Базы данных

Министерство образования Российской Федерации Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ”

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины БАЗЫ ДАННЫХ Для подготовки дипломированных специалистов по направлению 657100 - "Прикладная математика" по специальности 073000 - "Прикладная математика" и бакалавров по направлению 510200 - "Прикладная математика и информатика"

Санкт-Петербург 2001

1

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ”

“УТВЕРЖДАЮ” Проректор по учебной работе проф. ___________ Ушаков В.Н. “_____”_______________2001 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА дисциплины Базы данных Для подготовки дипломированных специалистов по направлению 657100 - "Прикладная математика" по специальности 073000 - "Прикладная математика" и бакалавров по направлению 510200 - "Прикладная математика и информатика" Факультет Компьютерных технологий и информатики Кафедра Математического обеспечения и применения ЭВМ Курс – 4 Семестр – 7 Лекции

32 ч.

Практические занятия (или семинары)

0 ч.

Лабораторные занятия

16 ч.

Курсовое проектирование

16 ч.

Аудиторные занятия Самостоятельные занятия Всего часов

64 ч. 62 ч. 126 ч.

2001

2

Экзамен

7 семестр

Зачет

7 семестр

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры Математического обеспечения и применения ЭВМ “____”_______________2001 г., протокол №______. Рабочая программа составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом подготовки дипломированных специалистов по направлению 657100 - "Прикладная математика" по специальности 073000 - "Прикладная математика" и бакалавров по направлению 510200 - "Прикладная математика и информатика" Рабочая программа согласована с рабочими программами изученных ранее дисциплин: 1)Информатика 2)Структуры данных Рабочая программа одобрена методической комиссией факультета Компьютерных технологий и информатики “___”_____________2001г.

3

Цели и задачи дисциплины Дисциплина посвящена изучению методов проектирования баз данных и реализации прикладного программного обеспечения /ПО/ на базе современных систем управления базами данных /СУБД/. Особое внимание уделяется реляционной модели данных.. Рассматриваются основы теории реляционных баз данных /БД/ и 2 метода проектирования БД: метод декомпозиции и метод “сущность-связь”. Подробно изучаются средства разработки приложений СУБД. Изучение дисциплины не требует от студентов никаких специальных знаний. Желательно, но не обязательно, чтобы ей предшествовали такие дисциплины, как <Основы программирования> и <Структуры данных>. Цели дисциплины заключаются в следующем: —знакомство с моделями данных, используемыми в СУБД, основой теории реляционных баз данных и методами проектирования баз данных, —приобретение навыков практического использования методов проектирования баз данных реляционного типа, —подробное изучение конкретной СУБД реляционного типа, ее возможностей и особенностей, —приобретение навыков реализации прикладного ПО с помощью выбранной СУБД. Требования к уровню освоения дисциплины В результате изучения дисциплины студенты должны: -

-

знать основные понятия, связанные с реляционной моделью данных, принципы построения и функционирования систем управления базами данных, методы, используемые для проектирования БД: метод декомпозиции и <сущность—связь> (ER — метод), категории стандартов, используемых при проектировании баз данных; а также основные возможности СУБД реляционного типа.; уметь применять на практике формальные методы построения БД, а также уметь применять средства выбранной СУБД для реализации прикладного ПО, иметь представление о других /не реляционных/ моделях данных и СУБД, построенных на этих моделях, а также о перспективных направлениях работ в области управления данными. Содержание рабочей программы

Тема 1. Введение. Сферы применения баз данных. История развития автоматизированных систем обработки данных. Суть концепции баз данных. Краткая характеристика дисциплины, ее цели, задачи, объем, содержание, порядок изучения материала, связь с другими дисциплинами учебного плана и место в подготовке специалистов по указанным направлениям и специальностям . Формы контроля самостоятельной работы. Характеристика учебной литературы. Тема 2. Основные понятия. Модели данных. База данных, СУБД, банк данных. Предметная область. Объекты и атрибуты, связи между объектами и атрибутами объектов. Модель предметной области. Концептуальная модель. Типы моделей данных. Реляционная модель данных. Основные определения: отношения, домены, кортежи, атрибуты. Схема отношения, его степень и мощность. Реляционная БД. Первичный ключ. Свойства отношений реляционной БД. Ограничения на отношения, основные операции над отношениями.

