• A
  • A
  • A
  • АБВ
  • АБВ
  • АБВ
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Управление данными

2019/2020
Учебный год
RUS
Обучение ведется на русском языке
7
Кредиты

Преподаватели

Программа дисциплины

Аннотация

Целью освоения дисциплины «Управление данными» является подготовка исследователей, системных аналитиков, проектировщиков баз данных и хранилищ данных и разработчиков приложений баз данных и аналитических систем для различных предметных областей, способных решать следующие профессиональные задачи: обследование деятельности и и ИТ-инфраструктуры предприятий, анализ элементов архитектуры предприятия; подготовка и оформление документации на разработку ИС, разработка проектной документации и выполнение работ по совершенствованию бизнес-процессов предприятия; проектирование электронных предпрриятий, управление контентом информационных ресурсов предприятия, разработка проектов совершенствования бизнес-процессов предприятия; подготовка отчетов и программной документации; обучение и консультирование пользователей в процессе внедрения и эксплуатации ИС и ИКТ. Изучение дисциплины обеспечивает подготовку ИТ-специалистов, владеющих современными методами, средствами и технологиями промышленной разработки программных продуктов различного назначения, основанных на применении баз данных и хранилищ данных. Первая часть дисциплины «Управление данными», изучаемая студентами в 1-2 модулях 2 курса, нацелена на освоение студентами теории баз данных (БД) и приобретение практических навыков построения приложений под управлением современных реляционных и реляционно-объектных СУБД. Содержание программы дисциплины должно обеспечить базовую подготовку студентов в процессе формирования устойчивых знаний и практических навыков проектирования реляционных баз данных и реализации приложений баз данных. Полученные компетенции служат основой для освоения второй части дисциплины «Управление данными» в 3 и 4 модулях 2 курса, в ходе изучения которой рассматриваются важные вопросы, связанные с проектированием хранилищ данных, систем аналитической обработки данных, изучаются средства построения аналитических систем. Программа дисциплины обеспечивает фундаментальную подготовку, необходимую для успешного освоения дисциплин, изучение которых связано с созданием информационных систем для различных предметных областей, их анализом, внедрением и сопровождением. Навыки работы с современными СУБД и средствами разработки приложений баз данных, аналитических систем закрепляются при выполнении курсовых работ и выпускных квалификационных работ, а также при прохождении учебной и производственной практики. Настоящая дисциплина относится к базовой части дисциплин профессионального цикла (Major). Изучение данной дисциплины базируется на следующих дисциплинах: Дискретная математика. Алгебра и геометрия. Программирование. Теоретические основы информатики. Для освоения учебной дисциплины студенты должны владеть следующими знаниями и компетенциями: Знание основ функционирования персональных компьютеров. Знание основ организации обработки данных с помощью компьютеров. Базовые навыки работы с персональным компьютером в среде Microsoft Windows. Базовые знания и навыки работы с офисными приложениями (текстовым процессором и электронными таблицами). Знание основных понятий линейной алгебры, операций над векторами и матрицами. Знание основ теории множеств, математической логики. Знание основ процедурного и объектно-ориентированного программирования с использованием языков высокого уровня. Основные положения дисциплины будут использованы в дальнейшем при изучении следующих дисциплин учебного плана: Информационные процессы, системы и сети. Моделирование процессов и систем. Архитектура предприятия. Анализ и совершенствование бизнес-процессов. Корпоративные информационные системы. WEB-программирование. Автоматизация учета на предприятии. Семантические информационные системы. Компонентно-ориентированное программирование. Распределенные вычисления. Интеллектуальные системы. Кроме того, полученные знания и навыки необходимы для успешного прохождения учебной и производственной практик, выполнения курсовых работ, а также при подготовке выпускной квалификационной работы бакалавра. Формат изучения дисциплины: без использования онлайн курса.
Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины

  • обследование деятельности и и ИТ-инфраструктуры предприятий, анализ элементов архитектуры предприятия
  • подготовка и оформление документации на разработку ИС, разработка проектной документации и выполнение работ по совершенствованию бизнес-процессов предприятия
  • проектирование электронных предпрриятий, управление контентом информационных ресурсов предприятия, разработка проектов совершенствования бизнес-процессов предприятия
  • подготовка отчетов и программной документации
  • обучение и консультирование пользователей в процессе внедрения и эксплуатации ИС и ИКТ
Результаты освоения дисциплины

