CS436 : قواعد البيانات

القسم العلمي

قسم الحاسب الآلي

البرنامج الدراسي

بكالوريوس في علوم الحاسب الآلي

نوع المقرر

إجباري

الوحدات

04

الاسبقيات

CS331

نظرة عامة

  1. تعريف الطالب بالمفاهيم و القضايا الأساسية لقواعد البيانات.
  2. تعريف الطالب بنظرية نموذج قواعد البيانات العلائقية وفهم كيفية إجراء عمليات الجبر العلائقي لوصف عمليات النموذج العلائقي
  3. تعريف الطالب بمعيارية لغة الاستفسار الهيكلية SQL، و تصميم قواعد البيانات.
  4. فهم كيفية إدارة الإجراءات و التحكم في الاسترجاع و التزامنية وكيفية تصميم و تكوين تطبيق نظام قواعد البيانات

المخرجات التعليمية المستهدفة من دراسة المقرر

أ‌. المعرفة والفهم

1

يوضح الخصائصَ التي تُميّزُ طريقة قواعد البيانات عن طريقة نظام الملفاتِ التقليديةِ.

2

يتعرف على كيفية نمذجة البيانات العلائقية وإجراء عمليات الجبر العلائقي.

3

يكتسب الطالب مفهوم معيارية لغة الاستفسار الهيكلية SQL وكيفية استخدامها لتصميم قواعد البيانات

4

يفهم كيفية إدارة الإجراءات و التحكم في الاسترجاع و التزامنية ويتعرف على كيفية تصميم و تكوين تطبيق نظام قواعد البيانات

ب‌. المهارات الذهنية

1

يحلل قواعد البيانات ويقارن بين قواعد البيانات ونظام الملفاتِ التقليديةِ.

2

يصمم قواعد بيانات باستخدام نمذوج البيانات العلائقية ويجري عمليات الجبر العلائقي

3

يكتسب مهارة استخدام لغة الاستفسار الهيكلية SQL

4

يصمم تطبيق لنظام قواعد البيانات يتمتع بإدارة الإجراءات و التحكم في الاسترجاع و التزامنية

ج‌. المهارات العملية والمهنية

1

يلاحظ الفرق ما بين نماذج البيانات المُختلفة بما فيها التركيب الداخلي للبيانات..

2

يستخدم نمذوج البيانات العلائقية والجبر العلائقي في تصميم قواعد البيانات ويحديد بالاستعانة بمجموعة فئة الاعتمادات الوظيفية كلاً من المفاتيح الرئيسة، أو المفاتيح المُرشحة.

3

يستخدم لغة الاستفسار الهيكلية SQL في تصميم وإدارة قواعد البيانات وتحديد الطريقة المناسبة. لمعالجة الاستفسار

4

يتمكن من تصميم تطبيق لنظام قواعد البيانات له القدرة على إدارة الإجراءات و التحكم في الاسترجاع و التزامنية.

د‌. المهارات العامة والمنقولة

1

معرفة مفهوم قواعد البيانات و مقارنته بالملفات.

2

معرفة أهمية قواعد البيانات و كيفية استخدامها.

3

معرفة أنواع قواعد البيانات.

4

معرفة مفهوم قواعد البيانات العلائقية.

5

معرفة أساليب تصميم و بناء قواعد البيانات.

طرق التعلم والتعليم

  • المحاضرات النظرية
  • التدريبات المعملية
  • حلقات النقاش

طرق التقييم

رقم التقييم

أساليب التقييم

مدة التقييم

وزن التقييم

النسبة المئوية

تاريخ التقييم (الأسبوع)

التقييم الأول

الامتحان الأول

ساعة و نصف

(من 5-6 أسئلة)

20%

الأسبوع 6

التقييم الثاني

الامتحان الثاني

ساعة و نصف

(من 5-6 أسئلة)

20%

الأسبوع 13

التقييم الثالث

المشروع الفصلي

ساعة

كل المقرر

10%

الأسبوع 16

التقييم الرابع

الامتحان العملي

ساعة

كل المقرر

10%

الأسبوع 16

التقييم النهائي

الامتحان النهائي

ساعتين

كل المقرر

50%

الأسبوع 17

المجموع

100 درجة

100%

محتوى المقرر

الاسبوع

الموضوع العلمي

الساعات

محاضرة

1

مقدمة نظم قواعد البيانات

الطريقة التقليدية (معالجة الملفات) File Processing، الطريقة الحديثة لمعالجة البيانات (نظم قواعد البيانات) Database Systems، نظام إدارة قواعد البيانات (Databases Management System (DBMS، المستفيدين من نظم قواعد البيانات

4

4

2

مفاهيم ومعمارية نظم إدارة قواعد البيانات

لمحة تاريخية عن نشأة معمارية الثلاث مستويات ا نسي-سبارك ، نماذج البيانات، مخططات الوصف، والحالات Data Models, Schemas, and Instance، معمارية الثلاث مستويات The Three-Level Architecture ، تصنيف نظم إدارة قواعد البيانات Classification of DBMS ، مكونات نظام قاعدة البيانات Components of a DBMS ، بنية نظام إدارة قاعدة البيانات متعدد المستخدمين.

