1 Συστήματα Βάσεων Δεδομένων Διαδικαστικά του μαθήματος Πάνος Βασιλειάδης Σεπτέμβριος

2 Αντικείμενο του μαθήματος Το μεταπτυχιακό μάθημα Συστήματα Βάσεων Δεδομένων σκοπό έχει να παρουσιάσει σε βάθος τις βασικότερες έννοιες γύρω από τα συστήματα διαχείρισης βάσεων δεδομένων και σε πλάτος τα διάφορα τεχνικά θέματα με τα οποία ασχολείται ο χώρος των βάσεων δεδομένων. Το μάθημα στηρίζεται στη συλλογή των πλέον κλασσικών άρθρων του χώρου, που λίγο πολύ διαμόρφωσαν, αφενός τις ερευνητικές τάσεις, αφετέρου όμως, την αρχιτεκτονική και λειτουργία των εμπορικών συστημάτων.

3 Θέματα Ιστορική Αναδρομή και Σύγχρονες Τάσεις στις ΒΔ Σχεσιακό Μοντέλο System R Βελτιστοποίηση Ερωτήσεων Συγχρονισμός Δοσοληψιών Indexing & Access methods Recovery

4 Αρχιτεκτονική ΣΔΒΔ

5 Block Nested Loops Join L0:Διάβασε ένα block της R (R-block) Για κάθε σελίδα της S (S-page) Αν μια εγγραφή r στο R-block και μια εγγραφή s στην S-page κάνουν match, output Αν η R δεν εξαντλήθηκε, Goto L0 //διάβασε το επόμενο R-block, scan S, κ.ο.κ.... R & S Hash table for block of R (k < B-1 pages) Input buffer for S Output buffer... Join Result

6 Hash-Join Σπάσε και τις δύο σχέσεις μέσω της hash function h: οι εγγραφές της R στο partition i θα αντιστοιχούν μόνο με της εγγραφές του partition i της S.  Διάβασε ένα partition της R, κάνε του hash με μια συνάρτηση h2 (<> h!). Ψάξε το αντίστοιχο partition της S, και βρες τις εγγραφές που κάνουν match. Partitions of R & S Input buffer for Si Hash table for partition Ri (k < B-1 pages) B main memory buffers Disk Output buffer Disk Join Result hash fn h2 B main memory buffers Disk Original Relation OUTPUT 2 INPUT 1 hash function h B-1 Partitions 1 2 B-1...

7 Παράδειγμα ισοδύναμων, εναλλακτικών πλάνων select name, floor from emp, dept where emp.dno = dept.dno and sal > 100K

8 Ευρετήρια Β+ tree Table

9 Συναλλαγές & Ταυτοχρονισμός DB Κράτησε για τον κ. Χ την θέση 13Α για LA! Κράτησε για τον κ. Y την θέση 13Α για LA! Πόσοι ταξιδεύουν για LA ?

10 2 Phase Locking # locks time ΑύξησηΜείωση Ξανά: έτσι και ξεκλειδώσεις αντικείμενο, δεν μπορείς να πάρεις άλλο κλείδωμα!!!

11 Θέματα Κατανεμημένες Βάσεις Δεδομένων Αντικειμενοστρεφείς Βάσεις Δεδομένων Αποθήκες Δεδομένων και OLAP Streams Benchmarking Παράλληλες Βάσεις Δεδομένων Client-Server Caching Data Mining...

12 Διεξαγωγή του μαθήματος Ο διδάσκων θα κάνει παραδόσεις σε επιλεγμένα θέματα. Οι συμμετέχοντες θα πρέπει εβδομαδιαία να παραδίδουν αναφορές με κριτικές περιλήψεις της βιβλιογραφίας σε επί μέρους ερωτήματα επί του μαθήματος. Επίσης, αναμένεται από τους συμμετέχοντες στο μάθημα να έχουν διαβάσει από πριν τα προς συζήτηση άρθρα και να συμμετέχουν ενεργά στη συζήτησή τους στα πλαίσια του μαθήματος. Κάθε φοιτητής θα πρέπει να εκπονήσει μια μικρή εργασία υλοποίησης (project). Τα projects αφορούν την υλοποίηση κώδικα στα πλαίσια της επιλύσεως ενός ερευνητικού προβλήματος που θα συζητηθεί με τον διδάσκοντα.

13 Βιβλιογραφικές συνόψεις Ο σκοπός των εβδομαδιαίων συνόψεων της βιβλιογραφίας είναι να σας υποχρεώσει να εμπλακείτε κριτικά στον τρόπο ανάγνωσης και οργάνωσης της βιβλιογραφίας. Η διαδικασία είναι απλή: Σε κάθε μάθημα ανακοινώνονται τα άρθρα προς σύνοψη (τυπικά 1-2) για την επόμενη φορά. Στο επόμενο μάθημα παραδίδετε μια ατομική αναφορά με μέγεθος περίπου 1-2 σελίδες (αυστηρά: όχι παραπάνω). Αναφορές που "αντιγράφουν" την περίληψη (abstract) του άρθρου μηδενίζονται. Προφανώς, ένα καλό abstract λίγο-πολύ συνοψίζει τα παραπάνω. Όμως, το abstract είναι μια πολύ σύντομη περιγραφή του άρθρου, χωρίς (αυτο)κριτική προσέγγιση, ενώ αυτό που απαιτείται από σας είναι μια συγκροτημένη αντιμετώπιση όλων των παραπάνω σημείων. Είναι υποχρεωτικό να μάθετε να σκέφτεστε συγκροτημένα και κριτικά απέναντι στη βιβλιογραφία!!

