МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Алтайский государственный университет»

Основы информационных систем и баз данных

рабочая программа дисциплины
Закреплена за кафедройНЕТ (реорганизована) 4
Направление подготовки46.04.02. Документоведение и архивоведение
ПрофильДокументационные системы и архивы в региональной системе управления
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость2 ЗЕТ
Учебный план46_04_02_ДСиА-2-2019
Часов по учебному плану 72
в том числе:
аудиторные занятия 34
самостоятельная работа 38
Виды контроля по семестрам
зачеты: 3

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 2 (3) Итого
Недель 16
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 10 10 10 10
Практические 24 24 24 24
Сам. работа 38 38 38 38
Итого 72 72 72 72

Программу составил(и):
д.и.н., профессор, Владимиров В.Н.

Рецензент(ы):
к.и.н., доцент, Гребенникова Т.Г.

Рабочая программа дисциплины
Основы информационных систем и баз данных

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государтсвенный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 46.04.02 Документоведение и архивоведение(уровень магистратуры), утв. приказом Министерства образовани и науки РФ от 08.04.2015 №375

составлена на основании учебного плана:
46.04.02 Документоведение и архивоведение: Документационные системы и архивы в региональной системе управления
утвержденного учёным советом вуза от 25.06.2019 протокол № 9.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
НЕТ (реорганизована) 4

Протокол от 02.09.2019 г. № 1
Срок действия программы: 2019-2020 уч. г.

Заведующий кафедрой
Владимиров В.Н.


Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2019-2020 учебном году на заседании кафедры

НЕТ (реорганизована) 4

Протокол от 02.09.2019 г. № 1
Заведующий кафедрой Владимиров В.Н.


1. Цели освоения дисциплины

1.1.Формирование целостного представления о технологиях информационных систем и баз данных, их месте в профессиональной деятельности;овладение основами проектирования баз данных; выработка навыков манипулирования данными; овладение приемами разработки пользовательского интерфейса к базам данных.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.В.ДВ.01

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ПК-1 владение профессиональными знаниями основных проблем документоведения и архивоведения
ПК-5 выявление тенденции развития информационно-документационного обеспечения управления и архивного дела
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.Принципы функционирования информационных систем и баз данных;
Современное состояние и тенденции развития технологий информационных систем и баз данных;
Основы языка SQL;
Методы защиты информации в системах управления базами данных.
3.2.Уметь:
3.2.1.Профессионально ставить задачи для разработки баз данных.
Проектировать структуры баз данных с применением существующих методологий проектирования.
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.Навыками составления запросов на выборку и модификацию данных в реляционных базах данных;
Приемами разработки отчетов к базам данных в СУБД MS Access;
Инструментарием средств разработки интерфейса пользователя и приложений к базам данных, создаваемых в MS Access.

