Содержание и структура дисциплины

4. СОДЕРЖАНИЕ И СТРУКТУРА ДИСЦИПЛИНЫ.

Выписка из ФГОС СПО:

4.1 РАЗДЕЛЫ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ ЗАНЯТИЙ

ТЕМАТИЧЕСКИЙ  ПЛАН УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

4.2. СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ.

РАЗДЕЛ 1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ХРАНЕНИИ ДАННЫХ

Тема 1.1 Системы хранения данных.

Файловые системы хранения данных. Системы с использованиям баз данных. Преимущества использования СУБД для доступа к данным.

Тема 1.2 Архитектура и классификация баз данных.

Архитектура баз данных. Классификация баз данных. Классификация моделей данных. Архитектура и типы СУБД. Публикация данных в Интернете.

РАЗДЕЛ 2. РЕЛЯЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ДАННЫХ

Тема 2.1. Основные понятия реляционной модели.

Основные понятия. Реляционная алгебра: объединение, пересечение, вычитание, умножения, проекция, выбор, соединение, деление. Примеры запросов на языке реляционной алгебры.

Тема 2.2 Реляционный подход к построению инфологической модели.

Понятие информационного объекта. Нормализация отношений. Типы связей. Строение инфологической модели.

РАЗДЕЛ 3. СУБД MICROSOFT ACCESS

Тема 3.1 Устройство базы, создание базы и настройка интерфейса.

Устройства базы данных (БД) и этапы работы с ней. Создание БД пустой и на основе шаблона. Создание копии БД. Закрытие БД. Настройка элементов интерфейса. Справочная система.

Тема 3.2. Порядок работы с таблицами.

Создание, переименование и удаление таблицы. Редактирование данных в режиме таблицы. Настройка полей таблицы в режиме конструктора.

Тема 3.3. Настройка связей между таблицами.

Создание связи. Редактирование связей. Удаление связи. Отображение дочерних записей. Поиск и замена. Сортировка. Фильтрация. Печать таблицы.

Тема 3.4. Работа с формами.

Создание новой формы. Изменение существующей формы. Печать формы. Работа с формой: добавление, изменение и удаление записи.

РАЗДЕЛ 4. СОХРАНЕНИЕ ТОЧНОСТИ ИНФОРМАЦИИ И ЗАЩИТА БАЗ ДАННЫХ

Тема 4.1. Сохранение точности информации и защита баз данных.

Обеспечение целостности данных. Маски ввода данных. Ограничение на значение. Списки подстановок. Защита информации в Microsoft Access.

Тема 4.2. Импорт и экспорт данных.

Импорт данных из другой базы MS Access, из книги Excel, из документа Word и из других распространенных форматов и их связывание. Экспорт  данных в другую базу MS Access, в книгу Excel, в документ Word и в другие распространенные форматы. Автоматизация импорта и экспорта.

РАЗДЕЛ 5. ПОИСК И ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ В СУБД MICROSOFT ACCESS

Тема 5.1 Создание и изменение простых запросов на выборку.

Создание простого запроса: с помощью мастера, в конструкторе, вручную из фильтра. Изменение запроса: переименование, правка в конструкторе и в режиме SQL.

Тема 5.2 Создание и использование сложных запросов.

Запросы с вычисляемыми полями. Внутреннее соединение таблиц. Внешнее соединение таблиц. Запросы с параметрами. Выполнение запроса. Печать результатов запроса.

Тема 5.3. Изменение и анализ данных с помощью запроса.

Запросы на изменение. Создание таблиц с помощью запроса. Создание запросов на: добавление данных, обновление таблиц, удаление записей. Анализ данных с помощью запросов. Удаление повторяющихся записей с помощью запросов.

Тема 5.4. Создание, печать и экспорт отчетов.

Автоматическое создание отчета. Создание отчета с использованием мастера. Экспорт отчетов в документ Word и в другие форматы данных. Создание снимков отчета и работа с ними.

Тема 5.5. Режимы работы с отчетами.

Работа в режиме предварительного просмотра. Режим макета. Доработка отчета в режиме конструктора. Формирование элементов отчета, панель элементов. Изменение свойств отчета и его элементов. Оформление внешнего вида отчета. Применение автоформата. Печать отчета.

РАЗДЕЛ 6. ЯЗЫКИ БАЗ ДАННЫХ

Тема 6.1 Подъязыки баз данных.

