DB-BASE. Основы проектирования реляционных баз данных [2022] [Высшая инженерная школа СПбПУ] [Светлана Городецкая]

DB-BASE. Основы проектирования реляционных баз данных [2022] Высшая инженерная школа СПбПУ (Санкт-Петербургский Политехнический Университет) Светлана Городецкая Целью реализации программы «DB-BASE. Основы проектирования реляционных баз данных» является совершенствование имеющихся и (или) получение новых компетенций, необходимых для профессиональной деятельности, и (или) повышение профессионального уровня в рамках имеющейся квалификации по проектированию и реализации реляционных баз данных. В результате освоения программы обучающийся должен уметь: 1. Самостоятельно работать с информацией; 2. Формулировать требования к разработке и реализации баз данных; 3. Ориентироваться в классификации баз данных для дальнейшего их использования; 4. Разрабатывать концептуальную, логическую и физическую модели БД; 5. Выявлять основные отношения предметной области и их взаимосвязи; 6. Определять ключевые атрибуты сущностей; 7. Профессионально и понятно письменно излагать выводы, инструкции и рекомендации. В результате освоения программы обучающийся должен знать: 1. Основы работы баз данных; 2. Основы классической методологии проектирования баз данных; 3. Общие требования, предъявляемые к базе данных; 4. Современные принципы организации баз данных, 5. Теоретические основы нормализации отношений; 6. Компоненты прикладной системы, взаимодействующие с базой данных; 7. Компоненты программно-аппаратного обеспечения баз данных. В результате освоения программы обучающийся должен приобрести практический опыт: 1. Анализа предметных областей для формирования требований к БД; 2. Проектирования баз данных; 3. Построения ИЛМ и ERD. Тема 1 - Введение. Базы данных и информационные системы на их основе 1.1 Введение Место курса в учебном плане, связь с другими Темами, основанными на технологии работы с базами данных, общая структура курса, литература по курсу 1.2 Основные понятия и определения. Информационная система. Предметная область. Информационные процессы. Методы обработки данных в ИС. БД, СУБД. 1.3 Введение в архитектуру систем баз данных Архитектура системы баз данных. Трёхуровневая модель архитектуры ANSI/SPARK. Понятие логической и физической независимости. Архитектура многопользовательских БД: файл-серверная, клиент-серверная и трёхзвенная. История развития и классификация систем БД. Пример файловой структуры БД. Практические занятия Не предусмотрены ​ Тема 2 - Основы методологии проектирования БД 2.1 Основные подходы к проектированию ИС Основные этапы жизненного цикла ИС. Подходы к проектированию ИС: функционально-ориентированный (структурный), объектно- ориентированный, смешанный. Понятие предметной области. Виды моделей предметной области: информационная, функциональная, объектная. 2.2 Проектирование баз данных Основные этапы проектирования БД. Определение требований к данным. Анализ предметной области. Построение концептуальной модели. Модель сущность-связь. Построение (дата)логической модели. Физическое проектирование. Практические занятия Анализ предметной области и выработка требований к системе. ​ Тема 3 - Автоматизированное проектирование баз данных 3.1 Автоматизация проектирования БД CASE-средства. Уровни моделей БД при автоматическом проектировании. Понятия логического и физического уровня моделей БД. Общий алгоритм разработки логической модели 3.2 Диаграммы сущность-связь Основные элементы ER–диаграмм в нотации Information Engineering. Общая последовательность разработки ER-модели 3.3 Сущности Выделение сущностей. Активные и пассивные сущности. 3.4 Атрибуты Виды атрибутов. Обязательные и необязательные атрибуты. Определение атрибутов. Функциональная роль атрибута. Правила проверки значений атрибутов и значения по умолчанию 3.5 Ключи Потенциальные ключи. Первичный ключ. Суррогатные и естественные первичные ключи. 3.6 Связи Связи и внешние ключи. Кратность, сила, модальность связей. Организация категориальной и рекурсивной связей. Описание связей Практические занятия Построение логической модели базы данных. ​ Тема 4 - Реляционная модель данных 4.1 Модели данных Понятие модели данных. Компоненты модели данных: структурный аспект, аспект целостности, аспект обработки. Виды моделей данных: иерархическая, сетевая, реляционная. 4.2 Реляционная модель данных: структурный аспект Понятие отношения, домена, атрибута, кортежа, ранга (степени) отношения, схемы отношения. Графическая интерпретация отношений. Особенности двумерных таблиц, моделирующих отношения. 4.3 Реляционная модель данных: аспект целостности Ограничения для поддержки целостности атрибутов: условия проверки значений, неизвестные значения, ограничение NOT NULL. Ограничения для поддержки целостности отношений: понятия суперключа, потенциального и первичного ключей, организация взаимосвязи между отношениями на основе внешних ключей. 4.4 Переход от логического уровня к физическому Разрешение связей: многие-ко-многим. Разрешение связей: категориальная. Определение дополнительных элементов Практические занятия Определение ограничений целостности для заданных отношений. ​ Тема 5 - Проектирование БД на основе теории нормализации 5.1 Процесс нормализации Избыточности и аномалии при работе с ненормализованными данными. Понятие аномалий модификации и нормальных форм. Преимущества и недостатки нормализации. 5.2 Функциональные зависимости Понятие функциональной зависимости в данных. Полная функциональная зависимость. Транзитивная функциональная зависимость. Проблема декомпозиции. Декомпозиция без потерь 5.3 Нормальные формы Первая, вторая и третья нормальные формы: определение, алгоритмы декомпозиции отношений. Проверка корректности полученной декомпозиции. Практические занятия Нормализация отношений до третьей нормальной формы ​ Тема 6. Итоговая аттестация Примечание: данный курс входит модулем в общую программу переподготовки по направлению "Специалист по работе с базами данных". С целью организации данной программы по частям в процессе прохождения модуля мною будут оформлены следующие модули программы, если к ним будет интерес.