Databázové systémy

Předmět nesmí být zapsán současně s:

Databázové systémy (Dálk.) (-D36DBS)
Database systems (E36DBS)
Databázové systémy (36DBS)

Předmět je náhradou za:

Databázové systémy (XD36DBS)

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. Základní techniky ukládání záznamů do souborů a přístupu k datům v souborech. Použití souborů při konstrukci databáze. Indexy.

Požadavky:

https://service.felk.cvut.cz/courses/XD36DBS

Podmínky udílení zápočtu jsou uvedeny v podrobné dokumentaci k předmětovým cvičením. Ke zkoušce se student může dostavit až po obdržení zápočtu. Zkouška se skládá ze dvou částí. Společný písemný test a individuální ústní zkouška. Studentovi budou náhodně zadány dvě otázky z těchto:

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, Bezeztrátová 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 s datovým slovníkem databáze.

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 relacích. 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.

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. 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 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. Základní techniky ukládání záznamů do souborů a přístupu k datům v souborech. Použití souborů při konstrukci databáze. Indexy

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., Navathe S.: Fundamentals of database systems

Poznámka:

Předmět má stejnou náplň jako předmět 36DBS.

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: