БАЗИ ДАНИХ - Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)

Реквізити навчальної дисципліни

Програма навчальної дисципліни

Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання

Силабус освітнього компонента «Бази даних» складено відповідно до освітньої програми підготовки бакалаврів «Інтегровані інформаційні системи» спеціальності 126 – Інформаційні системи та технології.

Мета навчальної дисципліни

Формування та закріплення у студентів наступних компетентностей: (КЗ2) Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях; (КЗ3) Здатність до розуміння предметної області та професійної діяльності; (КС4) Здатність проектувати, розробляти та використовувати засоби реалізації інформаційних систем, технологій та інфокомунікацій (методичні, інформаційні, алгоритмічні, технічні, програмні та інші); (КС6) Здатність використовувати сучасні інформаційні системи та технології (виробничі, підтримки прийняття рішень, інтелектуального аналізу даних та інші), методики й техніки кібербезпеки під час виконання функціональних завдань та обов’язків.; (КС10) Здатність вибору, проектування, розгортання, інтегрування, управління, адміністрування та супроводжування інформаційних систем, технологій та інфокомунікацій, сервісів та інфраструктури організації.

Предмет навчальної дисципліни

Основні поняття реляційної теорії, введення в реляційні бази даних, інфологічна модель, даталогічна модель, реляційні системи управління базами даних SQL на прикладі Oracle Databases.

Програмні результати навчання, на формування та покращення яких спрямована дисципліна:

(ПРН3) Використовувати базові знання інформатики й сучасних інформаційних систем та технологій, навички програмування, технології безпечної роботи в комп'ютерних мережах, методи створення баз даних та інтернет-ресурсів, технології розроблення алгоритмів і комп’ютерних програм мовами високого рівня із застосуванням об’єктно-орієнтованого програмування для розв’язання задач проектування і використання інформаційних систем та технологій; (ПРН6) Демонструвати знання сучасного рівня технологій інформаційних систем, практичні навички програмування та використання прикладних і спеціалізованих комп’ютерних систем та середовищ з метою їх запровадження у професійній діяльності.

Пререквізити та постреквізити дисципліни (місце в структурно-логічній схемі навчання за відповідною освітньою програмою)

Пререквізити

Вміти користуватися комп’ютером на рівні адміністратора, вміти працювати з віртуальними машинами (створювати, налаштовувати, модифікувати), базові знання в області теорії множин, вміти будувати Use-Case моделі для подальшої можливості аналізувати та прогнозувати майбутній функціонал застосування для якого, власне, і буде проєктуватися будь-яка реляційна база даних.

Постреквізити

Проєктування та реалізація реляційних БД на реляційних СУБД. Після проходження дисципліни студенти зможуть відтворити базові етапи створення реляційних баз даних, а саме виконувати аналіз предметної області, будувати інфологічну або концептуальну модель предметної області, трансформувати концептуальну модель у фізичну модель бази даних, застосовувати нормалізації таблиць та формалізацію зв’язків. Писати скрипти (розділ DDL мови SQL) для фізичної моделі даних під реляційну СУБД Oracle Database 11g/18c. Виконувати прості SQL запити до створеної бази даних.

Зміст навчальної дисципліни

Очна форма

Лекційні заняття

• Розділ 1. Загальні положення
• Розділ 2. Реляційні бази даних. Введення
• Розділ 3. Моделювання реляційної бази даних
• Розділ 4. Введення в мову SQL.
• Розділ 5. Реляційна СУБД на прикладі серверу Oracle Database 11g XE.
• Розділ 6. Введення в механізми роботи реляційних баз даних.
• Розділ 7. Багато табличні запити мови SQL.

Лабораторні заняття

1. Аналіз предметної області.
2. Інфологічна модель даних.
3. Побудова даталогічної моделі даних.
4. Розгортання реляційної СУБД на віртуальній машині.
5. Фізичне проєктування реляційної бази даних.
6. Фізична реалізація реляційної бази даних.
7. Реалізація складних запитів в рамках SQL команд підмов DML та DQL.

Заочна форма

Лекційні заняття

• Розділ 1. Загальні положення
• Розділ 2. Моделювання реляційної бази даних
• Розділ 3. Введення в мову SQL.

Лабораторні заняття

1. Аналіз предметної області.
2. Інфологічна модель даних.
3. Побудова даталогічної моделі даних.
4. Фізичне проєктування реляційної бази даних.

Навчальні матеріали та ресурси

Базова література

1. Дейт К. Дж. Введение в системы баз данных — 8-е изд. — М.: Вильямс, 2005. — 1328 с.
2. Кузнецов С. Д. Основы баз данных. — 2-е изд. — М.: Интернет-Университет Информационных Технологий; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. — 484 с.
3. Ребекка Райордан - Основы реляционных баз данных, 2001
4. Гарсиа-Молина Г., Ульман Дж., Уидом Дж. Системы баз данных. Полный курс. — М.: Вильямс, 2003. — 1088 с.

Допоміжна література

1. Санжей Мишра, Алан Бьюли. Секреты Oracle SQL. – Символ Плюс. – 2006.
2. Стерн Д., Гринвальд Р., Стаковьяк Р. Oracle 11g. Основы, 4-е издание. – Символ Плюс. – 2009.
3. Ицик Бен-Ган - Microsoft SQL Server 2008. Основы T-SQL. – БХВ П.: - 2009.
4. Кайт Том. Oracle для профессионалов: архитектура и методики программирования. 3-е изд.: Пер. с англ. – М.: ООО «И.Д.Вильямс», 2016. – 960 с.
5. SQL. Сборник рецептов. – Пер. с англ. – Спб: Символ-Плюс, 2009. – 672 с.
6. Вьескас Джон - SQL-запросы для простых смертных, 2003.
7. Грабер Мартин - SQL для простых смертных, 2014.

Навчальний контент

Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Очна форма

Лекційні заняття

Лабораторні заняття

Заочна форма

Лекційні заняття

Лабораторні заняття

Самостійна робота студента/аспіранта

Очна форма

Заочна форма

Політика та контроль

Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Система вимог, які ставляться перед студентом:

• відвідування лекційних та лабораторних занять є обов’язковою складовою вивчення матеріалу;
• на лекції викладач користується власним презентаційним матеріалом; відпрацьовує практичну частину на віртуальній машині з встановленою відповідною РСУБД; використовує гугл-диск для викладання матеріалу поточної лекції, додаткових ресурсів, лабораторних робіт та інше; викладач відкриває доступ до певної директорії гугл-диска для скидання електронних лабораторних звітів та відповідей на МКР;
• на лекції заборонено відволікати викладача від викладання матеріалу, усі питання, уточнення та ін. студенти задають в кінці лекції у відведений для цього час;
• лабораторні роботи захищаються у два етапи – перший етап: студенти виконують завдання на допуск до захисту лабораторної роботи; другий етап – захист лабораторної роботи. Бали за лабораторну роботу враховуються лише за наявності електронного звіту;
• модульні контрольні роботи пишуться на лекційних заняттях без застосування допоміжних засобів (мобільні телефони, планшети та ін.); результат пересилається у файлі до відповідної директорії гугл-диску;
• заохочувальні бали виставляються за: активну участь на лекціях; участь у факультетських та інститутських олімпіадах з навчальних дисциплін, участь у конкурсах робіт, підготовка оглядів наукових праць; презентацій по одній із тем СРС дисципліни тощо. Кількість заохочуваних балів не більше 10;
• штрафні бали виставляються за: невчасну здачу лабораторної роботи. Кількість штрафних балів не більше 10.

Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)

Рейтинг студента з дисципліни складається з балів, що він отримує за:

• виконання контрольних робіт (5 експрес-контрольних на лабораторних заняттях);
• виконання та захист 7 лабораторних робіт;
• виконання 2 модульних контрольних робіт (МКР);
• заохочувальні та штрафні бали.

Система рейтингових балів та критерії оцінювання

Експрес-контрольні роботи

• «відмінно» – повна відповідь (не менше 90% потрібної інформації) – 5 балів;
• «добре» – достатньо повна відповідь (не менше 75% потрібної інформації) або повна відповідь з незначними недоліками – 4 балів;
• «задовільно» – неповна відповідь (не менше 60% потрібної інформації) та незначні помилки – 1-3 бали;
• «незадовільно» – відповідь не відповідає вимогам до «задовільно» – 0 балів.

