Detail předmětu

Pokročilé databázové systémy

FIT-PDBAk. rok: 2025/2026

Předmět v širší úrovni přibližuje tyto moderní databázové systémy: NoSQL databáze v různých variantách, NewSQL databáze, temporální databáze, distribuované databáze, pokročilé relační databáze. Dále jsou diskutovány principy moderních databázových systémů, porozumění databázovému schématu a způsob práce s moderními databázovými systémy. Zmíněny jsou i principy implementace moderních databázových systémů a způsoby zpracování údajů v moderních databázových systémech.

Proč je předmět vyučován

Množství zdrojů dat ve světě stále roste, typ dat, která chceme ukládat se také rozrůstá, způsob zpracování také potřebuje různé přístupy. Proto tento předmět nabízí seznámení s různými typy systémů řízení báze dat.

Podmínky zápočtu

Student musí během semestru získat alespoň 20 bodů z možného maxima.
Pokud bude odhaleno plagiátorství nebo nedovolená spolupráce na projektech, či u půlsemestrální zkoušky, zápočet nebude udělen a dále bude zváženo zahájení disciplinárního řízení.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Dr. Ing. Dušan Kolář

Zajišťuje ústav

Ústav informačních systémů (UIFS)

Vstupní znalosti

Základy teorie relačního modelu dat. Formalizace návrhu relační databáze. Organizace dat na interní úrovni. Bezpečnost a integrita dat. Transakce. Konceptuální modelování a návrh relační databáze z konceptuálního modelu. Jazyk SQL. Prostorové, objektově-relační a XML databáze. Algoritmy pro indexování v prostorových databázích.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

  • Půlsemestrální zkouška, u které neexistuje náhradní, či opravný termín.
  • Řešení 1 projektu v průběhu semestru a jeho odevzdání ve stanoveném termínu.

  • Půlsemestrální zkouška - písemně, formou otázek, kde odpovědi se tvoří celou větou, neexistuje náhradní/opravný termín. (20 bodů)
  • Vypracování projektů - 1 projekt (vytvoření programu, dle zadání) s příslušnou dokumentací. (25 bodů)
  • Závěrečná zkouška se skládá z otázek, kde odpovědi se tvoří celou větou. Maximální hodnocení zkoušky je 55 bodů, přičemž pro získání bodů ze zkoušky je nutné zkoušku vypracovat tak, aby byla hodnocena nejméně 23 body, v opačném případě bude zkouška hodnocena 0 body. Zkouška má jeden řádný a dva opravné termíny. Řádný termín zkoušky bude realizován písemnou formou, opravné termíny budou realizovány formou písemnou nebo kombinovanou (tedy písemně i ústně v jeden den - ráno písemná, odpoledne ústní část). Forma opravných termínů zkoušky bude oznámena vždy po vyhodnocení předchozího termínu zkoušky, přičemž kombinovaná forma zkoušky bude zvolena tehdy, pokud se daného termínu zkoušky bude moci zúčastnit nejvýše 16 studentů.

Učební cíle

Podat širší pohled na postrelační databázové systémy (varianty NoSQL, NewSQL, temporální a distribuované) jak v jejich různorodosti tak v implementačních technikách.


Studenti budou schopni identifikovat postrelační DB systémy, u vybraných kategorií se budou orientovat v problematice implementace a užití takových systémů.
  • Student se naučí odborné terminologii v českém i anglickém jazyce
  • Student se zdokonalí v řešení malých projektů v malém týmu

