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

Базы данных
рабочая программа дисциплины

Закреплена за кафедройКафедра вычислительной техники и электроники
Направление подготовки09.03.01. Информатика и вычислительная техника
ПрофильИнформатика и вычислительная техника
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость4 ЗЕТ
Учебный план09_03_01_ИиВТ-1-2020
Часов по учебному плану 144
в том числе:
аудиторные занятия 56
самостоятельная работа 88
Виды контроля по семестрам
диф. зачеты: 5

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 3 (5) Итого
Недель 18
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 20 20 20 20
Лабораторные 36 36 36 36
Сам. работа 88 88 88 88
Итого 144 144 144 144

Программу составил(и):
к.ф.-м.н., доцент, Рыкшин А.Ю.

Рецензент(ы):
к.ф.-м.н., доцент, Рудер Д.Д.

Рабочая программа дисциплины
Базы данных

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 09.03.01 Информатика и вычислительная техника (уровень бакалавриата) (приказ Минобрнауки России от 19.09.2017 г. № 929)

составлена на основании учебного плана:
09.03.01 Информатика и вычислительная техника
утвержденного учёным советом вуза от 30.06.2020 протокол № 6.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра вычислительной техники и электроники

Протокол от 08.06.2020 г. № 79/19-20
Срок действия программы: 2020-2021 уч. г.

Заведующий кафедрой
к.ф.-м.н., Пашнев Владимир Валентинович, доц., зав. кафедрой "Вычислительной техники и электроники"

Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2020-2021 учебном году на заседании кафедры

Кафедра вычислительной техники и электроники

Протокол от 08.06.2020 г. № 79/19-20
Заведующий кафедрой к.ф.-м.н., Пашнев Владимир Валентинович, доц., зав. кафедрой "Вычислительной техники и электроники"

1. Цели освоения дисциплины

1.1.Цель изучения дисциплины – формирование у будущих специалистов теоретических знаний и практических навыков по использованию современных электронно-вычислительных и программных средств для решения широкого спектра задач в различных областях, а именно:
ознакомить студентов с основами теории базы данных и систем управления базами данных;
привить навыки проектирования баз данных с использованием современных реляционных СУБД;
изучить основы языка SQL.
Курс «Базы данных» занимает важное место в учебном процессе, так как знания, полученные в процессе его освоения, необходимы студенту в его будущей профессиональной деятельности.
Основными задачами изучения дисциплины «Базы данных» являются:
овладение фундаментальными знаниями в области базы и банков данных:
овладение навыками проектирования баз данных;
изучения языка SQL;
приобретение практических навыков проектирования информационной системы с использованием современной СУБД.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.О.04

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-2: Способен использовать современные информационные технологии и программные средства, в том числе отечественного производства, при решении задач профессиональной деятельности;
ОПК-5: Способен инсталлировать программное и аппаратное обеспечение для информационных и автоматизированных систем;
ОПК-9: Способен осваивать методики использования программных средств для решения практических задач;
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.фундаментальные основы теории баз данных и систем управления базами данных;
основы языка SQL.
3.2.Уметь:
3.2.1.проектировать и реализовывать базы данных;
строить запросы на языке SQL.
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.по использованию современных электронно-вычислительных и программных средств для решения широкого круга задач в области разработки баз данных

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Базы данных, СУБД и система баз данных.
1.1. СУБД и базы данных Лекции 5 2 Л1.1
1.2. Десктоп СУБД MS Access Лабораторные 5 4 Л1.1
1.3. Создание БД в MS Access Сам. работа 5 6 Л1.1
Раздел 2. Модели данных.
2.1. Модели данных и их реализации в СУБД. Лекции 5 2 Л1.1
2.2. Реляционная модель данных в СУБД. Лабораторные 5 2 Л1.1
2.3. Реляционная модель данных в СУБД. Сам. работа 5 8 Л1.1
Раздел 3. Реляционная модель данных.
3.1. Реляционная модель данных. Структура реляционных данных. Обеспечение целостности реляционных данных. Лекции 5 2 Л1.1
3.2. Реляционная модель данных Лабораторные 5 2 Л1.1
3.3. Реляционная модель данных. Сам. работа 5 8 Л1.1
Раздел 4. Реляционная алгебра и реляционное исчисление.
4.1. Реляционная алгебра. Лекции 5 2 Л1.1
4.2. Реляционное исчисление Лекции 5 2 Л1.1
4.3. Реляционная алгебра и реляционное исчисление. Лабораторные 5 4 Л1.1
4.4. Реляционная алгебра и реляционное исчисление Сам. работа 5 8 Л1.1
Раздел 5. Семантическое моделирование.
5.1. Моделирование "Сущность-связь", ER модели. Лекции 5 2 Л1.1
5.2. Проектирование БД. Лекции 5 2 Л1.1
5.3. Построение ER модели БД. Лабораторные 5 4 Л1.1
5.4. Проектирование реляционной БД. Построение ER модели. Сам. работа 5 12 Л1.1
Раздел 6. Проектирование БД средствами нормализации.
6.1. Теория нормализации. Нормальные формы отношений. Денормализация. Лекции 5 2 Л1.1
6.2. Проектирование БД методом Сущность-связь с применением теории нормализации Лабораторные 5 4 Л1.1
6.3. Проверка нормальной формы отношения. Лабораторные 5 4 Л1.1
6.4. Проектирование БД средствами нормализации. Сам. работа 5 14 Л1.1
Раздел 7. Язык SQL
7.1. Язык SQL. Лекции 5 4 Л1.1, Л2.1, Л2.2
7.2. Выполнение запросов на языке SQL с использованием СУБД MySQL или MariaDB. Лабораторные 5 6 Л1.1, Л2.1, Л2.2
7.3. Реализация собственной БД в СУБД MySQL или MariaDB. Лабораторные 5 6 Л1.1, Л2.1, Л2.2
7.4. Реализация запросов SQL. Сам. работа 5 32 Л1.1, Л2.1, Л2.2
Раздел 8. Аттестация

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания
- Модели данных, их классификация, реализации в СУБД
- Реляционная модель данных
- Обеспечение целостности реляционных данных
- Реляционная алгебра
- Реляционное исчисление
- Моделирование методом "Сущность-связь"
- Теория нормализации, нормальные формы отношений, денормализация
- Язык SQL, операторы языка DDL
- Язык SQL, операторы языка DML
- Язык SQL, вложенные запросы
- Язык SQL, рекурсивные запросы
- Язык SQL, сохраненные пользовательские процедуры и функции
5.2. Темы письменных работ (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
Проектирование БД на заданную тему с выполнением запросов к ней на языке SQL.
5.3. Фонд оценочных средств
ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ
Перечень заданий /вопросов
Есть таблицы:
student(id,id_group, id_starosta, fio, avg_mark) – хранит данные о студентах: id – иден-тификатор студента; id_group–внешний ключ на id таблицы group – группы студента; id_starosta – внешний ключ на id таблицы student – старосты; fio – ФИО студента, avg_mark – средний балл (оценка)студента.
group(id,nomer) – хранит данные о группах: id – идентификатор группы; nomer– номер группы.
mark(id, id_student, predmet,mark, data) – хранит данные об оценках студентов: id – идентификатор записи, id_student – внешний ключ на id таблицы student; predmet–название предмета; mark – оценка; data – дата выставления оценки
1. Приведите текст запроса для создания таблицы group(id,nomer)
2. Приведите текст запроса для вставки записи в таблицу mark.
3. Приведите текст запроса для изменения всех оценок студента с id_student=34 по предмету «История» на «4»
4. Вывести список fio студентов, имеющих средний балл больше 3
5. Вывести список fio студентов, имеющих средний балл больше, чем у своего старо-сты
6. Вывести номер группы и количество студентов в этой группе

