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Modulhandbuch vor WS2020

Modul CS2700-KP04, CS2700

Datenbanken (DB)

Dauer:


1 Semester
Angebotsturnus:


Jedes Wintersemester
Leistungspunkte:


4
Studiengang, Fachgebiet und Fachsemester:
  • Bachelor Medizinische Ingenieurwissenschaft 2020 (Wahlpflicht), Informatik/Elektrotechnik, ab 3. Fachsemester
  • Bachelor Medieninformatik 2020 (Pflicht), Informatik, 5. Fachsemester
  • Bachelor Informatik 2019 (Pflicht), Grundlagen der Informatik, 3. Fachsemester
  • Bachelor Robotik und Autonome Systeme 2020 (Wahlpflicht), Informatik, 5. oder 6. Fachsemester
  • Bachelor Medizinische Informatik 2019 (Pflicht), Informatik, 3. Fachsemester
  • Bachelor Informatik 2016 (Pflicht), Grundlagen der Informatik, 4. Fachsemester
  • Bachelor Robotik und Autonome Systeme 2016 (Wahlpflicht), Informatik, 5. oder 6. Fachsemester
  • Bachelor IT-Sicherheit 2016 (Pflicht), Informatik, 3. Fachsemester
  • Bachelor Biophysik 2016 (Wahlpflicht), Informatik, 6. Fachsemester
  • Bachelor Medizinische Ingenieurwissenschaft 2011 (Wahlpflicht), Informatik, 4. oder 6. Fachsemester
  • Bachelor Medizinische Informatik 2014 (Pflicht), Informatik, 4. Fachsemester
  • Bachelor Medizinische Ingenieurwissenschaft 2014 (Wahlpflicht), Informatik/Elektrotechnik, 4. oder 6. Fachsemester
  • Bachelor Medieninformatik 2014 (Pflicht), Grundlagen der Informatik, 4. Fachsemester
  • Bachelor Informatik 2014 (Pflicht), Grundlagen der Informatik, 4. Fachsemester
  • Bachelor Medizinische Informatik 2011 (Pflicht), Informatik, 2. Fachsemester
  • Master Mathematik in Medizin und Lebenswissenschaften 2010 (Wahl), Informatik, 2. Fachsemester
  • Bachelor Mathematik in Medizin und Lebenswissenschaften 2010 (Wahl), Informatik, 6. Fachsemester
  • Bachelor Informatik 2012 (Pflicht), Grundlagen der Informatik, 4. Fachsemester
Lehrveranstaltungen:
  • CS2700-Ü: Datenbanken (Übung, 1 SWS)
  • CS2700-V: Datenbanken (Vorlesung, 2 SWS)
Workload:
  • 20 Stunden Prüfungsvorbereitung
  • 55 Stunden Selbststudium
  • 45 Stunden Präsenzstudium
Lehrinhalte:
  • Einführung, Grob-Architektur von Datenbanksystemen, konzeptuelle Datenmodellierung mit der Entity-Relationship (ER) Modellierungssprache
  • Das Relationale Datenmodell * Referentielle Integrität, Schlüssel, Fremdschlüssel, Funktionale Abhängigkeiten (FDs) * Kanonische Abbildung von Entitäten- und Relationentypen in das Relationenmodell * Aktualisierungs-, Einfüge- und Löschanomalien * Relationale Algebra als Anfragesprache * Relationale Entwurfstheorie, Hülle bzgl. FD-Menge, kanonische Überdeckung von FD-Mengen, Normalformen und Normalisierung, verlustfreie und abhängigkeitsbewahrende Zerlegung von Relationenschemata, mehrwertige Abhängigkeiten, Inklusionsdependenzen
  • Praktische Anfragesprache: SQL * Selektion, Projektion, Verbund, Aggregation, Gruppierung, Sortierung, Differenz, Relationale Algebra in SQL * Datenmanagement * Integritätsbedingungen
  • Speicherstrukturen und Datenbankarchitektur * Charakteristika von Speichermedien, I/O-Komplexität * DBMS-Architektur: Verwalter für externen Speicher, Seiten, Pufferverwalter, Dateiverwalter, Datensatzanordnung auf einer Seite (zeilenweise, spaltenweise, gemischt)
  • Anfrageverarbeitung * Indexierungstechniken, ISAM-Index, B+-Baum-Index, Hash-Index * Sortieroperator: Zwei-Wege-Mischen, blockweise Verarbeitung, Auswahlbäume, Ausführungspläne, Verbund-Operator: geschachtelte Schleifen, blockweiser Verbund, Index-basierter Verbund, Verbund durch Mischen, Verbund mit Partitionierung durch Hashing * weitere Operatoren: Gruppierung und Duplikate-Eliminierung, Selektion, Projektion, Pipeline-Verarbeitungsprinzip
  • Datalog * Syntax, Semantik, Behandlung der Negation (Stratifikation) * Auswertungsstrategien (naiv, seminaiv, magic set transformation)
  • Anfrageoptimierung * Kostenmetriken, Abschätzung der Ergebnisgröße und der Selektivität von Operatoren, Verbund-Optimierung * physikalische Planeigenschaften, interessante Ordnungen, Anfrageumschreibung, * Index-Schnitte, Bitmap-Indexe
  • Transaktionen und Fehlererholung * ACID, Anomalien, Serialisierbarkeit, Sperren, 2-Phasen-Commit-Protokoll, Nebenläufigkeit in Indexstrukturen, Isolationsebenen * Realisierung von ACID: Schattenseiten, Write-Ahead-Log, Schnappschuss-Sicherungen
Qualifikationsziele/Kompetenzen:
  • Für alle in den Lehrinhalten unter der Spiegelstrichen genannten Themen sollen die Studierenden die zentralen Ideen benennen, die jeweils relevanten Begriffe definieren und die Funktionsweise von Algorithmen anhand von Anwendungsbeispielen erläutern können.
Vergabe von Leistungspunkten und Benotung durch:
  • Klausur
Voraussetzung für:
Setzt voraus:
Modulverantwortlicher:
Lehrende:
Literatur:
  • A. Kemper, A, Eickler: Datenbanksysteme - Eine Einführung - Oldenbourg-Verlag
Sprache:
  • Wird nur auf Deutsch angeboten
Bemerkungen:

Zulassungsvoraussetzungen zum Modul:
- Keine (Die Kompetenzen der vorausgesetzten Module werden für dieses Modul benötigt, die Module stellen aber keine Zulassungsvoraussetzung dar.)

Zulassungsvoraussetzungen zur Prüfung:
- Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben während des Semesters

Letzte Änderung:
15.7.2020