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Введение в технологию баз данных и разработку информационных систем
1.1. Введение в информационные системы. Базы данных как основа информационных систем Лекции 3 2 ПК-1, ПК-5 Л1.1, Л2.1
1.2. Системы управления базами данных (СУБД) и их основные функции Лекции 3 2 ПК-1, ПК-5 Л1.1, Л2.1
Раздел 2. Проектирование баз данных
2.1. Основные модели данных и этапы проектирования БД Лекции 3 2 ПК-1, ПК-5 Л1.1, Л2.1
2.2. Проектирование инфологической модели базы данных Практические 3 2 ПК-1, ПК-5 Л1.1, Л2.1
2.3. Проектирование инфологической модели базы данных Сам. работа 3 4 ПК-1, ПК-5 Л1.1, Л2.1
Раздел 3. Реляционные базы данных
3.1. Нормализация базы данных Практические 3 2 ПК-1, ПК-5 Л1.1, Л2.1
3.2. Физическое проектирование базы данных Сам. работа 3 4 ПК-1, ПК-5 Л1.1, Л2.1
Раздел 4. Программное обеспечение для работы с базами данных
4.1. Основные СУБД и их характеристики Лекции 3 2 ПК-1, ПК-5 Л1.1, Л2.1
4.2. Электронные таблицы как базы данных Практические 3 2 ПК-1, ПК-5 Л1.1, Л2.1
4.3. Работа с базами данных в электронных таблицах (на примере MS Excel) Сам. работа 3 4 ПК-1, ПК-5 Л1.1, Л2.1
4.4. Объекты базы данных в MS Access и технология работы с ними Практические 3 2 ПК-1, ПК-5 Л1.1, Л2.1
Раздел 5. Языки баз данных
5.1. Языки баз данных. Основы SQL Лекции 3 2 ПК-1, ПК-5 Л1.1, Л2.1
5.2. Язык запросов по образцу (QBE). Использование конструктора запросов MS Access Практические 3 6 ПК-1, ПК-5 Л1.1, Л2.1
5.3. Создание запросов на выборку в конструкторе MS Access Сам. работа 3 6 ПК-1, ПК-5 Л1.1, Л2.1
5.4. Создание запросов на выборку данных с использованием SQL Сам. работа 3 6 ПК-1, ПК-5 Л1.1, Л2.1
Раздел 6. Разработка приложения для базы данных в MS Access
6.1. Разработка интерфейса пользователя к данным в MS Access Практические 3 2 ПК-1, ПК-5 Л1.1, Л2.1
6.2. Разработка отчетов в MS Access Сам. работа 3 4 ПК-1, ПК-5 Л1.1, Л2.1
6.3. Основы программирования баз данных в MS Access Практические 3 6 ПК-1, ПК-5 Л1.1, Л2.1
6.4. Использование макросов и VBA для программирования приложения для базы данных в MS Access Сам. работа 3 6 ПК-1, ПК-5 Л1.1, Л2.1
Раздел 7. Защита информации в базах данных
7.1. Методы защиты информации в базах данных Сам. работа 3 2 ПК-1, ПК-5 Л1.1, Л2.1
7.2. Защита информации в базах даннных MS Access Практические 3 2 ПК-1, ПК-5 Л1.1, Л2.1
7.3. Работа со средствами защиты данных в MS Access Сам. работа 3 2 ПК-1, ПК-5 Л1.1, Л2.1

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
1. Развитие технологий обработки данных.
2. Состав и структура информационной системы.
3. Классификация информационных систем.
4. Жизненный цикл информационной системы.
5. Методологии разработки информационных систем.
6. Системы управления базами данных: назначение, архитектура, функции.
7. Информационные хранилища.
8. Основные модели данных.
9. Реляционная модель данных: основные понятия.
10. Операции реляционной гебры.
11. Концептуальное проектирование базы данных.
12. Избыточное дублирование и аномалии в реляционных базах данных.
13. Логическое проектирование базы данных.
14. Нормализация. Нормальные формы.
15. Физическое проектирование БД. Типы данных (на примере MS Access).
16. Языки управления базами данными.
17. Язык SQL (стандарты и реализации, основные операторы).
18. Характеристика СУБД MS Access (назначение, режимы работы, инструментарий).
19. Виды запросов в СУБД MS Access.

5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
1. Применение баз данных в гуманитарных науках
2. Просопографические базы данных
3. Базы данных в практическом документоведении
4. Базы данных в практическом архивоведении
5. Краткий обзор программного обеспечения, использующегося для создания баз данных.
6. Современное состояние и перспективы развития технологий баз данных.
7. Основные понятия баз данных.
8. Типология баз данных.

