Курс, 1 поток, 5-й семестр лекции (34 часа), экзамен

Вид материала

Содержание

Подобный материал:

Курс II семестр 4 Трудоёмкость: базовая часть 0 часов вариативная часть 0 часов, 107.5kb.
Экзамен: 6 семестр лекции: 32 часа практические занятия: 32 часа всего часов: 118, 35.18kb.
Курс, 3-й семестр лекции (48 часов), экзамен практикум на ЭВМ (64 часа), зачет с оценкой, 60.04kb.
Курс, III поток и бакалавры, 7-й семестр лекции (68 час), экзамен, 26.95kb.
Курс 4 Семестр 7 Лекции 12 часов Практические (семинарские) занятия: 24 часа Зачет, 375.3kb.
Экзамен 800 балл. 18 недель Лекции- 28 ч. Семинары -28 ч. Инд. Занятия 56 ч ейтинг-лист, 42.66kb.
Курс 3 Семестр 2 Лекции (часов) 32 Сем занятия (часов) 32 Всего часов: 64 Экзамен (семестр), 699.59kb.
Аннотация примерной программы дисциплины «Международный бизнес», 85.28kb.
Курс 4 Семестр 7-8 Лекции 8 Практические занятия 14 Методические занятия 6 Всего часов, 79.03kb.
Бакалаврская программа Обязательный курс Курс: гфб-1 Семестр: 2 Количество кредитов:, 356.08kb.

Базы данных

3 курс, 1 поток , 5-й семестр

лекции (34 часа), экзамен

4 курс, 2 поток , 7-й семестр

лекции (34 часа), экзамен

3 курс, 3 поток , 5-й семестр

лекции (68 часов), экзамен

Кафедра, отвечающая за курс: системного программирования

Составители программы: проф., доктор техн. наук Кузнецов С. Д.,

проф., доктор физ.-мат. наук Марков А. С.

Лекторы: проф., доктор техн. наук Кузнецов С. Д. (3 п.),

проф., доктор физ.-мат. наук Марков А. С. (1 и 2 п.)

Аннотация

В курсе обсуждаются общие вопросы систем управления базами данных (СУБД) и основы реляционных баз данных: введение в реляционные СУБД (РСУБД), основные функциональные компоненты РСУБД, введение в язык реляционных баз данных SQL.

Для 1-го и 2-го потоков излагаются теория и методология реляционных БД.

Для 3-го (программистского) потока подробно обсуждаются вопросы проектирования РСУБД.

Программа курса

I. Общая часть

Понятие базы данных (БД) и систем управления БД (СУБД). Области приложений баз данных. Интерфейсы СУБД для обеспечения интерактивного доступа к данным и создания прикладных программ. Языки запросов, запросы через формы. Типичные функции СУБД. Понятия транзакции, целостности и защищенности данных. Концептуальные модели данных.

Реляционные БД. Реляционная модель данных. Реляционная алгебра и реляционное исчисление. Нормальные формы отношений.

Язык баз данных SQL. Основные средства манипулирования данными. Средства управления и изменения схемы базы данных, определения ограничений целостности, представлений базы данных, привилегий доступа к данным.

II. Специальная часть для 1 и 2 потоков

Реляционные БД (РБД) в терминах характеристических функций на доменах. Типы ключей. Индексирование таблиц. Применение функций расстановки.

Экстенсиональные и интенсиональные базы данных. Предикатные формы реляционных данных. Аксиомы Армстронга.

Основные приемы работы с РБД без программирования, сопоставление этих приемов с типовыми операторами процедурных языков РБД и языков логического программирования.

Теоретико-множественная модель РБД: отношения, внесение упорядоченности в домены, универсальные алгебры, структуры (решетки).

Сопоставление алгебраических форм с предикатными формами. Теорема Кодда о редукции.

Реляционные исчисления в терминах канонических систем Поста. Рекурсивно-перечислимые отношения. Представление о неразрешимых отношениях. Теорема о неподвижной точке монотонных преобразований на полных решетках.

Хорновские дизъюнкты. Логический вывод из гипотез Принцип дедукции. Принцип резолюции и алгоритм резолюций. Язык дедуктивных РБД Пролог. Зависимость Пролога от процедур (алгоритма резолюций).

Семантика Дейталога: методы итерации неподвижных точек преобразований на решетках, трансляция Дейталога в реляционную алгебру, применение алгоритмов Якоби и Гаусса-Зейделя для решения систем алгебраических реляционных уравнений.

III. Специальная часть для 3 потока

Функциональные зависимости. Замыкание множества функциональных зависимостей. Аксиомы Армстронга. Замыкание множества атрибутов. Минимальное покрытие множества функциональных зависимостей. Декомпозиция без потерь. Корректные и некорректные декомпозиции отношений. Теорема Хита.

Проектирование реляционных баз данных. Задачи проектирования. Проектирование реляционных баз данных с использованием методов нормализации. Вторая и третья нормальные формы. Независимые проекции отношений. Теорема Риссанена. Нормальная форма Бойса-Кодда. Многозначные зависимости. Теорема Фейджина. Четвертая нормальная форма. Зависимости соединения. Пятая нормальная форма. Преимущества и недостатки нормализованных отношений с точки зрения практики.

Семантические модели данных и проектирование реляционных баз данных с использованием этих моделей. Диаграммы "сущность-связи", основные понятия, методика проектирования реляционных баз данных на основе модели “сущность-связь”. Получение реляционной схемы из ER-диаграммы. Моделирование реляционных баз данных с использованием диаграмм классов языка UML. Ограничения целостности и язык OCL. Получение схемы реляционной базы данных из диаграммы классов.

Основные функции СУБД: управление данными во внешней памяти, управление буферами оперативной памяти, управление транзакциями, журнализация изменений базы данных, восстановление после сбоев, поддержка языков баз данных. Логическая структура реляционных СУБД (компилятор языка запросов, ядро, утилиты), разделение функций. Компоненты ядра. Клиентская и серверная части реляционной СУБД.

Структуры данных реляционной базы данных. Способы хранения отношений, адресация кортежей, распределение памяти, хранение BLOB’ов (Binary Large Objects). Основные подходы к организации индексов (B-деревья и механизмы хэширования), кластеризация отношений, организация журнальной информации.

Связь понятия транзакции с понятиями целостности базы данных и изолированности пользователей. Разновидности конфликтов транзакций и уровни изолированности пользователей. Сериализация транзакций. Методы управления транзакциями и их сериализацией (двухфазный протокол синхронизационных блокировок, метод временных меток). Гранулированные и предикатные блокировки. Синхронизационные тупики и способы их разрешения.

Журнализация. Разновидности журналов (индивидуальные журналы транзакций, логические журналы, физические журналы. Протокол WAL (Write Ahead Log). Связь с управлением буферами оперативной памяти. Архивные копии базы данных. Разновидности сбоев (аварийное завершение транзакции, мягкие сбои, жесткие сбои). Физическая целостность баз данных. Задачи и методы восстановления баз данных после сбоев.

Язык SQL как модель данных. Типы данных SQL. Средства определения, изменения и ликвидации базовых таблиц. Средства определения и отмены общих ограничений целостности. Средства языка SQL для выборки данных. Средства языка SQL для манипулирования данными.

Литература

Обязательная:

Дейт К.Дж. Введение в системы баз данных.- М.: СПб.: Вильямс, 2005.
Гарсиа-Молина Г., Ульман Дж. Д., Уидом Дж. Системы баз данных. Полный курс. - М.: СПб.: Вильямс, 2003.
Марков А.С., Лисовский К.Ю. Базы данных. Введение в теорию и методологию. Исправленное переиздание. М.: Финансы и статистика, 2006.
Кузнецов С.Д. Основы баз данных. М.: Интернет-университет информационных технологий - ИНТУИТ.ру, 2005

Дополнительная для 1-го и 2-го потоков:

Чери С., Готлоб Г., Танка Л. Логическое программирование и базы данных. - М.: Мир, 1992.
Грэй П. Логика, алгебра и Базы данных. - М.: Машиностроение, 1989.
Тейз А., Грибомон П., Луи Ж. и др. Логический подход к искусственному интеллекту. – М.: Мир, 1990. 432 с.