Предисловие

Тема 1. Основные понятия и особенности информационных систем с базами данных

• 1.1. Вычислительные задачи vs задачи управления данными (15мин.)
• 1.2. Принципиальные особенности программных систем, ориентированных на вычисления (15мин.)
• 1.3. Принципиальные особенности систем, ориентированных на работу с данными (31мин.)
• 1.4. Главные принципы организации систем, ориентированных на работу с данными (46мин.)
• Тест:  Основные понятия и особенности информационных систем с базами данных (20мин.)

Тема 2. Основные компоненты информационных систем с базами данных

• Тест:  Основные компоненты информационных систем с базами данных (10мин.)

Тема 3. Архитектура систем с базами данных. Понятие модели данных

• 3.1. Информация и данные (15мин.)
• 3.2. Уровни представления данных (46мин.)
• 3.3. Понятие модели данных (31мин.)
• Тест:  Архитектура систем с базами данных. Понятие модели данных (10мин.)

Тема 4. Инфологическое проектирование БД. Сущности, объекты, свойства, связи

• 4.1. Инфологическая модель предметной области (15мин.)
• 4.2. Основные понятия модели "Сущность-Связь" (46мин.)
• 4.3. Связи между сущностями (31мин.)
• 4.4. Степень связи и классы принадлежности связанных ею сущностей (62мин.)
• 4.5. Еще о сущностях, их свойствах и связях между ними (108мин.)
• 4.6. Задание для самостоятельной работы по проектированию ER-диаграммы предметной области (31мин.)
• Тест:  Инфологическое проектирование БД. Сущности, объекты, свойства, связи (78мин.)

Тема 5. Модели данных. Ранние подходы к организации баз данных

• Тест:  Модели данных. Ранние подходы к организации баз данных (10мин.)

Тема 6. Реляционная модель данных. Основные понятия. Структуры данных

• 6.1. Появление реляционной модели данных (15мин.)
• 6.2. Основные понятия реляционной модели данных (31мин.)
• 6.3. Структуры данных реляционной модели. Реляционные отношения (46мин.)
• 6.4. Свойства реляционных отношений (31мин.)
• 6.5. Виды отношений (15мин.)
• 6.6. Реляционная база данных (31мин.)
• Тест:  Реляционная модель данных. Основные понятия. Структуры данных (56мин.)

Тема 7. Реляционная модель. Операции над данными

• 7.1. Реляционная алгебра (186мин.)
• • Операции реляционной алгебры (62мин.)
  • Операции реляционной алгебры, добавленные Коддом (93мин.)
  • Примеры выполнения операций над отношениями с использованием реляционной алгебры (31мин.)
• 7.2. Реляционное исчисление (77мин.)
• • Примеры использования реляционного исчисления кортежей для формулировки запросов (15мин.)
• 7.3. Операции над данными - реляционная алгебра и реляционное исчисление (31мин.)
• Тест:  Реляционная модель. Операции над данными (44мин.)

Тема 8. Язык SQL

• 8.1. Отличие SQL от процедурных языков программирования (15мин.)
• 8.2. Формы и составные части SQL (15мин.)
• 8.3. Условия и терминология SQL (15мин.)
• 8.4. Выборка данных. Оператор SELECT (31мин.)
• • Простейшие SELECT-запросы (31мин.)
• 8.5. Реализация операций реляционной алгебры средствами языка SQL. Реляционная полнота SQL (46мин.)
• Тест:  Язык SQL (10мин.)

Тема 9. Ограничения целостности в реляционной модели

• 9.1. Ограничения целостности уровня атрибута (93мин.)
• • Домены отношений (15мин.)
  • Отсутствующая информация, или "NULL-значения" (31мин.)
  • Скалярные выражения с использованием отсутствующих значений (NULL). Трехзначная (3VL) логика (46мин.)
• 9.2. Ограничения целостности уровня кортежа (15мин.)
• 9.3. Ограничения целостности уровня отношения (62мин.)
• • Потенциальные, первичные, альтернативные ключи отношения (46мин.)
  • Потенциальные ключи и NULL-значения (15мин.)
• 9.4. Ограничения целостности уровня базы данных (139мин.)
• • Внешние и родительские ключи отношения. Ссылочная целостность (62мин.)
  • Еще раз о том, что понимается под ссылкой в реляционных отношениях, связанных ссылочной целостностью (15мин.)
  • Внешние ключи и NULL-значения (15мин.)
  • Правила ссылочной целостности (62мин.)
• 9.5. Средства обеспечения целостности данных в СУБД (139мин.)
• Тест:  Ограничения целостности в реляционной модели (142мин.)

Тема 10. Проектирование базы данных

• 10.1. Функциональная зависимость (77мин.)
• 10.2. Нормализация отношений базы данных (31мин.)
• • Нормальные формы отношений (31мин.)
• 10.3. Декомпозиция отношений без потерь и функциональные зависимости (46мин.)
• 10.4. Первая и вторая нормальные формы (93мин.)
• 10.5. Вторая и третья нормальные формы (62мин.)
• 10.6. Нормальная форма Бойса - Кодда (108мин.)
• 10.7. Многозначные зависимости и четвертая нормальная форма (108мин.)
• 10.8. Зависимости соединения и пятая нормальная форма (139мин.)
• 10.9. Итоговая процедура нормализации отношений (31мин.)
• 10.10. Задание для самостоятельной работы. (31мин.)
• Тест:  Проектирование базы данных (96мин.)

Тема 11. Преобразование ER-диаграмм модели "сущность - связь" в схему реляционной БД

• 11.1. Понятия, используемые при построении ER-диаграмм модели "сущность - связь" (46мин.)
• 11.2. Связь понятий реляционной модели с понятиями ER-диаграмм модели "сущность - связь" (62мин.)
• • Функциональная зависимость в реляционной модели (15мин.)
  • Потенциальные ключи отношения и его атрибуты (15мин.)
  • Первичный и альтернативный ключи. (15мин.)
  • Составной ключ отношения. (15мин.)
  • Внешний и родительский ключи (15мин.)
• 11.3. Преобразование элементов ER-диаграмм в схему реляционной базы данных (495мин.)
• 11.4. Задание для самостоятельной работы. Проектирование физической схемы базы данных (15мин.)
• Тест:  Преобразование ER-диаграмм модели «сущность — связь» в схему реляционной БД (24мин.)

Тема 12. Структуры хранения данных и методы доступа

• 12.1. Хранение отношений БД и доступ к хранимым данным (46мин.)
• 12.2. Индексирование (46мин.)
• 12.3. Использование при индексировании структур типа В-деревьев (108мин.)
• • Вставка новой записи в индексируемый файл (15мин.)
  • Удаление записи из индексируемого файла (46мин.)
• Тест:  Структуры хранения данных и методы доступа (32мин.)

Тема 13. Управление транзакциями и целостность баз данных

• Тест:  Управление транзакциями и целостность баз данных (28мин.)

Тема 14. Откат транзакций и восстановление данных после сбоев. Журнализация изменений базы данных

• Индивидуальный откат транзакции (170мин.)
• • Восстановление после внезапной потери содержимого оперативной памяти - "мягкий" сбой системы (15мин.)
  • Восстановление после отказа внешнего устройства долговременного хранения данных - "жесткий" сбой системы (31мин.)
  • Индивидуальный откат транзакции по команде ROLLBACK (15мин.)
  • Восстановление согласованности данных после мягкого сбоя (62мин.)
  • Восстановление после жесткого сбоя (46мин.)
• Тест:  Откат транзакций и восстановление данных после сбоев. Журнализация изменений базы данных (64мин.)

Тема 15. Транзакции и параллелизм

• 15.1. Проблемы, возникающие при параллельном выполнении транзакций (62мин.)
• • Проблема потери результатов обновления (15мин.)
  • Проблема незафиксированной зависимости (чтение "грязных данных", неаккуратное считывание) (15мин.)
  • Несовместимый анализ - неповторяемое считывание (15мин.)
  • Несовместимый анализ - фиктивные элементы (фантомы) (15мин.)
  • Собственно несовместимый анализ (15мин.)
• 15.2. Конфликты между транзакциями (15мин.)
• 15.3. Сериализация транзакций с использованием синхронизационных захватов (блокировок) (46мин.)
• 15.4. Решение проблем параллелизма при помощи блокировок (124мин.)
• • Проблема потери результатов обновления (15мин.)
  • Проблема незафиксированной зависимости (чтение "грязных" данных, неаккуратное считывание) (15мин.)
  • Проблема несовместимого анализа. Неповторяемое считывание (15мин.)
  • Фиктивные элементы (фантомы) (15мин.)
  • Собственно несовместимый анализ (62мин.)
• 15.5. Уровни изоляции. Объекты синхронизационных блокировок (15мин.)
• 15.6. Гранулированные синхронизационные блокировки. Блокировки по намерению (46мин.)
• 15.7. Предикатные синхронизационные блокировки (15мин.)
• 15.8. Метод временных меток (15мин.)
• 15.9. Метод выделения версий данных (46мин.)
• 15.10. Реализация изолированности транзакций средствами языка SQL (62мин.)
• • Уровни изоляции транзакций (31мин.)
  • Синтаксис операторов SQL, определяющих уровни изоляции транзакций (31мин.)
• Тест:  Транзакции и параллелизм (66мин.)

Тема 16. Распределенные системы. Архитектура клиент-сервер

• Архитектура с файловым сервером (124мин.)
• • Клиент-серверная архитектура с сервером базы данных (31мин.)
  • Архитектура с активным сервером (15мин.)
  • Трехзвенная архитектура клиент-сервер с сервером приложений (46мин.)
• Тест:  Распределенные системы. Архитектура клиент-сервер (84мин.)

Библиографический список

Завершение курса

• Тест:  Итоговое тестирование (60мин.)