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ
Перечень заданий / вопросов
1. Выберите правильные соответствия ..
2. Выберите соответствия в контексте инфологического моделирования ..
3. Выберите соответствия в контексте метода Сущность-Связь ..
4. Составьте соответствия для ограничений ..
5. Составьте соответствия по типам ..
6. В зависимости от области определения переменной различают исчисление ..
7. В каких соединениях используется ON и USING?
8. В какой из перечисленных моделей данных каждая запись может быть связана с несколькими другими записями?
9. В каком выражении переменная var является связанной?
10. Выберите все допустимые записи декартова произведения ..
11. Для выборки данных используется запрос ..
12. Для проверки принадлежности множеству значений используется оператор ..
13. Иерархическая и сетевая модель являются представителями следующего класса мо-делей данных ..
14. К инфологическим моделям относятся следующие ..
15. К какому уровню в трехуровневой архитектуре БД относятся пользовательские представления данных базы данных?
16. К какому уровню в трехуровневой архитектуре БД относятся файлы базы данных?
17. К какому уровню трехуровневой архитектуры БД относится логическое описание всех элементов данных и отношений между ними?
18. К фактографическим моделям относятся следующие ..
19. Какая из перечисленных ИС вышла раньше остальных?
20. Какая из перечисленных моделей данных появилась исторически первой среди да-талогических моделей?
21. Какая из перечисленных промышленных СУБД появилась первой?
22. Какая из СУБД не использует клиент-серверную архитектуру?
23. Какая модель данных поддерживалась в первой промышленной СУБД?
24. Какая модель данных применяется в СУБД MS ACCESS?
25. Какие варианты соединений можно использовать для соединения данных таблиц?
26. Какие модели отражают в естественной и удобной для разработчиков и других пользователей форме информационно-логический уровень абстрагирования, свя-занный с фиксацией и описанием объектов предметной области, их свойств и их взаимосвязей?
27. Какие модели соответствуют представлению о слабоструктурированной информа-ции, ориентированной в основном на свободные форматы документов?
28. Какие операции реляционной алгебры могут дать пустой результат?
29. Какие операции реляционной алгебры не требуют эквивалентности схем отноше-ний?
30. Какие реляционные операции не изменяют количество атрибутов отношения?
31. Какие реляционные операции увеличивают мощность первоначального отношения по сравнению с мощностью отношений-операндов?
32. Какие реляционные операции уменьшают степень отношения?
33. Какие соединения можно использовать для соединения данных таблиц?
34. Какое выражение вычислит максимальную зарплату среди служащих?
35. Какое выражение вычислит минимальную зарплату среди служащих?
36. Какое ключевое слово используется для выборки только отличных друг от друга строк?
37. Ключ, состоящий из нескольких атрибутов, называется ..
38. Кортеж в реляционной модели является аналогом ..
39. Модели, которые основаны на принципе организации словарей - это ..
40. Модель, в которой каждому документу соответствует описатель ..
41. Назначение ИС ..
42. Находится ли данное отношение в 1-й нормальной форме?
43. Находится ли данное отношение в 3-й нормальной форме?
44. Находится ли данное отношение во 2-й нормальной форме?
45. Областью допустимых значений переменной в исчислении доменов является ..
46. Областью допустимых значений переменной в исчислении кортежей является ..
47. Отметьте все выражения реляционного исчисления кортежей ..
48. Отношение в реляционной модели является аналогом ..
49. Сколько мы получим кортежей, вычислив выражение .. ?
50. Сколько понадобится реляционных таблиц для реализации связи "многие"-ко-"многим" с необязательным типом принадлежности с обеих сторон?
51. Сколько понадобится реляционных таблиц для реализации связи "многие"-ко-"многим" с обязательным типом принадлежности с обеих сторон?
52. Сколько понадобится реляционных таблиц для реализации связи "один"-к-"одному" с необязательным типом принадлежности с обеих сторон?
53. Сколько понадобится реляционных таблиц для реализации связи "один"-к-"одному" с необязательным типом принадлежности с одной стороны?
54. Сколько понадобится реляционных таблиц для реализации связи "один"-к-"одному" с обязательным типом принадлежности с обеих сторон?
55. Сколько понадобится реляционных таблиц для реализации связи "один"-ко-"многим" с необязательным типом принадлежности с обеих сторон?
56. Сколько понадобится реляционных таблиц для реализации связи "один"-ко-"многим" с необязательным типом принадлежности со стороны "много"?
57. Сколько понадобится реляционных таблиц для реализации связи "один"-ко-"многим" с обязательным типом принадлежности с обеих сторон?
58. Структура таблиц в реляционной базе данных характеризуется следующим ..
59. Чему соответствует выражение .. ?
60. Что не входит состав банка данных?
61. Что относится к понятию потенциального ключа в реляционной модели данных?
62. Что является операндом реляционных операций?
63. В теории множеств таблице соответствует термин ..
64. Как называется свойство реляционной алгебры, состоящее в том, что результатом всякой реляционной операции является отношение?
65. Множество всех возможных значений конкретного атрибута – это ..
66. Один или несколько атрибутов, значения которых однозначно определяют кортеж отношения, называется его ..
67. Операции над одним отношением называются ..
68. Реляционная операция над двумя отношениеми называется ..
69. Верно ли утверждение, что банк данных - это информационная система?