4

4

3

نمذجة البيانات

مفهوم نمذجة البيانات، نموذج عِلاقة الكينونة Entity Relationship Model (ERM) ، العِلاقات مابين الكينونات وأنواعها ، تكوين نموذج عِلاقة الكينونة ، وصف وتمثيل العِلاقات ، نموذج عِلاقة الكينونة المُحسن (المُطور) (EERM) The Enhanced E-R Model.

4

4

5-4

النموذج العلائقي

مكونات ومفهوم النموذج العلائقي ، مكونات العلاقة، تعريف العلاقة، خصائص العلاقات Characteristics Of Relations، قيود العلاقة: (قيود نطاق العلاقة Domain Constraints )، قيود قواعد عمل النظام Semantic Constraints، قيود مفتاح العلاقة Key Constraints ،مفتاح السوبر Super key ، المفتاح المُرشح Candidate key ، المفتاح الرئيسي Primary key ، المفتاح المُركب Composite key ، المفتاح الخارجي Foreign key. قيود تكاملية النموذج العلائقي Relational Integrity Constraints ، تكاملية الكينونة ، تكاملية ارتباط الكينونات Referential Integrity.

8

8

6

النموذج العلائقي ( تكملة )

العمليات في النموذج العلائقي Operations In Relational Model:

عمليات التحديث Update Operations، عمليات الإسترجاع operations Retrieval : الجبر العلائقي Relational Algebra

عمليات الجبر العلائقي Relational Algebra Operations ، عملية الإختيار Selection، عملية الإسقاط Projection ،عملية الإختيار Selection ،عملية الإسقاط Projection،عملية الفرق الفئوي Operation Set Difference،عملية القسمة Division ، عملية الضرب الكارتيزي Cartesian Product ، عملية الربط Theta Join ، عملية الربط الطبيعي Natural Join، عملية الربط الخارجي Join Outer ، الدوال المساعدة Aggregate Functions ، الإسترجاع الذاتي Recursive Retrievals

4

4

7-8

تصميم المخطط الوصفي لنموذج البيانات العلائقية

خصائص تصميم المخطط الوصفي الفعال ، الأعتمادات الوظيفية Functional Dependencies ،أنواع الأعتماد الوظيفي ،طرق إستخراج عناصر الأعتماد الوظيفي، تحديد عناصر الأعتماد الوظيفي إستخدام القوانين الأستنتاجية الجبرية Inference Rules ،تحديد عناصر الأعتماد الوظيفي بإستخدام الإغلاق Closure ، التطبيع أو التسوية Normalization،شكل التطبيع الأول 1NF، شكل التطبيع الثاني 2NF ، شكل التطبيع الثالث3NF . خوارزمية التجزئة الى شكل التطبيعي الثالث 3NF وذلك بالحفاظ على الأعتماد الوظيفي. أشكال التطبيع المتقدمة: شكل تطبيع "بويس-كود" BCNF، شكل التطبيع الرابع 4NF، شكل التطبيع الخامس 5NF .

8

8

9

تحويل مخطط علاقة الكينونة إلى النموذج العلائقي

خوارزمية تحويل مخطط علاقة الكينونة إلى مخطط وصف العلاقات

4

4

10-11

لغة الاستفسارات التركيبية SQL

أهداف SQL ، أنواع SQL المختلفة ، نماذج SQL ، إنشاء الجداول Tables Create ،تعديل الجداول Alter Table ، حذف الجداول Drop Table ، إنشاء الفهرس Create Index ، حذف الفهرس Drop Index، تعريف شروط التكاملية Integrity Constraint Definition ،تعريف قيد NOT NULL ،تحديد القيم المبدئية للأعمدة Default Values ، تعريف قيد UNIQUE ، إختبار الإدخال بواسطة قيد CHECK ، تعريف قيد المفتاح الرئيسي PRIMARY KEY ، تعريف قيد المفتاح الأجنبي FOREIGN KEY , إدخال وتعديل وحذف البيانات INSERT, UPDATE, DELETE ,إضافة صف إلى قاعدة البياناتINSERT ، تعديل بيانات قاعدة البيانات UPDATE ، إلغاء بيانات من قاعدة البيانات DELETE ، استخراج البيانات بواسطة SELECT ، استرجاع جميع الصفوف والأعمدة استرجاع أعمدة محددة وجميع الصفوف.

