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

Проектирование баз данных

рабочая программа дисциплины
Закреплена за кафедройКафедра информатики
Направление подготовки09.04.03. Прикладная информатика
ПрофильЦифровой дизайн
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость4 ЗЕТ
Учебный план09_04_03_ЦД-1-2020
Часов по учебному плану 144
в том числе:
аудиторные занятия 36
самостоятельная работа 108
Виды контроля по семестрам
зачеты: 3

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 2 (3) Итого
Недель 12,5
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 18 18 18 18
Практические 18 18 18 18
Сам. работа 108 108 108 108
Итого 144 144 144 144

Программу составил(и):
к.ф.-м.н., Старший преподаватель, Шаповалова С.В.

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

Рабочая программа дисциплины
Проектирование баз данных

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования - магистратура по направлению подготовки 09.04.03 Прикладная информатика (приказ Минобрнауки России от 19.09.2017 г. № 916)

составлена на основании учебного плана:
09.04.03 Прикладная 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.


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.


1. Цели освоения дисциплины

1.1.- развитие логического и алгоритмического мышления;
- овладение методами моделирования и проектирования реляционных баз данных;
- овладение навыками построения запросов для извлечения и манипулирования данными с помощью операци реляционной алгебры и языка SQL;
- выработка умения самостоятельно анализировать предметную область, выявлять информационные потребности пользователей, формировать требования к базе данных с целью построения концептуальной модели базы данных по поставленной задаче.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.О.02

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-2 Способен разрабатывать оригинальные алгоритмы и программные средства, в том числе с использованием современных интеллектуальных технологий, для решения профессиональных задач;
ОПК-7 Способен использовать методы научных исследований и математического моделирования в области проектирования и управления информационными системами;
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.•проектировать 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. Проектирование баз данных
1.1. Базы данных (БД). Системы управления базами данных. Принципы построения. Жизненный цикл БД. Типология БД. Модели данных: иерархическая, сетевая, реляционная, объектная. Лекции 3 2 ОПК-7, ОПК-2 Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
1.2. Реляционная модель данных. Реляционные объекты данных. Свойства реляционной базы данных. Ограничения целостности. Реляционная алгебра и исчисление. Этапы проектирования реляционной базы данных. Лекции 3 2 ОПК-7, ОПК-2 Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
1.3. Семантическое моделирование данных. Сущности, атрибуты, экземпляры сущности, ключи, базовые виды связей. Схема ER-модели. Лекции 3 2 ОПК-7, ОПК-2 Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
1.4. Сильные и слабые сущности. Правило миграции атрибутов. Необязательные виды связей. Схемы преобразования связей. Дополнительные виды связей. Лекции 3 1 ОПК-7, ОПК-2 Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
1.5. Нарушение целостности данных. Цикличные и противоречивые схемы ER-модели. Методы устранения противоречивости схемы. Лекции 3 1 ОПК-7, ОПК-2 Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
1.6. Пример концептуального проектирования базы данных. Лекции 3 2 ОПК-7, ОПК-2 Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
1.7. Свойства отношений. Потенциальные и внешние ключи. Правила внешнего ключа. NULL значения. Преобразование концептуальной модели в логическую модель данных. Лекции 3 2 ОПК-7, ОПК-2 Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
1.8. Концептуальное проектирование базы данных. Разработка принципиальной схемы ER-модели по заданной постановке задачи. Разработка детализированной схемы ER-модели. Нормализация. Практические 3 8 ОПК-7, ОПК-2 Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
1.9. Проектирование БД для индивидального задания Сам. работа 3 38 ОПК-7, ОПК-2 Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
1.10. Самостоятельное изученик теоретического материала Сам. работа 3 20
Раздел 2. Реляционные СУБД и язык SQL
2.1. СУБД PostreSQL. Физическое проектирование базы данных. Язык SQL стандарта ANSI. Язык определения данных DDL. Выражения CREATE, ALTER, DROP. Язык манипулирования данными DML. Выражение INSERT. Лекции 3 2 ОПК-7, ОПК-2 Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
2.2. Синтаксис выражения SELECT. Операции реляционной алгебры и инструкции выражения SELECT. Лекции 3 2 ОПК-7, ОПК-2 Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
2.3. Специальные условные выражения. Внутренние и внешние соединения. Выражения UPDATE, DELETE. Лекции 3 1 ОПК-7, ОПК-2 Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
2.4. Примеры решения задач по заданной схеме базы данных с помощью языка SQL. Лекции 3 1 ОПК-7, ОПК-2 Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
2.5. Физическое проектирование базы данных в выбранной реляционной СУБД по разработанной схеме реляционной базы данных. Практические 3 2 ОПК-7, ОПК-2 Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
2.6. Заполнение базы данных тестовыми данными. Контроль целостности данных. Практические 3 4 ОПК-7, ОПК-2 Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
2.7. Решение задач по выборке данных с помощью языка SQL. Практические 3 4 ОПК-7, ОПК-2 Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
2.8. Физическая реализация БД для индивидального задания в СУБД PostgreSQL Сам. работа 3 30 ОПК-7, ОПК-2 Л1.2, Л1.1, Л2.1, Л2.2, Л2.3
2.9. Самостоятельное изученик теоретического материала Сам. работа 3 20

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
См. приложение.
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
Не предусмотрено.
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации
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 Маркин А.В. Программирование на SQL в 2 ч. Часть 2: Учебник и практикум для вузов М.:Издательство Юрайт, 2023 urait.ru
Л1.2 Маркин А.В. Программирование на SQL в 2 ч. Часть 1: Учебник и практикум для вузов М.:Издательство Юрайт, 2023 urait.ru
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Дьяков И. А. Базы данных. Язык SQL: Учебники и учебные пособия для ВУЗов Издательство ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2012 biblioclub.ru
Л2.2 Карпова Т. С. Базы данных : модели, разработка, реализация: Учебники и учебные пособия для ВУЗов Москва : Национальный Открытый Университет «ИНТУИТ», 2016 biblioclub.ru
Л2.3 Кузнецов С. Введение в реляционные базы данных: Учебная литература для ВУЗов Национальный Открытый Университет «ИНТУИТ», 2016 biblioclub.ru
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 ЭБС "Юрайт" biblio-online.ru
Э2 Документация PostgreSQL и Postgres Pro postgrespro.ru
Э3 ЭБС издательства «Лань» e.lanbook.com
6.3. Перечень программного обеспечения
СУБД (Microsoft Access, OpenOffice Base и пр.), текстовый редактор (Microsoft Word, OpenOffice Writer и пр.).
Microsoft Windows
7-Zip
AcrobatReader
6.4. Перечень информационных справочных систем
Информационная справочная система:
СПС КонсультантПлюс (инсталлированный ресурс АлтГУ или http://www.consultant.ru/).
Профессиональные базы данных:
1. Электронная база данных «Scopus» (http://www.scopus.com);
2. Электронная библиотечная система Алтайского государственного университета (http://elibrary.asu.ru/);
3. Научная электронная библиотека elibrary (http://elibrary.ru).

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория Назначение Оборудование
106Л помещение для хранения и профилактического обслуживания учебного оборудования Стеллажи – 3 шт. осциллограф, паяльная станция, источник тока, переносные ноутбуки
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
107Л 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 18 посадочных мест; компьютеры: марка HP, модель ProOne 400 - 18 единиц; проектор: марка SMART, модель UF70 - 1 единица; интерактивная доска: марка SMART Board модель SMB680 - 1 единица
202Л 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 HP - 14 единиц; мониторы: марка ASUS модель VS197DE - 14 единиц

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

Главная задача курса — ознакомить студентов с основами теории баз данных, тенденциями их развития, обучить студентов принципам проектирования баз данных и работы с новейшими системами управления базами данных.
Изучение дисциплины завершается зачетом. 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 зачету в дополнение к изучению конспектов лекций, учебно-методических материалов и слайдов, необходимо пользоваться учебной литературой, рекомендованной настоящей программой. При подготовке к зачету нужно изучить определения всех понятий и теоретические подходы до состояния понимания материала, а также выполнить все практические задания в курсе.