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

Базы данных
рабочая программа дисциплины

Закреплена за кафедройКафедра информатики
Направление подготовки01.03.02. Прикладная математика и информатика
ПрофильМатематическое моделирование и информационные технологии. ФГОС 3++
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость6 ЗЕТ
Учебный план01_03_02_ПМиИ-1-2020
Часов по учебному плану 216
в том числе:
аудиторные занятия 86
самостоятельная работа 103
контроль 27
Виды контроля по семестрам
экзамены: 5
зачеты: 4

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 2 (4) 3 (5) Итого
Недель 19,5 18,5
Вид занятий УПРПДУПРПДУПРПД
Лекции 18 18 18 18 36 36
Лабораторные 34 34 16 16 50 50
Сам. работа 20 20 83 83 103 103
Часы на контроль 0 0 27 27 27 27
Итого 72 72 144 144 216 216

Программу составил(и):
к.т.н., доцент, Михеева Т.В.

Рецензент(ы):
к.ф.-м.н., доцент, Пономарев И.В.

Рабочая программа дисциплины
Базы данных

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 01.03.02 Прикладная математика и информатика (уровень бакалавриата) (приказ Минобрнауки России от 10.01.2018 г. № 9)

составлена на основании учебного плана:
01.03.02 Прикладная математика и информатика
утвержденного учёным советом вуза от 30.06.2020 протокол № 6.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра информатики

Протокол от 30.06.2020 г. № 6
Срок действия программы: 2020-2021 уч. г.

Заведующий кафедрой
Козлов Д.Ю., доцент, к.ф.-м.н.

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 информатики

Протокол от 30.06.2020 г. № 6
Заведующий кафедрой Козлов Д.Ю., доцент, к.ф.-м.н.

1. Цели освоения дисциплины

1.1.1. Развитие логического и алгоритмического мышления;
2. Овладение методов моделирования и проектирования реляционных баз данных;
3. Овладение навыками построения запросов для извлечения и манипулирования данными с помощью операци реляционной алгебры и языка SQL;
4. Выработка умения самостоятельно анализировать предметную область с целью построения концептуальной модели базы данных по поставленной задаче.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.В.01

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-2: Способен использовать и адаптировать существующие математические методы и системы программирования для разработки и реализации алгоритмов решения прикладных задач
ПК-3: Способность разрабатывать и применять математические методы, системное и прикладное программное обеспечение, автоматизированные системы вычислительных комплексов, сервисы, операционные системы и распределенные базы данных для решения задач производственно-технологической деятельности
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.Этапы и методы проектирования баз данных
Способы по обеспечения целостности данных
Способы манипулирования данными
Основные понятия и положения семантического моделирования "Сущность-связь"; определения ключа и видов связей;
методы обеспечения целостности данных
Определения операций реляционной алгебры
Основные положения теории нормализации; определение функциональной зависимости; способы декомпозиции без потерь, схемы приведения базы данных до нормальной формы Бойса-Кодда включительно.
возможности и способы применения языка SQL в реляционных СУБД; синтаксис оператора SELECT в стандарте ANSI; выражение операций реляционной алгебры на языке SQL
3.2.Уметь:
3.2.1.cпроектировать базу данных в заданной предметной области с помощью семантического моделирования "Сущность-связь";
решать задачи по выборке данных с помощью операций реляционной алгебры;
переносить концептуальную модель данных в схему базы данных реляционной СУБД;
выполнять запросы по определению объектов реляционной базы данных и манипулированию данными на языке SQL в стандарте ANSI.
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.навыками анализа предметной области с целью построения схемы ER-модели; выявления наиболее распространенных видов нарушений целостности данных; решения типовых задач по манипулированию данными операциями реляционной алгебры и на языке SQL; работы с реляционными СУБД файл-серверного класса в решении задач по созданию базы данных и выполнению запросов на выборку данных.