5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации
Перечень оценочных средств с конкретными примерами представлен в ФОС (см. приложение)

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Н.Н. Серегин Мировые информационные ресурсы: учебное пособие Изд-во Алт. ун-та, 2014 elibrary.asu.ru
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 под ред. В. Н. Владимирова, И. М. Гарсковой Круг идей: базы данных в исторических исследований : [сб. науч. тр.] / АлтГУ, Каф. документоведения, архивоведения и ист. информатики, Ассоциация "История и компьютер" : сборник научных статей Барнаул, Азбука, 2013 elibrary.asu.ru
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 сайт ассоциации «История и компьютер». www.aik-sng.ru
Э2 Сайт центра экономической истории при историческом факультете МГУ им. М.В. Ломоносова. www.hist.msu.ru
Э3 архив журнала «Историческая информатика» (до 2017 г.) kleio.asu.ru
Э4 журнал «Историческая информатика» (с 2017 г.) nbpublish.com
6.3. Перечень программного обеспечения
Microsoft Windows
7-Zip
AcrobatReader
6.4. Перечень информационных справочных систем
СПС КонсультантПлюс (инсталлированный ресурс АлтГУ или http://www.consultant.ru/).
Электронная база данных «Scopus» (http://www.scopus.com)
Электронная библиотечная система Алтайского государственного университета (http://elibrary.asu.ru/).
Научная электронная библиотека elibrary (http://elibrary.ru).

Базы данных, разработанные преподавателями АлтГУ:
БД «Населенные пункты Алтайского края»;
БД «Население Тобольска в 1897 г.»;
БД «Население Барнаула второй половины XVIII – начала XX вв. по материалам метрических книг»;
БД «Профессии и занятия населения Российской империи конца XIX – начала XX веков (по материалам всероссийской переписи населения 1897 года»);
БД «Историческое профессиоведение (российский вариант международной классификации исторических профессий)»;
БД «Населенные места Алтайской губернии в 1924 г.».

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория Назначение Оборудование
Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска)
Помещение для самостоятельной работы помещение для самостоятельной работы обучающихся Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

