Databázové systémy

Přednášející:

Monika Borkovcová (gar.), Michal Valenta

Cvičící:

Monika Borkovcová (gar.), Michal Valenta

Předmět zajišťuje:

katedra softwarového inženýrství

Anotace:

Studenti se seznámí se standardní architekturou databázového stroje a typickými uživatelskými rolemi. Naučí se navrhovat strukturu menšího datového úložiště (včetně integritních omezení) pomocí konceptuálního modelu a poté je implementovat v relačním databázovém stroji. Prakticky se seznámí s jazykem SQL a také s jeho teoretickým základem - relačním databázovým modelem. Seznámí se s principy normalizace relačního databázového schématu. Pochopí základní koncepce transakčního zpracování a řízení paralelního přístupu uživatelů k jednomu datovému zdroji. V závěru předmětu budou studenti uvedeni do tématiky nerelačních databázových modelů.

Požadavky:

Vstupní znalosti: Předpokládá se znalost práce s operačními systémy typu Unix/Linux a MS Windows na běžné uživatelské úrovni, dále pak schopnost algoritmického popisu řešení problému, a základní znalost algebry a logiky. Aktivní znalost nějakého programovacího jazyka není podmínkou.

Osnova přednášek:

1. Základní principy DBS, architektura SŘBD, funkce jednotlivých komponent. Konceptuální, databázová a fyzická úroveň pohledu na data.

2. Konceptuální datový model. Základní konstrukty, vyjádření integritních omezení. Přehled databázových modelů - síťový, relační, objektově relační a objektový.

3. Relační model dat, relace, atributy, domény, schéma relační databáze, DDL SQL. Vyjádření integritních omezení formou funkčních závislostí. Normální formy relací.

4. Databázové dotazovací jazyky. Relační algebra, SQL. Jazyk SQL: DDL, DCL, DML, TCL.

5. Návrh relačního schématu. Normalizace formou dekompozice. Kritéria kvality dekompozice. Návrh relačního schématu databáze přímou transformací z konceptuálního schématu.

6. Transakce, zotavení z chyb, koordinace paralelního přístupu, ochrana dat. Fyzický model dat, tabulka jako hromada, přímý přístup podle Rowid, index typu vyhledávací strom, bitmapový index, cluster indexovaný, cluster hashovaný.

Osnova cvičení:

1. Proseminář: Organizační pokyny, zadání semestrální úlohy Počítačové: Seznámení s prostředím a nástroji Proseminář: Konceptuální datové modelování Počítačové: SQL komunikace s DB strojem a práce s nástrojem pro konceptuální modelování Proseminář: Konceptuální datové modelování, relační algebra jako dotazovací jazyk Konzultační, počítačové: Práce na semestrální úloze, konzultace Proseminář: Relační algebra jako dotazovací jazyk

2. Počít: Práce na semestrální úloze, konzultace Seminární: Jazyk SQL Počítačové: Práce na semestrální úloze, konzultace, kontrolní bod semestrální práce Seminární: Jazyk SQL, Počítačové: Práce na semestrální úloze Seminární: Normalizace schématu, funkční závislosti Počítačové: Kontrola semestrální práce, udílení zápočtů

Cíle studia:

Po absolvování tohoto předmětu bude student schopen navrhovat a realizovat menší databáze a efektivně s nimi pracovat pomocí jazyka SQL. Znalost práce s (relační) databází je dnes nezbytnou výbavou nejen pro programátory informačních systémů, tvůrce www aplikací či správce softwarových systémů, ale hodí se prakticky v každé informaticky zaměřené profesní specializaci. Předmět tedy zprostředkovává jednak přímo a široce využitelné praktické znalosti práce s databází a zároveň poskytuje teoretický základ pro navazujicí předměty - například Administrace databázových systémů nebo specializované databázové předměty (SQL, Databázové systémy2) v magisterském programu.

Studijní materiály:

1. Coronel C., Morris S. : Database Systems: Design, Implementation, and Management (13th Edition). Cengage Learning, 2018. ISBN 978-1337627900.

2. Garcia-Molina H., Ulman D. J., Widom J. : Database systems: The Complete Book (2nd Edition). Pearson Education, 2009. ISBN 978-0131873254.

3. Harrington J.L. : Relational Database Design and Implementation (4th Edition). Morgan Kaufmann, 2016. ISBN 978-0128043998.

4. Pokorný J., Valenta M.: Databázové systémy (2. rozšířené vydání). CVUT Praha, 2020. ISBN 978-80-01-06708-6.

Poznámka:

Informace o předmětu a výukové materiály naleznete na https://courses.fit.cvut.cz/BI-DBS/

Další informace:

https://courses.fit.cvut.cz/BI-DBS/

Rozvrh na zimní semestr 2022/2023:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2022/2023:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Bc. specializace Informační bezpečnost, kombi., 2021 (povinný předmět programu)
• Bc. specializace Softwarové inženýrství, kombi., 2021 (povinný předmět programu)
• Bc. specializace Počítačové sítě a Internet, kombi., 2021 (povinný předmět programu)
• Bc. specializace Počítačové systémy a virtualizace, kombi., 2021 (povinný předmět programu)
• Bc. program, pro fázi studia bez specializace, kombi., 2021 (povinný předmět programu)