Організація баз даних та знань

Мета вивчення дисципліни: формування у здобувачів теоретичних знань і практичних навичок, необхідних для проектування та організації ефективних баз даних, здатних адаптуватися до зростання обсягів даних та збільшення кількості користувачів, створення концептуальних, логічних та фізичних моделей баз даних, опанування методів оптимізації запитів і зберігання даних для підвищення швидкодії інформаційних систем для забезпечення високої продуктивності систем.

Практичне значення та використання отриманих знань: надає широкий набір знань і навичок в роботі з методами аналізу, організації та проектування баз даних, в розробці концепцій моделювання даних, для оптимізації запитів та збереження продуктивності за допомогою інструментів керування базами даних для побудови надійних, безпечних та ефективних систем управління даними, що є критично важливим для сучасних організацій. Знання проектування баз даних є необхідним для багатьох ІТ-спеціальностей, таких як адміністратор баз даних, архітектор даних, розробник програмного забезпечення. «Організація баз даних та знань» є фундаментом для розуміння й розвитку інформаційних систем, критичних для успішної роботи бізнесу та організацій в умовах сучасного світу технологій.

Спрямованість навчальної дисципліни: навчальну дисципліну рекомендовано для вивчення здобувачами першого (бакалаврського) рівня вищої освіти, які навчаються за освітніми програмами: «Інтелектуальний аналіз даних»
Тематика та види навчальних занять

Для денної форми здобуття освіти

Лекційні заняття
Лекція 1. «Організація баз даних та знань. історія розвитку. Основні поняття.».
Лекція 2. «Моделі даних. Типи моделей даних».
Лекція 3. «Реляційна модель даних та її властивості. Основні засади структуризації та нормалізації бази даних.».
Лекція 4 «Логічне проєктування баз даних. Алгоритм перетворення ER-діаграм у реляційні структури».
Лекція 5. «Основи SQL».
Лекція 6. « Мова визначення даних».
Лекція 7. «Мови керування даними DML. Частина перша».
Лекція 8. «Мови керування даними DML. Частина друга».
Лекція 9. «Вкладені запити (підзапити), представлення (view), збережені процедури та функції, тригери, оператор JOIN».
Лекція 10. «Фізичне проектування».
Лекція 11. «Життєвий цикл розроблення бази даних».
Лекція 12. «Нереляційні СУБД».
Лекція 13. «HBase, MongoDB».
Лекція 14. «Порівняння різних NoSQL баз даних».
Лекція 15. «Безпека баз даних. Підсумки.».

Лабораторні заняття
Лабораторне заняття №1. «Організація концептуальної моделі даних».
Мета заняття: засвоїти роботу з аналізу предметної галузі: виявити основні сутності та встановити між ними зв'язки (ER- model); навчитися проектувати таблиці, які будуть входити у реляційну модель бази даних.
Лабораторне заняття №2. «Організація логічної (реляційної) моделі даних».
Мета заняття: на практиці визначити атрибути, зв'язки між таблицями, первинні та зовнішні ключі, зв'язки між відношеннями та забезпечити цілісність даних.
Лабораторне заняття №3. «Нормалізація та денормалізація відношень моделі даних».
Мета заняття: моделювання принципів нормалізації та денормалізації баз даних та застосовування нормальних форм для покращення структури бази даних.
Лабораторне заняття №4. «Оператори DDL (Data Definition Language)».
Мета заняття: на практиці використитати оператори DDL (Data Definition Language) SQL та розгорнути базу даних.

Лабораторне заняття №5. «Оператори DML (Data manipulation Language). Частина 1.».
Мета заняття: на практиці використитати оператори DML (Data manipulation Language) SQL та наповнити базу даними.
Лабораторне заняття №6. «Оператори DML (Data manipulation Language). Частина 2».
Мета заняття: на практиці засвоїти використання оператора DML (Data manipulation Language) SQL - SELECT, WHERE.
Лабораторне заняття №7. «Підзапити та вкладені підзапити; представлення».
Мета заняття: на практиці засвоїти використання підзапитів, представлення.
Лабораторне заняття №8. «Запити з декількох таблиць, Оператор JOIN»
Мета заняття: опанувати використання варіантів оператора JOIN: LEFT, RIGHT, FULL
Лабораторне заняття №9. «Оптимізація запитів до бази даних, керування доступом»
Мета заняття: вдосконалити навички написання запитів до бази даних та засвоїти методи керування доступами.
Лабораторне заняття №10. «Життєвий цикл розроблення бази даних»
Мета заняття: змоделювати життєвий цикл розробленої бази даних.
Лабораторне заняття №11. «Моделювання нереляційних СУБД»
Мета заняття: опанувати моделювання нереляційних СУБД.
Лабораторне заняття №12.«Моделювання нереляційних СУБД: HBase, MongoDB»
Мета заняття: опанувати на практиці навички роботи з нереляційними СУБД: HBase, MongoDB.
Лабораторне заняття №13.«NoSQL бази даних: порівняння,переваги, недоліки»
Мета заняття: Описати ключові відмінності та на практиці вдосконалити знання, використовувати переваги та зменшувати недоліки використання нереляційних баз даних.
Лабораторне заняття №14.«Методи безпеки баз даних»
Мета заняття: засвоїти на практиці методи, які забезпечують безпеку баз даних.
Лабораторне заняття №15.«Захист курсової роботи. Підсумки»
Мета заняття: відповісти на питання, провести захист курсових робіт.