Целью изучения курса является формирование целостного представления о технологиях информационных систем и баз данных, их месте в профессиональной деятельности; овладение основами проектирования баз данных; выработка навыков манипулирования данными; овладение приемами разработки пользовательского интерфейса к базам данных.
Курс «Основы информационных систем и баз данных» состоит из семи разделов, посвященных различным аспектам технологий баз данных, теоретическим и практическим вопросам создания баз данных. Овладение технологией создания и анализа баз данных является ключом к постижению самых современных технологий компьютерного анализа данных. Это важно не только при самостоятельной работы с существующими информационными системами, но и для эффективного, при необходимости, взаимодействия с профессиональными разработчиками информационных систем.
Изучение курса формирует у обучающихся две профессиональные компетенции (ПК-1 и ПК-5)
При изучении раздела «Введение в технологию баз данных и разработку информационных систем» рассматриваются такие вопросы как 1) История развития технологий обработки данных (1960-е гг.— начало XXI в.). 2) Автоматизированные информационные системы, их классификация; 3) Банки данных. Хранилища данных; 4) Базы данных как основа построения информационных систем. Назначение и основные функции баз данных; 5) Системы управления базами данных (СУБД). 6) Основные этапы жизненного цикла базы данных; 7) Существующие методологии разработки приложений баз данных. Здесь следует обратить внимание на общие принципы организации и функционирования информационных систем, составляющие их компоненты, на особенности архитектур (файл-серверная, клиент-серверная, многоуровневые информационные системы), на существующие методологии разработки информационных систем.
Поскольку базы данных (БД) являются основой для построения информационных систем, необходимо иметь четкое представление о назначении и основных функциях баз данных. Эффективная работа с базами данных предполагает знание основных возможностей систем управления базами данных (СУБД), что, в свою очередь, требует умения ориентироваться в назначении и основных возможностях современных программных продуктов. Следует учитывать и перспективные направления развития технологий баз данных, в том числе связанные с Интернет.
Проектирование баз данных — это в определенной мере искусство и немалую роль здесь играет опыт разработчика. Вместе с тем в настоящее время существуют различные методологии проектирования, которые позволяют поставить этот процесс на твердую научную основу. Поэтому, изучая тему «Проектирование баз данных» в которой рассматриваются такие вопросы как 1) Предметная область информационной системы. База данных как информационная модель определенной предметной области; 2) Фундаментальные понятия концептуального проектирования. Модель «Сущность-связь». Объекты. Атрибуты. Ключи. Связи между объектами; 3) Основные модели данных, следует обратить внимание на то, как реализуются этапы концептуального (инфологического) и даталогического проектирования (анализ предметной области и выделение сущностей и их атрибутов, определение типов связей, проектирование объектов базы данных и т.д.). Здесь следует иметь в виду, что тщательная организация процесса проектирования информационной системы (базы данных) — залог успеха реализации проекта. Работая над указанной темой, необходимо познакомиться с основными моделями данных (иерархическая, сетевая, реляционная, объектная и объектно-реляционная), их достоинствами и недостатками, а также знать в каких наиболее часто используемых СУБД какие модели данных поддерживаются.
Рекомендуется также тщательно проанализировать схемы баз данных, разработанных на историческом факультете Алтайскогод государственного университета: «Населенные пункты Алтайского края» (свидетельство РФ № 2007620001 от 09.01.2007, авторы Колдаков Д.В., Владимиров В.Н., Силина И.Г., Чибисов М.Е.); «Население Тобольска в 1897 г.» (свидетельство РФ № 2009620043 от 16.01.2009, авторы Владимиров В.Н., Брюханова Е.А., Колдаков Д.В., Силина И.Г.); «Крестьянские хозяйства Алтайской губернии в 1917 г.» (свидетельство РФ № 2009620046 от 16.01.2009, авторы Разгон В.Н., Колдаков Д.В., Пожарская К.А.); «Переселенческие участки Алтайского округа, образованные в период столыпинской реформы (1907–1912 гг.» (свидетельство РФ № 2009620044 от 16.01.2009, авторы Разгон В.Н., Колдаков Д.В., Пожарская К.А.); «Антропонимикон старожилов Алтайского горного округа (1841–1862 гг.)». Выполняя эту работу, необходимо привлекать данные материалы первичных источников, которые представлены в виде раздаточного материала и электронных ресурсов для выполнения практических занятий и подгототовки к ним.
Изучая раздел «Реляционные базы данных», в рамках которого рассматриваются вопросы: 1) Реляционная модель данных. Реляционное отношение. Свойства и виды отношений. Операции реляционной алгебры.; 2) Проблемы избыточности данных в базе данных. Аномалии обновления в базе данных; 3) Нормализация. Нормальные формы. Функциональные зависимости и ключи; 4) Проектирование реляционной базы данных, следует обратить внимание на основные понятия реляционной теории баз данных (тип данных, домен, схема отношения, схема базы данных, кортеж, отношение или таблица, и атрибут), и то, как они соотносятся с практической терминологией, используемой при разработке баз данных. Важно также усвоить принципы использования уникальных идентификаторов — ключей, знать их виды (первичные и вторичные ключи, простые и составные, естественные и суррогатные).