Результаты освоения дисциплины

  • Влалеет математическим аппаратом в объёме, необходимом для проектирования аналитических систем и демонстрирует умение создавать приложения с использованием инструментальных среств, технологий создания баз данных и аналитических систем
  • Способен осуществить анализ проблем в заданной предметной области, связанных с необходимостью создания хранилищ данных для удовлетворения информационных потребностей пользователей, и выполнить проектирование хранилища данных Влалеет математическим аппаратом в объёме, необходимом для проектирования аналитических систем и демонстрирует умение создавать приложения с использованием инструментальных среств, технологий создания баз данных и аналитических систем
  • Способен проводить обследование деятельности выбранного объекта автоматизации, его деятельности, существующей инфраструктуры на основе доступной информации, получаемой из различных источников. Операции с данными в БД, поиск и исправление ошибок. Чётко формулирует и может самостоятельно применить на практике алгоритмы проектирования реляционных БД.
  • Способен проектировать алгоримы манипулирования данными с использованием операций реляционной алгебры и реляционного исчисления Имеет навыки разработки запросов с помощью средств СУБД MS Access и построителей запросов, используемых для доступа к данным из внешних приложений.
  • Способен самостоятельно применять на практике средства создания БД с заданной схемой и требованями к приложению с использованием методических указаний и документации (справочной системы
Содержание учебной дисциплины

