Аннотация: This master's thesis focuses on the development of a software and methodological package to support student learning in the discipline "Databases." The work focuses on creating a comprehensive methodological and toolkit for laboratory practical training using open source software. The dissertation examines current trends and challenges in teaching the discipline "Databases," provides a review of existing software and methodological packages and learning support tools, and formulates the goal and objectives of the study. Requirements for the package were developed, and its structure and functional model were designed based on the IDEF0 methodology, reflecting the interrelationships between the main stages of laboratory work. The practical portion of the work includes the development of six laboratory exercises: designing and implementing a database in PostgreSQL; configuring DAG in Apache Airflow for ETL processes; creating stored procedures and triggers in PostgreSQL; building reports and dashboards using Metabase; configuring a security system in PostgreSQL; and monitoring user access and activity using a change audit log. Each lab includes a task statement, brief theoretical background, software requirements, a step-by-step methodology, implementation examples, quizzes, assessment criteria, and reporting requirements. The system provides a single point of access to teaching materials, integration with PostgreSQL, Airflow, Metabase, and pgAdmin tools, and the use of a ready-made Docker environment for individual labs. The scientific novelty of this work lies in the development of a comprehensive software and methodological system that integrates within a single framework not only the classic topics of the Databases discipline but also modern applied aspects: ETL processes, server programming, analytical visualization, a role-based security model, and change auditing. Unlike individual specialized training solutions, the proposed system covers the entire cycle of working with a database and provides consistent methodological support for all stages of the lab practical. The practical value of this work lies in the fact that the developed software and methodological package can be used in the educational process for students majoring in information systems and technology, for organizing classroom and independent work, and for adapting teaching and methodological materials to various learning formats. The package is focused on the use of modern open-source tools, including PostgreSQL, Apache Airflow, Metabase, pgAdmin, and Docker, which allows the educational process to be more closely aligned with real-world professional practice. The results of this work were presented and discussed at the XIV All-Russian Scientific and Practical Conference of Students, Postgraduates, and Young Scientists (Yekaterinburg, UrFU, 2026).
Магистерская диссертация посвящена разработке программно-методического комплекса поддержки обучения студентов по дисциплине «Базы данных». Работа ориентирована на создание целостного методического и инструментального сопровождения лабораторного практикума с использованием открытого программного обеспечения. В диссертации рассмотрены современные тенденции и проблемы преподавания дисциплины «Базы данных», выполнен обзор существующих программно-методических комплексов и средств поддержки обучения, сформулированы цель и задачи исследования. Разработаны требования к комплексу, спроектирована его структура и функциональная модель на основе методики IDEF0, отражающая взаимосвязь основных этапов выполнения лабораторных работ. Практическая часть работы включает разработку шести лабораторных работ: проектирование и реализация базы данных в PostgreSQL; настройка DAG в Apache Airflow для ETL-процессов; создание хранимых процедур и триггеров в PostgreSQL; построение отчетов и дашбордов с использованием Metabase; настройка системы безопасности в PostgreSQL; мониторинг доступа и активности пользователей с использованием журнала аудита изменений. Для каждой лабораторной работы сформированы учебная постановка задачи, краткие теоретические сведения, требования к программным средствам, пошаговая методика выполнения, примеры реализации, контрольные вопросы, критерии оценивания и требования к отчету. В рамках комплекса обеспечена единая точка доступа к методическим материалам, интеграция с инструментами PostgreSQL, Airflow, Metabase и pgAdmin, а также использование готового Docker-окружения для отдельных лабораторных работ. Научная новизна работы заключается в разработке целостного программно-методического комплекса, объединяющего в единой логике не только классические темы дисциплины «Базы данных», но и современные прикладные аспекты: ETL-процессы, серверное программирование, аналитическую визуализацию, ролевую модель безопасности и аудит изменений. В отличие от отдельных специализированных учебных решений, предлагаемый комплекс охватывает полный цикл работы с базой данных и обеспечивает согласованное методическое сопровождение всех этапов лабораторного практикума. Практическая ценность работы состоит в том, что разработанный программно-методический комплекс может быть использован в образовательном процессе при подготовке студентов направлений, связанных с информационными системами и технологиями, для организации аудиторной и самостоятельной работы, а также для адаптации учебно-методических материалов под различные формы обучения. Комплекс ориентирован на применение современных open source инструментов, включая PostgreSQL, Apache Airflow, Metabase, pgAdmin и Docker, что позволяет приблизить учебный процесс к реальным условиям профессиональной деятельности. Результаты работы представлены и обсуждены на XIV Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных (Екатеринбург, УрФУ, 2026).