ЗАДАНИЯ К ЗАЧЕТУ
Перечень вопросов
1. Информационные системы, компоненты ИС. Банк данных, база данных, СУБД, сло-варь данных, администратор БД, вычислительная система. Локальные и распределен-ные ИС.
2. Сетевая модель данных, основные понятия, область применения, достоинства и не-достатки.
3. Иерархическая модель, основные понятия, область применения, достоинства и недо-статки.
4. Реляционная модель данных, основные понятия, область применения, достоинства и недостатки.
5. Реляционная алгебра, операции
6. Реляционное исчисление кортежей. Примеры
7. Реляционное исчисление доменов. Примеры
8. Основы обеспечения целостности данных. Избыточность данных. NULL-значения. Потенциальные, внешние ключи.
9. Метод "Сущность-связь", основные понятия, связи, диаграммы.
10. Этапы проектирования метода "Сущность-связь". Перенос схемы ER-модели в ре-ляционную базу данных
11. Функциональные зависимости. Правила вывода ФЗ Армстронга.
12. Суперключ отношения. Декомпозиция без потерь. Теорема Хеза.
13. Первая, вторая нормальные формы отношений. Пример привидения из более низ-кой к этой форме.
14. Третья нормальная форма. Схема приведения к 3НФ. Пример привидения из более низкой к этой форме.
15. Нормальная форма Бойса-Кодда.Схема приведения к НФБК. Пример привидения из более низкой к этой форме.
16. Многозначные зависимости. Теорема Фейджина. Четвертая нормальная форма. Схема привидения к 4НФ.
17. Зависимости соединения. Пятая нормальная форма. Схема привидения к 5НФ.
18. Язык SQL. Язык определения данных. Команды, синтаксис, примеры.
19. Язык SQL. Ограничения столбца и таблицы, виды, синтаксис, примеры.
20. Язык SQL. Язык манипулирования данными. Команды, синтаксис, примеры.
21. Язык SQL. Операторы, применяемые в условиях. Специальные операторы IN, BETWEEN, LIKE - области применения, синтаксис, примеры.
22. Язык SQL. Работа с NULL-значениями, операторы сравнения. Функции COALESCE, NULLIF и DECODE.
23. Язык SQL. Агрегатные функции. Подсчет количества строк и количества различ-ных значений. Включение дубликатов в агрегатные функции. Примеры запросов.
24. Язык SQL. Агрегатные функции. Применение GROUP BY и HAVING. Примеры.
25. Язык SQL. Упорядочивание результатов выборки, упорядочение по номеру столб-ца. Применение CASE в запросах, синтаксис. Примеры.
26. Язык SQL. Соединения таблиц, примеры. Соединение таблицы с собой, пример.
27. Язык SQL. Простые и соотнесенные запросы, определения, различие. Примеры.
28. Язык SQL. Использование EXISTS, ANY, ALL. Поведение ANY и ALL с пустыми подзапросами. Примеры использования.
29. Язык SQL. Использование предложения UNION, ограничения применения. UNION и дубликаты строк, UNION и упорядочивание. Примеры.
30. Язык SQL. Представления. Создание, удаление, синтаксис, примеры.
31. Язык SQL. Хранимые процедуры и функции, объявления переменных, SELECT INTO, синтаксис. Примеры.
32. Язык SQL. Триггеры, объявления переменных, SELECT INTO, синтаксис. Примеры.
Приложения

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Советов Б.Я., Цехановский В.В., Чертовской В.Д. Базы данных: теория и практика: учеб. для вузов М.: Юрайт, 2012 https://www.biblio-online.ru/viewer/bazy-dannyh-438438#page/1
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Астахова И.Ф., Мельников В.М., Толстобров А.П., Фертиков В.В. СУБД: язык SQL в примерах и задачах: Учебное пособие М.: Физматлит // ЭБС "Лань", 2009 http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=76768
Л2.2 Маркин А. В. Построение запросов и программирование на SQL.: Учебное пособие М.: Диалог-МИФИ / ЭБС "Университетская библиотека online", 2014 http://www.biblioclub.ru/book/89077/
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 Государственная публичная научно-техническая библиотека. www.gpntb.ru/
Э2 Российская национальная библиотека. www.nlr.ru/
Э3 Национальная электронная библиотека. www.nns.ru/
Э4 Российская государственная библиотека. www.rsl.ru/
Э5 Учебный центр компьютерных технологий «Микроинформ». www.microinform.ru/
Э6 Центр компьютерного обучения МГТУ им. Н.Э.Баумана. www.tests.specialist.ru/
Э7 Образовательный сайт www.intuit.ru/
Э8 Библиотека учебной и методической литературы www.window.edu.ru/
Э9 Журнал «Открытые системы» www.osp.ru/
Э10 Библиотека учебной и методической литературы www.ihtika.lib.ru/
Э11 Библиотека Российской экономической академии им. Плеханова. news.rea.ru/portal/Departments.nsf/(Index)/Lib
Э12 Курс в Modle "Базы данных" https://portal.edu.asu.ru/course/view.php?id=1462
6.3. Перечень программного обеспечения
Денвер
Условия использования: http://www.denwer.ru/
Mozila FireFox
Условия использования: https://www.mozilla.org/en-US/about/legal/eula/
Chrome
УУсловия использования: http://www.chromium.org/chromium-os/licenses
Microsoft Windows
Microsoft Office
7-Zip
AcrobatReader
6.4. Перечень информационных справочных систем
Электронная библиотечная система Алтайского государственного университета (http://elibrary.asu.ru/);

