Implementierung von Datenbanksystemen 1 (IDBS1)

Transkript

1 Implementierung von Datenbanksystemen 1 (1) Wintersemester 2016/17 Prof. Dr. Erhard Rahm Universität Leipzig Institut für Informatik DBS-Module Master-Studium Moderne Datenbanktechnologien (Kleines Modul) Moderne Datenbanktechnologien (Großes Modul) Anwendungsbezogene Datenbankkonzepte (Kleines Modul) Anwendungsbezogene Datenbankkonzepte (Großes Modul) Seminarmodul Masterseminar Informatik Masterarbeit Bachelor-Studium Datenbanksysteme Datenbanksysteme Datenbankpraktikum Realisierung von Informationssystemen Seminarmodul Bachelorseminar Informatik Bachelorarbeit 0-2

2 Mapping Module Lehrveranstaltungen WS16/17 Master-Module Moderne Datenbanktechnologie (zwei bzw. drei Veranstaltungen für kleines bzw. großes Modul): 1 Cloud Data Management Problemseminar Big Data Streaming Data Warehouse Praktikum Bachelor-Modul Realisierung von Informationssystemen zwei Veranstaltungen aus den genannten 1 + X Seminarmodul Problemseminar Big Data Streaming Bachelorseminar / Masterseminar Vortrag über laufende Bachelor/Masterarbeit 0-3 BACHELOR DBS-Profil Algorithmen und Datenstrukturen 1 Modellierung und Programmierung 1 Technische Informatik 1 Logik Analysis 1 Algorithmen und Datenstrukturen 2 Modellierung und Programmierung 2 Technische Informatik 2 inkl. Hardwarepraktikum Java-Praktikum Lineare Algebra 1 DBS 1 Softwaretechnik Kommunikationssysteme Automaten und Sprachen Diskrete Strukturen Wahrscheinlichkeitstheorie DBS 2 Softwarepraktikum Kernmodul Berechenbarkeit DB-Praktikum (5LP) Realisierung von IS Seminarmodul Kernmodul 5 Bachelorseminar Bachelorarbeit Fakultätsübergreifende Schlüsselqualifikation 1. Semester 2. Semester 3. Semester 4. Semester 5. Semester 6. Semester Legende: Inf-Pflichtmodul MI-Modul DBS-Modul Mathematikmodul Schlüsselqualif.

3 Informatik Masterstudium DBS-Profil Kernmodul 1 Moderne DBT Masterseminar Kernmodul 2 Seminarmodul Legende: Moderne DB- Technologien Anwendungsspezifische DB-Konzepte Masterarbeit (25 LP) DB-Modul Kernmodul 1 2 Schlüsselqualifikation Schlüsselqualif. 1. Semester 2. Semester 3. Semester 4. Semester 0-5 Masterstudium Informatik: Schwerpunkt Big Data (NEU) Kernmodul 1 Kernmodul 2 Kernmodul 3 Seminarmodul Masterseminar Legende: Moderne DB- Technologien Data Mining / Visualisierung Masterarbeit (25 LP) Big Data Modul Kernmodul 1 2 Fakultätsinterne Schlüsselqualifikation Schlüsselqualif. 1. Semester 2. Semester 3. Semester 4. Semester 0-6

4 Big Data Schwerpunkt: wählbare Module Datenmanagement Moderne Datenbanktechnologien (Pflichtmodul, 10 LP) Anwendungsbezogene Datenbankkonzepte Die beiden Module können auch in einer Kernfachvariante belegt werden und beinhalten verschiedene Vorlesungen, Praktika und Seminare. Besonders relevant sind die Vorlesungen Cloud Datenmanagement, NoSQL-Datenbanken, Mehrrechner- DBS, Data Warehousing und Datenintegration sowie das Big Data Praktikum und Data Warehouse Praktikum. Data Mining / Visualisierung (je 10 LP), Wahlpflicht Neuroinspirierte Informationsverarbeitung Statistisches Lernen (inkl. R-Kurs) Visualisierung (inkl. Praktikum) Web / Information Retrieval Fortgeschrittene Methoden des Information Retrieval Semantic Web Textdatenbanken Computational Advertising Ergänzungsfächer Sequenzanalyse und Genomik Statistische Aspekte der Analyse molekularbiologischer und genetischer Daten Medizinische Bildaufnahme und Bildverarbeitung Graphen und biologische Netzwerke Alternativ: Module zu Digital Humanities 0-7 Master Wirtschaftsinformatik 0-8

5 DBS-Lehrveranstaltungen Logo Name Typ SWS Sem. DBS1 Datenbanksysteme 1 Einführung 2+1 WS Name Typ Sem. DBS2 Datenbanksysteme 2 Einführung 2+1 SS DB-Praktikum Praktikum SS 1 2 Implementierung von DBS 1 Vertiefung 2 WS Implementierung von DBS 2 Vertiefung 2 SS Mehrrechner-DBS Vertiefung 2 WS Data- Warehouse- Praktikum Big Data Praktikum Praktikum Praktikum WS SS Data Warehousing Vertiefung 2 SS Problemseminar Seminar WS Masterseminar Datenintegration Vertiefung 2 SS Bio Data Management Vertiefung 2 WS Ontologie- Management Vertiefung 2 WS Cloud Data Management Vertiefung 2 WS NoSQL-DB Vertiefung 2 SS 0-9 Bachelorseminar Seminar Seminar LV im WS2016/17 SS+ WS SS+ WS Leistungsbewertung Prüfungsklausur von 60 Minuten Feb überprüft konzeptionelles Wissen + Anwendungsfälle Klausurerfolg durch Vorlesungsteilnahme und nachbearbeitung Online-Übungen Literatur 0-10

6 Lernziele der Vorlesung fundierte Kenntnisse der Funktionsweise von DBS Implementierungstechniken u.a. zur Sicherstellung einer hohen Performanz Datensicherheit 1: Verfahren zur Externspeicher-Nutzung, Verwaltung von Pufferspeichern, Indexstrukturen, Anfrageoptimierung... 2: Verfahren zur Transaktionsverwaltung: Synchronisation (Concurrency Control), Logging/Archivierung, Recovery tiefergehende Kenntnisse wichtig für DB-Administration sowie generell für anspruchsvolle DB-Nutzung sachkundige Beurteilung von kommerziell verfügbaren DBS Verfahren nicht nur für Datenbanksysteme relevant (-> Big Data, Web-/ Applikations-Server, Datei-Management,...) 0-11 Umfrage: Wo setzen Unternehmen Informatiker ein?

7 Vorlesungsübersicht 1 1. Einführung - Architektur von DBS: Schichtenmodelle - Tuning von DBS 2. E/A-Architekturen und Speicherhierarchien - Speichertechnologien - Disk-Arrays - nicht-flüchtige Halbleiterspeicher 3. DBS-Pufferverwaltung - Ersetzungsverfahren 4. Satzverwaltung - Zuordnung Sätze Seiten, Clusterung, BLOBs - Satzadressierung - Column Stores 0-13 Vorlesungsübersicht (2) 5. Indexstrukturen Mehrweg-Bäume externe Hash-Verfahren mehrdimensionale Zugriffspfade Bitlisten-Indizes Text-Indexierung 6. Algorithmen zur Implementierung relationaler Operationen Selektion Verbund / Join Sortierung 7. Anfrageoptimierung Übersetzung von DB-Anweisungen Optimierung EXPLAIN 0-14

8 Literatur Härder, T., Rahm, E.: Datenbanksysteme - Konzepte und Techniken der Implementierung. Springer-Verlag, 2. Auflage 2001 (Kap. 1 und 13 online) Weitere Lehrbücher Dittrich, J.: Patterns in Data Management: A Flipped Textbook Website: Datenbankenlernen.de Saake, Sattler, Heuer: Datenbanken: Implementierungstechniken, MITP-Verlag, 2011 Garcia-Molina, H., Ullman, J.D., Widom, J.: Database System Implementation. Prentice Hall, 2000 Forschungsergebnisse aus Konferenzen / Zeitschriften DBLP-Portal: Google Scholar (Volltexte, Zitierungsangaben) 0-15 Online-Übungen LOTS (Leipzig Online Test System),

9 LOTS: Online-Übungen 0-17 Lehrstuhl Datenbanksysteme seit 1994 am Institut für Informatik umfangreiches Lehrangebot Vorlesungen, Praktika, Seminare Online-Übungssystem LOTS Eigene Lehrbücher: MRDBS,, 0-18

10 Oberseminare an Uni-Außenstelle Zingst seit Auszeichnung von Top-Student(inn)en - seit

11 Forschung 0-21 Quelle: LVZ,