Тема 7. Целостность баз данных.

Министерство экономического развития и торговли
Российской Федерации
Государственный университетВысшая школа экономики
Факультет бизнес-информатики
Программа дисциплины
«Базы данных»
для направления 080700.62 – Бизнес-информатика
подготовки бакалавра
Авторы – С.М.Диго, Г.И.Перминов,
Н.А.Герасимов
Рекомендовано секцией УМС
Одобрена на заседании
Секция «Бизнес-информатика»
Председатель
_________________ Г.А.Левочкина
“____” __________________ 2006 г.
кафедры бизнес-аналитики
Зав. кафедрой
_______________Т.К.Кравченко
“____” _______________ 2006 г.
Утверждено УС факультета
Бизнес-информатики
Ученый секретарь
_______________________А.И.Олейник
“____” ____________________ 2006 г.
Москва – 2006
2
Ι. Тематический план учебной дисциплины
№
п/п
Название темы
Всего
часов
Аудиторные часы
Лекции
Сем. и
практ.
занятия
Самостоятельная
работа
1. Тема 1. Организация хранения
данных.
8
4
4
2. Тема 2. Логическая организация
баз данных.
6
2
4
3. Тема 3. Физическая организация
базы данных.
6
2
4
4. Тема 4. Инфологическое
моделирование предметной
области.
11
4
2
5
5. Тема 5. Основы теории
реляционных баз данных.
10
4
2
4
6. Тема 6. Проектирование
реляционных баз данных.
10
2
4
4
7. Тема 7. Целостность баз данных.
7
2
1
4
8. Тема 8. Безопасность данных.
7
2
1
4
9. Тема 9. Организация ввода данных
в базу данных.
6
1
1
4
10. Тема 10. Табличные языки
запросов
7
1
2
4
11. Тема 11. Язык SQL
12
4
4
4
12. Тема 12. Вывод информации из баз
данных
7
2
1
4
13. Тема 13. Разработка приложений
12
4
4
4
14. Тема 14. Распределенные БД
10
4
2
4
3
15. Тема 15. Основные характеристики
и особенности работы в MS SQLсервер.
10
4
16. Тема 16. Объектно
ориентированные базы данных
(ООБД).
6
2
135
44
Итого
2
4
4
26
65
ΙΙ. Формы рубежного контроля
Итоговая оценка по учебной дисциплине складывается из оценок за:





работу на практических занятиях;
контрольную работу;
домашнее задание;
курсовую работу (или реферат);
ответ на экзамене.
ΙΙΙ. Базовый учебник
1.
Диго С.М. Базы данных. Проектирование и использование. - М.: «Финансы
и статистика», 2004.
ΙV. Содержание программы
Тема 1. Организация хранения данных.
Понятие банка данных (БнД). Предпосылки создания БнД. Компоненты
БнД. База данных (БД) – ядро БнД. Программные средства БнД. Понятие СУБД.
Языковые средства современных СУБД. Классификация языковых
средств. Языки четвертого поколения и их свойства. Технические средства БнД.
Организационно-методические средства.
Классификация БнД. OLAP и OLTP-системы. Хранилища данных.
Тенденции развития БнД.
Пользователи БнД. Администраторы БнД (АБД) и их функции.
Преимущества и недостатки БнД.
Этапы проектирования баз данных.
Основная литература.
1.
Диго С.М. Базы данных. Проектирование и использование. - М.: «Финансы
и статистика», 2004. Глава 1.
Дополнительная литература
1.
Когаловский М. Р. Энциклопедия технологий баз данных. – М.: «Финансы и
статистика», 2002.
4
2.
Хансен Г., Хансен Дж. Базы данных. Разработка и управление. – M.: Бином,
2000.
Тема 2. Логическая организация баз данных.
Виды моделей данных.
Структурированные
модели
данных:
сетевые,
иерархические,
реляционные. Особенности, преимущества и недостатки. Влияние типа модели
на особенности проектирования.
Основная литература.
1.
Диго С.М. Базы данных. Проектирование и использование. - М.: «Финансы
и статистика», 2004. Глава 3.
Дополнительная литература
2.
3.
Дейт К.Дж. Введение в системы баз данных, 6-е изд.: Пер. с англ. – СПб.:
Издательский дом «Вильямс», 2000.
Мишенин А.И. Теория экономических информационных систем. – М.:
«Финансы и статистика», 2003.
Тема 3. Физическая организация базы данных.
Последовательная и списковая организация. Прямая адресация.
Сжатие данных.
Индексация.
Основная литература
1.
Мишенин А.И. Теория экономических информационных систем. – М.:
«Финансы и статистика», 2003. Глава 3.
Дополнительная литература
1.
Дейт К.Дж. Введение в системы баз данных, 6-е изд.: Пер. с англ. – СПб.:
Издательский дом «Вильямс», 2000.
Тема 4. Инфологическое моделирование предметной области.
Понятие предметной области. Состав инфологической модели (ИЛМ).
Требования, предъявляемые к ИЛМ. Способы описания предметной области.
ER-модели. Объекты и классы объектов. Атрибуты объектов. Типы объектов.
Виды связей. Классы членства.
Сравнение методик инфологического моделирования. Методология
IDEF1X. ULM.
Основная литература.
1.
Диго С.М. Базы данных. Проектирование и использование. - М.: «Финансы
и статистика», 2004. Глава 1.
5
Дополнительная литература
1.
2.
3.
Вендров А.М. Case-технологии. Современные методы и средства
проектирования информационных систем. – М.: «Финансы и статистика»,
2000.
Джексон Г. Проектирование реляционных баз данных для использования с
микроЭВМ.: Пер. с англ. – М.: Мир, 1991.
Калянов Г.Н. CASE – структурный системный анализ. – М.: ЛОРИ, 1996.
Тема 5. Основы теории реляционных баз данных.
Основные понятия: отношение, кортеж, ключ, внешний ключ, домен.
Теория нормализации.
Основная литература
1.
Диго С.М. Базы данных. Проектирование и использование. - М.: «Финансы
и статистика», 2004. Глава 1.
Дополнительная литература
1.
2.
Дейт К.Дж. Введение в системы баз данных, 6-е изд.: Пер. с англ. – СПб.:
Издательский дом «Вильямс», 2000.
Мишенин А.И. Теория экономических информационных систем. – М.:
«Финансы и статистика», 2003. Глава 2.
Тема 6. Проектирование реляционных баз данных.
Проектирование БД на основе алгоритмов нормализации. Достоинства и
недостатки подхода.
Проектирование на основе использование ER-моделей.
Алгоритм проектирования (алгоритм перехода от базовой ER-модели).
Проектирование с использованием CASE-систем.
Основная литература.
1.
Диго С.М. Базы данных. Проектирование и использование. – М.: «Финансы
и статистика», 2004. Глава 3.
Дополнительная литература
1.
Маклаков С.В. BPWin и ERWin. CASE-средства
информационных систем. – М.: Диалог-МИФИ, 1999.
разработки
Тема 7. Целостность баз данных.
Понятие целостности. Классификация ограничений целостности.
Причины, вызывающие нарушение ограничений целостности. Процедурный и
декларативный способы задания ограничений целостности.
Основная литература.
1.
Диго С.М. Базы данных. Проектирование и использование. - М.: «Финансы
и статистика», 2004. Глава 4.
6
Тема 8. Безопасность данных.
Понятие безопасности данных. Классификация безопасных систем.
Уровни защиты. Способы обеспечения безопасности данных в современных
СУБД.
Основная литература.
1.
Диго С.М. Базы данных. Проектирование и использование. - М.: «Финансы
и статистика», 2004. Глава 10.
Дополнительная литература
1.
Когаловский М.Р. Энциклопедия технологий баз данных. – М.: «Финансы и
статистика», 2002.
Тема 9. Организация ввода данных в базу данных.
Способы ввода данных в базу данных. Экранные формы: понятие,
классификация. Генераторы экранных форм. Создание и использование
экранных форм. Использование приемов, рационализирующих процесс ввода
данных. Контроль вводимых данных. Возможности использования элементов
типа «список». Ввод данных одновременно в несколько связанных таблиц.
Основная литература.
1.
Диго С.М. Базы данных. Проектирование и использование. - М.: «Финансы
и статистика», 2004. Глава 5.
Дополнительная литература
1.
Михеев В.Д. Access 2002 в подлиннике. Издательство: БХВ–Петербург,
2002. Глава 3.
Тема 10. Табличные языки запросов.
Язык запросов QBE. Общая характеристика языка QBE. Особенности
реализации QBE в современных СУБД. Переменные и наполнители.
Классификация запросов. Задание простых и сложных запросов. Влияние типа
поля на формулирование запроса. Возможности совместной обработки
нескольких таблиц, связывание таблиц. Вычисляемые поля. Упорядочение
данных в ответе. Состав и порядок следования полей в ответе. Возможности
группировки данных, получение подитогов. Использование агрегатных
функций. Корректирующие (управляющие) запросы.
Запоминание и корректировка запросов. Использование запросов на QBE
при обработке данных. Возможность сохранения результатов выполнения
запроса.
Особенности реализации QBE в современных СУБД. Табличные языки
как «построители» SQL-запросов
Основная литература.
1.
Диго С.М. Базы данных. Проектирование и использование. - М.: «Финансы
и статистика», 2004. Глава 6.
7
Дополнительная литература
1.
Михеев В.Д. Access 2002 в подлиннике. Издательство: БХВ–Петербург,
2002.
Тема 11. Язык SQL.
Общая характеристика SQL. Стандарты SQL. Классификация. Реализации
SQL в современных СУБД. SQL-серверы. Возможности работы в гетерогенной
среде.
SQL-DDL- описание базы данных. Создание баз данных, таблиц,
индексов. Задание ограничений целостности при описании баз данных.
Ограничения целостности в стандартах SQL. Обеспечение безопасности при
работе с БД.
SQL-DML – манипулирование данными. Ввод и корректировка данных
средствами SQL.
Команда SELECT. Определение состава полей, выводимых в ответ.
Вычисляемые поля. Возможности задания условий отбора. Возможности
связывания таблиц. Вложенные запросы. Возможности группировки данных,
получение подитогов. Использование агрегатных функций. Упорядочение
данных в ответе.
Создание и использование «представлений». Понятие. Назначение.
Описание представлений. Ограничения при создании и использовании.
Создание и использование курсоров. Понятие. Назначение. Описание
курсоров.
Встроенный SQL.
Особенности реализаций SQL в современных СУБД.
Основная литература.
1.
Диго С.М. Базы данных. Проектирование и использование. - М.: «Финансы
и статистика», 2004. Глава 7.
Дополнительная литература
1.
2.
3.
Грабер М. SQL. – М.: ЛОРИ, 2001.
Грабер М. SQL. Справочное руководство. – М.: ЛОРИ, 1997.
Грабер М. Введение в SQL.: Пер. с англ. – М.: ЛОРИ, 1996.
Тема 12. Вывод информации из баз данных.
Возможности генераторов отчетов современных СУБД. Способы
(режимы) создания отчетов.
Источники данных для отчетов.
Задание формы и состава документа. 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.
8
Возможности получения сложных документов. Возможности совместного
использования СУБД и программных средств других классов (текстовых и
табличных процессоров, графических и мультимедийных систем) для получения
выходных документов.
Вывод документа на печать, на дисплей и в файл.
Создание «этикеток».
Использование генераторов форм для получения выходных документов.
Основная литература.
1.
Диго С.М. Базы данных. Проектирование и использование. - М.: «Финансы
и статистика», 2004. Глава 9.
Дополнительная литература
1.
Михеев В.Д. Access 2002 в подлиннике. Издательство: БХВ–Петербург,
2002.
Тема 13. Разработка приложений.
Генераторы приложений в современных СУБД. Создание меню.
Визуальное программирование. Средства документирования проекта.
Технология доступа к БД из языков высокого уровня на примере VB или
VBA. Технология DAO. Технология ADO. Подключение библиотек объектов
доступа к данным.
Основная литература
1.
Герасимов Н.А. Разработка диалоговых прикладных баз данных в среде
Visual Basic Application (VBA). – М.: ГУ-ВШЭ, 2005.
Дополнительная литература
1.
Михеев В.Д. Access 2002 в подлиннике. Издательство: БХВ–Петербург,
2002.
Тема 14. Распределенные БД.
Понятие распределенных БнД. Классификация распределенных БнД.
Централизованные и распределенные базы данных.
Особенности работы с базами данных в многопользовательском режиме.
Проблемы, связанные с параллельным доступом, и пути их решения.
Работа с базами данных в режимах «файл-сервер» и «клиент-сервер».
Двух- и трехуровневые системы клиент-сервер.
Обеспечение целостности БД в распределенных БнД. Протокол
двухфазной фиксации. Технологии тиражирования.
Сетевые возможности современных СУБД.
Особенности создания баз данных, функционирующих в локальных и
глобальных сетях. Особенности программирования обработки баз данных при
многопользовательском режиме доступа.
Проектирование приложений типа «клиент-сервер». Клиентское и
серверное ПО.
9
Особенности работы в гетерогенной среде. Стандарты интерфейсов.
Особенности администрирования в распределенных БнД. Особенности
работы в глобальных сетях. Публикация БД в Интернет.
Основная литература.
1.
