Συστήματα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων

Γενικά

• Κωδικός Μαθήματος: 1401
• Εξάμηνο: 4ο
• Τύπος Μαθήματος: Επιστημονικής Περιοχής - Ανάπτυξης Δεξιοτήτων (ΕΠ-ΑΔ)
• Είδος Μαθήματος: Υποχρεωτικό (ΥΠ)
• Γνωστική Περιοχή: Διαχείριση Δεδομένων - Τεχνητή Νοημοσύνη (ΔΔΤΝ)
• Διδασκαλία Θεωρίας: 4 ώρες/εβδομάδα
• Διδασκαλία Εργαστηρίου: 1 ώρες/εβδομάδα
• Πιστωτικές μονάδες ECTS: 6
• Γλώσσα διδασκαλίας και Εξετάσεων: Ελληνικά, Aγγλικά
• Συντονιστής: Ουγιάρογλου Στέφανος
• Διδάσκοντες: Ουγιάρογλου Στέφανος, Καραμητόπουλος Λεωνίδας

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Το περιεχόμενο του μαθήματος συνιστά μία εισαγωγή στις βασικές έννοιες και στις αρχές της μοντελοποίησης των δεδομένων, στο σχεδιασμό και στην υλοποίηση εφαρμογών βάσεων δεδομένων. Στόχο του μαθήματος αποτελούν η απόκτηση της απαραίτητης τεχνογνωσίας εκ μέρους του φοιτητή ώστε αυτός να αντιμετωπίζει με επιτυχία προβλήματα που αφορούν στην οργάνωση των δεδομένων, στη διασφάλιση της ακεραιότητάς τους και στην επίτευξη βέλτιστων επιδόσεων κατά την επεξεργασία τους στο περιβάλλον ενός σύγχρονου συστήματος διαχείρισης σχεσιακών βάσεων δεδομένων (RDBMS). Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, ο φοιτητής είναι σε θέση:

• Να περιγράφει τα βασικά χαρακτηριστικά και τις ιδιότητες του σύγχρονου συστήματος διαχείρισης σχεσιακών βάσεων δεδομένων
• Να μετασχηματίζει και να γενικεύει το πρόβλημα της επεξεργασίας των δομημένων με τη χρήση της γλώσσας SQL σε πρόβλημα οργάνωσης και επεξεργασίας δομημένων δεδομένων σε περιβάλλον Σχεσιαλής Άλγεβρας
• Να αναλύει και να διακρίνει το πρόβλημα του σχεδιασμού, της ανάπτυξης και της συντήρησης μίας εφαρμογής στα επιμέρους του: (α) στην μοντελοποίηση των δεδομένων και των περιορισμών ακεραιότητας που τα διέπουν, (β) στην υλοποίηση του σχεσιακού σχήματος βάσης δεδομένων, (γ) στην επεξεργασία των δεδομένων, και (δ) στην τεκμηρίωση και στη βελτίωση των επιδόσεων κατά την επεξεργασία
• Να συνθέτει τα επιμέρους του σχεδιασμού και της ανάπτυξης μιας εφαρμογής στο πλαίσιο των δυνατοτήτων τις οποίες του παρέχει το σύγχρονο περιβάλλον διαχείρισης σχεσιακών βάσεων δεδομένων
• Να αξιολογεί τις επιδόσεις κατά τη διεκπεραίωση συγκεκριμένων ενεργειών επεξεργασίας των δεδομένων συγκρίνοντας τις αλληλοεξαρτήσεις τους με υπόλοιπες στο πλαίσιο της ίδιας εφαρμογής και τις μεταβολές που συνεπάγονται ενέργειες απανα-διοργάνωσης των δεδομένων στο εσωτερικό (φυσικό) επίπεδου RDBMS
• Να συντάσσει κώδικα SQL για την εξυπηρέτηση χρηστικών αιτημάτων όσο και για την αυτόματη, εκ μέρους του RDBMS, υποστήριξη περιορισμών που αφορούν στην ακεραιότητα των καταψωρημένων δεδομένων
• Να εξοικειωθεί με τα βασικά που αφορούν στην οργάνωση και στον ευρετηριασμό των δεδομένων στο εσωτερικό (φυσκό) επίπεδο του RDBMS