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Моделирование «Сущность-связь»
1.1. Модели данных. Семантическое моделирование данных. Сущности, атрибуты, экземпляры сущности, ключи, базовые виды связей. Схема ER-модели. Лекции 4 2 ОПК-2, ПК-3 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3
1.2. Сильные и слабые сущности. Правило миграции атрибутов. Необязательные виды связей. Схемы преобразования связей. Дополнительные виды связей. Лекции 4 2 ОПК-2, ПК-3 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3
1.3. Нарушение целостности данных. Цикличные и противоречивые схемы ER-модели. Методы устранения противоречивости схемы. Лекции 4 2 ОПК-2, ПК-3 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3
1.4. Пример концептуального проектирования базы данных. Лекции 4 2 ОПК-2, ПК-3 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3
1.5. Разработка принципиальной схемы ER-модели по заданной постановке задачи. Лабораторные 4 8 ОПК-2, ПК-3 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3
1.6. Разработка детализированной схемы ER-модели. Устранение нарушений целостности данных. Лабораторные 4 8 ОПК-2, ПК-3 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3
1.7. Разработка первой части семестровой лабораторной работы повышенной сложности установленного образца Сам. работа 4 10 ОПК-2, ПК-3 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3
Раздел 2. Реляционная модель данных и реляционная алгебра
2.1. Компоненты модели. Свойства отношений. Потенциальные и внешние ключи. Правила внешнего ключа. NULL значения. Преобразование концептуальной модели в логическую модель данных. Лекции 4 2 ОПК-2, ПК-3 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3
2.2. Реляционное исчисление. Операции и их свойства. Виды отношений. Операции переименование, проекция, выборка, декартово произведение. Лекции 4 2 ОПК-2, ПК-3 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3
2.3. Операции соединение, объединение, пересечение, вычитание, деление. Лекции 4 2 ОПК-2, ПК-3 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3
2.4. Операции подведения итогов. Лекции 4 2 ОПК-2, ПК-3 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3
2.5. Примеры решения задач по заданной схеме реляционной базы данных. Лекции 4 2 ОПК-2, ПК-3 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3
2.6. Решение задач по преобразованию схемы ER-модели в схему реляционной базы данных. Лабораторные 4 8 ОПК-2, ПК-3 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3
2.7. Решения задач по выборке данных с помощью операций реляционной алгебры из разработанной схемы реляционной базы данных. Лабораторные 4 10 ОПК-2, ПК-3 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3
2.8. Разработка второй части семестровой лабораторной работы повышенной сложности установленного образца. Сам. работа 4 10 ОПК-2, ПК-3 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3
Раздел 3. Теория нормализации
3.1. Эффективная реляционная база данных. Атомарность значений и нормализованные отношения. 1НФ. Лекции 5 2 ОПК-2, ПК-3 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3
3.2. Функциональные зависимости. Правила вывода Армстронга. Неприводимое множество функциональных зависимостей. Суперключи. 2НФ. Лекции 5 2 ОПК-2, ПК-3 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3
3.3. Декомпозиция без потерь. Теорема Хеза. 3НФ. Нормальная форма Бойса-Кодда. Лекции 5 2 ОПК-2, ПК-3 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3
3.4. Многозначные зависимости. Теорема Фейджина. 4НФ. Лекции 5 2 ОПК-2, ПК-3 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3
3.5. Зависимости соединения. 5НФ. Более высокие нормальные формы. Намеренная денормализация данных. Лекции 5 2 ОПК-2, ПК-3 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3
3.6. Решение задач по нормализации реляционной базы данных в заданной предметной области. Лабораторные 5 4 ОПК-2, ПК-3 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3
Раздел 4. Реляционные СУБД и язык SQL
4.1. Реляционные СУБД. Физическое проектирование базы данных. Язык SQL стандарта ANSI. Язык определения данных DDL. Выражения CREATE, ALTER, DROP. Язык манипулирования данными DML. Выражение INSERT. Лекции 5 2 ОПК-2, ПК-3 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3
4.2. Синтаксис выражения SELECT. Операции реляционной алгебры и инструкции выражения SELECT. Лекции 5 2 ОПК-2, ПК-3 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3
4.3. Специальные условные выражения. Внутренние и внешние соединения. Выражения UPDATE, DELETE. Лекции 5 2 ОПК-2, ПК-3 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3
4.4. Примеры решения задач по заданной схеме базы данных с помощью языка SQL. Лекции 5 2 ОПК-2, ПК-3 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3
4.5. Физическое проектирование базы данных в выбранной реляционной СУБД по разработанной схеме реляционной базы данных. Лабораторные 5 2 ОПК-2, ПК-3 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3
4.6. Заполнение базы данных тестовыми данными. Контроль целостности данных. Лабораторные 5 4 ОПК-2, ПК-3 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3
4.7. Решение задач по выборке данных с помощию языка SQL. Лабораторные 5 4 ОПК-2, ПК-3 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3
4.8. Изучение пользовательского интерфейса и принципов работы выбранного программного обеспечения СУБД. Лабораторные 5 2 ОПК-2, ПК-3 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3
4.9. Разработка третьей части семестровой лабораторной работы установленного образца. Сам. работа 5 60 ОПК-2, ПК-3 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3
4.10. Оформление семестровой лабораторной работы установленного образца. Сам. работа 5 23 ОПК-2, ПК-3 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л1.3

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания
в приложении
5.2. Темы письменных работ (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
в приложении
5.3. Фонд оценочных средств
в приложении
Приложения
Приложение 1.   ПМиИ_ФОС_БД_20-21.docx