Подъязыки баз данных и их включение в базовые включающие языки. Язык определения данных. Язык манипулирования данными. Процедурный и декларативный языки манипулирования данных. Генераторы: форм, отчетов, графического представления данных, приложений. Язык запросов по образцу QBE.

Тема 6.2 Стандарты и основные элементы языка SQL.

Структурированный язык запросов SQL. Основные элементы языка SQL: операторы,  имена, типы данных, константы, выражения. Отсутствующие, неподходящие или неизвестные данные.

Тема 6.3. Использование SQL для выборки данных.

Выполнение SQL –запроса на чтение. Отбор строк из таблиц. Сравнение. Проверка на принадлежность диапазону значений, на принадлежность множеству на соответствие шаблону и на равенств значению NULL. Составные условия поиска. Сортировка таблицы результатов запроса. Объединение результатов нескольких запросов.

Тема 6.4. Многотабличные запросы.

Многотабличные запросы на чтение. Самосоединение. Итоговые запросы на чтение. Использование агрегатных функций. Удаление повторяющихся строк. Запросы с группировкой и ограничения на них.  Условия поиска групп и ограничения на них. Вложенные запросы на чтение. Условия поиска с вложенным запросом.

Тема 6.5 Внесение изменений в базу данных при помощи языка SQL.

Добавление новых данных. Удаление существующих данных. Обновление существующих данных. Создание баз данных.

РАЗДЕЛ 7. РЕЛЯЦИОННЫЕ СУБД

Тема 7.1 Функции реляционных СУБД.

Функциональные возможности систем управления базами данных. Функции СУБД: хранение, извлечение и обновление данных в базах данных. Поддержание системного каталога. Поддержка транзакций. Управление параллельной работой пользователей. Защита и восстановление базы данных. Контроль доступа к данным и поддержка целостности данных.

Тема 7.2 Обзор и сравнительные характеристики современных реляционных СУБД.

Microsoft Access. Microsoft SQL Server. Oracle. InterBase.

РАЗДЕЛ 8. ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕЛЯЦИОННЫХ БАЗ ДАННЫХ НА ОСНОВЕ ПРИНЦИПОВ НОРМАЛИЗАЦИИ

Тема 8.1 Жизненный цикл баз данных.

Планирование разработки БД. Определение требование к системе, сбор и анализ требований пользователей. Проектирование БД. Разработка приложений. Реализация. Загрузка данных. Тестирование. Эксплуатация и сопровождение.

Тема 8.2 Нормализация и нормальные формы отношений.

Цели проектирования БД на основе принципов нормализации. Нормализация. Функциональные зависимости. Нормальные формы отношений.

Тема 8.3 Общий подход к декомпозиции отношений.

Метод декомпозиции отношений. Аномалии вставки, обновления и удаления. Анализ полученного набора отношений.

РАЗДЕЛ 9. КОНЦЕПТУАЛЬНОЕ И ДАТАЛОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ БАЗ ДАННЫХ

Тема 9.1 Необходимость концептуального проектирования.

Цель концептуального проектирования. Компоненты инфологической модели предметной области (ИЛМ ПО). Проблема целостности данных. Описание объектов и их свойств.

Тема 9.2 Описание связей между объектами.

Описание связей между объектами. Диаграммы ER-типа. Описание сложных объектов. Изображение обобщенного  и агрегированного объектов.

Тема 9.3 Подход к даталогическому проектированию.

Общие сведения о даталогическом проектировании. Последовательность разработки даталогической модели (ДЛМ). Подход к даталогическому проектированию. Определение состава базы данных.

Тема 9.4 Проектирование реляционной базы данных на основе ИЛМ.

Метод проектирования БД на основе ИЛМ. Пример проектирования БД на основе ИЛМ: описание объектов и связей между ними, лингвистические отношения, алгоритмические связи показателей, описание информационных потребностей пользователей, ограничения целостности, определение состава БД, определение отношений в БД, описание логической структуры БД на языке СУБД.

Тема 9.5 Автоматизация проектирования баз данных.

Case-средства и методологии проектирования. Oracle Designer. Sybase Power Designer. Silver run. Er/Studio. Design / IDEF. ER win. Методологии создания ИЛМ. Проектирование баз данных с использованием ER win.

РАЗДЕЛ 10. АРХИТЕКТУРА СУБД MICROSOFT SQL SERVER

Тема 10.1 Принципы информационной архитектуры.

Простота и сложность. Правило полезности. Целостность данных. Производительность. Доступность. Масштабируемость. Безопасность. Теория оптимизации и SQL Server.

Тема 10.2 Архитектура и установка SQL Server.

Архитектура доступа к данным. Службы SQL Server. Службы бизнес - аналитики. Различные редакции SQL Server. Утилиты и компоненты SQL Server. Пакет дополнительных функций. Adventure Works. Обзор и представление метаданных. Системные базы данных. Планирование установки. Рекомендации относительно аппаратной части. Установка пакета. Обновление предыдущих версий. Миграция в SQL Server. Конфигурирование рабочего пространства. Удаление SQL Server.

Тема 10.3 Подключение клиентского программного обеспечения.

Разрешение подключений к серверу. Функции SQL Server Native Client: системные требования, зеркальное отображение баз данных, асинхронные операции, множества активизированных результирующих наборов данных, типы данных в XML, пользовательские типы и особо крупные типы данных, замена устаревших паролей, уровень изоляции SHAPSHOT.

РАЗДЕЛ 11. РАБОТА С ДАННЫМИ В SQL SERVER

Тема 11.1 Основы выполнения запросов, использование выражений и скалярных функций.

Основы создания запроса. Предложение FROM для выбора источника данных. Условия WHERE. Упорядочивание результирующего набора данных. SELECT DISTINCT. Ранжирование. Создание выражений. Оператор CASE. Работа с пустыми значениями. Скалярные функции.

Тема 11.2 Объединение, включение и консолидация данных.

Использование объединений. Объединения: внутренние, внешние, собственные, перекрестные, экзотические. Разность множеств. Использование слияний. Методы и расположение. Простые и коррелированные подзапросы. Реляционное деление. Простая консолидация. Группировка в результирующем наборе данных. Генерирование итогов. Создание перекрестных запросов.

Тема 11.3 Навигация и использование полнотекстного поиска.

Шаблон смежных поисков. Навигация по смежному списку. Конфигурирование каталогов полнотекстового поиска. Поиск слов. Расширенные параметры поиска. Нечеткий поиск. Индексация двоичных объектов. Вопросы производительности.

Тема 11.4 Создание представлений и работа с распределенными запросами.

Цель использования представления. Работа с представлениями. Защита представлений. Обновление информации с помощью представлений. Вложенные представления. Использование синонимов. Основные концепции распределенных запросов. Доступ к базе данных локального сервера. Подключение к внешним источникам данных. Проектирование распределенных запросов. Распределенные транзакции.

Тема 11.5 Модификация данных.

Вставка, обновление и удаление данных. Возвращение модифицированных данных. Потенциальные препятствия на пути модификации данных. Проблема системы безопасности.

РАЗДЕЛ 12. СРЕДА РАЗРАБОТКИ SQL SERVER

Тема 12.1 Реализация физической схемы и программирование на языке Transact-SQL.

Проектирование физической схемы базы данных. Создание базы данных, таблиц, первичных ключей и пользовательских столбцов данных. Триггеры DDL. Основы Transact-SQL. Переменные. Управление выполнением процедур. Изучение SQL Server программным путем. Временные таблицы и табличные переменные. Динамический SQL. Обработка ошибок.

Тема 12.2 Выполнение массовых операций, создание хранимых процедур и пользовательских функций.

Команда bulk insert. Стратегии курсора. Сложные логические решения. Пример денормализации списка. Управление хранимыми процедурами. Передача и получение данных. Использование хранимых процедур в запросах. Выполнение удаленных хранимых процедур. Завершенная хранимая процедура. Скалярные функции. Внедренные табличные функции. Табличные функции с множеством инструкций.

Тема 12.3 Реализация триггеров.

Основы триггеров. Работа с транзакциями. Взаимодействие триггеров.

Тема 12.4 Расширенные технологии T-SQL.

Проверка сложных правил бизнес – логики. Поддержка сложной ссылочной целостности. Обеспечение защиты данных на уровне строк. Аудит изменений данных. Обработка транзакций консолидации. Логическое удаление данных. Архивирование данных. Хранимые процедуры: AddNew, Fetch, Update, Delete.

Тема 12.5 Программирование для SQL Server Everywhere и сборок  CLR.

