Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Южно-Уральский государственный университет

Кафедра системного программирования

 

 

РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

Компьютерные технологии в науке и образовании

для студентов направления 230100 Информатика и вычислительная техника
 (магистерская программа 230100.68.11 Базы данных)

2 семестр

Распределение часов: лекции – 34 час.

Контрольные мероприятия: зачет.

 

Составитель:

М.Л. Цымблер, канд. физ.-мат. наук, доцент

 

Целью дисциплины является обзор современных компьютерных технологий, применяемых в науке и образовании. Рассматриваются модель полуструктурированных данных, многомерные данные, оперативная аналитическая обработка данных (OLAP), глубинный анализ данных (Data Mining) и др.

1. Полуструктурированные данные

Модель полуструктурированных данных. Сходства и отличия от моделей данных ER, ОО, XML. Языки запросов к полуструктурированным данным.

2. Многомерные базы данных

Понятие многомерных данных: показатели, измерения, куб данных. Операции над многомерными данными: агрегация, детализация, расслоение, расщепление, поворот, ранжирование. Средства анализа данных в реляционных СУБД (на примере операторов CUBE, ROLLUP и др. в СУБД Oracle). Многомерные СУБД (на примере СУБД Oracle Express). Модель формального куба: реализация куба на основе материализованных представлений, сетки представлений.

3. Глубинный анализ данных

Понятие глубинного анализа (разработки) данных (Data Mining). Типичные задачи разработки данных: классификация, кластеризация. Задача анализа рыночной корзины: алгоритм a-priori и его улучшение, правила ассоциаций (доверие и интерес).

4. Технологии интеграции данных

Проблема интеграции данных. Технология федеративных баз данных. Технология хранилища данных (Data Warehouse). Технология интеграции данных на базе медиатора (mediator).

5. Темпоральные системы баз данных

Линии времени. Модельное и транзакционное время. Интервальное и точечное представление темпоральных данных. Архитектура темпоральной СУБД. Язык запросов к темпоральным данным. Обзор прототипов темпоральных СУБД.

6. Технологии открытого и дистанционного образования

Концепции открытого и дистанционного образования образования. Электронный учебный курс (ЭУК). Требования к электронным учебным курсам: модифицируемость, тематическая полнота, дидактическая полнота, дифференцируемость, интероперабельность. Граф-план ЭУК. Горизонтальное слоение. Вертикальное слоение. Интерфейс пользователя ЭУК. Web-технологии и технологии XML как базовые платформы реализации ЭУК.

7. Достижения и перспективы технологий управления данными

Технологии управления научными данными. Новая парадигма -- наука с интенсивной обработкой данных. Необходимость новых инструментальных средств и вычислительных ресурсов для анализа научных данных. Концепции научного центра данных и интеллектуальной рабочей тетради. Стандарты метаданных для научных данных. Поддержка научных типов данных в традиционных СУБД. Использование параллелизма для анализа научных данных.

Собрания и отчеты авторитетных представителей исследовательского сообщества в области технологий управления данными: Лагуна-Бич (1989), Асиломар (1996), Лоуэлл (2003). Проблема интеграции данных: поддержка в СУБД данных любой природы (текстовые, пространственные, темпоральные, мультимедийные, пользовательские и др.), слияние информации, поддержка сенсорных данные и сенсорных сетей. Проблема обработки запросов: поддержка запросов к мультимедийным данным, использование неточных данных в запросах, персонализация результатов запросов, оптимизация запросов к данным любой природы. Проблемы совершенствования технологий: самоадаптирующиеся СУБД (автономное функционирование, глубинный анализ данных и др.), новые интерфейсы пользователя (QBE-подобные языки и средства запросов к данным).

Новая абстракция управления информацией - пространства данных:. Требуемые свойства платформ поддержки пространств данных. Логическая организация и службы. Архитектурные компоненты.

 

ЛИТЕРАТУРА

  1. Гарсиа-Молина Г., Ульман Дж., Уидом Дж. Системы баз данных: полный курс. -М.: Вильямс, 2004.

  2. Грей Дж., Лью Д., Нието-Сантистебан М. и др. Управление научными данными в следующем десятилетии (перевод С.Д. Кузнецова). CITFORUM.RU, 2006.

  3. Когаловский М.Р. Энциклопедия технологий баз данных. -М.: Финансы и статистика, 2002.

  4. Когаловский М.Р. Перспективные технологии информационных систем -М.: ДМК Пресс, 2003.

  5. Костенко Б.Б., Кузнецов C.Д. История и актуальные проблемы темпоральных баз данных. citforum.ru. -2007.

  6. Кузнецов C.Д. Крупные проблемы и текущие задачи исследований в области баз данных. citforum.ru. -2005.

  7. Кузнецов С.Д. Предвестники новых манифестов управления данными. citforum.ru, 2006.

  8. Овчинникова К.Р., Соколинский Л.Б. Электронный учебный курс в системе открытого образования. Телематика'2002: Тез. докл. Всероссийск. науч.-метод. конф. (3-6 июня 2002 г., Санкт-Петербург). -СПб: Вузтелекомцентр. -2002.

  9. Франклин М., Халеви А., Майер Д. От баз данных к пространствам данных: новая абстракция управления информацией (перевод С.Д. Кузнецова). citforum.ru, 2006.

  10. Чемберлин Д. XQuery: язык запросов XML. Открытые системы. -2003. -No. 1.

 

Изменено 10.01.2023

© М.Л. Цымблер