Системы баз данных

2024/2025

Учебный год

RUS

Обучение ведется на русском языке

5

Кредиты

Кто читает:

Базовая кафедра Яндекс (Департамент больших данных и информационного поиска)

Статус:

Курс по выбору

Когда читается:

3-й курс, 1, 2 модуль

Преподаватель

Лукьянчиков Алексей Сергеевич

Программа дисциплины

Аннотация

Современные web-приложения строятся, как правило, поверх каких-нибудь СУБД. СУБД позволяют разработчикам не думать о том, как хранить данные на диске и как их искать, как обеспечить конкурентный доступ сразу многим пользователям, как оптимальнее воспользоваться ресурсами железа. Все эти сложности скрыты за простым интерфейсом языка запросов, как правило какого-нибудь диалекта SQL. Тем не менее при построении высоконагруженных систем становится необходимым понимать, как работает СУБД и почему выполнение запросов занимает именно такое время. К тому же есть люди, которые пишут эти самые СУБД.Мы будем разбирать, как устроены СУБД изнутри: как хранить данные, как выполнять запросы, как реализовать транзакции. В Яндексе есть несколько команд, занимающихся разработкой СУБД или очень на них похожего: Postgres, ClickHouse, YDB и YT. В первую очередь курс рассчитан на тех, кто хочет присоединиться к этим командам, но также будет полезен и тем, кто собирается в своей работе использовать хранилища данных с доступом в реальном времени.Предполагается, что слушатели уже знакомы с понятиями алгоритмов во внешней памяти, многопоточным программированием, распределенными системами и умеют программировать на C++.

Цель освоения дисциплины

• Студенты изучат принципы и технологии построения СУБД
• Студенты познакомятся с различными классами СУБД
• Студенты получат практические навыки разработки различных частей СУБД

Планируемые результаты обучения

• Навык восстановления СУБД после сбоя
• Навык планирования и оптимизации запросов в СУБД
• Навык организации хранения данных в реляционной СУБД
• Знает примеры баз данных
• Знает про: Locks и latches, Page-cache операционной системы, Оптимизацию буферных пулов, Buffer pool replacement policies.
• Знает про индексы и хеш-таблицы.
• Знает про B+-деревья.
• Знает про сортировку и агрегацию.
• Знает про хранение данных.
• Знает про нормализацию в базах данных.
• Знает про план и модели выполнения запросов.
• Знает про оптимизацию запроса.
• Знает про проблемы durability и восстановление после сбоя.

Содержание учебной дисциплины

• Введение в базы данных.
• Storage. Хранение данных.
• Буферный пул.
• Log-structured storage.
• Индексы. Хеш-таблицы.
• B+-деревья.
• Сортировка и агрегация.
• Joins.
• Выполнение запроса.
• Оптимизация запросов.
• Проблемы durability и восстановление после сбоя.
• Управление транзакциями.
• Распределенные базы данных.

Элементы контроля

• Дз 1
• Дз 2
• Дз 3
• Дз 4
• Дз 5
• Дз 6

Промежуточная аттестация

• 2024/2025 2nd module
  Оценка за курс ставится исходя из накопленных баллов за домашние задания: Набравшие 80% от всей суммы баллов получают отлично (10 баллов). Набравшие 70% от всей суммы баллов получают хорошо (7 баллов). Набравшие 60% от всей суммы баллов получают зачёт (5 баллов). Набравшие менее 60% от всей суммы получают незачёт (3 балла).

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Базы данных : учеб. пособие, Кузин А.В., Левонисова С.В., 2010
• Базы данных : учебник для вузов, Советов, Б. Я., 2021
• Базы данных : учебник для вузов, Советов, Б. Я., 2022
• Базы данных. Проектирование моделей данных : учебник для вузов, Гринченко, Н. Н., 2024
• Базы данных. Проектирование, реализация и сопровождение. : теория и практика, Коннолли, Т., 2018

Авторы

• Фисенко Анна Сергеевна
• Алиева Эльмира Махир Кызы