Рабочий лист: Архитектура и основные понятия баз данных

ОП.08 Основы проектирования баз данных | Тема 1 (§2.2 с.7 программы)
Выберите назначенный вариант анализа:

Вариант 1: Складской учет оптовой базы

Предметная область: Оптовая база строительных материалов обслуживает 300 заказов в день. 12 менеджеров по продажам и 4 кладовщика одновременно обращаются к остаткам товаров на складах. Руководство рассматривает переход с ведения учета в таблицах Excel на локальной сетевой папке на реляционную СУБД PostgreSQL.
Определите для данного кейса: что является сырыми «данными», что становится полезной «информацией», как формулируется состав «базы данных» и какие функции возьмет на себя сервер PostgreSQL.
Сопоставьте хранение в файле Excel и в реляционной СУБД PostgreSQL. Почему файловый подход приведет к краху при работе 16 сотрудников? Какую роль играют первичные и внешние ключи?
Смоделируйте аномалию потерянного обновления (Lost Update) при одновременной отгрузке одного и того же товара двумя менеджерами. Как транзакционные механизмы СУБД предотвращают эту аномалию?

Вариант 2: Электронная регистратура поликлиники

Предметная область: Городская поликлиника ведет прием 1500 пациентов ежедневно. В системе работают врачи, регистраторы, сотрудники страховых столов и лабораторий, а также пациенты через мобильное приложение. Система обязана строго соответствовать 152-ФЗ «О персональных данных» и обеспечивать ссылочную целостность медицинской истории.
Раскройте сущность понятий данных и информации на примере медицинской карты. Перечислите не менее четырех критически важных функций СУБД для медицинской системы.
Разложите медицинскую систему по 3 уровням: внешний (представления для врача, регистратора, пациента), концептуальный (логические сущности) и внутренний (дисковые страницы, индексы). Как обеспечивается физическая и логическая независимость?
Что произойдет, если оператор по ошибке попытается удалить запись о пациенте, у которого есть выписанные рецепты и история операций? Какое ограничение целостности СУБД предотвращает появление «сиротских» записей?

Вариант 3: Каталог интернет-магазина электроники

Предметная область: Крупный маркетплейс реализует 500 000 товаров: смартфоны (характеристики: экран, процессор, ОЗУ, камера), холодильники (объем, компрессор, энергопотребление), одежду (размер, состав ткани) и книги. Архитекторы выбирают между реляционной СУБД PostgreSQL и документной NoSQL СУБД MongoDB для хранения каталога.
В чем различие данных о товаре и коммерческой информации о продажах? Какие базовые функции СУБД необходимы для каталога с миллионом запросов в сутки?
Сопоставьте жесткую табличную схему (Schema-on-write) и гибкую документную модель (Schema-on-read в JSON/BSON). Почему реляционная модель каталога с разнородными свойствами порождает проблему тысяч пустых колонок (NULL) или антипаттерн EAV?
Почему каталог товаров удобно хранить в MongoDB, а модуль списания денег и оформления заказов безопаснее реализовать в реляционной СУБД с поддержкой строгих ACID-транзакций? Какой риск несет NoSQL при финансовых транзакциях?

Вариант 4: Информационная система деканата университета

Предметная область: Информационная система вуза обслуживает 6000 студентов, 400 преподавателей и сотрудников учебной части. Система ведет учет успеваемости, формирует приказы об отчислении и стипендиях, составляет расписание. Критически важна защита от несанкционированного изменения оценок и разграничение прав доступа.
Определите понятия данных (баллы в ведомости) и информации (академический рейтинг и приказ на отчисление). Опишите задачи СУБД по разграничению доступа и журналированию действий.
Опишите внешние представления для 4 ролей: Студент, Преподаватель, Диспетчер расписания, Администратор. Какую роль выполняет администратор базы данных (DBA) в обеспечении безопасности и отказоустойчивости?
Что произойдет, если файл базы данных поместить в общедоступную сетевую папку Windows (как в ранних версиях MS Access)? Смоделируйте сценарий подделки оценок студентом в обход интерфейса программы.

Самооценка обучающегося по установленной рубрике:

Оцените полноту и аргументированность ваших ответов по 4-балльной шкале (критерии: понятийный аппарат — до 2 б., архитектурный анализ — 1 б., контрпример и выводы — 1 б.):