Databázové systémy

Předmět není vypsán Nerozvrhuje se

Kód	Zakončení	Kredity	Rozsah
-36DBS	Z,ZK	4	2+2s

Předmět nesmí být zapsán současně s:

Databázové systémy (36DBS)

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra počítačů

Anotace:

Hromadné zpracování dat, Koncepty a architektura SŘBD; Konceptuální datové modely, E-R model; databázové modely, síťový, hierarchický, relační a objektový, porovnání; dotaz, formální dotazovací jazyk, relační algebra; návrh relační databáze, funkční závislosti, normalizace, algoritmy návrhu relačního schématu; konverze E-R schématu do databázového; jazyk SQL, DDL, DML, integritní omezení; zabezpečení dat v DB, současný přístup, transakce, uživatelské role, distribuované databáze, arch. klient-server; fyzický model.

Požadavky:

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, min. pokrytí F.

8. Normální formy relačního schématu. Motivace, definice.

9. Návrh relačního schématu dekompozicí univerzální relace. Motivace, kriteria kvality, Bezztrátová dekompozice, pokrytí F.

10. Návrh relačního schématu syntézou dle Bernsteina. Motivace, kritéria kvality, pokrytí F, bezztrátové spojení.

11. Konverze E-R schématu do síťového schématu.

12. Konverze E-R schématu do relačního schématu.

13. DDL SQL. 'Nezávislost' na DML, souvislost se syst. katalogem DB.

14. Integritní omezení v DDL SQL podrobně.

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

16. Diskuse problému uspořádání dat v rel. databázi/z rel. databáze. 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 komplexního dotazu, definice IO. Aktualizovatelný pohled.

Požadavky ke zkoušce, 2. část je v poli literatura.

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 majitel, 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. Soubory a databáze. Statické organizace, hromada, sekvenční soubor, indexsekvenční soubor, indexovaný soubor, soubory s přímým přístupem.

27. Dynamické metody organizace souborů, vyhledávací stromy, BVS, B stromy. B+ stromy.

28. Procedurální zajištění IO, procedurální vyjádření referenční integrity. Vazba master-detail, LOV.

29. Událostní programování v databázových aplikacích. Trigger na úrovni aplikace, databázový trigger. Ukotvení triggeru, spouštěcí události.

Osnova přednášek:

1. Základní úlohy hromadného zpracování dat, záznamy, koncepty a architektura SŘBD

2. Konceptuální, databázová a fyzická úroveň pohledu na data, databázové modely

3. E-R modelování. Základní konstrukty, integritní omezení. Návrh konceptuálního datového schématu

4. Síťové a hierarchické systémy, datové struktury, operace, int. omezení

5. Relační model dat: relace, integritní omezení, funkční závislosti, referenční integrita, relační algebra, DDL SQL

6. Funkční závislosti, normální formy relací, hledání min. pokrytí F

7. Návrh relačního schématu, dekompozice univ. relace, syntéza dle Bernsteina, bezztrátovost dekompozice, pokrytí původních FZ

8. Relační schéma databáze, přímá transformace z konceptuální úrovně

9. Relační dotazovací jazyk - SQL, 1. část

10. Relační dotazovací jazyk - SQL, 2. část

11. Hostitelský jazyk, rozšíření relačních jazyků, jazyky 4GL

12. Transakce, zotavení z chyb, paralelní přístup, ochrana dat

13. Základní techniky ukládání souborů a přístupu k souborům

14. Rezerva

Osnova cvičení:

Cvičení probíhá střídavě v seminární a v počítačové učebně.

1. Sem.: Organizační pokyny, zadání semestrální úlohy.

2. Poč.: Seznámení s dostupnými E-R modely.

3. Sem.: Datového modelování pomocí E-R.

4. Poč.: SQL komunikace s DB strojem, práce na sem. úloze.

5. Sem.: Dotazovací jazyk relační algebra,

6. Poč.: Kontrolní den semestrální úlohy.

7. Sem.: Algoritmy návrhu relačního schématu.

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

9. Sem.: Jazyk SQL.

10. Poč.: Samostatná práce na semestrální úloze.

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

12. Poč.: Odevzdání sem. úlohy, práce na sem. úloze.

13. Sem.: Transakční zpracování, seznámení se zkouškou.

14. Poč.: Udílení zápočtů, rezerva.

B. Podmínky udělení zápočtu: aktivní účast na cvičení a odevzdání semestrální úlohy s touto charakteristikou:

Navrhněte a realizujte počítačovou podporu administrativních postupů ve vámi zvoleném prostředí. Řešení bude založeno na použití SQL databázového

stroje. Písemný elaborát bude mít tuto strukturu:

1. Stručný popis problému.

2. Výčet typických prac. funkcí, které aplikace bude podporovat (uživatelských rolí),

3. Pro každou uživ. roli scénáře pracovních postupů, členěné do kroků. U každého kroku uvést, zda bude počítačově podporován (ano/ne).

4. E-R schéma datové základny aplikace.

5. SQL schéma datové základny aplikace, získané exportem z E-R modeláře.

6. Návrh testovacích dat.

7. Deset dotazů ve tvaru „dotaz v přirozeném jazyku - SQL příkaz“.

8. Dokumentace vytvořeného aplikačního programu, vytvořená pomocí použitého vývojového nářadí.

9. Závěr.

Prvních pět bodů bude hotovo při prvním kontrolním dni.

Cíle studia:

Studijní materiály:

Pokorný, J., Halaška, I.: Databázové systémy.

Vydavatelství ČVUT, 1998.

Pokorný, J., Halaška, I.: Databázové systémy: vybrané kapitoly a cvičení.

Vydavatelství ČVUT, 1992.

Pokorný, J., Halaška, I.: Databázové systémy, cvičení, SQL a systém Oracle.

Vydavatelství ČVUT, 1995.

Batini, C.,Ceri, S., Navath, S: Conceptual Database Design in E-R Approach.

The Benjamin/Cummings Publ. COmp., Inc., 1992.

Date, C.J.: An Introduction to Database Systems. Vol. 1, Forth Ed.,

Addison-Wesley, 1987.

Elmasri, R., Navath, S.: Fundamentals of Database Systems.

Redwood City, CA: Benajmin/Cummings, 1989.

Sokolowsky, P.,Pokorný, J.,Peterka, J.: Distribuované databázové systémy.

ACADEMIA, Praha, 1992.

Požadavky ke zkoušce, 2. část: