Wydział Biotechnologii i Hodowli Zwierząt - Bioinformatyka (S1)
Sylabus przedmiotu Bazy danych:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Bioinformatyka | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | nauk przyrodniczych, nauk technicznych, studiów inżynierskich | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Bazy danych | ||
| Specjalność | Systemy informatyczne w biologii | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Inżynierii Systemów Informacyjnych | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Bożena Śmiałkowska <Bozena.Smialkowska@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Magdalena Krakowiak <Magdalena.Krakowiak@zut.edu.pl>, Bożena Śmiałkowska <Bozena.Smialkowska@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 4,0 | ECTS (formy) | 4,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Znajomość podstawowych zagadnień z zakresu systemów operacyjnych, sieci komputerowych, programowania komputerów. |
| W-2 | Zapoznanie studentów z nowymi trendami rozwojowymi z zakresu baz danych |
| W-3 | Ukształtowanie wiedzy i umiejętności w zakresie projektowania i tworzenia systemów relacyjnych baz danych |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie studentów z zasadami projektowania, tworzenia, ochrony, wykorzystania systemów relacyjnych scentralizowanych i rozproszonych baz danych |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Omówienie zasad dostępu i korzystania z systemu baz danych (PostgreSQL). | 2 |
| T-L-2 | Wejściówka. Analiza zastosowań baz danych w trybie interakcji i wsadowym– prezentacja możliwości systemów baz danych. | 2 |
| T-L-3 | Sprawozdanie z poprzedniego laboratorium. Wejściówka. Projektowanie relacyjnych baz danych z użyciem diagramów ERD. Transformacja diagramów ERD do tabel relacyjnej bazy danych. Przykładowe zadania. | 4 |
| T-L-4 | Sprawozdanie z poprzedniego laboratorium. Wejściówka. Ćwiczenia z normalizacji baz danych – sprowadzanie do 3NF. Ćwiczenia z normalizacji baz danych – redukcja wielowartościowości i zależności połączeniowej. | 6 |
| T-L-5 | Sprawozdanie z poprzedniego laboratorium. Wejściówka. Tworzenie baz danych w środowisku PostgreSQL w trybie interakcji. | 2 |
| T-L-6 | Sprawozdanie z poprzedniego laboratorium. Wejściówka. Komendy SELECT i funkcje agregujące – tworzenie zapytań SQL’owych. Tworzenie zapytań z operacjami złączania w trybie interakcji. Użycie w zapytaniach SQL’owych operacji teoriomnogościowych na bazie danych. Ćwiczenia w definiowaniu więzów integralności referencyjnej i dziedzinowej. Tworzenie więzów krotkowych i asercji. | 8 |
| T-L-7 | Sprawozdanie z poprzedniego laboratorium. Wejściówka. Tworzenie aplikacji w wybranym języku programowania z dostępem do bazy danych poprzez SQL. | 4 |
| T-L-8 | Sprawozdanie z poprzedniego laboratorium. Wejściówka. Analiza wydajności systemów z bazą danych. Sprawozdanie z laboratorium. | 2 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Podstawowe pojęcia : baza danych, system bazy danych, system zarządzania bazą danych. Przykłady komercyjnych systemów z bazami danych. Zadania systemu zarządzania bazą danych (zarządzanie danymi, współbieżność, redundancja, spójność-integralność bazy danych, ochrona baz danych). Przykłady zastosowań. Przetwarzanie plików a systemy baz danych. | 2 |
| T-W-2 | Model logiczny i fizyczny bazy danych. Modele logiczne baz danych oparte na rekordach - modele sieciowych, hierarchicznych i relacyjnych baz danych. Model obiektowy. Rys historyczny w rozwoju systemów baz danych. Nowe kierunki rozwoju systemów baz danych - czas, przestrzeń logika. Relacyjne bazy danych. Przykłady zastosowań. Podstawy teoretyczne baz relacyjnych. Pojęcie atrybutu, dziedziny, krotki, relacji, tabeli. Rodzaje dziedzin w relacyjnych bazach danych. Operacje w relacyjnej bazie danych (wstawianie, aktualizacja, łączenie, projekcja, selekcja, restrykcja, kasowanie danych). Pojęcie klucza w relacyjnej bazie danych. Rodzaje kluczy. Związki między danymi w tabelach i tabelami bazy danych. | 4 |
| T-W-3 | Zasady projektowania relacyjnych baz danych. Diagramy strukturalne i obiektowe w projektowaniu struktury logicznej bazy danych. Diagramy ERD. Transformacja diagramów ERD na tabele relacyjnej bazy danych. Anomalie błędnie zaprojektowanej struktury danych. Normalizacja i projektowanie relacyjnych struktur baz danych. Fazy normalizacji. Definicja zależności funkcyjnych zwykłych, przechodnich, wielowartościowych i połączeniowych. Przykłady normalizacji tabel. | 4 |
| T-W-4 | Zasady i metody dostępu do relacyjnych baz danych – interfejs zapytań, program w języku programowania z wywołaniem operacji na bazie danych. Zarządzanie danymi. Języki zapytań w relacyjnych bazach danych – podział języków i krótka ich charakterystyka. Języki definiowania i manipulacji danymi (DDL, DML). Język SQL. Podstawowe konstrukcje języka DDL i DML w SQL. Zapytanie selekcyjne. Operatory logiczne i arytmetyczne, operator „in”, „exists”, „like”, „between”. Funkcje agregujące. Klauzule „group by”, „order by” oraz „having”. Zapytania zagnieżdżone. Kasowanie, wstawianie i aktualizacja danych bazy danych w SQL. Suma, różnica i iloczyn mnogościowy tabel. Nadawanie i odbieranie uprawnień w SQL. Perspektywy w relacyjnej bazie danych. Tworzenie perspektyw w SQL. Operacje na perspektywach. | 6 |
| T-W-5 | Ochrona baz danych. Metody ochrony integralności baz danych – asercje, więzy domenowe i więzy globalne. Przykłady. Ochrona baz danych przed niepowołanym dostępem i przed awarią – metody. Przykłady. Współbieżność i wielodostęp do bazy danych. Pojęcie transakcji. Przykłady transakcji. Zarządzanie transakcjami. Metody blokowania elementów bazy danych. Protokół dwufazowego blokowania i wypełnienia. Szeregowalność transakcji. Zakleszczenia | 2 |
| T-W-6 | Bazy danych scentralizowane a rozproszone. Rodzaje rozproszenia baz danych. Klasyfikacja systemów rozproszonych. Fragmentacja i replikacja w systemach rozproszonych baz danych. Rola sterowników w dostępie do baz danych. Sterowniki ODBC, JDBC, CGI. Podstawowe zasady stosowalności sterowników. Metody projektowania rozproszonych baz danych. Zarządzanie współbieżnością w bazach rozproszonych | 4 |
| T-W-7 | Przykłady. Wiązanie SQL z językami programowania. Wiązanie z C++ oraz PL/SQL. Tworzenie aplikacji odwołujących się do bazy danych wraz z ochroną i opracowaniem dostępu do bazy danych z wykorzystaniem sterowników. | 2 |
| T-W-8 | Model obiektowej bazy danych. Ramowa architektura systemu z obiektową bazą danych. Polecenia w OQL. Dostęp do obiektów, metod i atrybutów. Wyrażenia ścieżkowe. | 4 |
| T-W-9 | Wprowadzenie do hurtowni i magazynów danych. Modele danych w hurtowniach danych – wymiary i fakty. Metody projektowania magazynów i hurtowni danych. Narzędzia OLAP w bazach i hurtowniach danych. | 2 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Przygotowanie do 14 laboratoriów - praca własna studenta | 14 |
| A-L-2 | Przygotowanie sprawozdań z 14 laboratoriów - praca własna studenta | 14 |
| A-L-3 | Konsultacje do laboratoriów. | 2 |
| A-L-4 | laboratorium | 30 |
| 60 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Przygotowanie do egzaminu 15 godz - praca własna studenta | 26 |
| A-W-2 | Egzamin | 2 |
| A-W-3 | 30 godz. wykładów | 30 |
| A-W-4 | Konsultacje do wykładu | 2 |
| 60 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład z prezentacją |
| M-2 | Laboratorium - Metoda przypadków z dyskusją |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Wykład: ocena podsumowująca - Egzamin pisemny z pytaniami praktycznymi, pytaniami w formie wyboru i opisu - łącznie 10 pytań; Laboratorium : Ogólna ocena formująca oraz ocena sprawozdań, wejściówek i aktywnej obecności Ocena z przedmiotu = 0,5 * ocena z egzaminu + 0,5 * ocena z laboratorium |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| BI_1A_BII-S-D15_W01 Wiedza w zakresie projektowania baz danych | BI_1A_W10, BI_1A_W18, BI_1A_W12 | P1A_W04, P1A_W05, P1A_W07, T1A_W02, T1A_W03, T1A_W04, T1A_W05, T1A_W06, T1A_W07 | InzA_W01, InzA_W02, InzA_W05 | C-1 | T-W-3, T-L-4, T-L-3 | M-1, M-2 | S-1 |
| BI_1A_BII-S-D15_W02 zna typowe architektury systemów z bazami danych | BI_1A_W12 | P1A_W04, P1A_W07, T1A_W02, T1A_W03, T1A_W05, T1A_W06, T1A_W07 | InzA_W01, InzA_W02, InzA_W05 | C-1 | T-W-6 | M-1, M-2 | S-1 |
| BI_1A_BII-S-D15_W03 zna języki zapytań do baz danych a szczególnie język SQL | BI_1A_W12 | P1A_W04, P1A_W07, T1A_W02, T1A_W03, T1A_W05, T1A_W06, T1A_W07 | InzA_W01, InzA_W02, InzA_W05 | C-1 | T-W-4, T-W-7, T-L-6, T-L-7 | M-1, M-2 | S-1 |
| BI_1A_BII-S-D15_W04 zna metody ochrony bazy danych | BI_1A_W12 | P1A_W04, P1A_W07, T1A_W02, T1A_W03, T1A_W05, T1A_W06, T1A_W07 | InzA_W01, InzA_W02, InzA_W05 | C-1 | T-L-1 | M-1, M-2 | S-1 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| BI_1A_BII-S-D15_U01 Student potrafi sformułować zadania do system z bazą danych w języku SQL | BI_1A_U17 | P1A_U01, P1A_U03, P1A_U07, T1A_U02, T1A_U05, T1A_U09 | InzA_U03, InzA_U06 | C-1 | T-W-7, T-L-7, T-L-6 | M-1, M-2 | S-1 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| BI_1A_BII-S-D15_W01 Wiedza w zakresie projektowania baz danych | 2,0 | nie zna metody projektowania relacyjnej bazy danych na poziomie dostatecznym |
| 3,0 | zna metode projektowania relacyjnej bazy danych i potrafi wymienic istotne elementy tej metody oraz rozumie potrzeby projektowania bazy relacyjnej na ogólnym poziomie | |
| 3,5 | zna szczegółowo procedure projektowania relacyjnej bazy danych i potrafi wymienic tzw. anomalia w projektowaniu bazy danych | |
| 4,0 | zna szczegółowo procedure projektowania relacyjnej bazy danych, potrafi wymienic tzw. anomalia w projektowaniu bazy danych, potrafi scharakteryzowac zasady normalizacji relacyjnej bazy danych, zna definicje własnosci zaleznosci funkcjonalnej na poszczególnych etapach normalizacji | |
| 4,5 | zna szczegółowo procedure projektowania relacyjnej bazy danych, potrafi wymienic tzw. anomalia w projektowaniu bazy danych, potrafi scharakteryzowac zasady normalizacji relacyjnej bazy danych, zna definicje własnosci zaleznosci funkcjonalnej na poszczególnych etapach normalizacji, umie wskazac przykład tabel, które nie spełniaja zasad normalizacji, zna zasady eliminacji warunków przy których nie sa zachowane tzw. postaci normalne | |
| 5,0 | zna szczegółowo procedure projektowania relacyjnej bazy danych, potrafi okreslic na zadanym przykładzie czy zostały zachowane zasady poprawnego projektowania bazy danych oraz potrafi udowodnic i uzasadnic swoja wypowiedz | |
| BI_1A_BII-S-D15_W02 zna typowe architektury systemów z bazami danych | 2,0 | nie ma wiedzy n.t. typowych architektur systemów z baza danych na poziomie dostatecznym (3,0) |
| 3,0 | potrafi wymienic i opisac podstawowe elementy architektury scentalizowanego systemu z baza danych oraz systemu z rozproszona baza danych z fragmentacja i replikacja, potrafi wymienic podstawowe architektury klient-serwer oraz klientbroker- serwer stosowane w dostepie do bazy danych | |
| 3,5 | ma wiedze na poziomie dostaecznym (3,0) , potrafi wymienic role sterowników w systemach baz danych i potrafi wymienic podstawowe sterowniki stosowane w tym dostepie | |
| 4,0 | ma wiedze na poziomie dst plus (3,5), potrafi scharakteryzowac systemy sfederowanych baz danych i podac ich klasyfikacje | |
| 4,5 | ma wiedze na poziomie dobrym (4.0), potrafi scharakteryzowac architektury systemów z dostepem do bazy danych via Internet, zna technologie takiego dostepu | |
| 5,0 | ma wiedze na poziomie dobrym (4.5), potrafi wymienic wady i zalety architektur systemów z baza danych, potrafi zaproponowac architekture do zadanego przypadku i uzasadnic ten wybór | |
| BI_1A_BII-S-D15_W03 zna języki zapytań do baz danych a szczególnie język SQL | 2,0 | nie zna formalnych zasad jezyka zapytan do baz danych |
| 3,0 | zna klasyfikacje jezyków zapytan do relacyjnych baz danych, potrafi wymienic i zastosowac podstawowe konstrukcje jezyka SQL zgodnie z obowiazujaca składnia i semantyka tych konstrukcji | |
| 3,5 | zna klasyfikacje jezyków zapytan do relacyjnych baz danych, potrafi wymienic i zastosowac podstawowe konstrukcje jezyka SQL zgodnie z obowiazujaca składnia i semantyka tych konstrukcji oraz potrafi zinterpretowac przykładowe zapytanie niezagniezdzone, | |
| 4,0 | zna klasyfikacje jezyków zapytan do relacyjnych baz danych, potrafi wymienic i zastosowac podstawowe konstrukcje jezyka SQL zgodnie z obowiazujaca składnia i semantyka tych konstrukcji, potrafi zinterpretowac przykładowe zapytanie niezagniezdzone oraz potrafi zinterpretowac przykładowe zapytanie zagniezdzone, potrafi przewidziec odpowiedz i uzasadnic | |
| 4,5 | zna klasyfikacje jezyków zapytan do relacyjnych baz danych, potrafi wymienic i zastosowac podstawowe konstrukcje jezyka SQL zgodnie z obowiazujaca składnia i semantyka tych konstrukcji, potrafi zinterpretowac przykładowe zapytanie niezagniezdzone, potrafi zinterpretowac przykładowe zapytanie zagniezdzone, przewidziec odpowiedz i uzasadnic ja oraz potrafi uzasadnic potrzebe zachowania spójnosci w bazie danych i zna mechanizmy umozliwiajace definiowanie wiezów spójnosci w jezyku SQL | |
