Nicht-Standard Datenbanksysteme

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Proseminar:
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Sommersemester 2019
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Allgemeines

Die Anforderungen moderner Systeme an das Datenmanagement entfernen sich zunehmend von den klassischen Annahmen relationaler Datenbanksysteme: Die Hardware hat sich verändert (großer RAM, viele Prozessoren), die Daten sind sehr variabel und lassen sich schwer in ein starres, relationales Schema zwängen, Web Applikationen mit Tausenden von simultanen Benutzern fordern hohe Belastbarkeit der Systeme, usw. Diese Lehrveranstaltung beschäftigt sich mit Themen aus diesem Bereich die in den letzen Jahren besondere Aktualität erlangt haben, z.B. parallele Datenbanken, verteilte Datenbanken, Hauptspeicherdatenbanken, NOSQL Datenbanken.

Vorlesung:

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Vorlesung

Zu manchen Themen gibt es Folien, die rechtzeitig online gestellt werden. Der Stoff der Vorlesung ist großteils durch Lehrbücher abgedeckt; die entsprechende Literatur wird referenziert. Für einige Vorlesungseinheiten wird von den Studierenden erwartet, dass sie vor der Vorlesung die entsprechende Pflichtlektüre lesen; während der Vorlesung wird in diesem Fall eine gewisse Vertrautheit mit dem Thema vorausgesetzt.

Folien

Thema Datum Folien Literatur Pflichtlektüre
Database System Architectures 2019-03-12 [1x1][2x2] DSC 17
2019-03-19 DSC 17
Parallel Databases 2019-03-26 [1x1][2x2] DSC 18 DSC 18.1–18.2
2019-04-02 [1x1][2x2] DSC 18.3–18.5
2019-04-09 [1x1][2x2] DSC 18.6–18.9
Distributed Databases 2019-04-30 [1x1][2x2] DSC 19 DSC 19.1–19.3
2019-05-07 2-Phase-Commit
Persistent Messaging
DSC 19.4
2019-05-14 Distributed Locking DSC 19.5

Voraussetzungen

Grundlagen Transaktionen:
DSC 14.1–14.2, 14.4–14.6
Concurrency Control:
2-Phase Locking (2PL): DSC 15.1.3
Timestamp-Based Protocols: DSC 15.4
Deadlocks: DSC 15.2

Literatur

DSC — Database System Concepts
Silberschatz, Korth, Sudarshan. Database System Concepts.. McGraw-Hill, 2011, 6th edition.
Multiple copies of the book are available in the textbook collection of the department library (Fachbibliothek Itzling).
ADM — Advanced Data Management
Wiese. Advanced Data Management. de Gruyter / Oldenbourg, 2015.
MMDS — Foundations of Multidimensional and Metric Data Structures
Samet. Foundations of Multidimensional and Metric Data Structures. Morgan Kaufmann, 2006.

Prüfung

Die Prüfung zur Vorlesung ist mündlich. Der Prüfungsstoff schließt Folien, Literatur und Pflichtlektüre aus der obigen Tabelle sowie ergänzende Stoffinhalte aus der Vorlesung (Mitschrift) ein.

Die An- und Abmeldung zur Prüfung ist bis 48 Stunden vor dem Prüfungszeitpunkt möglich. Bei Fernbleiben von einer Prüfung ohne Abmeldung erfolgt eine Sperre gemäß den Satzungen der Universität.

Proseminar

Wir weisen ausdrücklich zu Beginn des Semesters darauf hin, dass am 30.04.2019 und 07.05.2019 KEIN Proseminar stattfindet. Wir bitten die Studierenden dies in ihrer Zeitplanung zu berücksichtigen.

Abhaltemodus

Im Proseminar wird über das Semester hinweg an einem praktischen Projekt gearbeitet. Die Bearbeitung erfolgt in Gruppen zu je 3 Personen. Zu Beginn wählt jede Gruppe ein Datenbanksystem aus und definiert eine passende Applikation. Die Programmiersprache kann prinzipiell frei gewählt werden. Als Datenbanksystem muss ein System gewählt werden, das nicht zu den traditionellen relationalen Datenbanksystemen (wie bspw. PostgreSQL) gezählt wird. Das inkludiert Systeme aus den NoSQL- und NewSQL-Bewegungen sowie verteilte Frameworks für sehr große Datenmengen (bspw. Apache Spark).