4

Тема 3. Проектирование баз данных. Цели проектирования. Универсальное отношение и проблемы его использования. Функциональные зависимости /ФЗ/. Декомпозиция отношения. Нормальная форма Бойса-Кодда /НФБК/. Избыточные ФЗ. Правила вывода. Минимальное покрытие. Декомпозиционный метод проектирования. Модель <сущность-связь> (ER - модель) и ее основные нотации. Правила перехода от ER - модели к реляционной модели. Основные этапы проектирования БД методом <сущность-связь>. Тема 4. Создание и корректировка базы данных . Создание и модификация структуры таблицы. Ввод и корректировка данных в режиме формуляра и таблицы. Другие способы занесения информации в БД: создание масок/экранных форм/ для ввода/корректировки данных, импорт/экспорт в СУБД. Тема 5. Поиск и упорядочение информации, хранящейся в БД. Сортировка и индексация записей. Типы индексных файлов. Поиск в упорядоченной и неупорядоченной БД. Тема 6. Установка связей между отношениями БД. Цели установки связи. Основные правила и ограничения. Тема 7. Вывод и анализ информации, хранящейся в БД. Создание отчетов. 2 способа проектирования запросов к БД: языки QBE и SQL. SQL-диалект изучаемой СУБД . Тема 8. Реализация основных операций реляционной алгебры. Реализация с помощью команд встроенного языка СУБД. Реализация средствами языка SQL. Тема 9. Программирование в СУБД. Основные элементы программных файлов. Процедуры, переменные, массивы, структуры управления. Ввод и вывод информации. Программирование меню. Системные средства автоматизации создания приложений. Тема 10. Нормальные формы: 1НФ-5НФ. Тема 11. Заключение. Проблемы использования и тенденции развития СУБД. Возможные направления исследований в области теории баз данных. Перечень лабораторных работ № 1 2 3 4 5 6 7 8

Наименование работы Создание новой БД. Модификация структуры БД. Корректировка данных. Сортировка и поиск данных. Импорт, экспорт и присоединение данных. Работа с данными при помощи запросов Создание экранных форм Создание отчетов Программирование в СУБД

5

Номер темы 4, 6 4 5 4 7 4 7 9

Цели и содержание курсовой работы Целью курсовой работы является приобретение практических навыков проектирования реляционной базы данных и создания пользовательских приложений для несложных прикладных областей. Задание на курсовую работу содержит описание взаимосвязанных объектов предметной области, перечень запросов на модификацию данных и информационных запросов, а также перечень и желательную форму итоговых документов. В процессе выполнения курсовой работы студенты должны разработать семантическую модель предметной области, спроектировать по ней реляционную базу данных, формально обосновать принятые проектные решения, определить в соответствии с проектом структуру файлов БД, наполнить базу данных содержательной информацией, а затем создать для заданной предметной области законченное пользовательское приложение, содержащее все необходимые элементы интерфейса и реализующее все указанные в задании запросы. Результат выполнения курсовой работы оформляется в виде пояснительной записки, содержащей: - модель заданной предметной области в виде ER-диаграммы, перечня атрибутов и списка функциональных зависимостей между атрибутами, - реляционную модель БД, полученную с помощью ER- метода, - структуру и содержимое каждой таблицы реляционной базы данных - иерархию элементов интерфейса разработанного приложения, - экранные формы с указанием имен таблиц, на основе которых они созданы, и содержащихся в них элементов управления. - программы реализации информационных запросов с формулировкой запроса и результатом его выполнения, - итоговые документы (отчеты) с указанием имен таблиц или запросов, на основе которых они построены, и связей между ними. - написанные, но не сгенерированные программные коды, связанные с элементами, управляющими работой приложения. Этапы выполнения курсовой работы: 1. Информационный анализ предметной области-2 ч. 2 Проектирование логической структуры базы данных-5 ч. 3. Создание структуры БД и заполнение ее данными(2-строки) -3 ч. 4. Создание экранных форм-6 ч. 5. Реализация информационных запросов-4 ч. 6 Создание отчетов -2 ч. 7. Связывание элементов приложения и тестирование полученной автоматизированной системы -4 ч. 8. Оформление пояснительной записки -6 ч. Таким образом, для выполнения курсовой работы требуется не менее 32 часов, при этом объем самостоятельной работы составляет не менее 16 часов.

