Базы данных и программирование

2019/2020

Учебный год

RUS

Обучение ведется на русском языке

Кто читает:

Кафедра информационных систем и технологий (Нижний Новгород) (Факультет информатики, математики и компьютерных наук (Нижний Новгород))

Статус:

Майнор

Когда читается:

1, 2 модуль

Программа дисциплины

Аннотация

Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает минимальные требования к знаниям и умениям студента, а также определяет содержание и виды учебных занятий и отчётности. Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и бакалавров, изучающих дисциплину "Базы данных и программирование" (майнор "Технологии Интернет"). Программа разработана в соответствии с образовательными стандартами НИУ ВШЭ и программой майнора "Технологии Интернет".

Цель освоения дисциплины

• Формирование у студентов четкого представления места и роли современных систем управления базами данных
• Освоение теоретических основ моделирования и обработки информации, понимание тенденций развития отрасли и направления перспективных исследований
• Изучение принципов построения и разработки информационно-поисковых систем

Планируемые результаты обучения

• Умеет строить концептуальную модель предметной области в терминах ER и/или UML моделей
• Умеет проектировать структуру реляционной базы данных по концептуальной модели
• Умеет формулировать запросы на языке SQL к реляционной базе данных
• Умеет организовывать многопользовательский доступ к базе данных
• Может использовать NoSQL СУБД и реализовывать запросы с их помощью
• Может создать базу данных в заданной предметной области и организовать подключение посредством php-скрипта

Содержание учебной дисциплины

• Тема 1. Назначение и основные принципы архитектуры систем управления базами данных. понятие модели данных
  Предмет и задачи информационного моделирования. Понятие информационной системы. Задачи систем обработки данных. Различные уровни представления данных. Эволюция методов унификации хранения и доступа к информации на примере файлов. Причины перехода к СУБД. Терминология СУБД: банк и база данных, ЯОД, ЯМД. Эталонная архитектура СУБД. Категории СУБД, различия и возможности. Категории пользователей СУБД (администраторы, непостоянные пользователи, конечные пользователи, прикладные программисты, информационные ана-литики), их требования к СУБД и не-обходимые навыки. Жизненный цикл базы данных. Модели данных: логические структуры и механизмы/методы работы. Требования к моделям данных. Концептуальные модели данных. Модель "сущность-связь". Диаграммы классов, сценариев использования UML
• Тема 2. Теоретические основы реляционных систем управления базами данных. основные принципы проектирования структуры реляционных баз данных
  Реляционная модель данных. Реляционная алгебра. Терминология реляционных отношений. Реляционные операции манипулирования данными. Инфологическое и даталогическое проектирование. Понятие нормальных форм в реляционной модели. Алгоритмы объектно-ориентированного отображения
• Тема 3. Языковое обеспечение современных систем управления базами данных
  Требования к языковым средствам СУБД. История. Классификация. Дополнительные сведения о SQL. Типа данных PostgreSQL. Основные инструкции SQL в PostgreSQL. Интерфейсы СУБД с прикладными программами. JDBC. Клиент-серверная организация приложений на основе технологий баз данных. Активный сервер баз данных. Понятие хранимой процедуры (persistent stored module). Язык PL/pgSQL PostgreSQL. Понятие целостности данных. Триггеры, их реализация в PostgreSQL
• Тема 4. Современные технологии распределенных систем управления базами данных
  Основные эле-менты архитектуры «клиент-сервер». Особенности многопользовательской работы. Понятие распределенной СУБД. Основные принципы размещения схемы распределенной БД. Преимущества и недостатки распределенных СУБД. Понятие транзакции, основные свойства транзакций. Алгоритмы поддержания целостности и восстановления данных на основе механизма транзакций. Основные стандарты на транзакционную обработку данных.
• Тема 5: Перспективные направления развития технологии баз данных. nosql.
  Недостатки современных СУБД. Постреляционная модель данных. Объектно-ориентрованные СУБД. Ограничения SQL-ориентированных СУБД. Основные виды NoSQL СУБД. Распределенное хранение данных, sharding. Агрегатные модели данных. Хранилища «ключ-значение», документно-ориентированные и столбцовые СУБД. Графовые модели данных
• Тема 6. Применение баз данных в WEB-приложениях
  Разработка web-интерфейсов к базам данных. Взаимодействие Python с PostgreSQL и MySQL. Установка соединения. Запись данных в базу данных. Отображение данных, хранящихся в PostgreSQL и MySQL. Представление информации из базы данных в виде форм. Проектирование и разработка баз данных для построения динамического web-сайта.

Элементы контроля

• Аудиторная работа
• Домашняя работа
• Контрольная работа
• Экзамен

Промежуточная аттестация

• Промежуточная аттестация (2 модуль)
  0.16 * Аудиторная работа + 0.12 * Домашняя работа + 0.12 * Контрольная работа + 0.6 * Экзамен

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Базы данных : учеб. пособие / О.Л. Голицына, Н.В. Максимов, И.И. Попов. — 4-е изд., перераб. и доп. — М. : ФОРУМ : ИНФРА-М, 2018. — 400 с. — (Высшее образование: бакалавриат). - Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/944926
• Базы данных : учеб. пособие / О.Л. Голицына, Н.В. Максимов, И.И. Попов. — 4-е изд., перераб. и доп. — М. : ФОРУМ : ИНФРА-М, 2019. — 400 с. — (Высшее образование: бакалавриат). - Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/1019244

Рекомендуемая дополнительная литература

• Connolly, T. M., & Begg, C. (2015). Database Systems: A Practical Approach to Design, Implementation, and Management, Global Edition (Vol. Sixth edition, Global edition). Harlow: Pearson. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsebk&AN=1419568