МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра систем автоматизации
УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе _________
«
проф. Г.В.Галевский »
2002 г.
ПРОГРАММА учебной дисциплины «Информационное обеспечение и базы данных» для специальности 340100 " Управление качеством "
Новокузнецк 2002
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 1.1. Объектом изучения по данному курсу является информационное обеспечение систем разного уровня - от персональных (АРМ) до глобальных (Internet), используемых повсеместно специалистами разного профиля. 1.2. Предметом изучения в составе данного объекта являются свойства, представляющая интерес для большинства пользователей систем этого класса (потребительский аспект этого сложного явления). 1.3. Целью обучения по данному курсу является подготовка учащихся к эффективному использованию доступных информационных ресурсов в инженерной практике, что обеспечивается путем решения следующих задач: 1) ознакомление учащихся с основными понятиями и компонентами информационного обеспечения систем разного уровня; 2) формирование общих представлений о порядке разработки и использования информационного обеспечения; 3) освоение ряда инструментальных средств разработки различной информационной продукции (Web-страниц, баз данных и др.); 4) выработка навыков оперативной работы с изучаемыми компонентами информационного обеспечения локальных АРМ, офисных систем и Internet. 1.4. Для успешного прохождения данной дисциплины требуется знание основ информатики и вычислительной техники, элементарные навыки работы с ПЭВМ и приложениями MS Office, а также общее знакомство с современными информационными технологиями и технологией программирования. 1.5. Обучение проводится в течение двух семестров: 5 (экзамен), 6 (зачет): Общий объем учебного времени - 180 часов, включая: 52 часа лекций (36 - за 5 семестр) 34 часа лабораторные работы (16 - за 5 семестр) 94 часа самостоятельная работа студентов. 1.6. В ходе обучения предполагается выполнение ряда несложных и практически полезных проектов
2 ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ЗАНЯТИИ Наименование темы 1. Характеристики информационного обеспечения 2. Общий состав информационного обеспечения 3. Выходная информация 4. Входная информация 5. Хранимая информация. Обзор форматов. 6. Файловые системы 7. Гипертекстовые системы и мультимедиа. WWW 8. Информационные ресурсы Internet/Intranet 9. Инструментальные средства WWW. 10. Введение в базы данных (БД) 11. Реляционный подход к организации БД 12. Проектирование реляционных БД 13. Системы управления базами данных (СУБД) 14. Язык SQL. 15. СУБД в архитектуре «клиент-сервер» 16. Распределенные БД. Всего
Лекции Практика 2 2 4 4 4 2 2 4 4 4 2 4 4 4 4 2 52
2 2 2 2 2 2 2 2 4 2 2 2 2 2 2 2 34
3. СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ КУРСА 3.1. Характеристики информационного обеспечения (ИО): ИО в составе разнородных информационных систем и бизнес- процессов. Базовые характеристики и существенные особенности ИО (по классам систем). Эволюция ИО и распространенных точек зрения на данный предмет. Общие тенденции и ключевые направления развития ИО. 3.2. Общий состав ИО: входная, хранимая, выходная информация. Виды информации, форматы, машинные носители. Классификация компонентов ИО. Структурное разнообразие хранимой информации: файловые системы, гипертекстовые системы; базы данных и знаний. 3.3. Выходная информация. Формы представления выходной информации. Печатные документы, видеоформаты, аудиоинформация и другие формы сообщений. Мультимедиа и гипермедиа. 3.4. Входная информация. Языки и средства ввода данных: клавишные устройства, сканеры, сенсорные экраны, видео- и аудио-ввод. Штрих- коды и другие формы представления исходных данных. Общие тенденции и прогнозы развития средств ввода данных.
3.5. Хранимая информация. Обзор форматов. Современные виды носителей, программы и форматы данных. История, состояние и тенденции развития информационной базы и инструментальных средств ее ведения. Классификация хранимой информации по ряду признаков. Оценка сфер применения распространенных структур. Объектно-ориентированные БД; распределенные БД; коммерческие БД; базы знаний и другие методы представления знания; интеллектуальные информационные системы . 3.6. Файловые системы: Структуры файлов . Именование файлов . Защита файлов . Режим многопользовательского доступа . Области применения файлов. Файловые архивы Internet и порядок их использования. Общие требования к файловым архивам общего пользования. 3.7. Гипертекстовые системы и мультимедиа. Базовые понятия и обзор современных форматов. Гипермедиа и Web- структуры. 3.8. Информационные ресурсы Internet/Intranet. Обзор ресурсов и видов сервиса Internet/Intranet. Распространенные стандарты и системные соглашения. Web - структуры (сайты, странички, порталы) и их характеристики. 3.9. Инструментальные средства WWW. CASE - средства, специальные редакторы, скриптовые языки и описания Web- страниц. Основы HTML . Примеры Web- сайтов и порядок их разработки. 3.10. Введение в базы данных (БД): общие понятия, история явления, Ранние подходы к организации БД. Достоинства и недостатки ранних систем Манипулирование данными Ограничения целостности. Жизненный цикл БД; уровни моделей и этапы проектирования БД: инфологическое моделирование; даталогическое моделирование; проектирование на физическом уровне; средства и методы проектирования БД; организация процессов обработки данных в БД; языковые средства современных СУБД. Основные особенности систем, основанных на инвертированных списках Сруктуры данных Манипулирование данными 3.11. Реляционный подход к организации БД. Основные концепции и термины . Базовые понятия реляционных баз данных . Реляционная модель данных : Общая характеристика. Целостность сущности и ссылок Тип данных. Домен. Схема отношения, схема базы данных . Кортеж, отношение. Фундаментальные свойства отношений: отсутствие кортежей-дубликатов, упорядоченности кортежей, упорядоченности атрибутов, атомарность значений атрибутов. Базисные средства манипулирования реляционными данными. Реляционная алгебра : общая интерпретация реляционных операций, замкнутость реляционной алгебры и операция переименования, особенности теоретико-множественных операций реляционной алгебры,
специальные реляционные операции Реляционное исчисление: кортежные переменные и правильно построенные формулы, целевые списки и выражения реляционного исчисления 3.12. Проектирование реляционных БД: Проектирование с использованием нормализации. Вторая-пятая нормальные формы. Семантическое моделирование данных, ER-диаграммы. 3.13. Системы управления базами данных (СУБД); Типовая организация СУБД. Системы на инвертированных списках, иерархические и сетевые СУБД, реляционные СУБД; СУБД, поддерживающие базы данных на инвертированных файлах; Основные функции СУБД . Непосредственное управление данными во внешней памяти Управление буферами оперативной памяти Управление транзакциями Журнализация Поддержка языков БД Типовая организация современной СУБД Пример: System R 3.14. Язык SQL.Функции и основные возможности. SEQUEL/SQL СУБД System R. Запросы и операторы манипулирования данными: операторы определения и манипулирования схемой БД, определения ограничений целостности и триггеров, представления базы данных, определение управляющих структур, авторизация доступа к отношениям и их полям, точки сохранения и откаты транзакции. Встроенный SQL . Динамический SQL . Стандартизация SQL Компиляторы SQL. Проблемы оптимизации 3.15. СУБД в архитектуре «клиент-сервер». Открытые системы Клиенты и серверы локальных сетей Системная архитектура «клиент-сервер» Серверы баз данных Принципы взаимодействия между клиентскими и серверными частями Преимущества протоколов удаленного вызова процедур Типичное разделение функций между клиентами и серверами Требования к аппаратным возможностям и базовому программному обеспечению клиентов и сервером. 3.16. Распределенные БД.Разновидности распределенных систем Распределенная система управления базами данных System R* Именование объектов и организация распределенного каталога Распределенная компиляция запросов Управление транзакциями и синхронизация. Интегрированные или федеративные системы и мультибазы данных Системы баз данных, основанные на правилах . Экстенсиональная и интенсиональная части базы данных.Активные базы данных Дедуктивные базы данных
4. БИБЛИОГРАФИЯ Основная литература Васкевич. Д. Стратегии "клиент-сервер". Руководство по выживанию для специалистов по реорганизации бизнеса. - Киев: Диалектика, 1996. Грабер . Введение в SQL. "Бином" М, 1996. Дейт К. Введение в системы баз данных. "Диалектика". Киев-Москва, 1998 Джексон Г. Проектирование реляционных баз данных для использования с микроЭВМ. -М.: Мир, 1991.-252 с. Диго С. Проектирование и использование баз данных, М.: ФиС, 1995 Дополнительная литература * Атре Ш. Структурный подход к организации баз данных. - М.: Финансы и статистика, 1983. - 320 с. Бойко В.В., Савинков В.М. Проектирование баз данных информационных систем. - М.: Финансы и статистика, 1989. - 351 с. Кириллов В.В. Структуризованный язык запросов (SQL). - СПб.: ИТМО, 1994.-80 с. Мартин Дж. Планирование развития автоматизированных систем. - М.: Финансы и статистика, 1984. - 196 с. Хансен Г., Хансен Дж. Базы данных. Разработка и управление - М.: Бином, 1999,699с. Шемакин Ю.И., Романов А.А. Компьютерная семантика.- М.: НОЦ "Школа Китайгородской", 1995.-344 с. Мейер М. Теория реляционных баз данных. - М.: Мир, 1987. - 608 с. Тиори Т., Фрай Дж. Проектирование структур баз данных. В 2 кн., - М.: Мир, 1985. Кн. 1.-287 с: Кн. 2.-320 с. Ульман Дж. Базы данных на Паскале. - М.: Машиностроение, 1990. - 386 с. Хаббард Дж. Автоматизированное проектирование баз данных. - М.: Мир, 1984.-294 с.
Олле Т.В. Предложения КОДАСИЛ по управлению базами данных." М.: Финансы и статистика, 1981.-286 с. Цикритизис Д., Лоховски Ф. Модели данных. - М.: Финансы и статистика, 1985.-344 с. Энциклопедия по информатике /Под ред. Д.А.Поспелова. - М: Просвещение, 1994.
Составил: доцент кафедры систем автоматизации
Б.Г.Новокрещин
Программа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры систем автоматизации СибГИУ Протокол № 6 от 19 февраля 2002 года. Зав. кафедрой систем автоматизации
С.М.Кулаков
СОГЛАСОВАНО Зав. кафедрой металлургии и технологии сварочного производства
С.Г.Рудаков