Формирование элементов методического обеспечения для дисциплин по базам данных

Вве де ние

Формирование элементов методического обеспечения для дисциплин по базам данных является актуальным в условиях стремительного развития информационных технологий и увеличения объема обрабатываемых данных. Изучение баз данных становится ключевым аспектом подготовки специалистов в области IT по нескольким причинам.

Во-первых, количество данных, генерируемых вразличных сферах, постоянно растет, что требует от специалистов умения эффективно управлять, хранить и анализировать большие объемы информации. Во-вторых, на рынке существует множество систем управления базами данных (далее– СУБД), каждая из которых имеет свои уникальные особенности и сферу применения. Методическое обеспечение позволит студентам глубже понять принципы работы различных СУБД и выбрать наиболее подходящие инструменты для решения конкретных задач.

Кроме того, в условиях дефицита специалистов в области работы с базами данных качественное методическое обеспечение поможет улучшить уровень подготовки студентов, что повысит их конкурентоспособность на рынке труда. Оно должно включать как теоретические основы, так и практические задания, что позволит студентам применять полученные знания на практике и развивать навыки, необходимые для работы в реальных проектах. Наконец, быстрое изменение технологий требует постоянного обновления учебных материалов. Формирование элементов методического обеспечения для дисциплин по базам данных является необходимым шагом для повышения качества образования, подготовки квалифицированных специалистов и обеспечения их успешной карьеры в условиях быстро меняющегося технологического ландшафта.

Цель данного исследования заключается вформировании элементов методического обеспечения для дисциплин по базам данных, что позволит улучшить качество образования, повысить уровень подготовки студентов и обеспечить их конкурентоспособность на рынке труда.

Логика формирования элементов методического обеспечения для дисциплин, связанных с изучением баз данных, в том числе сточки зрения обоснования актуальности, базируется на следующей последовательности задач:

• •    анализ образовательных стандартов для выявлениям ключевых компетенций в направлениях 44.03.05 «Педагогическое образование (с двумя профилями подготовки)», профили: «технологическое образование

70 Вестник Российского нового университета

70 Серия «Человек в современном мире», выпуск 4 за 2024 год

и информационные технологии», «физика иинформатика»;

• •    формирование взаимосвязей и преемственности дисциплин в структуре образовательной программы по направлениям подготовки;

• •    систематизация выводов на основе анализа состояния и специфики отечественного ИТ-рынка;

• •    формирование элементов концепции изучения дисциплин с учетом ранее изложенных аспектов.

В настоящее время ИТ-сектор нельзя назвать ключевым элементом базисной структуры социально-экономического развития. Учитывая сложность и специфику производственных процессов, можно утверждать, что ИТ-сектор играет базисную роль, особенно в контексте систем управления базами данных. В литературе, посвященной фундаментальным исследованиям в области баз данных, определены основные функции и преимущества, которые подтверждают базисную роль СУБД[1–4]:

• •    централизованное хранение данных – одна из ключевых функций СУБД, позволяющих эффективно сохранять большие объемы структурированных данных и обеспечивать кним доступ из различных приложений для множества пользователей;

• •    обеспечение безопасности данных – также одна из ключевых функций СУБД, предлагающих механизмы защиты от несанкционированного доступа, что гарантирует конфиденциальность и целостность информации;

• •    удобство работы с данными в СУБД – возможность выполнения различных операций, таких как добавление, получение, обновление и удаление информации,

с использованием простых и понятных SQL-запросов;

• •    обеспечение отказоустойчивости, предотвращение потери информации при сбоях или авариях благодаря механизмам резервного копирования данных вСУБД;

• •    масштабируемость СУБД – обеспечивает легкость в расширении баз данных путем добавления новых серверов или увеличения ресурсов текущих серверов, что позволяет обрабатывать большие объемы данных;

• •    эффективность работы – оптимизация выполнения запросов к базам данных, что ускоряет процессы обработки информации и улучшает производительность всей системы;

• •    высокая совместимость, позволяющая работать с различными типами данных и форматами, что способствует эффективной обработке разнообразной информации;

• •    ресурсоэффективность, позволяющая оптимально использовать серверные ресурсы и снижать нагрузку на аппаратное обеспечение, что приводит к экономии времени и средств.

Таким образом, СУБД играют ключевую роль в эффективном, безопасном и удобном хранении и обработке данных в современном информационном окружении.

Резуль та ты ис сле до ва ния

По данным Центра стратегических разработок (ЦСР)1, объем рынка систем управления базами данных (СУБД) в России по итогам 2023 года превысил показатели 2022 года на 20 %, что почти полностью компенсировало падение на 22 % в предыдущем году. Эта тенденция связана с тем, что в 2022 году в области СУБД в России

Формирование элементов методического обеспечения для дисциплин по базам данных

начался новый этап развития. Уход с российского рынка ранее лидирующих западных компаний, таких как Oracle, Microsoft и SAP, открыл возможности для местных разработчиков и поставщиков. Это создало спрос на отечественные решения и способствовало росту новых игроков на рынке, что, в свою очередь, способствовало увеличению объема рынка СУБД в 2023 году. Таким образом, российские компании смогли занять освободившиеся ниши и предложить альтернативы, что положительно сказалось на общем состоянии сектора.

Главным толчком развития рынка СУБД в России стало импортозамещение. На место ушедших западных решений начали приходить отечественные продукты, а также проекты с открытым исходным кодом (Open Source) [5].

В последние годы наблюдается стабильный спрос на замену западного программного обеспечения, особенно в государственном секторе. Это создает необходимость вразработке отечественных решений.