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
001вК склад экспериментальной мастерской - помещение для хранения и профилактического обслуживания учебного оборудования Акустический прибор 01021; виброизмеритель 00032; вольтметр Q1202 Э-500; вольтметр универсальный В7-34А; камера ВФУ -1; компьютер Турбо 86М; масспектрометр МРС -1; осциллограф ЕО -213- 2 ед.; осциллограф С1-91; осциллограф С7-19; программатор С-815; самописец 02060 – 2 ед.; стабилизатор 3218; терц-октавный фильтр 01023; шкаф вытяжной; шумомер 00026; анализатор АС-817; блок 23 Г-51; блок питания "Статрон" – 2 ед.; блок питания Ф 5075; вакуумный агрегат; весы; вольтметр VM -70; вольтметр В7-15; вольтметр В7-16; вольтметр ВУ-15; генератор Г-5-6А; генератор Г4-76А; генератор Г4-79; генератор Г5-48; датчик колебаний КВ -11/01; датчик колебаний КР -45/01; делитель Ф5093; измеритель ИМП -2; измеритель параметров Л2-12; интерферометр ИТ 51-30; источник "Агат" – 3 ед.; источник питания; источник питания 3222; источник питания ЭСВ -4; лабораторная установка для настройки газовых лазеров; лазер ЛГИ -21; М-кальк-р МК-44; М-калькул-р "Электроника"; магазин сопротивления Р4075; магазин сопротивления Р4077; микроскоп МБС -9; модулятор МДЕ; монохроматор СДМС -97; мост переменного тока Р5066; набор цветных стекол; насос вакумный; насос вакуумный ВН-01; осциллограф С1-31; осциллограф С1-67; осциллограф С1-70; осциллограф С1-81; осциллоскоп ЕО -174В – 2 ед.; пентакта L-100; пирометр "Промень"; пистонфон 05001; преобразователь В9-1; прибор УЗДН -2Т; скамья оптическая СО 1м; спектограф ДФС -452; спектограф ИСП -51; стабилизатор 1202; стабилизатор 3217 – 4 ед.; стабилизатор 3218; стабилизатор 3222 – 3 ед.; станок токарный ТВ-4; усилитель мощности ЛВ -103 – 4 ед.; усилитель У5-9; центрифуга ВЛ-15; частотомер Ч3-54А; шкаф металлический; эл.двигатель; электродинамический калибратор 11032
417К лаборатория информационных технологий - компьютерный класс - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации Учебная мебель на 12 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска маркерная - 1 шт.; шкаф с учебно-наглядными пособиями - 1 шт.; компьютеры: марка Клама С Офис – 12; проектор, экран с мультимедиа Smart - 1 ед.; учебно-наглядные пособия.
417К лаборатория информационных технологий - компьютерный класс - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации Учебная мебель на 12 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска маркерная - 1 шт.; шкаф с учебно-наглядными пособиями - 1 шт.; компьютеры: марка Клама С Офис – 12; проектор, экран с мультимедиа Smart - 1 ед.; учебно-наглядные пособия.
417К лаборатория информационных технологий - компьютерный класс - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации Учебная мебель на 12 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска маркерная - 1 шт.; шкаф с учебно-наглядными пособиями - 1 шт.; компьютеры: марка Клама С Офис – 12; проектор, экран с мультимедиа Smart - 1 ед.; учебно-наглядные пособия.

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

portal.edu.asu.ru - Курс Базы данных