Для заочної форми здобуття освіти

Лекційні заняття
Лекція 1. «Моделювання реляційних та нереляційних баз даних».
Лекція 2. «Основи SQL. Керування реляційними та нереляційними базами даних».

Лабораторні заняття
Лабораторне заняття №1. «Організація концептуальної та логічної моделі даних».
Мета заняття: засвоїти роботу з аналізу предметної галузі: виявити основні сутності та встановити між ними зв'язки (ER- model); навчитися проектувати таблиці, які будуть входити у реляційну модель бази даних. На практиці визначити атрибути, зв'язки між таблицями, первинні та зовнішні ключі, зв'язки між відношеннями та забезпечити цілісність даних.
Лабораторне заняття №2. «Життєвий цикл розроблення бази даних».
Мета заняття: змоделювати життєвий цикл розробленої бази даних.

Консультації здійснюються впродовж семестру згідно встановленого розкладу.
Індивідуальна робота

Для денної форми здобуття освіти

Курсова робота
Мета курсової роботи – є закріплення теоретичних знань і розвиток практичних навичок, пов'язаних з проектуванням, організацією та управлінням базами даних.
Здобувач отримує завдання на першому в семестрі лабораторному занятті.
Пояснювальна записка містить 20-30 сторінок Кількість розділів – 3.
Змістовна послідовність виконання роботи.
1. Розробка та опис логічної моделі даних. Створення ER-діаграми. Опис сутностей, атрибутів, ключів та взаємозв'язків. Нормалізація бази даних (оцінка та виправлення надлишковості даних).
2. Реалізація бази даних у вигляді SQL-запитів.
3. Опис правил доступу та методів безпеки бази даних.
Захист курсової роботи – протягом останнього навчального тижня семестру.

Для заочної форми здобуття освіти

Контрольна робота
Завдання для виконання контрольної роботи здобувач отримує на установчій лекції.
Робота містить 2 теоретичних питання та 1 практичне завдання.
Обсяг відповіді на кожне теоретичне питання: не менше, ніж 3-5 сторінок машинописного тексту. Текст відповіді повинен бути виконаний самостійно, а не скопійованим з навчального посібника.
Практичне завдання №1. Створити логічну модель та реалізувати її SQL запитами.
Термін надання виконаної контрольної роботи на перевірку – не пізніше, ніж за тиждень до початку сесії.

Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання

Для денної форми здобуття освіти
Активна робота на лекції - максимально по 2 бали за заняття (загалом 30 балів за 15 лекцій)
Виконання лабораторних завдань – максимально по 3 бали за лабораторні заняття №1-5 та 6 балів за лабораторне заняття №6 (загалом 46 балів за 15 лабораторних завдань)
Модульна контрольна робота 1 – 4 запитання максимально по 3 бали (загалом 12 балів).
Модульна контрольна робота 2 – 4 запитань максимально по 3 бали (загалом 12 балів).
Курсова робота. Бездоганне виконання оцінюється у 60 балів. Захист роботи – 40 балів.
Підсумковим контролем з дисципліни є іспит. Максимальна оцінка за іспит – 100 балів.

Для заочної форми здобуття освіти

Контрольна робота містить 2 теоретичних питання та 1 практичне завдання. Обсяг відповіді на кожне теоретичне питання: не менше, ніж 3-5 сторінки машинописного тексту. Текст відповіді повинен бути виконаний самостійно, а не скопійованим з навчального посібника. Бездоганне виконання контрольної роботи оцінюється у 40 балів. Термін надання виконаної контрольної роботи на перевірку – не пізніше, ніж за тиждень до початку сесії. Завдання для виконання контрольної роботи здобувач отримує на установчій лекції.
Лабораторне заняття №1. «Організація концептуальної та логічної моделі даних» оцінюється у 30 балів максимально.
Лабораторне заняття №2. «Життєвий цикл розроблення бази даних» оцінюється у 30 балів максимально.
Курсова робота. Бездоганне виконання курсової роботи оцінюється у 60 балів. Захист роботи – 40 балів.
Підсумковим контролем з дисципліни є іспит. Максимальна оцінка за іспит – 100 балів.