Часть: Обязательная

Модуль: Базы данных и образовательная аналитика

Семестр: 8

Наименование компетенции ФГОС ВО

Индикаторы достижения компетенций

Способен управлять процессами создания и использования продуктов и услуг в сфере информационно-коммуникационных технологий, в том числе разрабатывать алгоритмы и программы для их практической реализации (ОПК-3.2диз) Знаний:
  • методы бизнес-планирования и продвижения инноваций в сфере ИС и ИКТ
  • технологии создания продуктов в сфере информационно-коммуникационных технологий
Умений:
  • выполнять оценку эффективности проектов по созданию новых продуктов и услуг в сфере ИС и ИКТ
  • разрабатывать алгоритмы и программы в сфере информационно-коммуникационных технологий
  • создавать и использовать продукты в сфере информационно-коммуникационных технологий
Навыков:
  • способностью управлять процессами создания и использования продуктов и услуг в сфере информационно-коммуникационных технологий, в том числе разрабатывать алгоритмы и программы для их практической реализации
Способен понимать принципы работы информационных технологий; использовать информацию, методы и программные средства ее сбора, обработки и анализа для информационно-аналитической поддержки принятия управленческих решений (ОПК-4.2диз) Знаний:
  • функциональную структуру типовых информационных систем поддержки принятия решений
  • методы и программные средства
  • способы принятия управленческих решений
Умений:
  • ставить задачи аналитических исследований и применять типовое специальное программное обеспечение в целях информационно-аналитической поддержки принятия управленческих решений
  • использовать современные методы сбора, обработки и анализа данных, интерпретации результатов аналитических исследований для повышения эффективности бизнеса
Навыков:
  • способностью использовать информацию, методы и программные средства ее сбора, обработки и анализа для информационно-аналитической поддержки принятия управленческих решений
  • Зачет с оценкой (8 семестр)

Вид учебной работы Часов
(по видам работ)
Семестры
8
Контактная работа (всего) 52 52

Лекционные занятия

4 4

Лабораторные занятия

48 48

Самостоятельная работа

56 56
Всего, часов/зачетных единиц 108 / 3 108 / 3

Показаны записи 1-4 из 4.
Наименование раздела дисциплиныСодержание разделаВсего, час (без контроля и консультаций)ЛекЛабСР
Раздел 1. Основы NoSQL и документно-ориентированные базы данныхЭволюция систем управления данными. Ограничения реляционных СУБД в распределённых системах. Типология NoSQL-систем. Мультимодельные и NewSQL-системы. Полиглотная персистентность. Теорема CAP и модель PACELC. Согласованность, доступность, задержка и устойчивость к сетевым разделениям. Репликация, шардинг и горизонтальное масштабирование. Критерии выбора нереляционной модели. Документно-ориентированные базы данных. Архитектура MongoDB. Коллекции, документы и формат BSON. Гибкая схема и её ограничения. Встраивание и ссылки. Паттерны моделирования документов. Ограничение размера документа и Bucket Pattern. CRUD-операции. Фильтрация, проекции и обновления. Индексы. Анализ плана выполнения. Aggregation Pipeline. Валидация схемы. Репликация и шардинг. Использование MongoDB для хранения электронного портфолио, структуры учебного курса, результатов заданий и слабоструктурированного цифрового следа. Лабораторная работа 1. Проектирование документной базы данных цифрового портфолио обучающегося. Анализ образовательной предметной области; выбор между встраиванием и ссылками; создание коллекций обучающихся, достижений, проектов и учебных материалов; настройка валидации; реализация CRUD-операций, индексов и агрегирующих запросов; сравнение вариантов модели по числу операций чтения и удобству обновления данных.2421012
Раздел 2. Хранилища «ключ–значение» и распределённые колоночные базы данныхАрхитектура Redis. In-memory-обработка. Структуры Strings, Hashes, Lists, Sets, Sorted Sets, Bitmaps, HyperLogLog и Streams. Срок жизни ключей. Персистентность RDB и AOF. Репликация, Sentinel и Cluster. Паттерны Cache-Aside и Write-Through. Проблема Cache Stampede. Использование Redis для хранения сессий, кэширования учебного контента, рейтингов, очередей заданий и обработки событий LMS. Архитектура Apache Cassandra. Одноранговая распределённая модель. Партиционирование, репликация и отказоустойчивость. Итоговая согласованность. Уровни согласованности. Модель wide-column. Язык CQL. Проектирование таблиц на основе запросов. Partition Key и Clustering Columns. Ограничения операций соединения и агрегирования. Размер партиции и производительность. Применение Cassandra для хранения больших потоков событий, истории активности и телеметрических данных образовательных платформ. Лабораторная работа 2. Разработка высоконагруженной подсистемы событий цифровой образовательной платформы. Реализация в Redis пользовательских сессий, кэша учебных материалов, очереди событий и оперативных показателей; настройка сроков хранения и механизма персистентности. Проектирование в Cassandra таблиц для хранения истории входов, просмотров материалов, попыток выполнения заданий и результатов тестирования; выбор ключей партиционирования и уровней согласованности; выполнение запросов по обучающемуся, курсу и временному периоду.2401212
Раздел 3. Графовые базы данных и поисковые системыГрафовые базы данных и модель property graph. Узлы, отношения, метки и свойства. Архитектура Neo4j. Проектирование графовой схемы. Язык Cypher: создание данных, MATCH, фильтрация, агрегация и поиск путей. Индексы и ограничения. Представление образовательной программы, компетенций, тем, заданий, ресурсов и предварительных требований в форме графа. Базовые алгоритмы центральности, поиска путей и выявления сообществ. Применение графов для построения образовательных маршрутов и навигации по связанным знаниям. Назначение поисковых систем. Архитектура Elasticsearch. Индексы, документы, сегменты, шарды и реплики. Mapping. Текстовые анализаторы, токенизация и нормализация. Инвертированный индекс. Полнотекстовые запросы, фильтрация и агрегирование. Автодополнение. Индексирование журналов цифровых систем. Поиск по образовательным ресурсам, методическим материалам, заданиям и нормативным документам. Лабораторная работа 3. Разработка графовой и поисковой подсистемы образовательных ресурсов. Проектирование в Neo4j графа учебных тем, компетенций, заданий и ресурсов; реализация запросов для поиска предварительных требований, связанных материалов и возможных образовательных маршрутов. Индексирование текстов учебных материалов в Elasticsearch; настройка mapping и анализаторов; реализация полнотекстового поиска, фильтрации, автодополнения и агрегирования.2401212
Раздел 4. Векторные базы данных и проектирование полиглотных архитектурОграничения лексического поиска. Векторные представления и эмбеддинги. Метрики косинусного сходства, скалярного произведения и евклидова расстояния. Точный и приближённый поиск ближайших соседей. Индексы HNSW. Архитектура векторной базы данных. Коллекции, документы, идентификаторы и метаданные. ChromaDB и обзор управляемых векторных сервисов. Фильтрация по метаданным. Гибридный полнотекстовый и векторный поиск. Подготовка образовательного контента: разбиение документов, метаданные, версии и права доступа. Векторные базы как инфраструктурный компонент RAG-систем. В рамках дисциплины используются готовые модели эмбеддингов; обучение языковых и нейросетевых моделей не выполняется. Критерии выбора NoSQL-системы. Сопоставление моделей данных и шаблонов доступа. Полиглотная персистентность. Архитектурные паттерны Event Sourcing и CQRS. Миграция с реляционной базы данных. Strangler Fig. Синхронизация и дублирование данных. Проектирование отказоустойчивости, резервного копирования и разграничения доступа. Использование NoSQL в информационных и ИИ-системах: хранение событий, состояния, истории диалогов, документов, метаданных и векторных представлений. Лабораторная работа 4. Разработка подсистемы семантического поиска по образовательным материалам. Подготовка корпуса учебных и методических материалов; разбиение документов; формирование готовых эмбеддингов; загрузка документов, векторов и метаданных в ChromaDB; реализация поиска по сходству и фильтрации по предмету, классу, теме и типу ресурса; сравнение полнотекстового и семантического поиска; оценка релевантности результатов на контрольном наборе запросов. Лабораторная работа 5. Итоговый проект «Полиглотная архитектура цифровой образовательной платформы». Проектирование системы, в которой разные модели хранения применяются в соответствии с характером данных и шаблонами доступа. Проект должен включать обоснованный выбор не менее трёх классов хранилищ, модель данных, описание потоков чтения и записи, требования к согласованности, масштабированию, резервному копированию, защите персональных данных и интеграции компонентов. Возможные объекты проектирования: LMS, электронное портфолио, платформа дополнительного образования, школьная библиотечная система или сервис учебных проектов.3621420