Содержание учебной дисциплины

  • Раздел 1. Основные понятия, методы и технологии управления данными
    Тема 1. Понятие базы данных, определение и функции СУБД Введение в базы данных (БД). Понятие БД и СУБД. История и предпосылки возникновения БД. Основные области применения БД. Отличие СУБД от файловых систем. Целостность данных. Независимость данных. Функции СУБД. Управление данными, управление транзакциями. Журнализация. Восстановление после сбоев. Методы доступа, методы обеспечения безопасности, целостности, надежности БД. Хранимые процедуры. Триггеры. Многоуровневая архитектура современных СУБД. Основные требования к организации СУБД и организация процессов обработки данных в БД. Классификация СУБД. Интерфейсы СУБД: интерактивный и программный. Средства быстрой разработки приложений, визуальные средства проектирования в среде СУБД: конструкторы, мастера, построители. Средства проектирования баз данных и приложений. Понятие CASE-системы. Администратор баз данных. Основные функции администратора баз данных. Тема 2. Понятие модели данных Модели данных: понятие модели и основные компоненты модели данных (структуры, ограничения целостности, операции). Взаимосвязи в модели данных («один к одному», «один ко многим», «многие к одному», «многие ко многим»). «Дореляционные» модели данных: базы данных на инвертированных файлах; иерархическая и сетевая модели. Структуры, ограничения целостности, операции; достоинства и недостатки различных моделей. Реляционная модель данных. Достоинства и недостатки реляционной модели. Объектно-ориентированные БД. Документы, особенности работы с электронными документами, система управленческой документации, проектирование документов и систем документов. Полнотекстовые базы данных. Системы управления документами. Понятие документационной базы данных, организация хранения и поиска документов. Примеры. Полнотекстовые базы и электронные библиотеки (ЭБ), принципы организации ЭБ. Примеры. Понятие гипертекста. Языки разметки. Гипертекстовые системы: определение и архитектура, классификация гипертекстовых систем. Гипертекстовые базы данных. Публикация баз данных в Интернет. Язык XML и его использование. XML-ориентированные БД. XML и задача интеграции информационных систем. Базы данных и базы знаний. Основные отличия «семантических» моделей данных от «синтаксических». ER-модель Чена (модель «сущность-связь»): структуры, ограничения целостности, операции. Диаграммы «сущность-связь». Семантические сети: структура, ограничения целостности, операции.
  • Раздел 2. Проектирование баз данных и прилжений
    Тема 3. Многоуровневое проектирование баз данных, модели предметной области Анализ и моделирование предметных областей. Понятие модели предметной области. Уровни и этапы проектирования баз данных. Понятие внешней схемы, концептуальное моделирование. Понятие инфологической модели, логической и физической модели. Логическая и физическая независимость данных. Инфологические и даталогическое моделирование. Понятие метамодели и значение метамоделирования при разработке баз данных и приложений. Многоуровневое моделирование предметных областей: онтологрические и лингвистические модели. Нотации (языковые средства), используемые для построения моделей. Тема 4. Проектирование реляционных баз данных на основе алгоритмов нормализации Реляционный подход к проектированию: основные концепции. Реляционная модель данных. Основные понятия: домен, отношение, кортеж, ключ. Понятие первичного ключа. Связи, типы связей. Понятие внешнего ключа. Целостность баз данных. Классификация ограничений целостности. Теория нормализации и функциональные зависимости. Понятие нормальных форм: 1FN, 2NF, 3NF и CBNF, 4NF и 5NF. Причины, вызывающие нарушение ограничений целостности. Проектирование реляционных баз данных на основе алгоритмов нормализации. Кодирование и классификация социально-экономической информации. Проектирование словарей и классификаторов. Стандарты кодирования информации. Нормативно-правовые основы. Тема 5. Разработка приложения в MS Access Создание баз данных: создание таблиц и связей, определение атрибутов и их свойств; задание средств контроля данных при вводе и контроль целостности данных при выполнении операций. Ввод и редактирование данных в БД. Проектирование экранных форм и генераторы экранных форм. Создание и использование экранных форм. Использование приемов, рационализирующих процесс ввода данных. Контроль вводимых данных. Возможности использования элементов типа «список» и работа со связанными таблицами. Ввод данных одновременно в несколько связанных таблиц. Проектирование и реализация запросов. Создание и генерация отчётов. Интеграция с приложениями MS Office (Excel, Word).
  • Раздел 3. Манипулирование данными
    Тема 6. Реляционная алгебра и реляционное исчисление Реляционная алгебра и реляционное исчисление. Сравнение возможностей. Операции реляционной алгебры: объединение, разность, декартово произведение, проекция, селекция, пересечение и соединение. Примеры. Операции реляционной алгебры и манипулирование данными в реляционной БД. Примеры. Тема 7. Языковые средства СУБД Классификация языковых средств. Языки описания данных (DDL). Языки манипулирования данными (DML). Языки управления данными (DCL). Языки запросов. Язык SQL: назначение языка и стандарты, основные операторы, использование SQL при создании приложений баз данных. Общая характеристика SQL. Стандарты SQL. Классификация. Реализации SQL в современных СУБД. SQL-DDL – описание базы данных. Создание баз данных, таблиц, индексов. Задание ограничений целостности при описании БД. Ограничения целостности в стандартах SQL. Обеспечение безопасности при работе с БД. SQL-DML – манипулирование данными. Реляционная алгебра и реляционное исчисление и операции над данными в БД с использованием команд SQL. Ввод и корректировка данных средствами SQL: команды UPDATE, DELETE, INSERT, SELECT. Тема 8. Разработка запросов на языке SQL Команда SELECT. Классификация запросов. Задание простых и сложных запросов. Определение состава и порядка следования полей в ответе. Упорядочение данных в ответе. Вычисляемые поля. Использование агрегатных функций. Возможности группировки данных, получение подитогов. Возможности задания условий отбора. Возможности совместной обработки нескольких таблиц, связывание таблиц. Вложенные запросы. Влияние типа поля на формулирование запроса и операции над результатами. Корректирующие (управляющие) запросы. Табличные языки как «построители» SQL-запросов. Генерация запросов. Язык запросов QBE. Особенности реализации QBE в современных СУБД, использование построителей запросов для доступа к данным в БД из внешних приолжений.. Вывод информации из баз данных, средства репортинга. Возможности генераторов отчетов современных СУБД. Источники данных для отчетов. Задание формы и состава документа-отчета. Введение вычисляемых полей. Получение документов, включающих несколько степеней итогов. Получение документов на основе нескольких источников (таблиц, запросов и др.). Графическое оформление документа. Сохранение описания документа. Корректировка созданного описания.
  • Раздел 4. Хранилища данных: модели и технологии
    Тема 9. Темпоральные данные и хронологические БД Хронологические базы данных, проблемы работы с историческими данными. Представление темпоральных (исторических) данных в реляционных БД (типы данных и модели). Поддержка в SQL. Проблемы работы с историческими данными. Тема 10. Понятие распределённой БД и распределённой системы Понятие распределенной системы и модели распределенных вычислений, двух- и трехуровневые модели (FS-модель, DBS-модель, AS-модель). Распределенные информационные системы и использование СУБД, понятие о распределенной базе данных. Особенности работы с базами данных в многопользовательском режиме. Проблемы, связанные с параллельным доступом, и пути их решения. Обеспечение целостности БД в распределенных БД. Протокол двухфазной фиксации. Технологии тиражирования. Особенности работы в гетерогенной среде. Методы доступа к данным: ODBC, DAO. ADO, ADO.NET. Тема 11. Хранилища данных OLAP и OLTP-системы, сравнение и необходимость создания хранилищ данных (ХД). Правила Кодда. Понятие хранилища данных. Место хранилищ данных в корпоративных информационных системах (КИС). Многомерные данные. Модели. Структура ХД. Виды ХД. ETL-процесс. Проектирование ХД для организации. Основные платформы реализации ХД, сравнение.
  • Раздел 5. Технологии аналитической обработки данных
    Тема 12. Информационно-аналитические системы Архитектура корпоративных информационных систем (КИС). Понятие и архитектура информационно-аналитической системы. Информационные системы управления и системы поддержки принятия решений. Средства разработки аналитических систем, понятие BI-платформы. Структура аналитических систем. Интеллектуальный анализ и его виды. Примеры. Тема 13. Аналитические системы на платформах современных СУБД (на примере SQL сервера) Назначение и установка служб Analysis Services. Определение представления источника данных в проекте служб Analysis Services. Мастер источников данных в среде BI DevStudio. Проекты оперативной аналитической обработки (OLAP) и интеллектуального анализа данных на сервере Microsoft SQL Server. Использование MS SQL Server Analysis Services для построения хранилищ данных.
Элементы контроля

