;
b) Промежуточной аттестации:
тестирование (письменное или компьютерное) по разделам дисциплины.
Зачет в конце 5 семестра (к экзамену допускаются студенты после сдачи
всех лабораторных работ, решения всех контрольных работ и
выполнения самостоятельной работы).
Текущий и промежуточный контроль освоения и усвоения материала дисциплины
осуществляются в рамках рейтинговой (100-бальной) системы оценок.
Согласно «Положению о рейтинговой системе оценки успеваемости студентов
Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего
профессионального
образования
«Тюменский
государственный
университет»
(приложение 1 к приказу ректора № 190 от 04.04.2014), все формы текущего контроля,
предусмотренные рабочей программой, оцениваются в баллах. Дисциплинарные модули,
формы текущего контроля и шкала баллов, по которым они оцениваются, отражены в
разделе «Тематический план».
Студенты, набравшие по дисциплине в период проведения текущего контроля от 35
до 60 баллов, допускаются к зачету или экзамену. Если в период проведения текущей
аттестации студент набрал 61 балл и более, то он автоматически получает зачет или
экзаменационную оценку в соответствии со шкалой перевода, но в то же время он имеет
право повысить оценку, полученную по итогам рейтинга (удовлетворительно, хорошо),
путем сдачи экзамена.
Шкала перевода баллов в оценки:
- от 0 до 60 баллов – «не зачтено»;
- от 61 до 100 баллов – «зачтено»;
20
- 60 баллов и менее – «неудовлетворительно»;
- от 61 до 75 баллов – «удовлетворительно»;
- от 76 до 90 баллов – «хорошо»;
- от 91 до 100 баллов – «отлично».
Преподаватель может использовать систему штрафов, уменьшая набранные баллы за
пропуски занятий без уважительных причин, за нарушение сроков выполнения учебных
заданий, за систематический отказ отвечать на занятиях и т.д. Возможно также
начисление премиальных баллов за работы, выполненные студентом на высоком уровне.
Студенты, набравшие по дисциплине менее 35 баллов, к экзамену (зачету) не
допускаются. Необходимое количество баллов (до 35) для получения допуска к экзамену
(зачету), студенты набирают после третьей контрольной недели.
11. Образовательные технологии.
Сочетание традиционных образовательных технологий в форме лекций,
компьютерных практических работ и проведение контрольных мероприятий
(контрольных работ, промежуточного тестирования, зачета, экзамена).
Аудиторные занятия: лекционные и лабораторные занятия; на лабораторных
занятиях контроль осуществляется при сдаче практического задания в виде программы
(на одном из используемых языков программирования) и пояснительной записки к задаче.
В течение семестров студенты выполняют задачи, указанные преподавателем к каждому
занятию.
Активные и интерактивные формы: компьютерное моделирование и анализ
результатов при выполнении лабораторных работ
Внеаудиторные занятия: выполнение дополнительных заданий разного типа и
уровня сложности при выполнении лабораторных работ, подготовка к аудиторным
занятиям, изучение отдельных тем и вопросов учебной дисциплины в соответствии с
учебно-тематическим планом, составлении конспектов.
Подготовка индивидуальных заданий: выполнение самостоятельных и
контрольных работ, подготовка ко всем видам контрольных испытаний: текущему
контролю успеваемости и промежуточной аттестации; индивидуальные консультации.
Выполнение курсовой работы по дисциплине.
12. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля).
12.1. Основная литература:
1. Затонский, А.В. Информационные технологии: разработка информационных моделей
и систем [Электронный ресурс]: учеб. пособие / А.В. Затонский. – Электрон.
текстовые дан. – М.: ИЦ РИОР: НИЦ ИНФРА-М, 2014. Режим доступа:
http://znanium.com/bookread.php?book=400563 (дата обращения: 15.04.2015).
