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Modulhandbuch

Modul CS2700-KP04, CS2700

Datenbanken (DB)

Dauer:
1 Semester
Angebotsturnus:
Jedes Sommersemester
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, 4. 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:
  • 45 Stunden Präsenzstudium
  • 55 Stunden Selbststudium
  • 20 Stunden Prüfungsvorbereitung
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
  • 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:
  • Grundlegendes Verständnis der Prinzipien von Datenbanksystemen
  • Kenntnis der Entwurfstheorie für relationale Datenbankschemata für praktische Anwendungen
  • Kenntnis von Datenbankanfragesprachen wie Relationenalgebra und SQL
  • Wissen über Prinzipien des nebenläufigen Zugriffs auf Daten
  • Einblicke in die Implementierung von Datenbanken zur Einschätzung des Ressourcenbedarfs zur Beantwortung einzelner Anfragen
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
Letzte Änderung:
17.7.2019