Databázové systémy

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra počítačů

Anotace:

Základní principy DBS, architektura SŘBD, funkce jednotlivých komponent. Konceptuální, databázová a fyzická úroveň pohledu na data. Přehled databázových modelů - síťový, relační, objektově relační a objektový. Konceptuální datový model. Základní konstrukty, vyjádření integritních omezení. Schéma. Relační model dat, relace, atributy, domény, schéma relační databáze. Kvalita schématu. Vyjádření integritních omezení formou funkčních závislostí. Normální formy relací. Databázové dotazové jazyky. Relační algebra, relační kalkul, QBE, SQL. Návrh relačního schématu. Normalizace schématu formou dekompozice. Kritéria kvality dekompozice. Návrh schématu relační databáze přímou transformací z konceptuálního schématu. Transakce, zotavení z chyb, koordinace paralelního přístupu, ochrana dat. Fyzický model dat, hromada, index, cluster indexovaný, cluster hashovaný.

Požadavky:

http://service.felk.cvut.cz/courses/X36DBS/

Podrobnosti o organizaci zkoušky jsou uvedeny na stránce předmětu. Podmínkou připuštění ke zkoušce je udělení zápočtu před termínem zkoušky. Teoretické otázky se mohou týkat těchto témat:

1. Problémy hromadného zpracování dat.

2. Architektura SŘBD, typičtí uživatelé DBS.

3. Konceptuální datové modely, E-R model, entitní typ, atribut, identifikátor, vztahový typ, kardinalita vztahu, parcialita vztahu, identifikační vztah, ISA vztah. E-R schéma typů a výskytů.

4. Síťový databázový model, datové typy, množina operací. Hierarchický databázový model.

5. Relační databázový model, datové typy, množina operací. Relační schéma, množina atributů, doména atributu, IO.

6. Dotaz, relační algebra, projekce, selekce, kartézský součin, přirozené spojení, theta spojení, polospojení levé a pravé, množinové operace.

7. Funkční závislosti (FZ), Armstrongova pravidla, elementární FZ, plná FZ, uzávěr množiny f. závislostí F+, uzávěr množiny atributů vzhledem k F.

8. Normální formy relačního schématu. Motivace, definice.

9. Normalizace relačního schématu dekompozicí univerzální relace. Motivace, kriteria kvality, Bezeztrátová dekompozice, pokrytí F.

10. Korespondence konstruktů E-R modelu s konstrukty síťového modelu.

12. Korespondence konstruktů E-R modelu s konstrukty relačního modelu.

13. DDL SQL. 'Nezávislost' na DML, souvislost s datovým slovníkem databáze.

14. Integritní omezení v DDL SQL podrobně.

15. Zápis relačních operací v SQL, projekce, selekce, různé typy spojení, množinové operace.

16. Diskuse problému uspořádání dat v relacích(relačních tabulkách). Kdy má smysl a kdy ne klauzule Order by. Indexy.

17. Agregační funkce v SQL. Seskupování odpovědi na dotaz.

18. Systémový katalog databáze.

19. Pohledy v SQL. Trojí motivace: uživatelský pohled na data, zjednodušení formulace složitého dotazu, definice IO. Aktualizovatelnost pohledu.

20. Manipulační operace v SQL. Odpovídající příkazy v SQL. Jak jsou operace ovlivněny integritními omezeními.

21. Přístupová práva k datům. Uživatel DB, databázové schéma a jeho vlastník, uživatelské role, techniky z(ne)přístupnění dat uživateli.

22. Transakce, její vlastnosti a možné stavy, operace COMMIT a ROLLBACK.

23. Problémy paralelního zpracování transakcí.

24. Uzamykací protokoly, operace LOCK, UNLOCK, dobře formovaná T, dvoufázová T.

25. Rozvrh, legální R, sériový R, ekvivalence, uspořádatelnost, precedenční graf.

26. Fyzická úroveň pohledu na databázové tabulky. Hromada, index (B stromy, bitové mapy). cluster indexovaný a hashovaný

Osnova přednášek:

1. Základní principy DBS, architektura SŘBD, funkce jednotlivých komponent

2. Konceptuální, databázová a fyzická úroveň pohledu na data

3. Konceptuální datový model. Základní konstrukty, vyjádření integritních omezení. Schéma

4. Přehled databázových modelů - síťový, relační, objektově relační a objektový

5. Relační model dat, relace, atributy, domény, schéma relační databáze, DDL SQL

6. Vyjádření integritních omezení formou funkčních závislostí. Normální formy relací

7. Databázové dotazové jazyky. Relační algebra, relační kalkul, QBE, SQL

8. Jazyk SQL - DDL, DCL

9. Jazyk SQL - DML

10. Návrh relačního schématu. Normalizace formou dekompozice. Kritéria kvality dekompozice

11. Návrh relačního schématu databáze přímou transformací z konceptuálního schématu

12. Transakce, zotavení z chyb, koordinace paralelního přístupu, ochrana dat

13. Fyzický model dat, tabulka jako hromada, přímý přístup podle Rowid, index typu vyhledávací strom, bitmapový index, cluster indexovaný, cluster hashovaný.

14. Rezerva

Osnova cvičení:

1. Seminární: Organizační pokyny, zadání semestrální úlohy

2. Počítačové: Seznámení s dostupnými E-R modely

3. Seminární: Datové modelování pomocí E-R

4. Počítačové: SQL komunikace s DB strojem, práce na semestrální úloze

5. Seminární: Dotazovací jazyk, relační algebra

6. Počítačové: Kontrolní den semestrální úlohy

7. Seminární: Algoritmy návrhu relačního schématu

8. Počítačové: Seznámení s vývojovými nástroji aplikací, práce na sem. úloze

9. Seminární: Jazyk SQL

10. Počítačové: Samostatná práce na semestrální úloze

11. Seminární: Jazyk SQL, organizace indexů, B stromy

12. Počítačové: Odevzdání semestrální úlohy, práce na semestrální úloze

13. Seminární: Transakční zpracování, seznámení se zkouškou

14. Počítačové: Udílení zápočtů, rezerva

Cíle studia:

Studijní materiály:

1. Pokorný, J., Halaška, I.: Databázové systémy, druhé vydání, Vydavatelství ČVUT, 2003.

2. Pokorný, J., Halaška, I., Valenta, M.: Databázové systémy, cvičení, Vydavatelství ČVUT, 2002.

2. Date C. J.: An Introduction to Database Systems, Addison-Wesley, 6-th Edition, 1995

3. Elmasri R., Navath S.: Fundamentals of database systems

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 14+6

Typ cvi?ení: s, c

P?edm?t je nabízen také v anglické verzi.

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: