Модели данных. БД. СУБД

1. Данные и информация. Понятия «информация», «данные». Понятие «данные» в концепции баз данных. Основные этапы эволюции систем обработки данных. Основные отличия в концепциях обработки данных разных этапов. Основные концепции обработки данных: концепция файловой системы, концепция баз данных, концепция объектно-ориентированных баз данных. Методы обработки данных: подзадачный метод, метод баз данных, метод объектно-ориентированных баз данных.

2. Модели данных (МД). Понятие о модели данных. Принцип описания МД. Средства описания МД. Результат моделирования. Описание модели данных: структурная часть, целостная часть, манипуляционная часть.

3. Классификация моделей данных: объектные модели данных, модели данных на основе записей, физические модели данных. Объектные модели данных: ER-модель, объектно-ориентированную модель. Модели данных на основе записей: теоретико-графовые (ТГ) и теоретико-множественные (ТМ) модели данных. Физическая модель данных. Инфологические модели. Даталогические модели.

4. Сетевые модели данных. Описание сетевой модели данных: структурная часть, целостная часть, манипуляционная часть. Структурная часть сетевой модели данных: элемент, агрегат данных, запись, групповое отношение, диаграмма Бахмана, множество операций. Управляющая часть: навигационные операции и операции модификации. Взаимосвязи в модели. Примеры.

5. Иерархические модели данных. Описание иерархической модели данных: структурная часть, целостная часть, манипуляционная часть. Структурная часть иерархической модели данных: сегмент и поле, множество операций. Управляющая часть иерархической модели данных: языковые средства описания данных (ЯОД) и средства манипулирования данными (ЯМД). Взаимосвязи в модели. Примеры.

6. Реляционные модели данных. Описание реляционной модели данных: структурная часть, целостная часть, манипуляционная часть. Структурная часть реляционной модели: домен, атрибут отношения, отношение, степень (или -арностью) отношения, мощностью отношения. Свойства отношений. Целостная часть реляционной модели: первичный ключ, внешний ключ, целостность объектов, ссылочная целостная. Виды связей. Взаимосвязи в модели. Примеры.

7. Типы моделей данных: реляционные, иерархические, сетевые. Сравнительная характеристика указанных моделей.

8. Реляционная алгебра, основанная на теории множеств. Реляционный оператор f. Замкнутость реляционной алгебры. Полнота реляционной алгебры. Теоретико-множественные операторы: Объединение, Пересечение, Вычитание, Декартово произведение. Специальные реляционные операторы: Выборка, Проекция, Селекция, Соединение, Естественное соединение, Θ-соединение, Деление. Две дополнительные алгебраические операции – расширения и подведения итогов. Примеры. Свойства основных операций реляционной алгебры и ограничения их выполнения.

9. Реляционное исчисление кортежей. Область определения переменной. Оператор RANGE. Правильно построенные формулы.

10. Реляционное исчисление доменов. Область определения переменной. Доменные переменные. Предикат. Условия членства. Правильно построенные формулы.

11. Понятие базы данных. Классификация баз данных. Типология БД. Документальные БД. Фактографические БД. Гипертекстовые и мультимедийные БД. Объектно-ориентированные БД. Распределенные БД. Коммерческие БД. Отличия.

12. Типы баз данных в зависимости от типа используемой модели данных. Основные структуры. Отношения между объектами.

13. Сравнительная характеристика основных типов (иерархическая, реляционная, сетевая) баз данных.

14. Функции и содержимое компонентов обработки БД. Системы управления базами данных. Основные функции СУБД. Классификация СУБД. Обзор возможностей и особенностей различных СУБД. Сравнение СУБД.

15. Банк данных (БнД). Состав банка данных. Отличительные особенности банков данных. Состав и структура банка данных. Назначение основных компонентов банка данных. Классификация БнД.

16. Системы автоматизации разработки и проектирования приложения. CASE-системы. Парадигма "методология – метод – нотация – средство". Классификация CASE-систем. Основные виды и последовательность работ, рекомендуемые при построении логических моделей предметной области в рамках CASE-технологии. CASE-система ERwin. Два вида моделей в ERWin: логическая (Logical) и физическая (Physical). Принципы построения ER-диаграммы в ERwin. Особенности построения ER-диаграмм с использованием среды ERWin. Модификация ER-диаграмм. Преимущества использования ER-моделирования.

17. Теория реляционных баз данных. Основные требования к реляционной таблице. 12 правил Е.Ф. Кодда. Метаданные.

18. Теория реляционных баз данных. Понятие таблицы (отношения), поля, записи, домена, ключа (первичного, составного первичного и внешнего). Концептуальная схема БД.

19. Теория реляционных баз данных. Понятие главной и дочерней таблиц. Первичные и внешние ключи атрибутов данных. Виды отношений между таблицами.

20. Теория реляционных баз данных. Понятие ссылочной целостности. Сортировка записей. Индексы и индексирование. Прямая и инвертированная формы индекса. Методы поиска. Примеры.

21. Теория реляционных баз данных. Типы полей таблиц. Ограничения, накладываемые на имена полей. Свойства полей в зависимости от типа данных поля.

22. Концептуальные модели данных. Модель «сущность-связь» (ER-модель). Сущности, атрибуты, связи. Сущности-связи и мощности связей. Примеры. ER-диаграмма. Нотации (изобразительные средства) и методики построения ER-моделей. Нотации представления ER-модели. Нотации IDEF1X, IE.

23. Функциональная модель IDEF0. Графический язык модели. Примеры. Диаграмма потоков данных (DFD). Графический язык диаграммы. Примеры.

24. Многоуровневое представление данных БД. Концепция трех схем. Предметная область. Инфологическая модель данных. Даталогическая модель данных. Физическая модель данных.

25. Проектирование баз данных. Полный цикл проектирования базы данных.

26. Этап анализа предметной области (ПО) при проектировании БД. Концептуальная модель ПО. Требования к концептуальной модели. Основные компоненты концептуальной модели.

27. Этап логического проектирования при проектировании БД. Логическая модель предметной области. Алгоритм перехода от базовой ER-модели к схеме реляционной базы данных.

28. Нормализация баз данных. Аномалии модификации данных. Понятие нормальной формы. Понятие функциональной зависимости. Понятие ключа. Полная и частичная функциональная зависимость. Правила вывода (аксиомы Армстронга).

29. Нормализация отношений. 1НФ. 2НФ. 3НФ. Примеры. Приведение модели к требуемому уровню нормальной формы.

30. Нормализация отношений. Нормальная форма Бойса-Кодда (НФБК). 4НФ. Проективно-соединительная нормальная форма (5НФ). Примеры. Приведение модели к требуемому уровню нормальной формы.

31. Нормальные формы отношений. Алгоритм нормализации отношений.

32. Этап физического проектирования при проектировании БД. Физическое описание модели.

33. Жизненный цикл баз данных. Этапы жизненного цикла базы данных.

34. Технологии работы с базой данных в многопользовательском режиме: централизованная архитектура; архитектура "файл-сервер"; архитектура "клиент-сервер". Разграничение функций между сервером и клиентом при использовании технологии "клиент-сервер". Трехзвенная архитектура "клиент-сервер".

35. Информационные системы по характеру преобладающей обработки информации. Организация процессов обработки данных в БД. Ограничения целостности. Технология оперативной обработки транзакции (ОLТР-технология). ОLАР-технология. Сравнение систем типа OLTP и OLAP.

36. Понятие транзакции. Модели транзакций.

37. Администрирование баз данных. Функции и принципы администрирования баз данных. Управление доступом к ресурсам и целостность БД. Защита базы данных. Идентификация пользователей. Проверка и назначение полномочий и представлений данных пользователей. Обслуживание и восстановление базы данных. Источники отказов и сбоев. Резервное копирование данных. Процедуры восстановления.

38. Проблема создания и сжатия больших информационных массивов, информационных хранилищ и складов данных. Фрактальные методы в архивации.

Дата добавления: 2015-05-10