Одной из задач при создании информационной системы является проектирование реляционной базы данных, в связи с чем необходимо иметь представление о том, что такое избыточность данных, аномалии модификации и как они могут проявляться (аномалии вставки, обновления и удаления). Проектирование требует, в свою очередь, учета зависимостей между атрибутами отношения и использование теории нормализации и нормальных форм для реализации оптимального проекта реляционной базы данных. Важно также знать виды основных связей между отношениями («один-к-одному», «один ко-многим», «многие-ко многим», рекурсивные связи) и уметь их смоделировать. Кроме, того надо знать как осуществляется контроль целостности связей.
Для работы с реляционными базами данных необходимо понимать суть таких операций реляционной алгебры как объединение, разность, декартово произведение, проекция, выборка, пересечение, соединение и деление и др. и на это также следует обратить внимание при изучении материала данного раздела.
В рамках изучения данного раздела также используются вышеуказанные базы данных, поэтому при анализе их следует учитывать специфику моделируемых данных, а также те ограничения, которые накладывает реляционная модель при проектировании баз данных на основе материалов исторических источников.
Последующие разделы курса «Программное обеспечение для работы с базами данных», «Языки баз данных» и «Разработка приложения для базы данных в MS Access», имеют, в основном практическую направленность. Так, в рамках изучения раздела «Программное обеспечение для работы с базами данных», рассматриваются вопросы: 1) Электронные таблицы как средство подготовки данных и работы с базами данных в виде списков; 2) СУБД для поддержки больших баз данных и баз данных для персональных компьютеров; 3) Объекты базы данных в MS Access и технология работы с ними. Здесь следует обратить внимание на возможности электронных таблиц, в первую очередь MS Excel, позволяющих их использовать их как средство подготовки и первичной обработки данных и как достаточно простое, но эффективное средство для их извлечения и анализа (организация списков, применение специальных функций).
Выбор адекватной для решения информационных задач СУБД также требует учета характеристик тех систем, которые в настоящее время доступны как на коммерческой, так и некоммерческой основе. Это касается как СУБД для поддержки больших баз данных, так и баз данных для персональных компьютеров. Здесь необходимо уметь ориентироваться в возможностях основных серверных и настольных СУБД, для чего необходима работа с ресурсами Интернет для нахождения актуальной информации по соответствующим программным продуктам. Основное внимание при этом следует уделить именно настольным СУБД, видным представителем которых является MS Access, объектам базы данных этой СУБД и режимам работы с ними.
При изучении раздела «Языки баз данных» рассматриваются вопросы: 1) Язык запросов по образцу. Запросы на выборку, удаление и обновление данных. 2) Структурированный язык запросов SQL. Стандарт языка и его реализации. Здесь следует учитывать то, что хотя извлечение данных из таблиц, реляционных баз данных, и в MS Access, в частности, возможно с помощью различных средств, но наиболее мощным из них являются запросы на выборку. Именно им необходимо уделить первостепенное внимание при изучении данной темы. Умение правильно составить запрос предполагает знание того, какие сведения и в какой форме хранятся в каждой таблице реляционной базы данных, и как эти таблицы связаны между собой.
В практике работы с базами данных достаточно часто делаются запросы на группировку данных с использованием критериев отбора. Поэтому следует обстоятельно разобраться с составлением запросов с агрегирующими функциями (SUM, AVG и др.), а с перекрестными запросами.
Работая с запросами на обновление и удаление, необходимо учитывать то обстоятельство, что результаты выполнения их нельзя отменить, поэтому следует использовать работу с такими запросами, предварительно делая копию базы данных или тех объектов, на которые осуществляется воздействие.
Визуальные средства для создания запросов в MS Access позволяют быстро осуществить выборку данных с использованием достаточно сложных критериев отбора. Вместе с тем, некоторые задачи можно решить только с использованием структурированного языка запросов SQL, который является стандартом для работы с реляционными базам данных. Взаимодействие с другими СУБД также основано на использовании этого языка. Следует уделить внимание изучению основных операторов SQL (прежде всего оператора SELECT) и правилам составления запросов, поскольку их знание может оказаться полезным не только для составления сложных запросов, но и для проверки логики работы тех, которые были созданы в MS Access в режиме конструктора.
При изучении раздела «Разработка приложения для базы данных в MS Access», рассматриваются практические вопросы применения инструментария данной СУБД для разработка форм, отчетов и страниц доступа к данным. Здесь следует обратить внимание как на общие черты, так и отличительные особенности средств инструментов разработки вышеуказанных объектов базы данных, а также на то обстоятельство, что работающее приложение может быть создано как с использованием макрокоманд, так и языка VBA.
Изучая раздел «Защита информации в базах данных», нужно уделить внимание как основным принципам и методам защиты информации в базах данных (для реляционных СУБД, это, в частности использование соответствующих команд языка SQL), так и возможности защиты как данных БД в MS Access так и программного кода, в том числе новым, появившимся в последних версиях этой СУБД.
При подготовке к зачету следует уделить внимание как теоретическим проблемам, так и формированию практических умений и навыков работами с технологией баз данных.