14 Βιβλιογραφικές συνόψεις Ο σκοπός της σύνοψης είναι να σας κάνει να σκεφτείτε κριτικά απέναντι στο άρθρο. Κάθε άρθρο εξυπηρετεί μια σκοπιμότητα (πάει να λύσει κάποιο πρόβλημα). Για να επιτευχθεί ο στόχος αυτός, οι συγγραφείς του άρθρου μετέρχονται κάποιων μέσων (αλγορίθμων, δομών,...). Στο τέλος, η επίτευξη του στόχου αποτιμάται πειραματικά. Επίσης, κανένα άρθρο δεν είναι τέλειο ή πλήρες, με αποτέλεσμα, να πρέπει να μάθετε να βρίσκετε ελλείψεις και αδυναμίες, καθώς και δυνατότητες για επέκταση ή βελτίωση των αποτελεσμάτων. Κατά συνέπεια, μια αναφορά πρέπει να λέει επιγραμματικά: Ποιο το πρόβλημα που προσπαθούν να λύσουν οι συγγραφείς? Γιατί είναι σημαντικό / δύσκολο να επιλυθεί / ενδιαφέρον? Το GIST του άρθρου (βλ. οδηγίες παρακάτω) Τι τρόπο βρίσκουν οι συγγραφείς για να λύσουν το πρόβλημα (μοντελοποίηση, αλγόριθμοι, δομές, θεωρητικά αποτελέσματα)? Πώς αποτιμούν οι συγγραφείς τη μέθοδό τους ? Τα 3 πιο καλά σημεία του άρθρου και ένα γενικό συμπέρασμα ως προς τη συμβολή του άρθρου Τα 3 πιο αδύνατα σημεία του άρθρου Τι θα προτείνατε εσείς ως βελτιώσεις, ή πιθανές ερευνητικές διόδους για να ακολουθηθούν ως συνέπεια του άρθρου?

15 Εργασία Ο σκοπός της εργασίας είναι διττός: (α) να εντρυφήσετε σε ένα υποχώρο των βάσεων δεδομένων με σημαντική δραστηριότητα τα τελευταία χρόνια και (β) να επιλύσετε ένα πρόβλημα μικρού μεγέθους στον υποχώρο αυτό. Η εργασία θα εκπονηθεί σε μια ομάδα δύο ατόμων. Η φύση της εργασίας μπορεί να αφορά τη σύγκριση κάποιων υπαρχόντων συστημάτων, ή την εφαρμογή τεχνικών από τις βάσεις δεδομένων σε κάποιο πρόβλημα με το οποίο ασχολείστε τώρα, ή τη διερεύνηση κάποιου προβλήματος στο χώρο των βάσεων δεδομένων. Το πρόβλημα ΔΕΝ αναμένεται να έχει ιδιαίτερα δύσκολη υλοποίηση (δεν είναι αυτός ο σκοπός), πρέπει, όμως, να παρουσιάζει μια νοητική πρόκληση (πρέπει δηλ., η προφανής λύση να έχει εμφανείς αδυναμίες).

16 Εργασία Στην αρχή του μαθήματος, ανάλογα με το πόσοι είμαστε, θα δώσω κάποια ενδεικτικά υποδείγματα εργασιών. Είστε απόλυτα ευπρόσδεκτοι, πάντως, να διαφοροποιηθείτε από αυτά που θα σας προτείνω. Σε κάποια από τις επόμενες διαλέξεις, θα οριστικοποιήσουμε τα θέματα. Για το σκοπό αυτό θα υποβάλετε μια πρώτη αναφορά 3-4 σελίδων, που θα περιέχει: Το GIST του θέματος (βλ. βιβλιογραφικές συνόψεις) Μια πολύ σύντομη ανασκόπηση από 2-3 σχετικές εργασίες Μια αιτιολόγηση του γιατί το θέμα σας είναι ενδιαφέρον/σημαντικό/δύσκολο/... προς επίλυση Μια αρχική περιγραφή των μέσων δια των οποίων θα επιδιώξετε να λύσετε το πρόβλημα Μια αρχική περιγραφή των πειραμάτων δια των οποίων θα αποτιμήσετε τη λύση που δώσατε Ένα χρονικό διάγραμμα για την πρόοδο της εργασίας σας Στο μέσον της περιόδου θα υπάρξει ένα ενδιάμεσο milestone για να συζητήσουμε την πορεία σας. Στο τέλος της περιόδου θα υποβάλετε μια τελική αναφορά (εν είδη άρθρου) 8 σελίδων σε ΑCM format. Επίσης θα παρουσιάσετε το πρόβλημα και τα αποτελέσματά σας στην τάξη.ΑCM format

17 Διεξαγωγή του μαθήματος Οι παρουσίες στο μάθημα είναι υποχρεωτικές. Είναι πιθανό να σας ζητηθεί να παρακολουθήσετε και διαλέξεις του σχετικού προπτυχιακού μαθήματος που έχουν σχετικά (ή έστω, πολύ χρήσιμα) τμήματα της ύλης.

18 Βαθμολογία Ο τελικός βαθμός υπολογίζεται ως εξής: Παρουσία στο μάθημα:25% Εβδομαδιαίες αναφορές:25% Προγραμματιστική εργασία:50%

19 Διαδικαστικά Ώρες μαθήματος: Δευτέρα, 10:00 – Αίθουσα: Β2 Διδάσκων: Πάνος Βασιλειάδης Γραφείο: B.2 Web: Περιέχει ανακοινώσεις, ασκήσεις, βαθμολογίες,... Login/password: προφορικώς

20 Ως την επόμενη φορά Δήλωση Αν είστε στο πρώτο ή μεγαλύτερο έτος , web page Αντικείμενο master ή αντικείμενο πτυχιακής (αν είχατε κάνει) & επιβλέποντα