Базы данных: сборник задач с комментариями и примерами решений: учебное пособие

Пособие входит в состав учебно-методического комплекса модуля «Управление данными», компоненты которого традиционно представлены в образовательных программах IТ-специальностей различных уровней - от среднего специального образования до магистратуры, и содержит практические задания по основным тематическим разделам этого модуля: данные, как объект управления, концептуальная ЕR-модель, реляционная модель данных, SQL-программирование, управление физической моделью реляционной БД, управление производительностью и безопасностью систем баз данных. Рассмотрены также объектно-реляционные отображения и постреляционные решения - многомерные модели и NoSQL-бaзы данных. Содержание Предисловие Часть 1. Проектирование и программирование баз данных Тема 1. Данные как объект управления 1.1. Вводные замечания и определения 1.2. Практические задания Тема 2. Концептуальная модель данных 2.1. Три уровня моделирования данных 2.2. Примеры концептуальных (ER-) моделей 2.2.1. Описательные и ключевые атрибуты сущностей 2.2.2. Представление бинарных связей на ЕR-диаграммах 2.2.3. Унарные и бинарные связи вида «обобщение» 2.2.4. Слабые сущности 2.2.5. Моделирование таксономий 2.3. Практические задания 2.3.1. Определение состава атрибутов сущностей предметной области 2.3.2. Формирование ЕR-модели предметной области 2.3.3. Использование «слабых сущностей» 2.3.4. Разработка ЕR-моделей таксономий Тема 3. Реляционная модель данных 3.1. Примеры 3.1.1. Пример использования выражений реляционной алгебры 3.1.2. Использование реляционного исчисления кортежей 3.1.3. Преобразование ЕR-модели в схему реляционной БД 3.2. Практические задания 3.2.1. Реляционная алгебра 3.2.2. Реляционное исчисление 3.2.2. Правила преобразования ЕR-модели в исходную R-схему БД 3.2.3. Реляционная реализация таксономий 3.2.4. Нормализация реляционной БД Тема 4. Язык SQL 4.1. Примеры использования SQL-операторов 4.1.1. Примеры DDL-команд 4.1.2. DСL-команды (листинг 4.2) 4.1.3. DМL-операторы 4.1.4. Хранимые представления 4.1.5. Подчиненные запросы 4.1.6. GROUP ВУ и НAVING 4.2. Практические задания Контрольные задания Вариант 1.1. Библиотечная система Контрольное задание 1.1.1. Управление библиотечным фондом Контрольное задание 1.1.2. Управление персоналом библиотеки Контрольное задание 1.1.3. Управление контингентом читателей библиотеки Вариант 1.2. Система торгово-складского учета интернет-магазина компьютерной и оргтехники Контрольное задание 1.2.1. Управление справочными данными в системе торгово-складского учета Контрольное задание 1.2.2. Управление товарными запасами в системе торгово-складского учета Контрольное задание 1.2.3. Управление персоналом в системе торгово-складского учета Контрольное задание 1.2.4. Управление продажами в системе торгово-складского учета Вариант 1.3. Система управления образовательной платформой Контрольное задание 1.3.1. Управление справочными данными образовательной платформы Контрольное задание 1.3.2. Планирование образовательных программ Контрольное задание 1.3.3. Управление образовательным контентом Контрольное задание 1.3.4. Управление контингентом слушателей образовательной платформы Контрольное задание 1.3.5. Управление учебным процессом, реализуемым на образовательной платформе Вариант 1.4. Система автоматизированного документооборота Контрольное задание 1.4.1. Фасетно-иерархический классификатор документов Контрольное задание 1.4.2. Планирование и мониторинг исполнения внутренних документов Контрольное задание 1.4.3. Планирование и мониторинг исполнения исходящих документов Часть 2. Управление и администрирование Тема 5. Физическая модель реляционной базы данных 5.1. Примеры управления физической моделью данных 5.1.1. Файлы и группы файлов 5.1.2. Файловые страницы 5.1.3. Экстенты 5.2. Практические задания Тема 6. Индексы 6.1. Примеры анализа структур данных 6.1.1. Структура типа «куча» (heap) 6.1.2. Индексные структуры данных 6.2. Практические задания Тема 7. Процедурные планы выполнения SQL-запросов 7.1. Типовой алгоритм трансляции SQL-запроса 7.2. Примеры анализа процедурных планов 7.3. Практические задания Тема 8. Управление транзакциями и блокировками 8.1. Свойства и уровни изолированности транзакций 8.2. Общие методические указания и используемые инструменты 8.3. Пример 8.4. Практические задания 8.5. Контрольные вопросы Тема 9. Защита данных 9.1. Триада CIA 9.2. Примеры 9.2.1. Управление доступом к данным 9.2.2. Безопасность уровня строк таблиц 9.2.3. Динамическое маскирование данных 9.2.4. Шифрование данных Ключи шифрования 9.3. Практические задания Часть 3. Постреляционные решения Тема 10. Многомерные модели данных 10.1. Примеры 10.2. Практические задания Тема 11. NoSQL-модели данных 11.1. Реляционный подход 11.2. Подход NoSQL 11.3. Примеры Идентификация документов 11.3. Практические задания Тема 12. Объектно-реляционные отображения 12.1. Паттерны взаимодействия с реляционными базами данных 12.2. Установка SQLAlchemy 12.3. Пример 1. SQLAlchemy - работа с DBAPI 12.3.1. Создание базы данных под управлением SQLiteЗ 12.3.2. Заполнение и просмотр содержимого таблиц базы данных 12.3.3. Примеры SQL-запросов к базе данных 12.4. Пример 2. SQLAlchemy ОRM 12.4.1. Определение классов -сущностей предметной области 12.4.2. Заполнение базы данных (листинг 12.6) 12.4.3. Выполнение запросов к базе данных (листинг 12.7) 12.5. Практические задания Предметная область «Отдел библиотеки» Предметная область «Заказы товаров» Выполнение запросов с использованием SQLAlchemy DBAPL Выполнение запросов с использованием SQLAlchemy ОRM Контрольные задания Общие методические указания Вариант 3.1. Библиотека Вариант 3.2. Управление заказами Вариант 3.3. Учет успеваемости студентов Вариант 3.4. Подготовка и проведение научной конференции Вариант 3.5. Продажи автомобилей с пробегом Учебно-методические материалы и информационные ресурсы