| 5,0 | zna klasyfikacje jezyków zapytan do relacyjnych baz danych, potrafi wymienic i zastosowac podstawowe konstrukcje jezyka SQL zgodnie z obowiazujaca składnia i semantyka tych konstrukcji, potrafi zinterpretowac przykładowe zapytanie niezagniezdzone, potrafi zinterpretowac przykładowe zapytanie zagniezdzone, przewidziec odpowiedz i uzasadnic ja, potrafi uzasadnic potrzebe zachowania spójnosci w bazie danych i zna mechanizmy umozliwiajace definiowanie wiezów spójnosci w jezyku SQL oraz potrafi ocenic i podac uzasadnienie "jakosci" zapisu zapytania w jezyku SQL oraz wpływu tego zapisu na interpretacje i wykonanie zapytania | |
| BI_1A_BII-S-D15_W04 zna metody ochrony bazy danych | 2,0 | nie zna metod ochrony bazy danych |
| 3,0 | zna podstawowe metody ochrony dostępu do bazy danych | |
| 3,5 | zna podstawowe metody ochrony dostępu do bazy danych i rozumie po co się je stosuje | |
| 4,0 | zna podstawowe metody ochrony dostępu do bazy danych oraz ochrony utraty jej spójności | |
| 4,5 | zna podstawowe metody ochrony dostępu do bazy danych oraz ochrony utraty jej spójności a także rozumie po co się te metody stosuje | |
| 5,0 | zna metody ochrony dostępu do bazy danych, ochrony utraty jej spójności oraz ochrony na okoliczność awarii a także rozumie po co się te metody stosuje |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| BI_1A_BII-S-D15_U01 Student potrafi sformułować zadania do system z bazą danych w języku SQL | 2,0 | nie umie formułowac zapytan w jezyku SQL na podstawowym poziomie |
| 3,0 | potrafi sformułowac zapytanie do relacyjnej bazy danych zgodnie z obowiazujaca składnia i semantyka tego jezyka | |
| 3,5 | potrafi sformułowac zapytanie do relacyjnej bazy danych zgodnie z obowiazujaca składnia i semantyka tego jezyka oraz potrafi wybrac i ocenic sposób zapisu tego zapytania z punktu widzenia dostepu do bazy danych | |
| 4,0 | potrafi sformułowac zapytanie do relacyjnej bazy danych zgodnie z obowiazujaca składnia i semantyka tego jezyka, potrafi wybrac i ocenic sposób zapisu tego zapytania z punktu widzenia dostepu do bazy danych a takze potrafi wywołac to zapytanie w trybie interakcji | |
| 4,5 | potrafi sformułowac zapytanie do relacyjnej bazy danych zgodnie z obowiazujaca składnia i semantyka tego jezyka, potrafi wybrac i ocenic sposób zapisu tego zapytania z punktu widzenia dostepu do bazy danych a takze potrafi wywołac to zapytanie w trybie interakcji i z poziomu jezyka programowania | |
| 5,0 | potrafi sformułowac zapytanie do relacyjnej bazy danych zgodnie z obowiazujaca składnia i semantyka tego jezyka, potrafi wybrac i ocenic sposób zapisu tego zapytania z punktu widzenia dostepu do bazy danych potrafi wywołac to zapytanie w trybie interakcji i z poziomu jezyka programowania oraz potrafi utworzyc procedure wyzwalajaca do zadanego przykładu |
Literatura podstawowa
- Beynon-Davies P, Systemy baz danych., WNT, Warszawa, 2003
- Ullman J., Podstawowy wykład z systemów baz danych, WNT, Warszawa, 2000
- Lausen G., Vossen G., Obiektowe bazy danych, WNT, Warszawa, 2000
- Riordan R., Projektowanie systemów relacyjnych baz danych, RM Warszawa 2000., RM, Warszawa, 2000
Literatura dodatkowa
- Kim W., Wprowadzenie do obiektowych baz danych, WNT, Warszawa, 1996
- Mendrola D., Szeliga M., Praktyczny kurs SQL, Helion, 2011, II