Распределенные базы данных и сетевые вычисления

2023/2024

Учебный год

RUS

Обучение ведется на русском языке

12

Кредиты

Кто читает:

Департамент компьютерной инженерии

Статус:

Курс обязательный

Когда читается:

1-й курс, 1-4 модуль

Преподаватели

Байбикова Татьяна Николаевна

Карпова Ирина Петровна

Чернышов Лев Николаевич

Программа 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

• Дом_задание_1
• Контрольная_работа
  КР посвящена написанию нескольких вариантов запросов к БД и объяснению того, какой из вариантов является более эффективным, при каких условиях и почему.
• Практ_задание_2
• Экзамен_2
• Практические задания
• Практические задания
• Экзамен

Промежуточная аттестация

• 2023/2024 2nd module
  Контрольная_работа*0.1+Дом_задание_1*0.3+(Дом_задание_1/10)*Практ_задание_2*0.3+Экзамен_2*0.3
• 2023/2024 4th module
  0.3 * Практические задания + 0.35 * Практические задания + 0.35 * Экзамен

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Агальцов В.П. Базы данных. В 2-х кн. Книга 2. Распределенные и удаленные базы данных : учебник / В.П. Агальцов. — М. : ИД «ФОРУМ» : ИНФРА-М, 2017. — 271 с. : ил. — (Высшее образование). - Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/652917
• Философия Java, Эккель, Б., 2011

Рекомендуемая дополнительная литература

• Harrison, G. (2015). Next Generation Databases : NoSQLand Big Data. [Berkeley, California]: Apress. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsebk&AN=1170316
• Jukic, N., Vrbsky, S., & Nestorov, S. (2017). Database Systems : Introduction to Databases and Data Warehouses. Burlington, Virginia: Prospect Press. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsebk&AN=1562389
• Компьютерные сети : принципы, технологии, протоколы: учеб. пособие для вузов, Олифер, В. Г., 2006
• Компьютерные сети, Таненбаум, Э., 2005