Обзор SQL Server Everywhere Edition. Основы SQL Server Everywhere. Синхронизация данных. Упаковка и развертывание. Вопросы безопасности. Настройка, обслуживание и администрирование. Знакомство со средой .NET Framework.  Обзор типов CLR в SQL Server. Методы .NET, поддерживающие интеграцию CLR. Инструкции CLR DDL языка T-SQL и представления каталогов. Сравнение CLR и T-SQL.

Тема 12.6 Создание запросов в брокере служб и поддержка пользовательских типов данных.

Конфигурирование очереди сообщений. Работа с диалогами. Мониторинг брокера служб. Создание и развертывание пользовательских типов интеграции CLR.

Тема 12.7 Программирование в ADO.NET.

Обзор ADO.NET. ADO.NET в Visual Studio. Основы создания приложений.

Тема 12.8 Использование XML, XPath и XQuery.

Тип данных XML. Индексы XML. Выполнение запросов к данным XML. Декомпозиция данных XML в SQL Server.

Тема 12.9 Создание хранилища данных SOA с помощью Web-служб.

Прослушивание HTTP. WSDL. Защита концевых точек. Обзор InfoPath. Создание шаблона формы. Прочие функции InfoPath.

РАЗДЕЛ 13. УПРАВЛЕНИЕ ДАННЫМИ НА УРОВНЕ ПРЕДПРИЯТИЯ

Тема 13.1 Конфигурирование SQL Server и перенос баз данных.

Установка параметров. Параметры конфигурации. Мастер копирования баз данных. Использование сценария SQL. Отключение и подключение.

Тема 13.2 Планирование восстановления.

Концепции восстановления. Модели восстановления. Резервирование баз данных. Работа с журналом транзакций. Операции восстановления. Восстановление системных баз данных. Полное воссоздание сервера баз данных.

Тема 13.3 Обслуживание баз данных.

Команды утилиты DBCC. Управление обслуживанием базы данных. Настройка автоматического обслуживания баз данных SQL Server Agent. Концепции предупреждений, операторов и заданий. Управление операторами, предупреждениями и заданиями.

Тема 13.4 Защита баз данных.

Репликация данных и транзакций. Модель и типы репликаций. Конфигурирование репликаций и мониторинг решений. Концепции защиты. Система безопасности Windows. Безопасность сервера. Безопасность базы данных. Безопасность объектов. Уровень С2 системы безопасности. Представления и безопасность. Криптография. Защита от «инъекций» кода SQL.

Тема 13.5 Администрирование SQL Server Express.

Установка SQL Server Express. Использование параметров командной строки для фоновой установки SSE. Использование файлов INI при установке SSE. Версия Management Studio для SSE.

РАЗДЕЛ 14. СТРАТЕГИИ ОПТИМИЗАЦИИ

Тема 14.1 Измерение производительности, анализ запросов и настройка индексов.

Измерение точности. Использование монитора производительности. Использование SQL Server Profiler,  SQL Trace, Transact-SQL. Ключевой индикатор производительности баз данных. Глобальный подход к настройке индексов. Индексация. Анализ запросов. Настройка индексов. Повторное использование планов выполнения запросов. Углубленная стратегия индексирования.

Тема 14.2 Управление транзакциями и блокировкой, обеспечение высокой доступности.

Основы транзакций. Целостность транзакций. Архитектура журнала транзакций. Концепция блокировок и управление ими. Взаимоблокировки. Проектирование блокировок в приложениях. Стратегии производительности транзакций. Тестирование доступности. Резервные серверы и кластеризация. Установка и конфигурирование резервного сервера. Зеркальное отображение баз данных. Архитектура среды.

Тема 14.3 Масштабирование особо крупных баз данных и разработка высокопроизводительных поставщиков доступа.

Теория оптимизации и масштабируемость. Разделение таблиц и индексов. Работа с индексированными представлениями. Концепции доступа к данным. Объекты доступа к данным. Фабричные модели. Поставщики данных.

4.4. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

В процессе изучения дисциплины студентами должны быть усвоены такие ключевые понятие как: множества и подмножества; комбинаторные объекты; функции и операции математической логики и k-значных логик; предикаты и кванторные операции; вычеты, сравнения и системы сравнений; алгебраические структуры с одной и двумя бинарными операциями; графы; вычислимые и рекурсивные функции; машина Тьюринга; нормальные алгоритмы.