На графике показана структура рынка СУБД и инструментов разработки данных, с указанием доли зарубежных и российских продуктов в процентном соотношении (см.Рисунок1).

Анализ динамики и причин роста показателей рынка СУБД за последние два года выявил несколько значительных проблем: первая – сложность выбора СУБД, а вторая – нехватка квалифицированных специалистов. В отчёте Центра стратегических разработок (ЦСР) за 2023 год1 впервые представлены доли крупнейших компаний на рынке СУБД: 23 % занимает Postgres

Рисунок 1. Структура рынка СУБД и инструментов разработки данных по зарубежным и российским продуктам

Источник: рисунок выполнен на основе данных Центра стратегических разработок за 2023 год.

1 Кваша Е., Тютрин В. Рынок систем управления и обработки данных в Российской Федерации: текущее состояние и перспективы развития. М. : Фонд «Центр стратегических разработок», 2024. URL: (дата обращения: 15.10.2024).

72 Вестник Российского нового университета

72 Серия «Человек в современном мире», выпуск 4 за 2024 год

СУБД Postgres Pro – это российская система управления базами данных. Postgres Pro Standard подходит для целей импорто-замещения, так как входит в Единый реестр российских программ и электронных баз данных Минкомсвязи. Компания Postgres Professional предлагает пользователям техническую поддержку, свободно распространяет документацию1, организует коммуникации российских энтузиастов PostgreSQL осуществляет поддержку PostgreSQL, производит обучение и консультирует, в том числе вузы.

Некоторые пояснения относительно второй проблемы, выявленной по результатам анализа рынка СУБД, – нехватки кадров. На российском рынке уже есть достаточно зре- лые российские аналоги СУБД, но процесс перехода на них достаточно трудоемкий. Во многих случаях такие платформы являются информационными системами предыдущего поколения, и при переходе на новый технологический стек на базе российских компонентов возникает потребность «переписывания» этих решений с фокусом на современные подходы проектирования.

Таким образом, выявив потребность рынка в специалистах в области проектирования баз данных, перейдем к анализу основной образовательной программы высшего образования по направлению подготовки 44.03.05 «Педагогическое образование (с двумя профилями подготовки)», профили: «технологическое образование и информационные технологии», «физика и информатика» . Программа , в частности, ориентирована на следующие объекты профессиональной деятельности выпускников:

Рисунок 2. Доли ключевых игроков на рынке СУБД

Источник: рисунок выполнен на основе данных Центра стратегических разработок за 2023 год

Формирование элементов методического обеспечения для дисциплин по базам данных

прикладные и информационные процессы; информационные технологии; информационные системы. Среди компетенций, на освоение которых направлен учебный процесс, следует выделить способность использовать систему базовых научно-теоретических знаний и практических умений в профессиональной деятельности, осуществлять поиск, обработку, анализ и синтез информации для решения поставленных задач, владеть содержанием предметных областей всоответствии собразовательными программами.

В Таблице 1 приведена характеристика дисциплин, ориентированных на проектирование баз данных, в соответствии с учебным планом.

На Рисунке 3 показана схема, которая демонстрирует взаимосвязь, преемственность и интеграцию учебных дисциплин согласно учебному плану. Уникальность данной схемы предполагает применение новых подходов к разработке методической концепции для освоения дисциплин, связанных с изучением баз данных. Тем не менее основой этой концепции должна оставаться традиционная схема, основанная на реализации жизненного цикла разработки баз данных в рамках лабораторных и/или практических занятий.

Жизненный цикл практически любого программного обеспечения включает несколько ключевых этапов: сбор требований заказчика, проектирование информационной системы, написание кода, тестирование, последующая отладка, эксплуатация программного обеспечения и его дальнейшее сопровождение[6–13].

Таблица 1

Дисциплины, связанные с проектированием баз данных

Дисциплины	Семестр	Общее количество часов / зачетных единиц	Лекции (час.)	Лабор. работы (час.)	КР (час.)	Контроль (форма)
Базы данных	2	144 /4	20	38	–	Зачет с оценкой
Базы данных	3	108 / 3	10	20	72	Экзамен
Информационная среда образовательного учреждения	4	108 / 3	24	–	24	Зачет
Учебная практика: ознакомительная практика (информационная)	5	108 / 3	–	–	–	Зачет
Информационные системы и базы данных	7	72 / 2	14	18	-	Зачет с оценкой
Информационные системы и базы данных	8	108 / 3	14	18	72	Экзамен
Учебная практика: проектно-технологическая практика	8	108 / 3	–	–	–	Зачет с оценкой
Производственная практика: преддипломная	10	216 / 6	–	–	–	Зачет с оценкой
ВКР	10	324 / 9	–	–	–	–

Источник: здесь и далее таблицы составлены автором.

Вестник Российского нового университета

Серия «Человек в современном мире», выпуск 4 за 2024 год

Рисунок 3. Схема взаимосвязи дисциплин Источник: рисунок выполнен автором

Суть методики заключается в осуществлении цикла проектирования в рамках каждой из указанных дисциплин, таких как базы данных, информационные системы и базы данных, информационная среда образовательного учреждения идругие.

Модификация курса лабораторных работ осуществляется путем их укрупнения, повышения уровня сложности, расширения масштаба, уточнения специфики исследуемой предметной области и изменения роли преподавателя в процессе реализации цикла, что включает уменьшение контролирующей функции и постепенный переход к роли консультанта.

В Таблице 2 представлена основная часть плана лабораторных (практических) работ, которая является частью методической концепции, с указанием целей и задач. Количество часов, форма занятий, методы контроля, используемые технические средства и программное обеспечение определяются для каждой из указанных дисциплин и не являются критически важными для понимания концепции.