460-4137/02 – Pokročilé databázové systémy (PDBS)
| 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 | | |
| | Jazyk výuky | angličtina |
| Rok zavedení | 2022/2023 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Cílem předmětu je seznámit student s pokročilými tématy databázových systémů.
Absolvent předmětu zná standardní metodologie, metody a nástroje pro návrh databáze a vývoj informačních systémů, zejména fyzický návrh databáze a testování datové vrstvy, a dovede je použít v praxi při vývoji IS. Absolvent umí popsat problematiku rozšířených databázových technologií, jako jsou prostorová a full-textová rozšíření databázových systémů, uložení a dotazování XML dat, distribuované a NoSQL databázové systémy.
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Projekt
Anotace
V první části témat předmětu, vykonávání dotazů v databázových systémech (DBS), se student naučí nalézt, prozkoumat a pochopit plány vykonávání dotazu. Na základě pochopení plánu bude student schopen stanovit vhodný fyzický návrh databáze a srovnat výkon provádění dotazu s výkonem plánu původního. V druhé části témat předmětu (například rozšíření DBS pro uložení a dotazování různých typů dat, úroveň izolace transakcí, NoSQL DBS), bude student seznámen s dalšími navazujícími technologiemi databázových systémů, tak aby je mohl v praxi aplikovat při pochopení výhod a nevýhod pro řešený problém.
Povinná literatura:
1. M. Krátký, R. Bača: Databázové systémy, Učební text pro databázové předměty na Katedře informatiky, VŠB-TU Ostrava. Dostupné na dbedu.cs.vsb.cz, 2021.
2. H. Garcia-Molina, J. D. Ullman, J. Widom: Database Systems: The Complete Book (2nd Edition). Prentice Hall; 2 edition (June 15, 2008).
Doporučená literatura:
Další studijní materiály
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
https://lms.vsb.cz
Další požadavky na studenta
Základní znalosti databázových systémů na úrovni bakalářského studia.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
1. Vykonávání dotazů v databázových systémech (DBS): plán vykonávání dotazu, IO cost, CPU cost, fyzický a logický plán: vzory fyzického návrhu, ladění dotazu, měření výkonu.
2. Náhodné a sekvenční přístupy do paměti a na disk, klasifikace disků, diskové pole RAID, úrovně RAID, použití RAID v databázových systémech.
3. Fyzická implementace DBS: typy tabulek: tabulka typu halda, shlukovaná tabulka, typy indexů: B-strom, hashovaná tabulka, bitmapový index.
4. Výkon datové vrstvy informačního systému: maximalizace propustnosti datové vrstvy.
5. Stránkování v datové vrstvě, uložení záznamů po řádcích a sloupcích, komprimace v DBS. Speciální datové typy a práce s nimi.
6. Rozšíření DBS pro uložení a dotazování textových dokumentů a grafových dat.
7. Rozšíření DBS pro uložení a dotazování prostorových dat.
8. Rozšíření DBS pro uložení a dotazování obrázků, videa a streamovaných dat.
9. Kritika ACID, kdy nejsou transakční DBS vhodné, distribuované DBS, NoSQL DBS, základní vlastnosti: CAP teorém, eventuální konzistence. Klasifikace NoSQL DBS.
10. Představitelé NoSQL DBS: klíč-hodnota, dokumentové, grafové DBS.
11. In-memory DBS: vlastnosti, představitelé, In-memory zpracování v diskových DBS.
12. Algoritmy operací pro vykonávání dotazů: algoritmy operace spojení (nested loop join, hash join, merge join).
13. Datové struktury pro jednorozměrné bodové a rozsahové dotazy.
14. Datové struktury pro vícerozměrné bodové a rozsahové dotazy.
Cvičení:
Cvičení následující témata z přednášek, studenti budou řešit nachystané úkoly na dané téma.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky