Распределенные базы данных и сетевые вычисления

Магистратура 2021/2022

Статус: Курс обязательный (Компьютерные системы и сети)

Направление: 09.04.01. Информатика и вычислительная техника

Кто читает: Департамент компьютерной инженерии

Где читается: Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова

Когда читается: 1-й курс, 1-4 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Байбикова Татьяна Николаевна, Карпова Ирина Петровна, Чернышов Лев Николаевич

Прогр. обучения: Компьютерные системы и сети

Язык: русский

Кредиты: 15

Контактные часы: 110

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

Изучив принципы организации и методы поддержки распределенных баз данных, выполнив проектную часть домашнего задания, студент получит квалификацию разработчика РБД по произвольной предметной области. После углубленного освоения языка SQL студент станет квалифицированным пользователем реляционных баз данных, способным писать высокоэффективные запросы к РБД. На практических занятиях студент получит навыки программиста, занимающегося реализацией проекта БД и прикладной логики распределенных автоматизированных информационных систем (РАИС), которые основаны на базах данных. После изучения части курса, касающейся сетевых вычислений, студент сможет сформулировать требования к организации распределенных вычислений, научится использовать современное программное обеспечение для организации распределенных вычислительных систем, разрабатывать распределенные вычислительные приложения и организовывать распределенное решение вычислительных задач.

Цель освоения дисциплины

Целями освоения дисциплины "Распределенные базы данных и сетевые вычисления" в части, касающейся распределенных баз данных (РБД) являются изучение научных и технических проблем, задач и вопросов организации распределенных баз данных, направленных на освоение методов организации хранения данных, новых моделей данных, на разработку новых высокоэффективных алгоритмов обработки данных в распределенных системах, а также освоение методов проектирования и реализации РБД. В части, касающейся сетевых вычислений (СВ), целью освоения данной дисциплины является изучение архитектуры и технологий построения систем распределенных вычислений, знакомство с распределенными алгоритмами.

Планируемые результаты обучения

Знание взаимных исключений, существующих в распределенных системах.
Знание истории развития распределенных вычислений.
Знание механизма логических часов распределенных вычислений.
Знание модели распределенных вычислений.
Знание основной терминологии, основных понятий и определений.
Знание основной терминологии, основных функций систем управления базами данных (СУБД) и отличий СУРБД.
Знание основных проблем и направления развития РБД. Умение проводить анализ проблемы и делать доклад на выбранную тему.
Знание протокола двухфазной фиксации, основных протоколов ликвидации и управления блокировками.
Знание синтаксиса языка SQL, понимание способов реализации SQL-запросов, умение писать квази-оптимальные запросы. Умение управлять индексами и способами хранения данных с целью повышения эффективности БД.
Умение выбирать методы поддержки распределённости при проектировании РБД.
Умение обосновывать необходимость применения РБД, проводить анализ предметной области (ПрО), составлять инфологическую модель и даталогическую (концептуальную) схему БД, разрабатывать схему фрагментации БД для распределенной системы с учетом особенностей выбранной ПрО.
Умение создавать интерфейс к РБД с помощью встроенных средств СУРБД или внешнего языка высокого уровня (на выбор). Умение реализовывать правила прикладной области с помощью программных элементовРБД.

Содержание учебной дисциплины

Введение. Архитектура системы управления распределенными базами данных (СУРБД).
Методы поддержки распределенных баз данных
Управление распределенными транзакциями.
Методы проектирования распределенных БД.
Оптимизация распределенных запросов. Глобальная оптимизация.
Организация интерфейса к РБД.
Исследовательские проблемы в области РБД.
Предмет распределенных вычислений.
История развития распределенных вычислений.
Модель распределенных вычислений.
Логические часы.
Взаимное исключение в распределенных системах.

Элементы контроля

Аудиторная работа1
Домашнее задание1
Контрольная работа
Практическая работа2
Экзамен2
Экзамен проводится в устной форме (опрос по материалам курса). Билет содержит один теоретический вопрос и один практический вопрос, посвященный правильности схемы распределенной базы данных по конкретной предметной области.
Аудиторная работа4
Практические занятия4
Экзамен4, блокирует оценки, которые относятся к контрольным элементам 3-4 модулей.
Экзамен за 4-й модуль блокирует те оценки, которые относятся к контрольным элементам 3-4 модулей. Экзамен проводится в устной форме (опрос по материалам курса). Экзамен проводится на платформе meet.miem.hse.ru. К экзамену необходимо подключиться согласно расписанию экзамена. Компьютер студента должен удовлетворять требованиям: наличие рабочей камеры и микрофона, поддержка meet.miem.hse.ru. Для участия в экзамене студенту необходимо явиться на экзамен согласно точному расписанию, при ответе включить камеру и микрофон. При долговременном нарушении связи (более 10 минут) студенту может быть предложен дополнительный вопрос. Процедура пересдачи аналогична процедуре сдачи. В том случае, если студент не присутствует на экзамене, возможно проставление итоговой оценки по накопленной оценке (с учетом соответствующего коэффициента, который относится к накопленной оценке). Данное правило применяется, если оно не противоречит текущим нормативным актам, актуальным на момент проведения сессии и распоряжениями учебной части. Проставление оценки за экзамен автоматом: возможно проставление итоговой оценки по накопленной оценке без сдачи экзамена (по усмотрению преподавателя). Данное правило применяется, если оно не противоречит текущим нормативным актам, актуальным на момент проведения сессии и распоряжениями учебной части.

Промежуточная аттестация

2021/2022 учебный год 2 модуль
0.25 * Практическая работа2 + 0.25 * Домашнее задание1 + 0.3 * Экзамен2 + 0.1 * Аудиторная работа1 + 0.1 * Контрольная работа
2021/2022 учебный год 4 модуль
0.12 * Аудиторная работа4 + 0.18 * Практические занятия4 + 0.5 * 2021/2022 учебный год 2 модуль + 0.2 * Экзамен4, блокирует оценки, которые относятся к контрольным элементам 3-4 модулей.

Программа дисциплины