6

Распределение учебных часов по темам и видам занятий

№ темы

1 2

Название разделов и тем

Введение Основные понятия. Модели данных. 3 Проектирование баз данных 4 Создание и корректировка базы данных в СУБД 5 Поиск и упорядочение информации, хранящейся в БД 6 Установка связей между отношениями БД. 7 Вывод и анализ информации, хранящейся в БД 8 Реализация основных операций реляционной алгебры 9 Программирование в СУБД 10 Нормальные формы: 1НФ-5НФ. 11 Заключение. Проблемы использования и тенденции развития СУБД. Курсовое проектирование ИТОГО:

Объем учебных часов Лекции

Лабор. занятия

Практ. занятия

Аудит. занятия

Самост. Работа

Всего

Семестр

1 2

7 7

1 2

1 2

5

5

5

10

7

5

7

12

4

16

7

2

2

4

2

6

7

1

1

2

1

3

7

6

4

10

8

18

7

2

4

6

7

7

19

26

7

2

2

3

5

7

1

1

1

7

32 126

7 7

2 5

32

2

16

7

16 64

16 62

ЛИТЕРАТУРА Основная

№ 1 2

Название, библиографическое описание

Л Лр

Джексон Г. Проектирование реляционных баз данных для использования с микро-ЭВМ. 7 М.:Мир, 1991.- 252 с. Базы данных: Методические указания к лабораторным работам/ Сост.: Э.А. Опалева, Т.Г. Фомичева; ГЭТУ. СПб., 1997. - 40 с.

Пз (С)

К-во экз. в библ. (на каф.)

7

Уч 49, ф4

7

Уч 16, ф4

Гриф

ГК СССР по нар.обр. ГосКомРФ по высш.обр.

Дополнительная №

Название, библиографическое описание

1

Дейт К. Дж. Введение в системы баз данных/ Пер. с англ.-6-е изд.К.: Диалектика, 2000.-784 с. Ульман Дж.Д. , Уидом Дж. Введение в системы баз данных.М.ЛОРИ, 2000.-374 с. Ульман Дж.Д. , Уидом Дж. Введение в системы баз данных.М.ЛОРИ, 1983.-334 с. Хансен Г., Хансен Дж. Базы данных. Разработка и управление.- М. БИНОМ, 1999.-699 с. Горев А., Ахаян Р., Макашарипов С. Эффективная работа с СУБД – СПб.: Питер, 1997. – 704 с. Джеймс Р. Грофф, Пол Н. Вайнберг. SQL: полное руководство: пер.с англ. – К.: Издательская группа BHV, 1999.-608 с. Питер Пин-Шен Чен. Модель “сущность-связь”—шаг к единому представлению данных. СУБД,N3,1995, с.137. .Вейскас Д. Эффективная работа с Microsoft Access 2. Спб.: Питер Пресс,1995.- 856с. Бекаревич Ю.Б., Пушкина Н.В. . Microsoft Access 2000.СПб.:БХВ – Санкт- Петербург, 1999 Харитонова И., Михеев М. Microsoft Access 2000 в подлиннике. СПб.:БХВ – Санкт-Петербург, 1999

2 3 4 5 6 7 8 9 10

8

К-во экз. в библ. (на каф.) 0 0 19 0 0 0 0 0 0 0

Авторы: к.т.н., доцент Рецензент к.т.н., доцент

Т.Г.Фомичева Г.В. Разумовский

Зав. кафедрой МО ЭВМ д.т.н., профессор

А.Р. Лисс

Декан факультета КТИ д.т.н., профессор

И.В. Герасимов

Программа согласована: Зав. отделом учебной литературы

Смирнова О.Н.

Председатель методической комиссии факультета КТИ к.т.н., доцент Руководитель методического отдела к.т.н., доцент

Чугунов Л.А. Марасина Л.А.

9