8

8

12-13

لغة الاستفسارات التركيبية SQL ( تكملة )

التخلص من البيانات المتكررة بإستخدام DISTINCT ،إستخدام عبارة WHERE ، إستخدام BETWEEN / NOT BETWEEN ، إستخدام معامل IN / NOT IN ، إستخدام معامل LIKE / NOT LIKE ، إستخدام معامل IS NULL / IS NOT NULL ، ترتيب

النتائج بواسطةORDER BY ,إستخدام الدوال المساعدة Aggregate Functions ، تجميع النتائج بواسطةGROUP BY ،تحديد تجميع النتائج بواسطة HAVING، إستخدام معامل ANY / SOME ,

إستخدام معامل ALL ، إستخدام معامل EXISTS / NOT EXISTS ، إستخراج المعلومات من عدة جداول بإستخدام الربط JOIN ،دمج جداول النتائج بواسطة UNION, INTERSECT, EXCEPT ، المشاهد VIEWS تعريف المشهد CREATE VIEW ‘تعريف المشهد الأفقي تعريف المشهد العمودي ، التجميع و الربط/ المزاوجة في المشاهد تعديل البيانات من خلال المشهد.

8

8

14

إدارة الإجراءات و التحكم في الاسترجاع و التزامنية

مفهوم الأجراء ، خواص الإجراءات ، تحكم الإسترجاع Recovery Control، لماذا الإسترجاع ، إسترجاع الإجراء ،كيفية تنفيذ عملية التراجع, نقاط التزامن, إسترجاع النظام و الوسائط ،اعطال النظام ،أعطال الوسائط ،مشكلة فقدان التعديلات ،مشكلة الأعتماد على معلومات غير معتمدة ،مشكلة التحليل الغير متسق للبيانات ، طرق التحكم في التزامنية ، القفل Locking ،حل مشكلة فقدان التعديلات ، حل مشكلة الأعتماد على معلومات غير معتمدة ، حل مشكلة التعديل المعتمد عتى معلومات غير معتمدة ،حل مشكلة التحليل الغير متسق للبيانات ، القفل المميت/المتعارض Deadlock

4

4

المراجع

عنوان المراجع

اسم المرجع

الناشر

النسخة

المؤلف

مذكرات المقرر

--------

--------

--------

--------

الكتب الدراسية المقررة

Fundamentals of Database Systems

R. Elmasri and S. B. Navathe

An Introduction to Database Systems

Addison-Wesley, 2000

C.J. Date

مفاهيم نظم قواعد البيانات

منشورات دار الحكمة

الهويجي و اخرون

كتب مساعدة

--------

--------

--------

--------

مجلات علمية

--------

--------

--------

--------

مواقع إنترنت

--------

--------

--------

--------

غيرها

--------

--------

--------

--------

الذكاء الاصطناعي (CS456)
البرمجة الشيئية باستخدام الجافا (CS439)
البرمجة المرئية (CS435)
تصميم مترجم (CS432)
تنظيم حاسب 2 (CS440)
برمجة الويب 2 (CS416)
هندسة الويب (CS412)
إدارة المشاريع (CS411)
تصميم وتطوير تطبيقات الأجهزة المحمولة (CS410)
نظرية الاتمتة واللغات الصيغية (CS441)
بحوث العمليات (CS442)
تحليل عددي (CS448)
لغة انجليزية 1 (EL101)
رياضة 1 (MA100)
هندسة تحليلية مستوية (MA101)
مقدمة في الإحصاء (ST101)
أساسيات البرمجة (CS100)
لغة عربية 1 (AR051)
رياضة 2 (MA102)
هندسة تحليلية فراغية (MA103)
فيزياء عامة 1 (PH112)
مقدمة في الاحتمال (ST102)
البرمجة الهيكلية I (CS111)
لغة عربية 2 (AR052)
التركيبات المتقطعة (CS200)
تنظيم الحاسب الآلي (CS207)
البرمجة الهيكلية 2 (CS214)
البرمجة بلغة الاسمبلي (CS211)
البرمجة الشيئية (CS215)
لغة انجليزية 2 (EL102)
هياكل بيانات وخوارزميات1 (CS331)
برمجة الويب (CS315)
تحليل وتصميم النظم (CS319)
طرق عددية (CS323)
هياكل بيانات وخوارزميات2 (CS332)
لغات البرمجة (CS336)
أمن نظم الحاسب (CS340)
شبكات الحاسب الآلي (CS343)
نظم تشغيل (CS437)
برمجة نظم (CS431)
قواعد البيانات (CS436)
مشروع تخرج (CS450)
استرجاع المعلومات (CS444)
هندسة البرمجيات (CS438)