Διαχείριση Συστήματος και Υπηρεσιών DBMS

Γενικά

• Κωδικός Μαθήματος: 1944
• Εξάμηνο: 9ο
• Τύπος Μαθήματος: Εξειδίκευσης (ΕΞ)
• Είδος Μαθήματος: Επιλογής (ΕΠ)
• Γνωστική Περιοχή: Διαχείριση Δεδομένων - Τεχνητή Νοημοσύνη (ΔΔΤΝ)
• Διδασκαλία Θεωρίας: 4 ώρες/εβδομάδα
• Πιστωτικές μονάδες ECTS: 6
• Γλώσσα διδασκαλίας και Εξετάσεων: Ελληνικά, Aγγλικά
• Το μάθημα προσφέρεται σε φοιτητές Erasmus
• Προτεινόμενα προαπαιτούμενα μαθήματα: (1401) Συστήματα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων
• Συντονιστής: Σιδηρόπουλος Αντώνης

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Το μάθημα έρχεται να καλύψει ένα κενό στις γνώσεις και τις δεξιότητες του τυπικού νέου αποφοίτου Μηχανικού Πληροφορικής σε σχέση τις ανάγκες της αντίστοιχης αγοράς εργασίας. Πιο συγκεκριμένα, η θεματολογία του μαθήματος εστιάζει στη διαχείριση ενός σύγχρονου περιβάλλοντος DBMS και των υπηρεσιών (services) που αυτό υποστηρίζει. Συμπεριλαμβάνει τη θεωρητική και την πρακτική κατάρτηση σε τεχνολογίες και πρακτικές οι οποίες πρεσβεύουν γενικής αξίας γνώσεις και δεξιότητες, ανεξάρτητες του λογισμικού (εμπορικού ή ελεύθερου) DBMS που χρησιμοποιείται. Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, οι φοιτητής είναι σε θέση να:

• Διακρίνει, περιγράφει και εξηγεί το ρόλο και τις αρμοδιότητες του διαχειριστή DBMS όσον αφορά σε αυτήν καθαυτή 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 επιμέρους 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 τον αλγόριθμο ARIES και εξηγεί τα επιμέρους της διαδικασίας επαναφοράς του DBMS σε πλήρη λειτουργική κατάσταση μετά από μία βλάβη
• Αντιπαραβάλλει τους διάφορες στρατηγικές διαχείρισης των αντιγράφων ασφαλείας (backup) για την επαναφορά του πληροφοριακού περιεχομένου του συστήματος σε συγκεκριμένη παρελθούσα χρονική στιγμή (recovery to point-in-time)
• Συνθέτει στρατηγικές διαχείρισης επιμέρους λειτουργιών του DBMS, εντάσσοντάς τες στους αυτοματισμούς που από κατασκευής παρέχει το τελευταίο
• Εκτιμά τις επιδόσεις του συστήματος σε συγκεκριμένες συνθήκες λειτουργίας και υπολογίζει τις επιπτώσεις των διαφόρων στρατηγικών ευρετηριασμού των δεδομένων του

Γενικές Ικανότητες

• Υποβοήθηση του έργου της διαδικασίας λήψης αποφάσεων για τη διαχείριση κρίσιμων επιχειρηματικών δεδομένων
• Προσαρμογή των διαδικασιών συνεργατικής ανάπτυξης εφαρμογών στις δυνατότητες που παρέχει το σύγχρονο σ΄συστημα διαχείρισης σχεσιακών δεδομένων (DBMS)
• Απόκτηση τεχνογνωσίας στη βελτίωση των επιδόσεων και της λειτουργικής αξιοπιστίας του DBMS δια του ευρετηριασμού, ή/και του διαμερισμού/κατανομής των δεδομένων του
• Αυτόνομη εργασία
• Ομαδική εργασία

