460-4097/02 – Fyzická implementace databázových systémů (FIDBS)
Garantující katedra | Katedra informatiky | Kredity | 4 |
Garant předmětu | prof. Ing. Michal Krátký, Ph.D. | Garant verze předmětu | prof. Ing. Michal Krátký, Ph.D. |
Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinně volitelný |
Ročník | 1 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | angličtina |
Rok zavedení | 2015/2016 | Rok zrušení | |
Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Absolvent předmětu zná standardní algoritmy a datové struktury používané v databázových systémech. Tyto znalosti absolvent využije především při fyzickém návrhu databáze, případně implementaci datových struktur a algoritmů pro zpracování dat.
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Anotace
Předmět navazuje na předmět Databázové a informační systémy 2, cílem je vysvětlit základní algoritmy a datové struktury používané v databázových systémech. Obsahem předmětu je popis a implementace základních datových struktur pro uložení dat (tabulka typu halda, B-strom, hašovaná tabulka, R-strom) a jejich operací pro jejich dotazování (rozsahové a bodové dotazy), algoritmů pro zpracování dotazů, transakční zpracování a souběhu, zotavení databázového systému a využití komprimace v databázových systémech. Jelikož je předmět zaměřen na hardwarově efektivní algoritmy, jsou obsahem předmětu i kapitoly týkající se hardware a efektivních programovacích technik (cache CPU, sekvenční a náhodné operace s diskem).
Povinná literatura:
[1] S. S. Lightstone, T. J. Teorey (Author), T. Nadeau: Physical Database Design, 1st Edition. Morgan Kaufmann; 4th edition (April 4, 2007).
[2] M. Krátký, R. Bača: Databázové systémy, Učební text pro databázové předměty na Katedře informatiky, VŠB-TU Ostrava. Dostupné na dbedu.cs.vsb.cz, 2014.
Doporučená literatura:
[1] Jaroslav Pokorný: Dotazovací jazyky. Univerzita Karlova v Praze. 2002.
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Na cvičení budou nachystány úlohy na dané téma z přednášek, které bude student dopracovávat. Jednotlivé úkoly jsou bodovány, student získá zápočet při získání nadpolovičního počtu bodů. Zkouška z předmětu je ústní.
E-learning
Další požadavky na studenta
Požadované znalosti: konceptuální modelování, SQL, procedurální rozšíření SQL, fyzický návrh databáze, transakce, zotavení, souběh, distribuované a NoSQL databáze.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Přednášky:
1. Hardware: CPU, CPU cache, operace v paměti, SIMD instrukce
2. Hardware: disk, sekvenční a náhodné čtení
3. Stránkované datové struktury: tabulka typu halda, hašovaná tabulka
4. Stránkované datové struktury: B-strom, R-strom
5. Paměťové a stránkované datové struktury.
6. Fyzické operace plánu pro vykonávání dotazů: hledání.
7. Fyzické operace plánu pro vykonávání dotazů: třídění, spojení.
8. Operace pro vkládání položek do datový struktur, bulk-load algoritmy
9. Implementace souběhu
10. Implementace souběhu II
11. Implementace zotavení
12. Transakční zpracování, log
13. Implementace aktualizace logu
Obsah cvičení na počítačové učebně:
1. Implementace cache databázového systému.
2. Implementace cache databázového systému.
3. Implementace stránkované datové struktury (B-strom, hašovaná tabulka, pole, R-strom nebo bitmapový index).
4. Implementace stránkované datové struktury, operace vkládání.
5. Implementace stránkované datové struktury, operace hledání prvku.
6. Implementace stránkované datové struktury, operace rozsahového dotazu.
7. Implementace stránkované datové struktury, operace bulk load.
8. Výkonnostní testování.
9. Implementace sdílené cache databázového systému a uzamykání stránek.
10. Paralelizace dotazování.
11. Paralelizace dotazování, testování.
12. Implementace log souboru a zotavení.
13. Implementace log souboru a zotavení.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.