Γενικές Ικανότητες

• Ανάλυση του επιχειρηματικού προβλήματος της διαχείρισης και επεξεργασίας δομημένων δεδομένων
• Μοντελοποίηση δομών δεδομένων από κοινού με περιορισμούς που αφορούν στην ορθότητα και στην ακεραιότητά τους
• Τεχνογνωσία στη σύνταξη κώδικα SQL
• Τεχνογνωσία στον ευρετηριαμό των δεδομένων στο εσωατερικό (φυσικό) επίπεδο του συστήματος διαχείρισης σχεσιακών βάσεων δεδομένων
• Πρακτική εξάκηση σε εργαστηριακό περιβάλλον

Περιεχόμενο Μαθήματος

Μοντέλα Δεδομένων: Φυσικό και Λογικό Μοντέλο του RDBMS, η Μεθοδολογία Οντότητας/Συσχέτισης (ER), το Ενισχυμένο Μοντέλο Οντότητας-Συσχέτισης (EER), Άλλα Μοντέλα Δεδομένων

Κανονικοποίηση: Διάσπαση και Σύνθεση, Συναρτησιακές Εξαρτήσεις, Πρώτη, Δεύτερη και Τρίτη Κανονικές Μορφές (1NF, 2NF, 3NF), Μετασχηματισμός του Κανονικοποιημένου Σχήματος σε Σχήμα Σχεσιακών Πινάκων και Αντίστροφα, Κύριο και Ξένο Κλειδί, Αναφορική Ακεραιότητα των Δεδομένων

Σχεσιακή Άλγεβρα: Επεξεργασία των Δεδομένων σε Σχεσιακό Περιβάλλον, Σχεσιακή Άλγεβρα και Σχεσιακός Λογισμός, οι Τελεστές της Σχεσιακής Άλγεβρας, Βασικοί και Σύνθετοι Τελεστές, Χρηστικά Αιτήματα και Παραστάσεις Σχεσιακής Άλγεβρας

Δομημένη Γλώσσα Αιτημάτων (SQL): Το πρότυπο SQL. Υλοποίηση του σχεσιακού σχήματος, περιορισμοί ακεραιότητας των δεδομένων, η συνιστώσα CONSTRAINT, εναύσματα και διασφαλίσεις, περιορισμοί πεδίου ορισμού.

Παραδείγματα Βασικών Περιπτώσεων Διατύπωσης Χρηστικών Αιτημάτων σε Κώδικα SQL. Φυσικές και εξωτερικές συζεύξεις πινάκων, διαίρεση, εμφωλευμένος αναδρομικός κώδικας SQL, όψεις και ενημερωσιμότητα του περιεχομένου της ΒΔ μέσω των όψεων.

Αποθηκευμένες Διαδικασίες: Δημιουργία, Αποθήκευση στον διακομιστή της Βάσης Δεδομένων

Οργάνωση των Δεδομένων στο Εσωτερικό Επίπεδο: Εισαγωγή στην Ευρετηριοποίηση, Εναλλακτικά Σχήματα Καταχώρησης Δεδομένων στο Ευρετήριο, Συγκροτημένα και Μη Συγκροτημένα Ευρετήρια, Αραιά και Πυκνά Ευρετήρια, Κύρια και Δευτερεύοντα Ευρετήρια, Απλό και Σύνθετο Κλειδί Αναζήτησης, Δενδρικά Ευρετήρια ISAM και B+, Διατήρηση του Ισοζυγισμένου κατά την Ενημέρωση, η Δημιουργία ενός Ευρετηρίου στην SQL.

