Введение в реляционные базы данных

В курсе излагаются основные понятия и методы организации реляционных баз данных и манипулирования ими, а также описываются базовые подходы к проектированию реляционных баз данных. Вводится понятие реляционной модели данных, обсуждаются структурная, манипуляционная и целостная составляющие модели. Обсуждаются важные аспекты теории баз данных, связанные с функциональными зависимостями. Описываются процесс проектирования реляционных баз данных на основе принципов нормализации, а также подходы к проектированию реляционных баз данных с использованием диаграммных семантических моделей данных.
Студентов 4 Для специалистов
Записаться
Объём
36 час.
Длительность
30 дней
Нагрузка
6 час.
Формат обучения
Дистанционно (самостоятельно)
Описание Этот курс рассматривает теоретические основы и практические методы работы с реляционными базами данных. Материал охватывает эволюцию систем управления данными и глубокое изучение реляционной модели, включая реляционную алгебру и исчисление. Особое внимание уделяется проектированию баз данных: от анализа функциональных зависимостей и процесса нормализации до использования визуальных семантических моделей. Курс будет полезен начинающим разработчикам, системным аналитикам и специалистам, стремящимся систематизировать знания в области архитектуры данных. Изложение строится на классических подходах, что позволяет сформировать надежную базу для работы с современными СУБД.
Цели
  • Сформировать понимание принципов функционирования и структуры реляционных моделей данных.
  • Развить умение применять методы нормализации для проектирования эффективных схем баз данных.
  • Систематизировать знания о средствах манипулирования данными и теоретических основах реляционной алгебры.
  • Подготовить к использованию семантических моделей для описания предметных областей.
Чему я научусь?
  • Проектировать логические схемы реляционных баз данных на основе принципов нормализации.
  • Использовать реляционную алгебру и исчисление для описания операций с данными.
  • Разрабатывать ER-диаграммы и диаграммы классов UML для моделирования информационных систем.
  • Анализировать функциональные зависимости для предотвращения избыточности и аномалий в данных.

Авторы

Кузнецов Сергей Дмитриевич
Доктор технических наук, профессор факультета ВМиК МГУ, профессор ФУПМ МФТИ.
Чему я научусь?
  • Проектировать логические схемы реляционных баз данных на основе принципов нормализации.
  • Использовать реляционную алгебру и исчисление для описания операций с данными.
  • Разрабатывать ER-диаграммы и диаграммы классов UML для моделирования информационных систем.
  • Анализировать функциональные зависимости для предотвращения избыточности и аномалий в данных.

Учебный план

№ Занятия
Экзамен экстерном Внимание! Экзамен экстерном не обязательный для сдачи. При желании вы можете его пройти, если хотите подтвердить свои знания по данному курсу без его изучения или поверить свои знания по нему. Экзамен экстерном можно сдать только один раз.
1 Эволюция устройств внешней памяти и программных систем управления данными В этой вводной лекции мы, прежде всего, обсудим предпосылки появления в компьютерах устройств внешней памяти, а... В этой вводной лекции мы, прежде всего, обсудим предпосылки появления в компьютерах устройств внешней памяти, а также обоснуем принципиальную важность дисковых устройств с подвижными магнитными головками для организации информационных систем. Далее будут рассмотрены особенности организации и основное функциональное назначение одного из ключевых компонентов современных операционных систем – систем управления файлами. Наконец, в третьем разделе лекции мы покажем, почему возможностей файловых систем недостаточно для создания информационных программных систем. Будет продемонстрировано, что естественные требования информационных систем к средствам управления данными во внешней памяти приводят к необходимости наличия систем управления базами данных (СУБД). В ходе этого анализа будут определены основные черты, которыми должны обладать СУБД. ещё
Эволюция устройств внешней памяти и программных систем управления данными тест для курса Введение в реляционные базы данных 25 мин
2 Введение в реляционную модель данных "В этом курсе, главным образом, обсуждаются различные аспекты реляционных баз данных. Принято считать, что реляционный подход... "В этом курсе, главным образом, обсуждаются различные аспекты реляционных баз данных. Принято считать, что реляционный подход к организации баз данных был заложен в конце 1960-х гг. Эдгаром Коддом. В последние десятилетия этот подход является наиболее распространенным (с оговоркой, что в называемых в обиходе реляционными системах баз данных, основанных на языке SQL, в действительности нарушаются некоторые важные принципы классического реляционного подхода). Достоинствами реляционного подхода принято считать следующие свойства: реляционный подход основывается на небольшом числе интуитивно понятных абстракций, на основе которых возможно простое моделирование наиболее распространенных предметных областей ещё
Введение в реляционную модель данных тест для курса Введение в реляционные базы данных 25 мин
3 Базисные средства манипулирования реляционными данными: реляционная алгебра Кодда "В предыдущей лекции упоминались три составляющих реляционной модели данных. Две из них – структурную и целостную... "В предыдущей лекции упоминались три составляющих реляционной модели данных. Две из них – структурную и целостную части – мы рассмотрели более или менее подробно, а манипуляционной части реляционной модели данных посвящается эта и следующие две лекции. Мы уделяем данной теме такое большое внимание, поскольку понимание формальных механизмов манипулирования реляционными данными исключительно важно для понимания технологии баз данных вообще. В этой лекции после небольшого введения будет рассмотрен вариант реляционной алгебры, предложенный Кристофером Дейтом около 15 лет тому назад. Мне этот вариант алгебры кажется наиболее понятным, хотя предлагаемый набор операций несколько избыточен. В следующей лекции мы обсудим новый ""минимальный"" вариант алгебры, предложенный Дейтом и Дарвеном в конце 1990-х гг. Возможно, новая алгебра не очень практична, но зато красива и элегантна. После этого в лекции 5 мы перейдем к реляционному исчислению, достаточно подробно рассмотрим один из вариантов реляционного исчисления кортежей и кратко обсудим особенности исчисления доменов." ещё
Базисные средства манипулирования реляционными данными: реляционная алгебра Кодда тест для курса Введение в реляционные базы данных 25 мин
4 Базисные средства манипулирования реляционными данными: алгебра A Дейта и Дарвена "В этой лекции мы обсудим новый ""минимальный"" вариант алгебры, предложенный несколько лет тому назад Дейтом и... "В этой лекции мы обсудим новый ""минимальный"" вариант алгебры, предложенный несколько лет тому назад Дейтом и Дарвеном. Как уже отмечалось в предыдущей лекции, возможно, новая алгебра не очень практична, но зато красива и элегантна." ещё
Базисные средства манипулирования реляционными данными: алгебра A Дейта и Дарвена тест для курса Введение в реляционные базы данных 25 мин
5 Базисные средства манипулирования реляционными данными: реляционное исчисление Эта лекция завершает цикл лекций, посвященных манипуляционному аспекту реляционной модели данных. Материал лекции интересен и сам... Эта лекция завершает цикл лекций, посвященных манипуляционному аспекту реляционной модели данных. Материал лекции интересен и сам по себе, поскольку демонстрирует, насколько аппарат математической логики упрощает формулировку запросов к базам данных. ещё
Базисные средства манипулирования реляционными данными: реляционное исчисление тест для курса Введение в реляционные базы данных 25 мин
6 Элементы теории реляционных баз данных: функциональные зависимости и декомпозиция без потерь Эта и две следующие лекции посвящены вопросам теории реляционных баз данных. Поскольку все направление реляционного подхода... Эта и две следующие лекции посвящены вопросам теории реляционных баз данных. Поскольку все направление реляционного подхода к организации баз данных является сугубо практическим, эта теория, главным образом, прагматическая. Основная проблема, на решение которой направлена теория реляционных баз данных, состоит в обнаружении полезных свойств некоторых схем баз данных и выработке способов построения таких схем. Принято кратко называть эту проблему проблемой проектирования реляционных баз данных. ещё
Элементы теории реляционных баз данных: функциональные зависимости и декомпозиция без потерь тест для курса Введение в реляционные базы данных 25 мин
7 Проектирование реляционных баз данных на основе принципов нормализации: первые шаги нормализации "Эта лекция открывает серию из четырех лекций, посвященных проектированию реляционных баз данных. В данной лекции речь... "Эта лекция открывает серию из четырех лекций, посвященных проектированию реляционных баз данных. В данной лекции речь пойдет о нормализации схем отношений с учетом только функциональных зависимостей между атрибутами отношений. Эти ""первые шаги"" нормализации позволяют получить схему базы данных, в которых все переменные отношений находятся в нормальной форме Бойса-Кодда, обычно расцениваемой удовлетворительной для большей части приложений." ещё
Проектирование реляционных баз данных на основе принципов нормализации: первые шаги нормализации тест для курса Введение в реляционные базы данных 25 мин
8 Проектирование реляционных баз данных на основе принципов нормализации: дальнейшая нормализация "В этой лекции мы обсудим два более сложных вида зависимостей между атрибутами отношений – многозначные зависимости... "В этой лекции мы обсудим два более сложных вида зависимостей между атрибутами отношений – многозначные зависимости и зависимости проекции/соединения, а также основанные на учете таких зависимостей нормальные формы отношений. Основанная на учете зависимости проекции/соединения пятая нормальная форма отношения является ""окончательной"" нормальной формой, которую можно получить путем декомпозиции отношений на основе их проецирования." ещё
Проектирование реляционных баз данных на основе принципов нормализации: дальнейшая нормализация тест для курса Введение в реляционные базы данных 25 мин
9 Проектирование реляционных баз данных с использованием семантических моделей: ER-диаграммы "В этой и следующей лекциях обсуждаются подходы к проектированию реляционных баз данных на основе использования семантических... "В этой и следующей лекциях обсуждаются подходы к проектированию реляционных баз данных на основе использования семантических моделей данных. Лекции обеспечивают начальный уровень знаний в этой области и не заменяют книг, целиком посвященных данной теме. Настоящая лекция посвящена общему введению в семантические модели данных и краткому рассмотрению диаграммной семантической модели ""Сущность-Связь"". Анализируются стандартные приемы преобразования концептуальной схемы базы данных, представленной в терминах ER-модели, в реляционную схему." ещё
Проектирование реляционных баз данных с использованием семантических моделей: ER-диаграммы тест для курса Введение в реляционные базы данных 25 мин
10 Проектирование реляционных баз данных с использованием семантических моделей: диаграммы классов языка UML В этой лекции мы обсудим основные понятия диаграмм классов языка UML и возможности применения этой диаграммной... В этой лекции мы обсудим основные понятия диаграмм классов языка UML и возможности применения этой диаграммной модели для проектирования реляционных баз данных. Кроме того, в лекции будет кратко рассмотрен язык объектных ограничений OCL и приведены примеры формулировок на языке OCL ограничений целостности в терминах концептуальной схемы базы данных. ещё
Проектирование реляционных баз данных с использованием семантических моделей: диаграммы классов языка UML тест для курса Введение в реляционные базы данных 25 мин
Тренировочный экзамен Внимание! Тренировочный экзамен экстерном не обязательный для сдачи. При желании вы можете его пройти, если хотите проверить свои знания курса перед сдачей экзамена. Тренировочный экзамен можно сдавать сколько угодно один раз.
Экзамен
^