460-4137/01 – Pokročilé databázové systémy (PDBS)

Garantující katedraKatedra informatikyKredity4
Garant předmětuprof. Ing. Michal Krátký, Ph.D.Garant verze předmětuprof. Ing. Michal Krátký, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník1Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2022/2023Rok zrušení
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
BAC027 doc. Ing. Radim Bača, Ph.D.
KRA28 prof. Ing. Michal Krátký, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 18+0

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

Předmět se soustřeďuje na následující pokročilá témata databázových systémů: - Vykonávání dotazů v databázových systémech (DBS). - Fyzická implementace DBS. - Výkon datové informačního systému. - Rozšíření DBS pro uložení a dotazování: textových dokumentů, grafových dat, prostorových dat, obrázků, videa a streamovaných dat. - NoSQL a In-memory DBS. - Algoritmy operací pro vykonávání dotazů: algoritmy operace spojení. Datové struktury pro jednorozměrné a vícerozměrné bodové a rozsahové dotazy.

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:

1. S. Lightstone, T. Teorey, T. Nadeau. Physical Database Design: The Database Professional's Guide to Exploiting Indexes, Views, Storage, and More. ISBN 0123693896. Morgan Kaufmann; 4th edition (April 4, 2007). 2. A. Meier, M. Kaufmann. SQL & NoSQL Databases: Models, Languages, Consistency Options and Architectures for Big Data Management. ISBN 978-3658245481. Springer Vieweg; 1st ed. 2019.

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 písemná.

E-learning

Další požadavky na studenta

Základní znalosti databázových systémů na úrovni bakalářského studia.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: 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

Prezenční forma (platnost od: 2022/2023 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodůMax. počet pokusů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 45  23
        Zkouška Zkouška 55  28 3
Rozsah povinné účasti: Na cvičení budou zadávány bodované úkoly. Z každého úkolu je nutné získat víc než polovinu bodů.

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP: Splnění všech povinných úkolů v individuálně dohodnutých termínech.

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2023/2024 (N0688A140014) Průmysl 4.0 P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2023/2024 (N0613A140034) Informatika INF K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2023/2024 (N0613A140034) Informatika INF P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2023/2024 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2023/2024 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2022/2023 (N0613A140034) Informatika INF K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2022/2023 (N0613A140034) Informatika INF P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2022/2023 (N0688A140014) Průmysl 4.0 P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2022/2023 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2022/2023 (N2647) Informační a komunikační technologie (2612T025) Informatika a výpočetní technika K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku

Hodnocení Výuky

Předmět neobsahuje žádné hodnocení.