Диго С.М. Базы данных. Проектирование и использование. - :М. «Финансы
и статистика», 2004. Глава 7.
Дополнительная литература
1.
2.
Когаловский М.Р. Энциклопедия технологий баз данных. – М.: «Финансы и
статистика», 2002.
Э.Таненбаум, Ван Стеен М. Распределенные системы. Принципы и
парадигмы. – СПб: Питер 2003.
Тема
15.
Основные характеристики
MS SQL-сервер.
и
особенности
работы
в
Установка и запуск SQL-сервера.
Особенности языка SQL.
Основные подсистемы Создание БД с помощью Enterprise Manager.
Основная литература
1.
Грабер М. SQL. – М.: ЛОРИ, 2001.
Дополнительная литература
1.
2.
Грабер М. SQL. Справочное руководство. – М.: ЛОРИ, 1997.
Грабер М. Введение в SQL.: Пер. с англ. – М.: ЛОРИ, 1996.
Тема 16. Объектно-ориентированные базы данных (ООБД).
Понятие объектно-ориентированных бах данных (ООБД). Особенности
проектирование ООБД. Основные характеристики и преимущества и недостатки
ООСУБД.
Основная литература
1.
Джонсон Р., Влиссидес Дж., Гамма Э., Хелм Р. Приемы объектноориентированного проектирования. - СПб.: Питер, 2001.
Дополнительная литература
1.
Фридман
А.Л.
Основы
объектно-ориентированной
программных систем. – М.: «Финансы и статистика», 2000.
VI. Контрольные вопросы.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Понятия банка данных. Преимущества и недостатки.
Компоненты банков данных и их краткая характеристика.
Языковые средства СУБД.
Классификация банков данных.
Тенденции развития СУБД.
Характеристика современных реляционных СУБД
разработки
10
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
Языки 4-го поколения и их реализация в современных СУБД.
Этапы проектирования баз данных.
Пользователи банков данных.
Функции администраторов банков данных.
Технические средства банков данных.
Инфологическое моделирование.
Сравнение методик ER-моделирования.
Design/IDEF. Виды сущностей и их создание.
Design/IDEF. Виды связей.
Design/IDEF. Особенности построения ER-модели.
Особенности проектирования баз данных в современных реляционных
СУБД.
Даталогическое моделирование.
Факторы, влияющие на проектирование баз данных.
Виды связей между объектами и их отражение в даталогической модели.
Организация баз данных в реляционных СУБД.
Критерии оценки БД.
Создание файлов баз данных/таблиц в реляционных системах.
Возможности совместной обработки файлов в реляционных СУБД.
Возможности задания ограничений целостности в современных СУБД.
Ограничения целостности. Понятие и классификация.
Ограничения целостности связи. Понятие. Возможности реализации в
современных СУБД.
Языки запросов. Общая характеристика.
Язык QBE. Общая характеристика.
QBE. Формирование "скелета ответа". Возможности упорядочения ответа.
QBE. Особенности обработки полей разных типов. Работа с вычисляемыми
полями. Использование агрегирующих функций.
Совместная обработка файлов в QBE.
Реализация запросов со сложными условиями в QBE.
QBE. Корректировка данных.
Язык SQL. Общая характеристика.
Стандарты SQL.
Общая структура команды Select языка SQL.
Вложенные запросы в SQL.
Корректировка данных в SQL.
SQL. Создание объектов.
SQL. Встроенный JOIN.
SQL. Понятие курсора.
SQL. Группировка данных. Использование обобщающих функций.
SQL. Возможности совместной обработки таблиц.
SQL. Упорядочение данных. Операция объединения.
SQL. Возможности задания состава колонок, выводимых в ответ.
SQL. Возможности задания условий отбора.
SQL. Создание и использование представлений.
11
49.
50.
51.
52.
53.
54.
55.
56.
57.
58.
59.
60.
61.
62.
Возможности организации ввода информации в реляционных СУБД.
Генераторы экранных форм. Назначение экранных форм. Классификация.
Характеристика генератора экранных форм конкретной СУБД.
Генераторы отчетов. Классификация отчетов.
Характеристика генератора отчетов конкретной СУБД.
Классификация распределенных банков данных.
Особенности проектирования распределенных БД.
Проблемы обеспечения целостности в распределенных БД.
Сравнение централизованных и распределенных систем.
Распределенные БД. Технология клиент - сервер.
Распределенные базы данных. Технология тиражирования.
Сетевые возможности современных СУБД.
Распределенные гетерогенные банки данных.
Проблемы, возникающие при параллельном доступе, и пути их решения.