Přehled studia |
Přehled oborů |
Všechny skupiny předmětů |
Všechny předměty |
Seznam rolí |
Vysvětlivky
Návod
Webová stránka:
https://cw.fel.cvut.cz/wiki/courses/b4m36ds2/
Anotace:
Cílem předmětu je seznámit studující s novými trendy v oblasti databázových systémů. Zaměříme se především na aktuální problematiku Big Data (velkých dat) a s nimi související problémy distribuovaného uložení a zpracování dat. Představíme si základní typy tzv. NoSQL databází, ale také související problematiku cloud computingu, datových skladů a distribuovaných výpočtů nad velkými daty.
Cíle studia:
Cílem studia je, aby studující porozuměli principům moderních databázových systémů se zaměřením na NoSQL databáze a práci s rozsáhlými a různorodými daty. Studující se naučí rozlišovat základní typy NoSQL databází, chápat jejich datové modely, možnosti dotazování a typické oblasti použití.
Po absolvování předmětu budou studující schopni zvolit vhodný databázový systém pro konkrétní úlohu, navrhnout odpovídající datový model a zdůvodnit zvolené řešení s ohledem na charakter dat, očekávané dotazy, škálování, distribuci a výkonnost. Důraz je kladen také na praktickou práci s vybranými databázovými systémy a na schopnost porovnat jejich výhody a omezení.
Obsah:
Předmět se věnuje moderním trendům v oblasti databázových systémů se zaměřením na Big Data a NoSQL databáze. Studující se seznámí se základními principy ukládání, správy a zpracování velkých objemů dat v distribuovaném prostředí.
Hlavní část předmětu je zaměřena na přehled, klasifikaci a využití základních typů NoSQL databází. Pozornost bude věnována key-value databázím, dokumentovým databázím, širokokolumnovým databázím a grafovým databázím. U jednotlivých typů databází budou vysvětleny jejich základní principy, typické případy použití, výhody a omezení.
Součástí předmětu jsou také principy škálování, replikace, distribuce dat, konzistence a CAP teorém. Studující se seznámí s tím, jak tyto principy ovlivňují návrh a provoz moderních databázových systémů.
V širším kontextu práce s daty budou představeny také datové formáty, MapReduce, HDFS, RDF databáze, optimalizace dotazů, výkon a polyglotní perzistence.
Osnovy přednášek:
| 1. | | Úvod do Big Data a NoSQL databází |
| 2. | | Porovnání a klasifikace NoSQL databází |
| 3. | | Základy správy Big Data (CAP, distribuce, škálování, replikace) |
| 4. | | Key-Value databáze |
| 5. | | Dokumentové databáze |
| 6. | | Širokokolumnové databáze |
| 7. | | Grafové databáze - základní principy |
| 8. | | Grafové databáze – pokročilé aspekty |
| 9. | | Pokročilé principy Big Data (transakce, výkon, polyglot-persistentnost) |
| 10. | | Princip MapReduce |
| 11. | | Datové sklady a Big Data |
| 12. | | Cloud computing |
| 13. | | Pokročilé principy Big Data (transakce, výkon, polyglot-persistentnost) |
| 14. | | Rezerva |
Osnovy cvičení:
| 1. | | Úvod do Big Data a NoSQL databází |
| 2. | | Porovnání a klasifikace NoSQL databází |
| 3. | | Datové formáty (XML, JSON) |
| 4. | | Key-Value databáze (Redis) |
| 5. | | Key-Value databáze (Redis, Redis Stack) |
| 6. | | Dokumentové databáze (MongoDB) – vytváření, aktualizace, mazání záznamů |
| 7. | | Dokumentové databáze (MongoDB) – dotazy pro vyhledávání |
| 8. | | Dokumentové databáze (MongoDB) – agregační dotazy |
| 9. | | Širokokolumnové databáze |
| 10. | | Grafové databáze – základní CRUD operace |
| 11. | | Grafové databáze – traversál a prohledávání grafu |
| 12. | | MapReduce a HDFS |
| 13. | | Ukázka závěrečného projektu |
| 14. | | Rezerva |
Literatura:
| 1. | | http://nosql-database.org/ |
| 2. | | Pramod J. Sadalage - Martin Fowler: NoSQL Distilled: A Brief Guide to the Emerging World of Polyglot |
Persistence, 2012
| 3. | | Eric Redmond - Jim R. Wilson: Seven Databases in Seven Weeks: A Guide to Modern Databases and the NoSQL |
Movement, 2012
| 4. | | Sherif Sakr - Eric Pardede: Graph Data Management: Techniques and Applications, 2011 |
| 5. | | Shashank Tiwari: Professional NoSQL, 2011 |
| 6. | | Hadoop: The Definitive Guide, by Tom White, 2nd edition, 2010 |
| 7. | | Martin Kleppmann. Designing Data-Intensive Applications: The Big Ideas Behind Reliable, Scalable, and |
Maintainable Systems, 2017
| 8. | | Shannon Bradshaw, Eoin Brazil, Kristina Chodorow. Mongodb: The Definitive Guide: Powerful and Scalable Data, |
2020
| 9. | | Jeff Carpenter, Eben Hewitt. Cassandra: The Definitive Guide. O’Reilly Media, 2016 |
| 10. | | Jeremy Nelson. Mastering Redis. Packt Publishing, 2016 |
Požadavky:
Pro absolvování předmětu je vyžadována účast na cvičeních, průběžné plnění zadaných úkolů a včasné odevzdávání stanovených milníků závěrečného projektu prostřednictvím e-learningové platformy.
Studující musí zpracovat závěrečný projekt podle zadání, prezentovat jeho výsledky vyučujícímu a úspěšně absolvovat prezenční písemnou zkoušku. Veškeré odevzdané práce budou kontrolovány antiplagiátorským systémem.
Klíčová slova:
Big Data, NoSQL, MapReduce, škálování, teorém CAP, sloupcová databáze, grafová databáze, NewSQL, cloud computing, datové sklady, generování dat, benchmarking
Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:
| Stránka vytvořena 10.10.2026 07:54:13, semestry: Z/2027-8, L/2029-30, Z/2026-7, L/2027-8, L/2026-7, Z/2028-9, L/2025-6, L/2028-9, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů |
Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336) |