|
Datenbanken in Rechnernetzen und Transaktionssysteme (DBRNTAS)5 ECTS (englische Bezeichnung: Distributed Databases and Transaction Systems)
Modulverantwortliche/r: Richard Lenz Lehrende:
Richard Lenz
Studienfächer/Prüfungsordnungsmodule:
Einfrieren der UnivIS-Modul-Beschreibung: 29.9.2022
Datenbanken in Rechnernetzen und Transaktionssysteme (111728)
Startsemester: |
WS 2022/2023 | Dauer: |
1 Semester | Turnus: |
jährlich (SS) |
Präsenzzeit: |
60 Std. | Eigenstudium: |
90 Std. | Sprache: |
Deutsch und Englisch |
Lehrveranstaltungen:
-
-
Datenbanken in Rechnernetzen
(Vorlesung, 2 SWS, Richard Lenz, Mi, 10:15 - 11:45, 0.111)
-
Transaktionssysteme / Transaction Systems
(Vorlesung, 2 SWS, Richard Lenz, Di, 16:15 - 17:45, 0.151-115)
Empfohlene Voraussetzungen:
Es wird empfohlen, folgende Module zu absolvieren, bevor dieses Modul belegt wird:
Konzeptionelle Modellierung (SS 2022)
Implementierung von Datenbanksystemen (WS 2021/2022)
Inhalt:
DBRN:
Rechnernetze entsprechen dem momentanen Stand der Technik; isolierte Rechnersysteme nehmen an Zahl und Bedeutung ab. Das Betreiben von Datenbanksystemen in Rechnernetzen erfordert neuartige Konzepte, die über die einer zentralisierten Datenbankverwaltung hinausgehen. In der Vorlesung werden Ansätze zur Datenbankverwaltung in verteilten Systemen vorgestellt. Verteilte Datenbanken, Parallele Datenbanken, DB-Sharing und heterogene Datenbanksysteme werden untersucht. Darüber hinaus widmet sich ein weiteres Hauptkapitel der Vorlesung der Verwendung und dem Betrieb von Datenbanksystemen im Internet. TAS:
Transactions are the core mechanism to guarantee database consistency in the presence of failures. The lecture introduces the cornerstones of the Transaction Concept and related techniques and system architectures.
Topics are:
Reconstructing the Transaction Model
Advanced Transaction Models
Queued transaction processing
Implementing the ACID properties of transactions: Concurrency control, logging and recovery
TP Monitors: TRPC, Architecture of TP Monitor, Transaction Manager
This course generalizes the transaction concept from its traditional database system domain to the broader context of client-server computing. The course begins by defining basic terminology and concepts. The role of a transaction processing system in application design, implementation, and operation is covered. Subsequent lectures cover the theory and practice of implementing locking, logging, and the more generic topic of implementing transactional resource managers.
Lernziele und Kompetenzen:
DBRN:
Die Studierenden
Benennen Ziele verteilter Datenhaltungssysteme
Erklären verschiedene Zielkonflikte, insbesondere das CAP-Theorem
Unterscheiden verschiedene Varianten verteilter Datenhaltungssysteme
Erläutern die Optionen zur Metadatenverwaltung in verteilten Datenbanken
Definieren horizontale und vertikale Fragmentierungen für relationale Datenbanken
Erklären die Transformationsschritte und Optimierungen der verteilten Anfrageverarbeitung anhand konkreter Beispiele
Erklären Algorithmen zur verteilten Ausführung von Verbund-Operationen
Erläutern die Problematik der Deadlock-Erkennung bei verteilten Sperrverfahren
Unterscheiden die Funktionsweise von Sperrverfahren, Zeitstempelverfahren und Optimistischen Verfahren zur Synchronisation verteilter Transaktionen
Benennen und erklären verschiedene Verfahren zur Replikationskontrolle
Erläutern Techniken und Verfahren zur Abschwächung der Konsistenzanforderungen an replizierte Datenbestände
Erklären die Funktionsweise hochskalierbarer No-SQL Datenbanken am Beispiel der Replikationsmechanismen im Datenbanksystem Cassandra
Unterscheiden und erläutern Realisierungsalternativen zur Kopplung und Integration heterogener autonomer Datenbanken
Erläutern die erweiterte Schema-Architektur für föderative Datenbanksysteme
Erklären die Abbildungsvarianten GaV und LaV für die Implementierung Föderativer Datenbanken
TAS:
Die Studierenden
Erklären die Zielsetzungen und Grenzen transaktionaler Systeme
Unterscheiden verschiedene erweiterte Transaktionsmodelle
Erläutern wie die Verfügbarkeit verteilter transaktionaler Systeme durch „Queued Transactions“ verbessert werden kann
Erklären typische Nebenläufigkeitsanomalien
Erläutern mit konkreten Beispielen was Wiederherstellbarkeit und Striktheit bedeuten
Erklären Ziele und Funktionsweise von Sperrverfahren, hierarchischen Sperrverfahren und zusätzlichen Sperrmodi
Erläutern Isolationsstufen zur Abschwächung des Synchronisationsaufwands
Erklären die grundlegenden Aufgaben und Funktionen eines „Recovery Managers“
Unterscheiden verschiedene Klassen von Wiederherstellungsalgorithmen
Erklären Zweck und Funktionsweise von „Checkpoints“ und „Fuzzy Checkpoints“
Erklären im Detail wie das Zwei-Phasen Freigabeprotokoll funktioniert
Erläutern Ziele und Funktionsweise des Drei-Phasen-Freigabeprotokolls und Paxos-Commit
Erläutern die Funktionsweise verteilter Transaktionssysteme auf der Basis der standardisierten Schnittstellen in X-Open/DTP
Literatur:
siehe Lehrveranstaltungen
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan: Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:
- Data Science (Master of Science)
(Po-Vers. 2021w | Gesamtkonto | Studienrichtung Data bases and knowledge representation | Datenbanken in Rechnernetzen und Transaktionssysteme)
- Informatik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2009s | TechFak | Informatik (Bachelor of Science) | Wahlpflichtbereich (5. und 6. Semester) | Wahlpflichtmodule | Vertiefungsrichtung Datenbanksysteme | Datenbanken in Rechnernetzen und Transaktionssysteme)
- Informatik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2009w | TechFak | Informatik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich (5. und 6. Semester) | Wahlpflichtmodule | Vertiefungsrichtung Datenbanksysteme | Datenbanken in Rechnernetzen und Transaktionssysteme)
- Informatik (Bachelor of Science)
(Po-Vers. 2022w | TechFak | Informatik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich (Wahlpflichtmodule aus mind. 2 Vertiefungsrichtungen) | Vertiefungsrichtung Datenbanksysteme | Datenbanken in Rechnernetzen und Transaktionssysteme)
- Informatik (Master of Science)
(Po-Vers. 2010 | TechFak | Informatik (Master of Science) | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich | Säule der softwareorientierten Vertiefungsrichtungen | Vertiefungsrichtung Datenbanksysteme | Datenbanken in Rechnernetzen und Transaktionssysteme)
Studien-/Prüfungsleistungen:
Datenbanken in Rechnernetzen und Transaktionssysteme (DBRNTAS) (Prüfungsnummer: 681735)
(englischer Titel: Distributed Databases and Transaction Systems)
zugeh. "mein campus"-Prüfung: | - 681735 Datenbanken in Rechnernetzen und Transaktionssysteme (Gewichtung: 100.0 %, Prüfung, Form: mündliche Prüfung, Drittelnoten (mit 4,3), Dauer: -, 5 ECTS, Prüfung).
|
- Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet, 5 ECTS
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- Prüfungssprache: Deutsch und Englisch
- Erstablegung: WS 2022/2023, 1. Wdh.: SS 2023
1. Prüfer: | Richard Lenz (100185) |
|
![](/img/anew/void.gif) |
![](/img/anew/void.gif) |
|
UnivIS ist ein Produkt der Config eG, Buckenhof |
|
|