Während des Semesters wird es drei Checkpoints (Meilensteine) geben. Zu Checkpoints 1 und 2 erstellen die Studierenden einen Bericht (in LaTeX verfasst), der eine Ergebnis-Zusammenfassung des jeweiligen Checkpoints darstellt. Für jeden Bericht werden die wichtigsten Punkte/Fragen vordefiniert, die zu bearbeiten sind. Am Ende des Semesters präsentiert jede Gruppe ihr fertiges Projekt (Checkpoint 3). Im Zuge dieser Präsentation soll auch auf systemspezifische Aspekte des verwendeten Datenbanksystems eingegangen werden. Diese Aspekte werden vorher definiert und machen circa 1/3 der Gesamtpunkte von Checkpoint 3 aus. Werden die vordefinierten Aspekte nicht ausreichend während der Präsentation behandelt, werden im Anschluss entsprechende Fragen vom LV-Leiter gestellt. Für jeden Checkpoint sind die Beurteilungskriterien im Voraus festgelegt (wie viele Punkte werden wofür vergeben). Siehe u.a. Bewertung für Details.

Nach erfolgreicher Abgabe eines Berichts wird es pro Gruppe eine Besprechung mit dem LV-Leiter geben. Bei dieser Besprechung wird der Inhalt des Berichts diskutiert und bewertet (nach den Kriterien des zugehörigen Checkpoints). Die Bewertung erfolgt pro Person je nach Beitrag zum Gesamtergebnis und muss nicht für alle Mitglieder der Gruppe gleich sein. Nur Gruppenmitglieder, die bei der Besprechung anwesend sind, erhalten Punkte für den entsprechenden Checkpoint.

Checkpoint-Übersicht

Max. Punkte Deadline Besprechung Template
Regulär + Bonus
1. Checkpoint 1 5 + 2 28.03.2019, 23:55 02.04.2019, 10:00 [TAR.GZ]
TBA
2. Checkpoint 2 10 + 1 30.05.2019, 23:55 04.06.2019, 10:00 [TEX]
TBA
3. Checkpoint 3 10 25.06.2019, 23:55 25.06.2019, 08:00 ---
HS T02

Terminübersicht

Datum      Thema
05.03.2019 Preliminary talk; Checkpoint discussion ---
12.03.2019 Checkpoint 1 — On-demand session ---
19.03.2019 Checkpoint 1 — On-demand session ---
26.03.2019 Checkpoint 1 — On-demand session ---
02.04.2019 Checkpoint 1 — Final meeting ---
09.04.2019 Checkpoint 2 — On-demand session ---
16.04.2019 --- ---
23.04.2019 --- ---
30.04.2019 --- ---
07.05.2019 --- ---
14.05.2019 Checkpoint 2 — On-demand session ---
21.05.2019 Checkpoint 2 — On-demand session ---
28.05.2019 Checkpoint 2 — On-demand session ---
04.06.2019 Checkpoint 2 — Final meeting ---
11.06.2019 --- ---
18.06.2019 Checkpoint 3 — On-demand session ---
25.06.2019 Checkpoint 3 — Presentations ---

Gruppeneinteilung

Gruppe Mitglieder
1 Großegesse, Huber, Ungerhofer
2 Dafir, Lindlbauer, Möschl
3 Klettner, Kremser, Müller
4 Schmitzberger, Steger, Thiel
5 Kurtz, Lassnig, Rothschadl, Wolff
6 Geissbauer, Maislinger, Schubert
7 Kutil, Mühlegger

Einteilung Checkpoint 1

Die Besprechungen bzgl. Checkpoint 1 finden in Time Slots zu je 20 Minuten statt. Im Folgenden finden Sie die Startzeiten und Gruppennummer der jeweiligen Time Slots.

Date 02.04.2019 02.04.2019 02.04.2019 02.04.2019 02.04.2019 02.04.2019 05.04.2019
Room SR T05 SR T05 SR T05 SR T05 SR T05 SR T05 SR T05
Time Slot 10:00 10:25 10:50 11:15 11:40 13:00 13:00
Gruppe 1 2 3 6 7 5 4

Einteilung Checkpoint 2

Die Besprechungen bzgl. Checkpoint 2 finden in Time Slots zu je 20 Minuten statt. Im Folgenden finden Sie die Startzeiten und Gruppennummer der jeweiligen Time Slots.

Date 04.06.2019 14.06.2019 04.06.2019 13.06.2019 14.06.2019 13.06.2019 13.06.2019
Room SR T06 SR T05 SR T06 SR T05 SR T05 SR T05 SR T05
Time Slot 10:25 12:00 11:40 16:40 08:00 15:50 16:15
Gruppe 2 3 7 1 4 5 6

Einteilung Checkpoint 3

Die Präsentationen finden in Time Slots zu je 15 + 5 Minuten statt (Präsentation + Fragen). Im Folgenden finden Sie die Startzeiten und Gruppennummer der jeweiligen Time Slots.

TBA nach den Final Meetings von Checkpoint 1.

Unterlagen

Um einen schnelleren Überblick über die verfügbaren Nicht-Standard Datenbanksysteme (im Kontext dieser Lehrveranstaltung) zu erhalten, stellen wir eine kurzes Survey als PDF zur Verfügung: Overview on non-standard database systems

Im Folgenden finden Sie eine Liste von vorgeschlagenen Unterlagen, die die Bearbeitung der Checkpoints erleichtern sollen. Das Studium der Unterlagen ist optional. Die Liste stellt keinen Anspruch auf Vollständigkeit.

Literatur

7D7W — Seven Databases in Seven Weeks: A Guide to Modern Databases and the NoSQL Movement
Redmond and Wilson. Seven Databases in Seven Weeks: A Guide to Modern Databases and the NoSQL Movement. The Pragmatic Bookshelf, 2012.
ADM — Advanced Data Management
Wiese. Advanced Data Management. de Gruyter / Oldenbourg, 2015.
FDB — Fundamentals of Database Systems (7th Edition)
Kapitel 23, 24 und 25. Elmasri and Navathe. Fundamentals of Database Systems (7th Edition). Pearson, 2016.

Papers

Empfohlene Papers sind markiert.

Systems

Q&A

Es besteht die Möglichkeit Fragen über den Slack-Channel #nsdb zu stellen. Dies ist der bevorzugte Weg für die Kommunikation mit dem LV-Leiter bzgl. der Checkpoints außerhalb des Proseminars. Jeder Studierende kann sich für den Channel #nsdb anmelden und zur Diskussion beitragen.

Im Channel #nsdb wird auch der LV-Leiter aktiv sein um offene Fragen zu beantworten oder Antworten von Studierenden zu bestätigen.

Bericht

Bitte beachten Sie folgende Richtlinien bei der Abfassung des Berichts.

Abgabe eines Berichtes

Präsentation

Am Ende des Semesters stellt jede Gruppe ihr Projekt in einer 15-minütigen Präsentation vor. Studierende, die der Präsentation fernbleiben, werden ohne Ausnahme mit 0 Punkten beurteilt.

Minimaler Inhalt einer Präsentation

Bewertung

Pro Checkpoint gibt es eine vordefinierte Anzahl an Punkten, die sich aus regulären Punkten und Bonuspunkten zusammensetzt. Für die Gesamtbewertung werden die erreichten Punkte aller Checkpoints aufsummiert.

Bonuspunkte fließen erst in die Gesamtbewertung ein, sobald mehr als die Hälfte der regulären Gesamtpunkte erreicht wurden. D.h. wenn die Summe der regulären Punkte aller Checkpoints weniger als 12.5 Punkte beträgt, kann durch Bonuspunkte keine positive Gesamtbewertung erreicht werden! Sobald mindestens 12.5 reguläre Punkte erreicht wurden, werden die Bonuspunkte zu den Gesamtpunkten addiert.

Punkte Note
≥ 21.875
1
[18.75; 21.875)
2
[15.625; 18.75)
3
[12.5; 15.625)
4
< 12.5
5