Элементы контроля

  • Самостоятельная работа: Создание БД и приложения (неблокирующий)
  • Самостоятельная работа: Анализ объекта автоматизации (неблокирующий)
  • Письменная контрольная работа по теме (40 минут). (неблокирующий)
  • Самостоятельная работа: Проектирование БД для выбранного объекта автоматизации (неблокирующий)
  • Самостоятельная работа: Разработка приложения БД с использованием СУБД MS (неблокирующий)
  • Самостоятельная работа с оформлением письменного отчёта о решении задач с использованием MS Query (неблокирующий)
  • Письменнаяконтрольная работа (40 минут). (неблокирующий)
  • Лабораторная работа (аудиторная): Разработка хранилища данных (неблокирующий)
  • Самостоятельная работа: Проектирование и реализация хранилища данных (неблокирующий)
  • Лабораторная работа (аудиторная): Изучение и использование методов трансформации данных (неблокирующий)
  • Самостоятельная работа: Разработка аналитической системы (неблокирующий)
  • Экзамен (модуль 1,2) (неблокирующий)
  • Экзамен (модуль 3,4) (неблокирующий)
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • Промежуточная аттестация (2 модуль)
    0.05 * Письменная контрольная работа по теме (40 минут). + 0.05 * Письменнаяконтрольная работа (40 минут). + 0.05 * Самостоятельная работа с оформлением письменного отчёта о решении задач с использованием MS Query + 0.1 * Самостоятельная работа: Анализ объекта автоматизации + 0.1 * Самостоятельная работа: Проектирование БД для выбранного объекта автоматизации + 0.2 * Самостоятельная работа: Разработка приложения БД с использованием СУБД MS + 0.05 * Самостоятельная работа: Создание БД и приложения + 0.4 * Экзамен (модуль 1,2)
  • Промежуточная аттестация (4 модуль)
    0.1 * Лабораторная работа (аудиторная): Изучение и использование методов трансформации данных + 0.1 * Лабораторная работа (аудиторная): Разработка хранилища данных + 0.2 * Самостоятельная работа: Проектирование и реализация хранилища данных + 0.2 * Самостоятельная работа: Разработка аналитической системы + 0.4 * Экзамен (модуль 3,4)
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • - Карпова Т.С. — Базы данных: модели, разработка, реализация - Национальный Открытый Университет "ИНТУИТ" - 2016 - ISBN: - Текст электронный // ЭБС Лань - URL: https://e.lanbook.com/book/100575
  • - Полякова Л.Н. — Основы SQL - Национальный Открытый Университет "ИНТУИТ" - 2016 - ISBN: 978-5-94774-649-5 - Текст электронный // ЭБС Лань - URL: https://e.lanbook.com/book/100348
  • - Швецов В.И. — Базы данных - Национальный Открытый Университет "ИНТУИТ" - 2016 - ISBN: - Текст электронный // ЭБС Лань - URL: https://e.lanbook.com/book/100576
  • Базы данных : учеб. пособие для вузов, Кузин А. В., Левонисова С. В., ISBN: 978-5-7695-7368-2, 2010
  • Базы данных : учебник для приклад. бакалавриата, Советов Б.Я., Цехановский В.В., Чертовской В.Д., ISBN: 978-5-534-00834-0, 2017
  • Базы данных. Проектирование и разработка, Фрост Р., Дей Дж., Ван Слайк К., Кухаренко А., ISBN: 978-5-477-00494-2, 2007
  • Программирование баз данных Microsoft SQL Server 2008 : базовый курс, Виейра Р., Птицын К.А., ISBN: 978-5-84591-612-9, 2010
  • Технологии анализа данных: Data Mining, Visual Mining, Text Mining, OLAP : учеб. пособие, Барсегян А. А., Куприянов М. С., Степаненко В. В., Холод И. И., ISBN: , 2008

Рекомендуемая дополнительная литература

  • Базы данных. Кн.1: Локальные базы данных : учебник, Агальцов В.П., ISBN: 978-5-8199-0377-3, 2011
  • Пирогов, В.Ю. Информационные системы и базы данных. Организация и проектирование: учеб. пособие / В.Ю. Пирогов. – СПб.: БХВ-Петербург, 2009., ISBN: 978-5-9775-0399-0, http://znanium.com/catalog/product/350672