• Κωδικός: 5711
• Εξάμηνο: Εξαμ. Ζ
• Τύπος: Μάθημα Επιστημονικής Περιοχής (ΜΕΠ)
• Κατηγορία: Μάθημα Ειδικότητας (ΜΕ)
• Είδος: Επιλογής Υποχρεωτικό (ΕΥ), Μάθημα Κατεύθυνσης (ΜΚ)
• Ειδικότητα: Μηχανικών Η/Υ

• Διδ. Μονάδες: 3
• Ώρες/εβδ. (Θ/ΑΠ/Ε): 2 / 1 / 0
• Φόρτος εργασίας: 90
• Διδάσκοντες: Δέρβος Δημήτριος, Σιδηρόπουλος Αντώνης
• Δικτυακός τόπος: http://moodle.teithe.gr

1) ΜΑΘΗΣΙΑΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Το μάθημα έρχεται να καλύψει ένα κενό στις γνώσεις και τις δεξιότητες του τυπικού νέου αποφοίτου Τεχνολόγου Πληροφορικού και τις ανάγκες της αντίστοιχης αγοράς εργασίας. Πιο συγκεκριμένα, η θεματολογία του μαθήματος εστιάζει σε δεξιότητες οι οποίες αφορούν στη διαχείριση ενός σύγχρονου περιβάλλοντος DBMS και των υπηρεσιών (services) που αυτό υποστηρίζει. Το περιεχόμενο και το εκπαιδευτικό μοντέλο του μαθήματος αντλούν από την εμπειρία της συμμετοχής του τμήματος Τεχνολόγων Πληροφορικής Τ.Ε. του ΑΤΕΙ Θεσσαλονίκης στη διεθνή σύμπραξη DBTechNet από το 1996. Η σύμπραξη DBTechNet (www.dbtechnet.org, http://dbtech.uom.gr) έχει επενδύσει και συνεχίζει να επενδύει στον τομέα της σύνδεσης των γνώσεων και των δεξιοτήτων των αποφοίτων της ανώτατης εκπαίδευσης με τις ανάγκες της σύγχρονης αγοράς εργασίας της Πληροφορικής στην Ευρωπαϊκή Ένωση. Ως αποτέλεσμα της έρευνας την οποία έχει διεξάγει σε εννέα (9) κράτη-μέλη της Ε.Ε., έχουν επιλεγεί περιοχές-θέματα υψηλού τεχνολογικού και επαγγελματικού ενδιαφέροντος για τα οποία έχει αναπτυχθεί υψηλού επιπέδου εκπαιδευτικό περιεχόμενο (http://myy.haaga-helia.fi/%7Edbms/dbtechnet//DBTechExtTutorials.htm). Το τελευταίο συμπερι-λαμβάνει τη θεωρητική και την πρακτική κατάρτηση των εκπαιδευόμενων σε τεχνολογίες και πρακτικές οι οποίες πρεσβεύουν γενικής αξίας γνώσεις και δεξιότητες, ανεξάρτητες του λογισμικού (εμπορικού ή ελεύθερου) που χρησιμοποιείται. Το συγκεκριμένο μάθημα διαμορφώνεται κυρίως από το περιεχόμενο και από την εμπειρία της προσφοράς του σεμιναρίου και του εικονικού εργαστηριακού περιβάλλοντος (virtual laboratory workshop) DBTechNet με τίτλο Database Administration Labs (http://www.dbtechnet.org/labs/dba_lab/DBALabs.pdf), συμπεριλαμβάνοντας επίσης θέματα από δύο επιπλέον, ανάλογα, μαθήματα DBTechNet: τo DBTech EXT Backup and Recovery Labs, και το DBTech EXT Index Design and Performance Labs.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής / τρια θα είναι σε θέση να:

• • διακρίνει, περιγράφει και εξηγεί το ρόλο και τις αρμοδιότητες του διαχειριστή DBMS όσον αφορά σε αυτήν καθευατή τη διαχείριση του συστήματος και των υπηρεσιών που αυτό υποστηρίζει, καθώς επίσης και στη διαμόρφωση πολιτικών ανάπτυξης και διαχείρισης εφαρμογών από τους προγραμματιστές
  • • εφαρμόζει στην πράξη όλα τα επιμέρους των διαδικασιών εγκατάστασης, παραμετροποίησης και ρύθμισης ενός DBMS, προδιαγράφοντας και υλοποιώντας τα επιθυμητά στιγμιότυπα (instances) του περιβάλλοντος
  • διακρίνει και ερμηνεύει τα επιμέρους της αρχιτεκτονικής και της τεχνολογίας του DBMS που σχετίζονται με τη διαχείριση της ενδιάμεσης μνήμης του συστήματος και των εγγραφών του αρχείου με το ιστορικό της εκτέλεσης των συναλλαγών (transaction log file)
  • κατανοεί τις διάφορες περιπτώσεις και την τεχνολογία επαναφοράς (recovery) του συστήματος και των δεδομένων τα οποία αυτό διαχειρίζεται
  • κατανοεί τον αλγόριθμο ARIES και εξηγεί τα επιμέρους της διαδικασίας επαναφοράς του DBMS σε πλήρη λειτουργική κατάσταση μετά από μία βλάβη
  • διακρίνει τους διάφορους τρόπους διαχείρισης των αντιγράφων ασφαλείας (backup) για την επαναφορά του πληροφοριακού περιεχομένου του συστήματος σε συγκεκριμένη παρελθούσα χρονική στιγμή (recovery to point-in-time)
  • εκτιμά τις επιδόσεις του συστήματος σε συγκεκριμένες συνθήκες λειτουργίας και υπολογίζει τις επιπτώσεις των διαφόρων στρατηγικών ευρετηριασμού των δεδομένων του
  • διακρίνει τα επιμέρους των τεχνολογιών υλοποίησης των ANSI SQL επιπέδων απομόνωσης των συναλλαγών και τις επιπτώσεις τους στον έλεγχο του ταυτόχρονου της εκτέλεσης των συναλλαγών του DBMS
  • διακρίνει τα σημεία στα οποία υπερτερούν καθώς και εκείνα στα οποία υστερούν δημοφιλή DBMS (εμπορικά και μη, π.χ. MySQL, IBM DB2, Oracle, PostgreSQL) σε σχέση με τον τρόπο με τον οποίο υλοποιούν τα παραπάνω, δηλαδή: την επαναφορά μετά από βλάβη, τη διαχείριση των αντιγράφων ασφαλείας, την απανα-διοργάνωση του πληροφοριακού περιεχομένου και των ευρετηρίων και την υποστήριξη σεναρίων και αποθηκευμένων διαδικασιών επεξεργασίας (stored routines, stored procedures) στο πλαίσιο του ελέγχου του ταυτόχρονου της εκτέλεσης των συναλλαγών (transaction concurrency control)
  • εκτιμά τη σημασία και τις επιπτώσεις της επεξεργασίας των δεδομένων σε κατανεμημένα περιβάλλοντα DBMS

2) ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

• • Ο ρόλος του διαχειριστή DBMS
  • Η αρχιτεκτονική και τα στιγμιότυπα (instances) του εξυπηρετητή DBMS
  • Εγκατάσταση/δημιουργία DBMS και παραμετροποίηση των στιγμιοτύπων του
  • Το πρότυπο SQL στη διαχείριση του συστήματος
  • Μεταδεδομένα και όψεις επί του λειτουργικού περιεχομένου του DBMS
  • Ενδιάμεση μνήμη (buffer): ελέγχου, δεδομένων, ιστορικού (logging), αρχείο ιστορικού εκτέλεσης των συναλλαγών (transaction log file)
  • Διαχείριση των εγγραφών του ιστορικού των συναλλαγών
  • Διαρκής (online) διάσωση ιστορικού ενεργειών, επαναφορά των δεδομένων στην περίπτωση τοπικής (soft) βλάβης
  • Επαναφορά συστήματος μετά γενική από βλάβη (hard crash). Ο αλγόριθμος ARIES
  • Διαχείριση των αντιγράφων ασφαλείας (backups), ενέργειες ROLLBACK και ROLL-FORWARD. Επαναφορά του πληροφοριακού περιεχομένου του DBMS σε συγκεκριμένη παρελθούσα χρονική στιγμή (recovery to point-in-time)
  • Πολιτικές σχεδιασμού ευρετηρίων, φόρτωσης/εξαγωγής/μεταφοράς δεδομένων, επανα-διοργάνωσης του πληροφοριακού περιεχομένου του DBMS
  • Επίβλεψη και βελτιστοποίηση των επιδόσεων του DBMS
  • Αποθηκευμένα σενάρια (scripts) και ρουτίνες επεξεργασίας και έλεγχος του ταυτόχρονου κατά την εκτέλεση των συναλλαγών (concurrency control)
  • Ο ρόλος του διαχειριστή DBMS στη διαμόρφωση των προϋποθέσεων πλήρους αξιοποίησης της τεχνολογίας που εφαρμόζει το συγκεκριμένο DBMS για τον έλεγχο του ταυτόχρονου κατά την εκτέλεση των συναλλαγών
  • Η αρχιτεκτονική του κατανεμημένου (distributed) περιβάλλοντος DBMS
  • Διαμερισμός και κατανομή των δεδομένων στο κατανεμημένο DBMS

3) ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ και ΜΑΘΗΣΙΑΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ – ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ

ΤΡΟΠΟΣ ΠΑΡΑΔΟΣΗΣ

Στην αίθουσα (διαλέξεις) και στο εργαστήριο (ασκήσεις πράξης)

ΧΡΗΣΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ

Χρήση περιβάλλοντος εικονικής μηχανής (virtual machine) της διεθνούς σύμπραξης DBTechNet με προ-εγκατεστημένο λογισμικό διαφόρων (ελεύθερων) συστημάτων RDBMS: IBM DB2 Express-C, Oracle Express, PostgreSQL, MySQL. Πρόσβαση σε και χρήση του εκπαιδευτικού περιεχομένου των αντίστοιχων μαθημάτων της διεθνούς σύμπραξης DBTechNet (www.dbtechnet.org): (α) Database Administration Labs, (β) Backup and Recovery Labs, (γ) Index Design and Performance Labs
Υποστήριξη της μαθησιακής διαδικασίας μέσω της ηλεκτρονικής πλατφόρμας Moodle.

ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΟΙΤΗΤΩΝ

Ι. Γραπτή τελική εξέταση στο θεωρητικό μέρος του μαθήματος με ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής και ασκήσεις επί της θεματολογίας του μαθήματος που αναφέρονται:

– στην οργάνωση και διαχείριση δεδομένων του συστήματος που αφορούν στο ιστορικό εκτέλεσης συναλλαγών
– στην εφαρμογή του αλγόριθμου ARIES
– στη διαχείριση των αντιγράφων ασφαλείας διαφόρων τύπων DBMS
– στην επαναφορά του πληροφοριακού περιεχομένου σε παρελθούσα χρονική στιγμή, ανάλογα με το DBMS το οποίο χρησιμοποιείται
– στην μεταφορά/μετακόμιση δεδομένων μεταξύ ιδίου ή διαφορετικών τύπων DBMS
– στις πολιτικές σχεδιασμού ευρετηρίων και της επαναδιορργάνωσης των καταχωρημένων δεδομένων με στόχο τη βελτιστοποίηση των επιδόσεων του DBMS
– σε αποθηκευμένα σενάρια και ρουτίνες επεξεργασίας στο πλαίσιο της τεχνολογίας ελέγχου του ταυτόχρονου κατά την εκτέλεση των συναλλαγών που υλοποιεί το DBMS
– σε αρχιτεκτονικές κατανεμημένων τύπων DBMS

ΙΙ. Προαιρετική εργασία εξαμήνου (έως το 35% του τελικού βαθμού στο μάθημα)

– Το θέμα της εργασίας προτείνεται από τον φοιτητή ή επιλέγεται από υποψήφια θέματα που προτείνει ο καθηγητής και σχετίζεται πάντα με τεχνολογίες και τεχνικές της θεματολογίας του μαθήματος
– Η εργασία μπορεί να εκπονείται από έναν ή το πολύ δύο φοιτητές
– Οι εργασίες παρουσιάζονται από τους φοιτητές στο ακροατήριο του μαθήματος σε ημερομηνίες οι οποίες τοποθετούνται στις δύο τελευταίες διδακτικές εβδομάδες του ακαδημαϊκού εξαμήνου. Βαθμολογούνται από τον καθηγητή ή τους συν-διδάσκοντες καθηγητές του μαθήματος

Το ως άνω σχήμα αξιολόγησης γνωστοποιείται στους ενδιαφερόμενους φοιτητές (α) μέσω της ιστοσελίδας του τμήματος, (β) μέσω των σελίδων του μαθήματος στην ηλεκτρονική πλατφόρμα Moodle, και (γ) με ανακοινώσεις στη διάρκεια των πρώτων διαλέξεων κατά την έναρξη του κάθε ενός ακαδημαϊκού εξαμήνου.

4) ΣΥΝΙΣΤΩΜΕΝΗ-ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

α) Ελληνική

– R. Elmasri και S.B. Navathe, Θεμελιώδεις Αρχές Συστημάτων Βάσεων Δεδομένων, (5η έκδοση αναθεωρημένη) τόμοι Α! και Β!, Εκδόσεις Εκδόσεις ‘Δίαυλος’, Αθήνα 2008
– J.D. Ullman, J. Widom, Βασικές Αρχές για τα Συστήματα Βάσεων Δεδομένων, Εκδόσεις ‘Κλειδάριθμος’, Αθήνα 2008
– Ι. Μανωλόπουλος, Α. Παπαδόπουλος, Συστήματα Βάσεων Δεδομένων: Θεωρία και Πρακτική Εφαρμογή, Εκδόσεις Νέων Τεχνολογιών, Αθήνα 2006
– R. Ramakrishnan και J. Gehrke, Συστήματα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων, τόμοι Α! και Β!, Εκδόσεις Τζιόλα, Θεσσαλονίκη 2002
– T. Connolly, C. Begg, και A. Strachan, Συστήματα Βάσεων Δεδομένων: Μια πρακτική προσέγγιση στο σχεδιασμό, υλοποίηση και διεύθυνση, τόμοι Α και Β, Εκδόσεις Ίων, Αθήνα 2001

β) Διεθνής

• T. Connolly, C. Begg, Database Systems: A Practical Approach to design, Implementation, and Management, 5th Edition, Addison Wesley, 2010
• R. Elmasri και S.B. Navathe, Fundamentals of Database Systems, 5th Edition, Addison-Wesley 2006
• R. Ramakrishnan και J. Gehrke, Database Management Systems, 3rd Edition, Mc Graw-Hill, 2002
• J.D. Ullman, J. Widom, A First Course in Database Systems, Prentice-Hall, 2007
• M. Laiho, M. Kurki, DBTechNet Database Administration Labs, http://www.dbtechnet.org/labs/dba_lab/DBALabs.pdf
• M. Laiho, F. Laux, and K. Silpiö, DBTechEXT Backup and Recovery Labs, http://www.dbtechnet.org/labs/ccr_lab/RCLabs.pdf
• M. Laiho, F. Laux, and K. Silpiö, J. Rantanen, DBTech EXT Index Design and Performance Labs, http://www.dbtechnet.org/labs/idp_lab/IDPLabs.pdf