Περιεχόμενο Μαθήματος

• Ο ρόλος του διαχειριστή DBMS
• Η αρχιτεκτονική και τα στιγμιότυπα (instances) του εξυπηρετητή DBMS
• Εγκατάσταση/δημιουργία DBMS και παραμετροποίηση των στιγμιοτύπων του
• Διαχείριση χρηστών και πόρων του DBMS
• 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 από γενικευμένη 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
• Η αρχιτεκτονική του κατανεμημένου (distributed) περιβάλλοντος DBMS
• Διαμερισμός και κατανομή των δεδομένων στο κατανεμημένο DBMS

Διδακτικές και Μαθησιακές Μέθοδοι - Αξιολόγηση

Τρόπος Παράδοσης

• Πρόσωπο με πρόσωπο θεωρητική διδασκαλία
• Επίδειξη πρακτικών θεμάτων και τεχνικών
• Πρακτική εξάσκηση στο εργαστήριο

Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών

• Χρήση Τ.Π.Ε. στη διδασκαλία
• Χρήση εικονικής μηχανής (virtual machine) για την πρακτική εξάσκηση στον υπολογιστή
• Διαθεσιμότητα εκπαιδευτικού υλικού μέσω CMS στο διαδίκτυο
• Επικοινωνία με τους φοιτητές σε ώρες γραφείου, και μέσω του διαδικτύου (Email, ανακοινώσεις σε CMS)

Οργάνωση Διδασκαλίας

Αξιολόγηση φοιτητών

Γλώσσα διδασκαλίας και αξιολόγησης: Ελληνικά και Αγγλικά
Δύο εργασίες: μία ατομική και μία ομαδική
Τελική γραπτή εξέταση με τη χρήση ερωτήσεων πολλαπλής επιλογής και με τη επίλυση προβλημάτων σχετικών με τη διδακτέα/εξεταστές ύλη του μαθήματος

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία

Συγγράμματα μέσω του συστήματος "Εύδοξος"

1. J. Hoffer, V. Ramesh, H. Topi, Βάσεις Δεδομένων - Σύγχρονη Διαχείριση, Α. Τζίόλα & Υιοί Α.Ε., Έκδοση 11η, 2017, ISBN: 978-960-418-502-3, Κωδ. Ευδόξου: 50656016
2. R. Ramakrishnan, J. Gehrke, "Συστήματα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων", Εκδόσεις Α. Τζιόλα & Υιοί Α.Ε., 3η Έκδοση, 2012, ISBN: 978-960-418-411-8, Κωδ. Ευδόξου: 22694245

Συμπληρωματική ελληνόγλωσση βιβλιογραφία

1. J.D. Ullman, J. Widom, Βασικές Αρχές για τα Συστήματα Βάσεων Δεδομένων, Εκδόσεις 'Κλειδάριθμος', Αθήνα 2008
2. R. Elmasri, S.B. Navathe, "Θεμελιώδεις Αρχές Συστημάτων Βάσεων Δεδομένων", Εκδόσεις Δίαυλος Α.Ε., 7η Έκδοση, 2016

Συμπληρωματική ξενόγλωσση βιβλιογραφία

1. W. Lemahieu, S. Van Den Broucke, B. Baesens, Principles of Database Management: The Practical Guide to Storing, Managing, and Analyzing Big and Small Data, Cambridge University Press, 2018
2. T. Connolly, C. Begg, Database Systems: A Practical Approach to design, Implementation, and Management, 5th Edition, Addison Wesley, 2010
3. J.D. Ullman, J. Widom, A First Course in Database Systems, Prentice-Hall, 2007
4. M. Laiho, M. Kurki, DBTechNet Database Administration Labs, http://www.dbtechnet.org/labs/dba_lab/DBALabs.pdf
5. M. Laiho, F. Laux, and K. Silpiö, DBTechEXT Backup and Recovery Labs, http://www.dbtechnet.org/labs/ccr_lab/RCLabs.pdf
6. 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