课程概况
Курс знакомит слушателей с основными принципами работы со структурированными данными в реляционной модели, учит проектировать данные, описывать объекты базы данных в терминах реальной СУБД, составлять запросы на языке SQL, использовать представления, процедуры, функции и триггеры, создавать индексы, управлять конкурентным доступом к данным и манипулировать механизмом транзакций.
Основу курса составляют изучение и применение языка SQL для создания, модификации объектов баз данных и управления данными в произвольной реляционной базе данных.
Выполнение практических задач в рамках курса предполагает использование СУБД My SQL.
В курсе рассматриваются этапы проектирования реляционных баз данных, правила составления запросов, основные методы индексирования данных. В курсе будут изучены вопросы использования транзакций и прав доступа к данным.
Также курс дает обзор современных тенденций в области науки о данных в связи с появлением BigData. В заключении курса будут показаны сферы применения NoSQL баз данных и указаны современные подходы к обработке big data.
课程大纲
Вводная лекция.
Во вводной лекции рассказывается об основном содержании курса, о разделах курса, о месте баз данных для различных информационных систем. Вы узнаете, какие функции выполняет специальное программное обеспечение – система управления базой данных (СУБД). Познакомитесь с наиболее популярными СУБД и их особенностями. Также Вы узнаете о различных вариантах архитектур информационных систем.
Проектирование баз данных. Модель «сущность –связь».
В этой лекции Вы узнаете о том, как проектируются базы данных на самом верхнем уровне – концептуальном, когда рассматривается только суть хранимых данных, их свойства и связи между различными элементами без привязки к особенностям физической реализации и конкретной СУБД. Мы рассмотрим наиболее популярную модель «Сущность-связь» и подробно разберем, как описываются в терминах этой модели объекты (сущности), их атрибуты и связи.
Реляционная алгебра. Нормализация реляционных отношений.
В этой лекции мы начнем с описания реляционной модели, на которой основаны наиболее популярные СУБД. Будут даны основные понятия реляционной теории и показано, как представляются объекты и связи в терминах реляционной модели. Будут продемонстрированы проблемы, возникающие при ошибках в проектировании данных, и пути их исправления. Также будут рассмотрены основные операции для манипулирования реляционными данными.
Основные объекты базы и их описание на языке SQL.
На этой неделе мы познакомимся с типичными объектами реляционной базы данных, поговорим об их назначении и использовании. Изучим команды для описания таблиц и правил целостности. Рассмотрим команды манипулирования данными в таблицах: вставку, изменение, удаление. Также будет дано подробное описание демонстрационной базы данных, которую можно установить на своем компьютере и воспроизвести на основе СУБД MySQL (предварительно необходимо установить СУБД MySQL на свой компьютер).
Запросы на языке SQL.
Этот модуль посвящен оператору SELECT, при помощи которого пишут запросы к реляционным данным. Мы начнем с самых простых запросов, рассмотрим правила указания критериев выборки. Будет показано, как использовать функции агрегирования и группировки, и как пишутся сложные запросы, соединяющие несколько таблиц и имеющие вложенную структуру.
Представления, процедуры, функции, триггеры.
Эту лекцию мы начнем с разговора о представлениях, которые позволяют разделить логику хранения данных и программного обеспечения, которые предоставляют удобный доступ к данным из одной или нескольких таблиц и возможность гибкой настройки прав доступа. В этой лекции мы поговорим о процедурном расширении языка SQL и покажем, как с его помощью создавать процедуры, функции и триггеры. Эти объекты хранятся в базе данных и нужны для реализации типичных операций с данными для различных приложений.
Индексирование данных.
В этом разделе речь пойдет об индексах – дополнительных структурах, необходимых для ускорения доступа к данным. Мы рассмотрим различные виды индексов и изучим способы их построения.
Оптимизация выполнения запросов.
В этой лекции мы поговорим о дополнительных структурах индексирования – пространственных индексах, индексах на основе хеширования и битовых шкал. Также мы обсудим, каким образом строится план выполнения запросов и как надо писать запросы, чтобы они выполнялись быстрее.
Управление конкурентным доступом.
Вы узнаете, как организовать доступ к базе данных различным пользователям. Как сделать так, чтобы они могли работать параллельно, в то же время не мешая друг другу. Что такое механизм транзакций и какие есть режимы их выполнения.
Направления и тенденции развития баз данных. Современные подходы к обработке BigData.
В последней лекции вы узнаете о направлениях и тенденциях развития баз данных. Мы поговорим о то, что такое Big Data и какие есть современные подходы к их обработке. Дадим краткий обзор NoSQL базы данных и поговорим о методах анализа данных, которые могут быть применены во множестве прикладных областей.
