1626434760-8597bf808a6f14cc2a58d13048812130 (Программа курса Загорулько)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ«НОВОСИБИРСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»(НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ, НГУ)УТВЕРЖДАЮ_______________________«_____»__________________201__ г.Рабочая программа дисциплиныБазы данных и экспертные системыНаправление подготовки010800 – Механика и математическое моделирование010800 – Механика и математическое моделированиеКвалификация (степень) выпускникаБакалаврФорма обученияОчнаяНовосибирск 2014Аннотация рабочей программыДисциплина «Базы данных и экспертные системы» входит в Базовую частьпрофессионального цикла ООП по направлениям подготовки «010400 – Прикладнаяматематика и информатика» и «010800 – Механика и математическое моделирование»,все профили подготовки. Дисциплина реализуется на Механико-математическомфакультете Новосибирского государственного университета кафедрой ПрограммированияММФ НГУ.Содержание дисциплины охватывает круг вопросов, связанных с изучениемтеоретических основ, проектированием и разработкой баз данных, а также с изучениемосновных моделей и средств представления знаний, разработкой экспертных систем исистем, основанных на знаниях.Дисциплина нацелена на формирование общекультурных компетенций ОК-5, ОК11, ОК-12, ОК-14, ОК-15, профессиональных компетенций ПК-2, ПК-3, ПК-9, ПК-10, ПК12.Преподавание дисциплины предусматривает следующие формы организацииучебного процесса: лекции, контрольная работа, самостоятельная работа студента.Программой дисциплины предусмотрены следующие виды контроля: текущийконтроль успеваемости в форме контрольной работы.

Формы рубежного контроляопределяются решениями Ученого совета, действующими в течение текущего учебногогода.Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единицы, 48академических часов (из них 32 аудиторных). Программой дисциплины предусмотрены 32часа лекционных занятий, а также 14 часов самостоятельной работы студентов.

Остальноевремя отведено различным формам контроля успеваемости.21. Цели освоения дисциплиныЦелями освоения курса «Базы данных и экспертные системы» являются:– получение студентами фундаментальных знаний по проектированию и организациибаз данных и баз знаний;– получение студентами систематизированных знаний о методах, языках, системах итехнологиях, используемых при разработке систем, основанных на знаниях, в частности,экспертных систем;– сформировать у студентов аналитические способности, которые бы позволяли емуделать обоснованный выбор изученных методов и технологий при решении различногокласса задач из заданной предметной области.В первой части данный курс знакомит студентов с теорией баз данных, основнымимоделями данных, основами проектирования реляционных баз данных, основнымисредствами языка SQL.Во второй части курса излагаются модели и методы представления знаний, архитектура ипринципы построения экспертных систем, методы извлечения знаний.Курс особенно актуален в наши дни, когда при решении все большего числа задачиспользуются базы данных и методы инженерии знаний и знания о предметной области.

Всвязи с этим знание основ проектирования реляционных баз данных, а также моделей исредств представления и обработки знаний, методов извлечения знаний и умение имипользоваться становится жизненно необходимым для разработчиков широкого классапрограммных систем.2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриатаДисциплина «Базы данных и экспертные системы» является частью математическогоцикла ООП по направлению подготовки «010800 – Механика и математическоемоделирование».Дисциплина «Базы данных и экспертные системы» опирается на следующие дисциплиныданной ООП:Математическая логика (основные понятия логики первого порядка, формализацияметодов рассуждений);Программирование (базовые понятия программирования, языки программированиявысокого уровня, ООП проектирование, разработка пользовательских интерфейсов ихранилищ данных);Системное и прикладное программное обеспечение (ресурсы компьютера: виды иорганизация памяти, устройства ввода-вывода информации; операционные системы;понятие о системе программирования, ее основные функции и компоненты);Основы работы на ЭВМ (работа в среде Windows).Результаты освоения дисциплины «Базы данных и экспертные системы» используются вдисциплине «Информационные системы», научно-исследовательской практике и привыполнении бакалаврских работ.3.

Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Базыданных и экспертные системы»:общекультурные компетенции: ОК-5, ОК-11, ОК-12, ОК-14, ОК-15;профессиональные компетенции: ПК-2, ПК-3, ПК-9, ПК-10, ПК-12.В результате освоения дисциплины обучающийся должен:иметь представление о месте и роли изучаемой дисциплины среди других наук;3знать фундаментальные понятия из теории баз данных, основные модели данных,принципы проектирования реляционных баз данных, основные приемы составлениязапросов на языке SQL, основные модели представления знаний, архитектуру ипринципы построения экспертных систем, основные элементы технологии разработкиэкспертных систем, методы извлечении знаний и критерии их выбора;уметь построить модель предметной области, спроектировать реляционную базуданных на основе учебных заданий, сформулировать запрос к реляционной базеданных на языке SQL, сделать сравнительный анализ и обосновать выбор модели исредств представления знаний, спроектировать архитектуру конкретной экспертнойсистемы, обосновать выбор методов извлечения знаний.владеть навыками решения задач, встречающихся в проектировании и разработке базданных и экспертных систем.44.

Структура и содержание дисциплиныОбщая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы, 48 часов.Самост. работа12016220163201642016520266201672015ЗачетЛабор. работа6Контр. работаЛекция1.1 Базы данных и СУБД.Понятие базы данных и СУБД. Основныефункции СУБД. Управление данными вовнешней памяти. Управление буферамиоперативной памяти.

Управлениетранзакциями. Журнализация ивосстановление базы данных после сбоев.Поддержка языков баз данных. Типоваяорганизация СУБД.1.2 Основные модели данных.Иерархическая модель. Сетевая модель.Реляционная модель. Базовые понятияреляционных баз данных: тип данных,домен, атрибут, кортеж, отношение,первичный ключ, внешний ключ. Схемаотношения. Базовые свойства отношений.Ограничения целостности.1.3 Базисные средства манипулированияреляционными даннымиРеляционная алгебра. Теоретикомножественные операции. Специальныереляционные операции.

Дополнительныеоперации.Реляционное исчисление. Исчислениекортежей. Особенности исчислениядоменов.1.4 Проектирование реляционных баз данных.Понятие нормализации. Основные свойстванормальных форм. Понятиефункциональной зависимости.Транзитивная зависимость. Втораянормальная форма. Третья нормальнаяформа.

Схема нормализации.1.5 Семантические модели данных.Характеристика подхода. Модель«сущность – связи». Основные понятия ERмодели. Расширение ER-модели.Нормальные формы ER-схем. Получениереляционной схемы из ER-схемы.1.6 Язык реляционных баз данных SQL.Функции и основные возможности языкаSQL. Формулирование запросов к базамданных. Оператор SELECT. Структура исемантика оператора SELECT.1.7 Примеры SQL-запросов 1:Запросы к одной таблице. Простая выборка.Выборка с исключением дубликатов.Выборка вычисляемых значений. Выборка супорядочением.

Выборка с использованиемстандартных предикатов. Запросы кнескольким таблицам. Простоеэквисоединение. Соединение двух таблиц сдополнительным условием. Соединениетрех таблиц. Соединение таблицы с нейсамой.Неделя семестраРаздел дисциплиныСеместр№ п/пВиды учебной работы,включая самостоятельнуюработу студентов итрудоемкостьФормы текущего контроля(в часах)успеваемости(по неделям семестра)Форма промежуточнойаттестации(по семестрам)1.8 Примеры SQL-запросов 2:Использование подзапросов. Простойподзапрос. Подзапрос с несколькимиуровнями вложенности.