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 Маркин А.В. ПРОГРАММИРОВАНИЕ НА SQL В 2 Ч. ЧАСТЬ 1. Учебник и практикум для бакалавриата и магистратуры: Гриф УМО ВО М.:Издательство Юрайт, 2018 https://biblio-online.ru/book/65D478FB-E9CC-444C-9015-237C4ECB0AA1
Л1.2 Маркин А.В. ПРОГРАММИРОВАНИЕ НА SQL В 2 Ч. ЧАСТЬ 2. Учебник и практикум для бакалавриата и магистратуры: Гриф УМО ВО М.:Издательство Юрайт, 2018 https://biblio-online.ru/book/BCC5FE83-9878-4ED2-AB2A-DFC7E60C3847
Л1.3 Кузнецов С. Введение в реляционные базы данных: Учебная литература для ВУЗов Национальный Открытый Университет «ИНТУИТ», 2016 http://biblioclub.ru/index.php?page=book_red&id=429088
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Карпова Т. С. Базы данных: Учебники и учебные пособия для ВУЗов Национальный Открытый Университет «ИНТУИТ», 2016 http://biblioclub.ru/index.php?page=book_red&id=429003
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 Язык SQL https://postgrespro.ru/education/university/sqlprimer
Э2 Курс в Moodle "Базы данных" https://portal.edu.asu.ru/course/view.php?id=1133
6.3. Перечень программного обеспечения
Microsoft Office, Microsoft Windows, 7-Zip, AcrobatReader
6.4. Перечень информационных справочных систем
1. Образовательный портал АлтГУ http://portal.edu.asu.ru/
2. Электронный каталог НБ АлтГУ «Книги»: http://www.lib.asu.ru/app/elecat/elecat=index1?base=book
3. Издательство «Лань» [Электронный ресурс]: электронно-библиотечная система. – URL: http://e.lanbook.com/
4. Издательство «Юрайт» [Электронный ресурс]: электронно-библиотечная система. – URL: http://biblio-online.ru
5. ЭБС «Университетская библиотека online»: https://biblioclub.ru/
6. ЭБС АлтГУ: http://elibrary.asu.ru/
7. Электронная база данных ZBMATH: https://zbmath.org/

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория Назначение Оборудование
519М электронный читальный зал с доступом к ресурсам «ПРЕЗИДЕНТСКОЙ БИБЛИОТЕКИ имени Б.Н. Ельцина» - помещение для самостоятельной работы Учебная мебель на 46 посадочных мест; 1 Флипчарт; компьютеры; ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" и доступом в электронную информационно-образовательную среду; стационарный проектор: марка Panasonic, модель PT-ST10E; стационарный экран: марка Projecta, модель 10200123; система видеоконференцсвязи Cisco Telepresence C20; конгресс система Bosch DCN Next Generation; 8 ЖК-панелей
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)
106Л помещение для хранения и профилактического обслуживания учебного оборудования Стеллажи – 3 шт. осциллограф, паяльная станция, источник тока, переносные ноутбуки
109М лаборатория информационных технологий - компьютерный класс – учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации Учебная мебель на 13 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска магнитно-маркерная 1 шт.; компьютеры: марка NAIO Corp Z520 - 13 ед.
110М лаборатория информационных технологий - компьютерный класс – учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации Учебная мебель на 14 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска магнитно-маркерная 1 шт.; компьютеры: марка NAIO Corp Z520 - 14 ед.
205Л 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 9 посадочных мест; компьютеры: марка КламаС Офис, мониторы: марка ACER модель V223HQL - 8 единиц; доска интерактивная Triumph MULTI TOUCH 78 + проектор NEC UM280X в комплекте
206Л 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 14 посадочных мест; компьютеры: марка DEPO модель Neos 260, мониторы: марка Philips модель 227E3LHSU - 14 единиц

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

В первом семестре дисциплины, необходимо предоставить отчет установленного образца.
Во-вторром семестре дисциплины необходимо реализовать спроектированную базу данных в СУБД и предоставить отчет установленного образца.
Изучение дисциплины завершается экзаменом. Успешное изучение дисциплины требует посещения лекций, активной работы на лабораторных работах, выполнения всех практических заданий преподавателя, ознакомления с основной и дополнительной литературой. Во время лекции студент должен вести краткий конспект. При этом обучающийся должен стараться найти ответы на затруднительные вопросы, используя рекомендуемую литературу или общедоступные ресурсы. Если ему самостоятельно не удалось разобраться в материале, необходимо сформулировать вопросы и обратится за помощью к преподавателю на консультации или ближайшей лекции. Выполнение студентами практических заданий направлено на:
- обобщение, систематизацию, углубление, закрепление полученных теоретических знаний по конкретным темам дисциплин;
- формирование необходимых профессиональных умений и навыков.
Помимо собственно выполнения практических заданий для каждого задания предусмотрена процедура защиты, в ходе которой преподаватель проводит устный или письменный опрос студентов для контроля понимания выполненных ими действий по теме занятия. При подготовке к экзамену в дополнение к изучению конспектов лекций, учебно-методических материалов и слайдов, необходимо пользоваться учебной литературой, рекомендованной настоящей программой. При подготовке к экзамену нужно изучить определения всех понятий и теоретические подходы до состояния понимания материала, а также выполнить все практические задания в курсе.