Doporučená literatura

Dunckley, L.: Multimedia Databases: An Object-Relational Approach. Pearson Education, 2003, p. 464, ISBN 0-201-78899-3
Gaede, V., Günther, O.: Multidimensional Access Methods, ACM Computing Surveys, Vol. 30, No. 2, 1998, pp. 170-231.
Lemahieu, W., Broucke, S., Baesens, B.: Principles of Database Management. Cambridge University Press. 2018, 780 p.
Perkins, L., Redmond, E., Wilson, J.: Seven databases in sevenweeks: a guide to modern databases and the NoSQL movement. Secondedition. Pragmatic Bookshelf, 2018. ISBN 978-1-68050-253-4
Podklady k přednáškám (slajdy, skripty, apod.)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MITAI magisterský navazující

    specializace NSEC , 0 ročník, zimní semestr, volitelný
    specializace NISY do 2020/21 , 0 ročník, zimní semestr, volitelný
    specializace NNET , 0 ročník, zimní semestr, volitelný
    specializace NMAL , 0 ročník, zimní semestr, volitelný
    specializace NCPS , 0 ročník, zimní semestr, volitelný
    specializace NHPC , 0 ročník, zimní semestr, volitelný
    specializace NVER , 0 ročník, zimní semestr, volitelný
    specializace NIDE , 0 ročník, zimní semestr, volitelný
    specializace NISY , 0 ročník, zimní semestr, volitelný
    specializace NEMB do 2023/24 , 0 ročník, zimní semestr, volitelný
    specializace NSPE , 0 ročník, zimní semestr, volitelný
    specializace NEMB , 0 ročník, zimní semestr, volitelný
    specializace NBIO , 0 ročník, zimní semestr, volitelný
    specializace NSEN , 0 ročník, zimní semestr, volitelný
    specializace NVIZ , 0 ročník, zimní semestr, volitelný
    specializace NGRI , 0 ročník, zimní semestr, volitelný
    specializace NADE , 0 ročník, zimní semestr, volitelný
    specializace NISD , 2 ročník, zimní semestr, povinný
    specializace NMAT , 0 ročník, zimní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

RNDr. Marek Rychlý, Ph.D.
doc. Dr. Ing. Dušan Kolář

Osnova

  1. Úvod, definice postrelačních databázových systémů, rekapitulace (O-R, multimediální, XML, prostorové DB)
  2. NoSQL databáze - sloupcové a jejich indexy, grafové DB
  3. NoSQL databáze - klíč-hodnota, časové řady
  4. NoSQL databáze - agregace dat, datové sklady
  5. NewSQL databáze
  6. Sloupcové relační DB, srovnání s klasickým uložením
  7. Půlsemestrální zkouška
  8. Temporální databáze, úvod, předmět zájmu
  9. Modelování temporálních dat
  10. Algoritmy temporálních databází
  11. Distribuované databáze I
  12. Distribuované databáze II
  13. Závěr, srovnání, diskuze otevřených otázek, další typy DB (deduktivní, objektové, ...)

Seminář

6 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

RNDr. Marek Rychlý, Ph.D.

Osnova

  1. Demonstrační cvičení: úvod do NoSQL DB, sloupcové NoSQL DB, DB klíč-hodnota.
  2. Demonstrační cvičení: NoSQL DB + cloud - CQRS.
  3. Demonstrační cvičení: temporální databáze - úvod do temporálních databází, jazyk (A)TSQL2 a jeho interprety TimeDB2 a TSQL2lib, implementace (A)TSQL2 a problémy v temporálních databázích.

Cvičení na počítači

6 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

RNDr. Marek Rychlý, Ph.D.

Osnova

  1. Úvodní počítačové cvičení a NoSQL databáze - úvod do práce s vybranými typy NoSQL databází, indexace (sloupcové, klíč-hodnota).
  2. NoSQL databáze v prostředí cloud - SŘBD CQRS, práce v prostředí cloud, využití DB tam.
  3. Temporální databáze - úvod do jazyka (A)TSQL2 pro temporální databáze, dotazování nad temporálními daty pomocí (A)TSQL2.
  4. Obhajoba projektu

Projekt

14 hod., povinná

Vyučující / Lektor

RNDr. Marek Rychlý, Ph.D.

Osnova

  1. Navrhnout a implementovat databázi pro nějakou dobře škálovatelnou aplikaci na principu CQRS (Command and Query Responsibility Segregation), tedy operace nad daty vést primárně cestou spolehlivé relační databáze a čtení cestou vysoce škálovatelné NoSQL databáze.