Лабораторні роботи

• «відмінно», повна відповідь на питання під час захисту (не менш ніж 90% потрібної інформації) та оформлений належним чином електронний протокол до лабораторної роботи – 10/9 балів;
• «добре», достатньо повна відповідь на питання під час захисту (не менш ніж 75% потрібної інформації) та оформлений належним чином електронний протокол до лабораторної роботи – 8/7 бали;
• «задовільно», неповна відповідь на питання під час захисту (не менш ніж 60% потрібної інформації), незначні помилки та оформлений належним чином електронний протокол до лабораторної роботи – 6/4 бал;
• «незадовільно», незадовільна відповідь та/або не оформлений належним чином електронний протокол до лабораторної роботи – 0/3 балів.

За кожне заняття запізнення з поданням лабораторної роботи до захисту від встановленого терміну оцінка знижується на 1 бал.

Модульні контрольні роботи

• «відмінно», повна відповідь (не менш ніж 90% потрібної інформації) – 9-10 балів;
• «добре», достатньо повна відповідь (не менш ніж 75% потрібної інформації), або повна відповідь з незначними помилками – 7-8 балів;
• «задовільно», неповна відповідь (але не менш ніж 60% потрібної інформації) та незначні помилки – 5-6 бали;
• «незадовільно», незадовільна відповідь (неправильний розв’язок задачі), потребує обов’язкового повторного написання в кінці семестру – 0-4 балів.

Заохочувальні бали

• за виконання творчих робіт з кредитного модуля (наприклад, участь у факультетських та інститутських олімпіадах з навчальних дисциплін, участь у конкурсах робіт, підготовка оглядів наукових праць тощо); за активну роботу на лекції (питання, доповнення, зауваження за темою лекції, коли лектор пропонує студентам задати свої питання) 1-2 бали, але в сумі не більше 10;
• презентації по СРС – від 1 до 5 балів.

Міжсесійна атестація

За результатами навчальної роботи за перші 7 тижнів максимально можлива кількість балів – 37 балів (2 лабораторні, МКР-1, 2 експрес-контрольні, 7 заохочувальних балів). На першій атестації (8-й тиждень) студент отримує «зараховано», якщо його поточний рейтинг не менший ніж 15 балів.

За результатами 13 тижнів навчання максимально можлива кількість балів – 53 балів (4 лабораторні, МКР-2, 2 експрес-контрольні, 13 заохочувальних балів). На другій атестації (14-й тиждень) студент отримує «зараховано», якщо його поточний рейтинг не менший ніж 25 балів.

Максимальна сума вагових балів контрольних заходів протягом семестру складає:

RD = 7*r_лаб+2*r_мкр+5*r_ек + (r_з - r_ш)=7*10+2*10+2*5+ (r_з - r_ш)=100 + (r_з - r_ш), де r_лаб – бал за лабораторну роботу (0…10); r_мкр – бал за написання МКР (0…10); r_ек – бал за написання експрес-контрольної роботи (0…5); r_з – заохочувальні бали за активну участь на лекціях, презентації, участь в олімпіадах, конкурсі роботи, наукові роботи за тематикою дисципліни (0…10); r_зш – штрафні бали.

Екзамен

Умовою допуску до екзамену є зарахування всіх лабораторних робіт, написання обох модульних контрольних робіт та стартовий рейтинг не менше 18 балів. За умови виконання всіх умов допуску до екзамену, передбачене автоматичне зарахування дисципліни при кількості балів 60 чи більше.

На екзамені студенти виконують письмову контрольну роботу. Кожен білет містить два теоретичних запитання (завдання) і два практичних завдання та одне тестове. Перелік теоретичних питань наведений у додатках 1 та 2. Кожне запитання (завдання) оцінюється у 10 балів.

У разі, якщо студент відмовляється від автоматичного зарахування дисципліни (бал не влаштовує студента), то студент пише 50-бальну роботу, причому стартовий бал буде прирівнений до 50.

Система оцінювання питань

• «відмінно», повна відповідь (не менше 90% потрібної інформації) – 9/10 балів;
• «добре», достатньо повна відповідь (не менше 75% потрібної інформації, або незначні неточності) – 8/7 балів;
• «задовільно», неповна відповідь (не менше 60% потрібної інформації та деякі помилки) – 2-6 балів;
• «незадовільно», незадовільна відповідь – 0/1 балів.

Сума набраних балів RD або балів за екзаменаційну роботу переводиться до залікової оцінки згідно з таблицею:

Таблиця 1. Переведення рейтингових балів до оцінок за університетською шкалою

Додаткова інформація з дисципліни (освітнього компонента)

• перелік теоретичних питань, які виносяться на семестровий контроль наведено в Додатку 1;
• на початку семестру викладач аналізує існуючі курси по тематиці дисципліни та пропонує пройти відповідні безкоштовні курси студентам. Після отриманням студентом сертифікату проходження дистанційних чи онлайн курсів за відповідною тематикою, викладач закриває відповідну частину курсу (лабораторні чи лекції) за попередньою домовленістю з групою.

Робочу програму навчальної дисципліни (Силабус):

Складено доцент кафедри інформаційних систем та технологій ФІОТ, к.т.н., Ульяницька Ксенія Олександрівна

Ухвалено кафедрою інформаційних систем та технологій ФІОТ (протокол № 21 від 29.06.2023 р.)

Погоджено Методичною комісією факультету (протокол № 11 від 29.06.2023 р.)

Додаток 1 - Перелік теоретичних питань на залік

1. Інформація та дані. Визначення, приклади.
2. Дані, моделі даних. Види моделей даних, що розглядалися в курсі.
3. Предметна область. Визначення, приклад. Інфологічна модель.
4. Інфологічна модель предметної області. Варіанти побудови моделі. Один варіант описати з прикладом.
5. Даталогічна модель. Визначення, варіанти побудови. Один варіант описати з прикладом.
6. База даних. Визначення, опис, наповнення. Приклад бази даних.
7. База даних. Правило трьох «НЕ». Приклади.
8. База даних. Визначення, опис, наповнення. Правило «НЕнадлишковості».
9. База даних. Визначення, опис, наповнення. Правило «НЕсуперечності».
10. База даних. Визначення, опис, наповнення. Правило «НЕзалежності від застосувань». Засоби досягнення даної незалежності.
11. Метадані – визначення. Трирівнева схема представлення метаданих.
12. Загальна схема утворення бази даних. Інфологічне проєктування – послідовність проєктування, результати проєктування.
13. Загальна схема утворення бази даних. Даталогічне проєктування – послідовність проєктування, результати проєктування.
14. Загальна схема утворення бази даних. Фізичне проєктування – послідовність проєктування, результати проєктування.
15. Фізичне проєктування бази даних. Фізична реалізація. Приклад.
16. Інфологічне проєктування. Концептуальне моделювання – визначення, модель, опис, приклад.
17. Інфологічне проєктування. Моделі локальних представлень.
18. Інфологічне проєктування. Обмеження цілісності в рамках інфологічного проєктування.
19. Даталогічне проєктування. Методи переходу від моделі предметної області до схеми бази даних.
20. Даталогічне проєктування. Створення схем відношень. Поняття «відношення» та «зв'язки».
21. Даталогічне проєктування. Нормалізація відношень. Три нормальні форми – визначення, приклади.
22. Нормалізація. Терміни нормалізації (атрибут, домен атрибуту, нормальна форма). 1НФ – визначення, приклад.
23. Нормалізація. Терміни нормалізації (кортеж, кардинальність, функціональна залежність). 2НФ – визначення, приклад.
24. Нормалізація. Терміни нормалізації (відношення, схема відношень). 3НФ – визначення, приклад.
25. Нормалізація. Терміни нормалізації (аномалія – перелічити, визначити). 4НФ – визначення, приклад.
26. Нормалізація. Терміни нормалізації (відношення, зв'язки – класифіація зв'язків). НФБК – визначення, приклад.
27. Системи управління базами даних. Визначення, схематичне представлення СУБД.
28. Типи баз даних. Реляційна база даних – принцип побудови.
29. Типи баз даних. Нереляційна база даних – принцип побудови.
30. Типи баз даних. BlockChain – загальні відомості, приклад.
31. Теорема САР. Визначення, пояснення виразу «лише 2». Належність різних типів БД до ребер «трикутника» теореми.
32. Нереляційні моделі даних. Види, визначення, приклади.
33. Реляційна СУБД – принцип побудови, визначення. ACID – визначення, приклади.
34. Нереляційні СУБД - принцип побудови, визначення. BASE – визначення, приклади.
35. Терміни реляційних база даних. Визначення, схема.
36. Реляційна модель даних. Реляційна база даних. (Визначення, зв'язок термінів, терміни реляційної теорії).
37. Повний цикл розробки реляційної бази даних. Визначення етапів.
38. Повний цикл розробки реляційної бази даних. Перелік етапів. Аналіз предметної області проєктування. Приклад.
39. Повний цикл розробки реляційної бази даних. Перелік етапів. Визначення вимог до проєкту. Опис вимог.
40. Повний цикл розробки реляційної бази даних. Перелік етапів. Інфологічне проєктування БД (перелік етапів, класифікація зв’язків).
41. Повний цикл розробки реляційної бази даних. Перелік етапів. Інфологічне проєктування БД (перелік етапів, класифікація сутностей).
42. Повний цикл розробки реляційної бази даних. Перелік етапів. Інфологічне проєктування БД (перелік етапів, класифікація атрибутів).
43. Повний цикл розробки реляційної бази даних. Перелік етапів. Інфологічне проєктування БД (коментарі результатів проєктування).
44. Нотація Чена. Визначення, застосування, опис позначень.
45. Повний цикл розробки реляційної бази даних. Перелік етапів. Даталогічне проєктування БД (алгоритм перетворення інфологічної моделі в даталогічну).
46. Даталогічне проєктування БД. Класифікація зв’язків відношень. Перетворення логічних зв’язків у фізичні зв’язки.
47. Даталогічне проєктування БД. Визначення обмежень цілісності. Приклади відповідних зв’язків.
48. 1НФ. Визначення, приклад приведення до 1НФ, методи приведення до 1НФ.
49. 2НФ. Визначення, приклад приведення до 2НФ, методи приведення до 2НФ.
50. 3НФ. Визначення, приклад приведення до 3НФ, методи приведення до 3НФ.
51. Денормалізація. Визначення, застосування, обмеження.
52. Правила Кодда. Принцип, визначення, історичні відомості.
53. Сучасне трактування реляційної моделі даних.
54. Класифікації зв’язків реляційної моделі даних. Рекурсивний зв’язок – приклад логічної та фізичної реалізації.
55. SQL. Визначення, терміни реляційної теорії (зв’язки, атрибути, ключі).
56. SQL. Визначення, класифікація SQL команд (перелік, застосування).
57. Основні етапи проєктування баз даних.
58. Які задачі вирішуютсья на етапі інфологічного проєктування?
59. Які задачі вирішуютсья на етапі логічного проєктування?
60. Які задачі вирішуютсья на етапі фізичного проєктування?
61. Дайте визначення поняттю «сутність».
62. Розрізніть поняття «типу» сутності від «елементу» сутності.
63. Дайте визначення поняттям «атрибут» та «домен атрибуту».
64. Чи є поняття «сутності» та «атрибуту» абсолютними?
65. Дайте визначення безумовному зв’язку в реляційній моделі. Приклад.
66. Дайте визначення умовному зв’язку в реляційній моделі. Приклад.
67. Дайте визначення біумовному зв’язку в реляційній моделі. Приклад.
68. Дайте визначення рекурсивному зв’язку в реляційній моделі. Повний приклад можливостей виникнення даного зв’язку.
69. Формалізуйте зв’язок 1:1.
70. Формалізуйте зв’язок 1:М.
71. Формалізуйте зв’язок М:N.
72. Дайте визначення стержневій сутності.
73. Дайте визначення асоціативній сутності.
74. Дайте визначення характеристичній сутності.
75. Дайте визначення сутності позначення.
76. Дайте визначення первинному ключу відношення.
77. Дайте визначення вторинному ключу відношення.
78. Дайте визначення функціональної залежності (повної та часткової) неключового атрибуту від складеного первинного ключа.
79. Дайте визначення транзитивній залежності.

[1] Методичною радою університету – для загальноуніверситетських дисциплін.