Целью данной лабораторной работы является освоение основных принципов работы с современными системами управления базами данных, а также изучение подходов к интеграции баз данных в программные приложения с использованием ORM (Object-Relational Mapping) и NoSQLтехнологий на примере CouchDB.

Выполнение лабораторной работы включает следующие этапы:

- определение задач работы;

- изучение теоретических основ и подготовка окружения;

- практическая реализация лабораторного задания;

- подведение итогов и формулирование выводов;

- оформление отчета по лабораторной работе.

Порядок выполнения лабораторной работы

1 Установка ПО

Установка библиотек Python, в том числе ORM, выполняется через пакетный менеджер pip. Для того чтобы изолировать зависимости конкретного проекта и исключить конфликт разных проектов по версиям библиотек, необходимо использовать виртуальное окружение. Для создания виртуального окружения необходимо перейти в папку проекта и выполнить команду:

python -m venv venv

После появления папки с названием .venv можно активировать виртуальное окружение. Для Windows команда будет выглядеть следующим образом:

venv\Scripts\activate

Для Linux/macOS команда активации будет выглядеть так:

source venv/bin/activate

Команда для установки Django:

pip install django

Чтобы установить CouchDB, необходимо перейти на официальный сайт проекта по адресу: https://couchdb.apache.org. На сайте представлен раздел загрузок, где нужно выбрать установщик, соответствующий вашей операционной системе (Windows, Linux или macOS).

После скачивания установочного файла следует выполнить установку CouchDB, пошагово следуя инструкциям установщика. В процессе инсталляции будет предложено настроить базовые параметры, такие как порт сервера, учетные данные администратора и каталог хранения данных. Рекомендуется оставить параметры по умолчанию, если нет особых требований.

2 Задание на лабораторную работу

Задание состоит из четырех пунктов, каждый из которых обязателен к выполнению. Задание выполняется в соответствии с вариантом (варианты представлены в пп. 2.2.3). Номер варианта указан в личном кабинете студента.

1. Проектирование базы данных с использованием ORM

Цель: создать структуру реляционной базы данных с использованием моделей ORM.

Этапы выполнения:

1. Опишите сущности (модели) и их связи в ORM.

2. Настройте подключение ORM к реляционной базе данных.

3. Выполните миграции для создания таблиц в базе данных.

Результат: схема базы данных и код моделей в ORM, описанные в отчете.

2. Работа с данными через ORM

Цель: освоить основные операции CRUD (Create, Read, Update, Delete).

Этапы выполнения:

1. Создайте несколько записей в базе данных через ORM.

2. Выполните выборку данных с использованием фильтров и условий.

3. Обновите и удалите записи.

4. Задокументируйте выполненные операции.

Результат: отчет с примерами кода и результатами выполнения команд.

3. Работа с HTTP API CouchDB

Цель: изучить принципы взаимодействия с CouchDB через HTTPзапросы и освоить базовые REST-операции для управления документами и базами данных.

Этапы выполнения:

1. Создайте новую базу данных через HTTP-запрос PUT.

2. Получите список всех баз данных с помощью запроса GET /_all_dbs.

3. Добавьте новый JSON-документ через запрос POST с телом документа.

4. Получите документ по его ID с помощью запроса GET /{db}/{id}.

5. Обновите существующий документ, передав новый JSON через PUT.

6. Удалите документ, используя метод DELETE.

Результат: отчет с результатами использования методов.

4. Интеграция реляционной БД и CouchDB

Реализовать  проект,  в   котором  используются  технологии  ORM и CouchDB.

Этапы выполнения:

1. Получите все (или ограниченное число) записи одной модели. Преобразуйте их в список словарей.

2. Сохраните данные в новый документ, который называется по шаблону: название модели + текущая дата.

Результат: отчет с кодом и примером созданного документа.

В отчете по лабораторной работе каждый этап фиксируется в виде отдельной главы в разделе, соответствующем пункту задания. В отчете также описываются принятые решения, использованные инструменты и особенности реализации.

3 Варианты заданий на лабораторную работу

Задание по вариантам предполагает создание проекта с использованием ORM и документо-ориентированной базы данных. Необходимо изучить предметную область и на основе полученных данных сформировать структуру базы данных. Далее требуется создать модели ORM, связанные между собой, и сохранить данные из одной модели в документ документоориентированной базы данных.

Таблица 2.1 – Варианты предметных областей

Требования к содержанию и оформлению отчета

После выполнения работы студент должен представить отчет с описанием полученных результатов и выводов. Отчет по лабораторной работе должен содержать следующие структурные части:

- титульный лист (1 стр.) (см. приложение А);

- содержание (1 стр.);

- цели и задачи лабораторной работы (1 стр.);

- формулировка индивидуального задания;

- раздел «Проектирование базы данных с использованием ORM» (скриншоты работы и сопроводительные комментарии);

- раздел «Работа с данными через ORM» (скриншоты работы и сопроводительные комментарии);

- раздел «Работа с HTTP API CouchDB» (скриншоты работы и сопроводительные комментарии);

- раздел «Интеграция реляционной БД и CouchDB» (скриншоты работы и сопроводительные комментарии);

- анализ полученных результатов;

- выводы о проделанной работе;

- приложения (при наличии).

Оформление отчета должно соответствовать требованиям Образовательного стандарта ТУСУР 01-2021 «Работы студенческие по направлениям подготовки и специальностям технического профиля. Общие требования и правила оформления» (https://lkstudy.tusur.ru/book?id=293FB9187BC65D3D47258C5B001B3A8A).

Изложение текста работы должно быть последовательным, логичным, конкретным. Необходимо привести ссылки на использованные материалы (при наличии) с указанием номера источника в списке литературы.