Διδακτικές και Μαθησιακές Μέθοδοι - Αξιολόγηση

Τρόπος Παράδοσης

• Πρόσωπο με πρόσωπο θεωρητική διδασκαλία
• 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
• Χρήση βιντεοσκοπημένων διαλέξεων που διατίθενται στο διαδίκτυο
• Διαθεσιμότητα εκπαιδευτικού υλικού μέσω CMS στο διαδίκτυο

Οργάνωση Διδασκαλίας

Αξιολόγηση φοιτητών

Γλώσσα διδασκαλίας και αξιολόγησης: Ελληνικά και Αγγλικά
Ενδιάμεση γραπτή εξέταση προόδου
Βαθμολόγηση ασκήσεων που αφορούν στο πρακτικό (εργαστηριακό) μέρος του μαθήματος
Εξέταση στο πρακτικό (εργαστηριακό) μέρος του μαθήματος
Τελική γραπτή εξέταση με τη χρήση ερωτήσεων πολλαπλής επιλογής και με την επίλυση προβλημάτων σχετικών με τη διδακτέα/εξεταστέα ύλη του μαθήματος

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία

Συγγράμματα μέσω του συστήματος "Εύδοξος"

1. 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
2. R. Elmasri, S.B. Navathe, "Θεμελιώδεις Αρχές Συστημάτων Βάσεων Δεδομένων", Εκδόσεις Δίαυλος Α.Ε., 7η Έκδοση, 2016, ISBN: 978-960-531-343-2, Κωδ. Ευδόξου: 50662846
3. J. Hoffer, V, Ramesh, Heiki Topi, 2017. “ΒΑΣΕΙΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ: ΣΥΓΧΡΟΝΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ”, 11η Έκδοση, Εκδόσεις Α. Τζιόλα & Υιοί Α.Ε., ISBN 978-960-418-502-3, Κωδ. Ευδόξου: 50656016

Συμπληρωματική ελληνόγλωσση βιβλιογραφία

1. J.D. Ullman, J. Widom, Βασικές Αρχές για τα Συστήματα Βάσεων Δεδομένων, Εκδόσεις 'Κλειδάριθμος', Αθήνα 2008
2. Ι. Μανωλόπουλος, Α. Παπαδόπουλος, Συστήματα Βάσεων Δεδομένων: Θεωρία και Πρακτική Εφαρμογή, Εκδόσεις Νέων Τεχνολογιών, Αθήνα 2006
3. T. Connolly, C. Begg, και A. Strachan, Συστήματα Βάσεων Δεδομένων: Μια πρακτική προσέγγιση στο σχεδιασμό, υλοποίηση και διεύθυνση, τόμοι Α και Β, Εκδόσεις Ίων, Αθήνα 2001
4. Ε. Κεχρής, Σχεσιακές Βάσεις Δεδομένων - Νέα Αναθεωρημένη Έκδοση, Εκδόσεις Κριτική Α.Ε., 2η Έκδοση, 2015
5. Χ. Σκουρλάς, Σχεσιακές Βάσεις Δεδομένων, Εκδόσεις Νέων Τεχνολογιών, Αθήνα 2000
6. M. Laiho, D.A. Dervos, K. Silpio, SQL Transactions: Θεωρία και Ασκήσεις Πρακτικής Εφαρμογής, Έκδοση DBTechNet, ISBN 978-952-93-2421-7, Ανάκτηση από (30/6/2019): http://150.214.214.5/DBTechVETProd/sites/default/files/sql-transactions_handbook_gr_2014-11-12.pdf
7. Α. Σταυρακούδης, Βλασεις Δεδομένων και SQL: Μία Πρακτική Προσέγγιση, 2η Έκδοση, Εκδόσεις Κλειδάριθμος, Αθήνα 2015

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. R. Elmasri και S.B. Navathe, Fundamentals of Database Systems, 5th Edition, Addison-Wesley 2006
4. R. Ramakrishnan και J. Gehrke, Database Management Systems, 3rd Edition, Mc Graw-Hill, 2002
5. J.D. Ullman, J. Widom, A First Course in Database Systems, Prentice-Hall, 2007