Системы баз данных

Бакалавриат 2024/2025

Статус: Курс по выбору (Прикладная математика и информатика)

Направление: 01.03.02. Прикладная математика и информатика

Кто читает: Базовая кафедра Яндекс

Где читается: Факультет компьютерных наук

Когда читается: 3-й курс, 1, 2 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Лукьянчиков Алексей Сергеевич

Язык: русский

Кредиты: 5

Полная версия программы учебной 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

Авторы

Фисенко Анна Сергеевна
Алиева Эльмира Махир Кызы

Программа дисциплины