1) Анализ данных [Электронный ресурс] : учеб. для вузов / В. С. Мхитарян, М. Ю. Архипова, Т. А. Дуброва [и др.] ; под ред. В. С. Мхитаряна. – Москва : Юрайт, 2026. – (Высшее образование). – Добавлено: 26.03.2026. – Проверено: 25.09.2026. – Режим доступа: ЭБС Юрайт по паролю. – ISBN 978-5-534-19964-2. - URL: https://urait.ru/bcode/583032.
2) Миркин, Борис Григорьевич. Базовые методы анализа данных [Электронный ресурс] : учеб. и практикум для вузов / Б. Г. Миркин. – Москва : Юрайт, 2026. – (Высшее образование). – Добавлено: 04.03.2026. – Проверено: 25.09.2026. – Режим доступа: ЭБС Юрайт по паролю. – ISBN 978-5-534-19709-9. - URL: https://urait.ru/book/bazovye-metody-analiza-dannyh-583143.
3) Макшанов, Андрей Владимирович. Большие данные. Big Data [Электронный ресурс] : учебник / А. В. Макшанов, А. Е. Журавлев, Л. Н. Тындыкарь. – Санкт-Петербург ; Москва ; Краснодар : Лань, 2024. – Добавлено: 21.06.2024. – Проверено: 25.09.2026. – Режим доступа: ЭБС Лань по паролю. – ISBN 978-5-507-46866-9. - URL: https://e.lanbook.com/book/322664.
1) Бессмертный, Игорь Александрович. Интеллектуальные системы [Электронный ресурс] : учеб. и практикум для вузов / И. А. Бессмертный, А. Б. Нугуманова, А. В. Платонов. – Москва : Юрайт, 2024. – (Высшее образование). – Добавлено: 04.03.2026. – Проверено: 25.09.2026. – Режим доступа: ЭБС Юрайт по паролю. – ISBN 978-5-534-01042-8. - URL: https://urait.ru/bcode/537001.
2) Макшанов, Андрей Владимирович. Технологии интеллектуального анализа данных [Электронный ресурс] : учеб. пособие / А. В. Макшанов, А. Е. Журавлев. – Санкт-Петербург ; Москва ; Краснодар : Лань, 2022. – Добавлено: 14.09.2026. – Проверено: 25.09.2026. – Режим доступа: ЭБС Лань по паролю. – ISBN 978-5-8114-4493-9. - URL: https://e.lanbook.com/book/206711.
3) Воронов, Михаил Владимирович. Системы искусственного интеллекта [Электронный ресурс] : учеб. и практикум для вузов / М. В. Воронов, В. И. Пименов, И. А. Небаев. – Москва : Юрайт, 2023. – (Высшее образование). – Добавлено: 13.06.2023. – Проверено: 25.09.2026. – Режим доступа: ЭБС Юрайт по паролю. – ISBN 978-5-534-14916-6. - URL: https://urait.ru/book/sistemy-iskusstvennogo-intellekta-519916.

Показаны записи 1-3 из 3.
Учебная аудиторияМатериально-техническое обеспечение
Аудитория для проведения занятий лекционного типаСпециализированная мебель, системный блок, монитор, видеопроектор, акустические колонки, интерактивная доска, поворотно-передвижная аудиторская доска, наборы демонстрационного оборудования и учебно-наглядных пособий, обеспечивающие тематические иллюстрации
Аудитория для лабораторной работыСпециализированная мебель, системный блок, монитор, видеопроектор, акустические колонки, интерактивная доска, поворотно-передвижная аудиторская доска, наборы демонстрационного оборудования и учебно-наглядных пособий, обеспечивающие тематические иллюстрации
Помещение для самостоятельной работыСпециализированная мебель, системный блок, монитор, видеопроектор, акустические колонки, интерактивная доска, поворотно-передвижная аудиторская доска, наборы демонстрационного оборудования и учебно-наглядных пособий, обеспечивающие тематические иллюстрации
Microsoft, Лицензия на программное обеспечение Academic licenses
Статус Автор Дата
Подписано простой электронной подписью Кондратьева Виктория Александровна 2026-06-22 11:44:04