Цель выполнения курсовой работы
МОСКОВСКИЙ ГУМАНИТАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет экономики и управления
Кафедра "Прикладная математика и информатика"
УТВЕРЖДАЮ
Проректор
по учебной работе МосГУ
А.И. Ковалева
2010 г.
Методические указания
По выполнению курсовых работ
По дисциплине
«Базы данных и экспертные системы»
(ОПД.Ф.11)
для студентов факультета экономики и управления
Форма обучения - дневная
Специальность 010501.65
«Прикладная математика и информатика»
Москва
Бутусов Олег Борисович. Методические указания по выполнению курсовых работ по дисциплине «Базы данных и экспертные системы». Для студентов дневной формы обучения факультета экономики и управления специальности 010501.65 «Прикладная математика и информатика» - М., 2010
Рецензент: Степанов Александр Михайлович, д.ф.м.н., профессор, Московского государственного института стали и сплавов (технологического университета)
Методические указания утверждены на заседании кафедры "Прикладная математика и информатика", протокол № 4 от 6 декабря 2010 года.
Общие положения
Дисциплина "Базы данных и экспертные системы (БДиЭС)" посвящена одному из важнейших направлений современной информационной технологии – интеллектуальному анализу данных (ИАД). Студенты специальности "Прикладная математика и информатика" изучают эту дисциплину в 7-м и 8-м семестрах. Седьмой семестр целиком посвящен изучению современных методов и технологий организации данных на электронных носителях. В настоящее время превалирует технология организации данных в виде системы реляционных двухмерных таблиц, предложенная профессором Т.Кодом в 1980-х годах. Теория реляционных таблиц получила название "Реляционной алгебры". Поэтому элементы реляционной алгебры и основы теории систем управления реляционными базами данных (СУБД) составляют важную часть дисциплины БДиЭС, которую студенты изучают в течение 7-го семестра.
Следует отметить, что в процессе развития методов организации и хранения данных первыми появились технологии иерархической организации данных (Иерархическая СУБД фирмы IBM – IMS Information Management System 1968г.). В настоящее время снова наблюдается интерес к иерархической организации данных. В первую очередь это обусловлено интенсивным развитием технологий интеллектуального анализа данных и поиска скрытых закономерностей и знаний в данных. Имеются в виду знания, которые не могут быть извлечены с помощью традиционных классических методов анализа (например, статистических). С одной стороны это обусловлено широким распространением универсального языка моделирования UML (Unified Modeling Language) и Case-технологий (Computer-Aided Software Engineering), а с другой стороны развитием методов Data Mining. Наряду с классическими методами интеллектуального анализа и моделями представления знаний такими, как продукционные, формально-логические и фреймовые модели, а также семантические сети, эти новые направления интеллектуального анализа данных составляют предмет изучения БДиЭС 8-го семестра.
Учитывая проблемы лицензионного программного обеспечения, выбор СУБД для практических занятий – невелик. Поэтому в качестве основных инструментов практического освоения дисциплины БДиЭС были выбраны СУБД Microsoft Access, входящую в Microsoft Office, и СУБД MySQL. СУБД Access имеет встроенный язык универсального программирования VBA (Visual Basic for Application), а СУБД MySQL имеет архитектуру клиент – сервер и развитую систему использования запросов на языке SQL (Structured Query Language). Кроме этого в практику лабораторных работ включено изучение средств представления данных на языке XML. При этом следует отметить, что XML обеспечивает синтаксис для структурирования документов, но не предоставляет возможности для описания семантических связей. В качестве альтернативы могут быть использованы современные модификации XML такие, как RDF (Resource Description Framework) или OWL. Язык OWL расширяет XML объектно-ориентированными возможностями.
Что касается средств практического программирования задач ИАД, то здесь возникает та же проблема лицензионного программного обеспечения. До недавнего времени наиболее популярным языком реализации ИАД был ЛИСП (LISP – List Processing Language). В настоящее время значительную популярность получил язык CLIPS (C Language Integrated Production System). Для решения задач логического вывода используют также язык Пролог. Одним из наиболее распространенных языков представления знаний (ЯПЗ) является язык OPS5 (Official Production Systems). ЯПЗ OPS5 поддерживает продукционный подход к представлению знаний. В качестве интегрированной среды разработки экспертных систем (ЭС) могут быть предложены системы ART (разработчик Inference Corporation, USA), KEE (разработчик Intellicorp, USA), Knowledge Craft (разработчик Carnegie Corp., USA).
При отсутствии перечисленных выше средств может быть использован язык C# из пакета Visual Studio.Net, в последние версии которого включены элементы функционального программирования.
Курсовая работа выполняется студентами специальности "Прикладная математика и информатика" в 8-м семестре.
Цель выполнения курсовой работы
Целью выполнения курсовой работы является закрепление и углубление знаний, полученных на лекционных и практических занятиях, приобретение навыков подбора, обобщения и систематизации литературных источников и практического материала по теме курсовой работы. Итогом выполнения курсовой работы по дисциплине ВДиЭС является определение уровня теоретической и практической подготовки студентов.
При выполнении курсовой работы студентам необходимо:
- рассмотреть сущность, содержание и роль современных методов организации и интеллектуального анализа данных;
- изучить возможности СУБД Access и основные конструкции языка SQL;
- изучить возможности программирования в среде СУБД Access на языке VBA;
- изучить процедуру сбора, обработки и формализации исходных данных для формирования тематической базы данных (БД);
- изучить основные методы построения базы знаний (БЗ), получения экспертной информации и методы построения продукционных правил для формирования семантических отношений между объектами БД;
- получить системные знания о теории и прикладных методах алгоритмизации и программирования задач ИАД.
Курсовая работа по дисциплине БДиЭС является второй самостоятельной исследовательской работой студента по специальности "Прикладная математика и информатика". Поэтому в ходе ее подготовки следует не просто обобщить теоретические материалы по избранной теме с использованием последних достижений в области прикладной математики и современных компьютерных технологий, но и переработать материалы, почерпнутые из технической, математической или специальной литературы, органически увязать их с избранной темой.