2. Агальцов, В.П. Базы данных. В 2-х кн. Кн. 2. Распределенные и удаленные базы
данных [Электронный ресурс]: учебник / В.П. Агальцов. – Электрон. текстовые дан. –
М.: ИД ФОРУМ: НИЦ Инфра-М, 2013. – Режим доступа:
http://znanium.com/bookread.php?book=372740 (дата обращения: 15.04.2015).
21
12.2. Дополнительная литература:
1. Коваленко, В.В. Проектирование информационных систем [Электронный ресурс]:
учеб. пособие / В.В. Коваленко. – Электрон. текстовые дан. – М.: Форум: НИЦ
ИНФРА-М, 2014. Режим доступа: http://znanium.com/bookread.php?book=473097 (дата
обращения: 15.04.2015).
2. Култыгин, О.П. Администрирование баз данных. СУБД MS SQL Server [Электронный
ресурс]: учеб. пособие / О.П. Култыгин. – Электрон. текстовые дан. – М.: МФПА,
2012. – Режим доступа: http://znanium.com/bookread.php?book=451114 (дата
обращения: 15.04.2015).
12.3. Интернет – ресурсы:
1. http://biblioclub.ru – Электронно-библиотечная система «Университетская библиотека
он-лайн»:
2. http://znanium.com – Электронно-библиотечная система издательства «Инфра».
13. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении
образовательного процесса по дисциплине (модулю), включая перечень
программного обеспечения и информационных справочных систем (при
необходимости).
Используются компьютерные обучающие системы (ЭБД, ЭБС, ЭБ), мультимедиатехнологии, информационная образовательная среда.
Доступ к компьютерным обучающим системам осуществляется на основе
договоров ТюмГУ с создателями через компьютерную сеть университета (ЭБД, ЭБС, ЭБ),
либо через виртуальные читальные залы университета, в частности, читальный зал для
преподавателей и аспирантов ИБЦ (ЭБД РГБ).
Доступ к информационной образовательной среде осуществляется через
локальную сеть ТюмГУ или через Интернет.
При выполнении практических заданий используется следующее программное
обеспечение: Microsoft Visio, Microsoft SQL Server, Microsoft Visual Studio.
14. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины
(модуля).
При освоении дисциплины для проведения лекционных занятий нужны
учебные аудитории, оснащенные мультимедийным оборудованием, для выполнения
практических заданий необходимы классы персональных компьютеров со следующим
программным обеспечением: Microsoft Visio, Microsoft SQL Server, Microsoft Visual Studio.
15. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины (модуля).
Для более эффективного освоения и усвоения материала рекомендуется
ознакомиться с теоретическим материалом по той или иной теме до проведения
практического занятия. Работу с теоретическим материалом по теме с использованием
учебника или конспекта лекций можно проводить по следующей схеме:
22
- название темы;
- цели и задачи изучения темы;
- основные вопросы темы;
- характеристика основных понятий и определений, необходимых для усвоения
данной темы;
- список рекомендуемой литературы;
- наиболее важные фрагменты текстов рекомендуемых источников, в том числе
таблицы, рисунки, схемы и т.п.;
- краткие выводы, ориентирующие на определенную совокупность сведений,
основных идей, ключевых положений, систему доказательств, которые необходимо
усвоить.
Студенты ведут запись лекций по темам дисциплины, во внеаудиторное время
выполняют проработку лекционного материала. На практических занятиях студенты
решают задачи, отвечают на вопросы преподавателя.
Темы дисциплины, вызывающие дополнительный интерес или сложности при
освоении, рассматриваются на консультациях по дисциплине. Отдельные вопросы
студентов разбираются на индивидуальных консультациях.
Студент также может представить результаты самостоятельной работы в форме
презентации, доклада или исследовательской работы (по согласованию c преподавателем).
Перед проведением контрольной недели осуществляется выполнение контрольной
работы. По результатам освоения дисциплины проводится зачет, экзамен. При подготовке
к зачету (экзамену) рекомендуется проработать вопросы, представленные в рабочей
программе, опираясь на основную и дополнительную литературу и соответствующие
Интернет-ресурсы.
23