| Kods | DE0277 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Nosaukums | Paralēlās datu bāzu sistēmas | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Statuss | Obligātais/Ierobežotās izvēles | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Līmenis un tips | Pamatstudiju, Akadēmiskais | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Tematiskā joma | Datorika | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Struktūrvienība | Datorzinātnes, informācijas tehnoloģijas un enerģētikas fakultāte | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Mācībspēks | Jānis Eiduks, Māra Romanovska, Ainārs Auziņš | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Kredītpunkti | 3.0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Daļas | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Anotācija |
Ārējās un operatīvās atmiņas attīstības disbalanss bija galvenā motivācija izmantot paralēlās apstrādes iespējas datu bāzes sistēmās (DBS). Ir divas galvenās problēmas: paralēlā vaicājumu apstrāde un režģa (neviendabīga resursu sadarbība) datu bāzes (DB). Pirmā problēma apskata vaicājumu (galvenokārt lasāmu) apstrādes veiktspējas palielināšanu, izpildot tos paralēli. To sauc par "ātruma palielināšanu" (speed up). Otrā apskata režģa transakciju vadību un mēroga jeb "paralēlisma pakāpes palielināšanu" (scale up). Studiju kursā tiek definēti un analizēti paralēlās apstrādes ieviešanas galvenie pamatjēdzieni un tiek vērtētas dažādas paralēlisma apstrādes formas: intervaicāšanas paralēlisms (interquery), iekšējais vaicājuma paralēlisms (intraquery), sadalītais paralēlisms (intraoperation), sadarbības paralēlisms (interoperation), konveijera režīms un neatkarīgais paralēlisms. Studiju kursā liela uzmanība tiek veltīta transakciju vadībai. Veicot paralēlas darbības gan vienā datorā, gan daudzos, transakciju vadība ir pareizas un drošas darbības pamatjautājums.. Jaunākās paaudzes NoSQL un NewSQL DBS balstās uz intensīvās paralēlās apstrādes (massively parallel processing (MMP)) konceptiem. Tiek apskatītas galvenās MMP arhitektūras: režģa skaitļošana (grid computing), datoru klasteri (computer clastering), MapReduce algoritma izmantošana, datu plūsmas veidošanas modelis (dataflow MMP).. NoSQL DBS netiek lietots relāciju modelis. Ir plaša klasteru lietošana, nav datu bāzes shēmas, ir orientācija uz datu agregātiem. Paralēlo komponentu izkliedēšanas modeļi ir nodalījumi (sharding) un replikācijas (mater-slave replication, peep-to-peer replication). Galvenie NoSQL datu modeļi ir atslēga – vērtība (key – value) datu modelis, dokumentu datu modelis, kolonu kopas un grafa datu modeļi. Studiju kursā tiek analizētas populārākās NoSQL sistēmas.. NewSQL ir jaunākā DBS klase, kas mēģina nodrošināt NoSQL sistēmu veiktspēju tiešsaistes transakciju apstrādes sistēmām (online transaction processing systems (OLTPs)) datu lasīšanas un rakstīšanas darba slodzei, saglabājot relāciju datu bāzes sistēmu ACID īpašību izpildes garantijas. NewSQL ir veidotas izmantojot relāciju modeli un SQL valodu. Tās saglabā ACID principa ievērošanu transakciju izpildē un spēj nodrošināt NoSQL datu bāzes veiktspēju pie datu ierakstīšanas un nolasīšanas ar horizontālās mērogojamības palīdzību. Mezgli darbojas ar augstu veiktspēju, kas tiek panākta ar datu glabāšanu operatīvajā atmiņā. NewSQL izmanto "nekā kopēja" arhitektūru, kurā mezgliem nav nekādu kopēji izmantojamu resursu. Lieto laiksakritības (concurrency) vadību, kura neizmanto bloķēšanas mehānismu konkurences pretrunu risināšanai (non-locking concurrency control).. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Studiju kursa saturs |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Mērķis un uzdevumi, izteikti kompetencēs un prasmēs |
Studiju kursa mērķis ir iepazīstināt studentus ar paralēlās apstrādes (paralelizācijas) iespēju realizēšanu DBS. Studiju kursa uzdevumi ir: - sniegt zināšanas par jaunās paaudzes DBS NoSQL un NewSQL iespējām; - sniegt padziļinātas zināšanas par režģa datu bāzes sistēmu arhitektūru; - pilnveidot praktiskās iemaņas, lai students spēj izstrādāt datu bāzes piemērus ar NoSQL un NewSQL sistēmām. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Sasniedzamie studiju rezultāti un to vērtēšana |
Izprot dažādas datu bāzes sistēmu arhitektūras ātrdarbības uzlabošanai un spēj tās realizēt praktiski. - Praktiskais darbs, attiecīgie jautājumi semestra vidus kontroldarbā. Zina atšķirība starp transakciju apstrādi dažādās arhitektūrās un saprot no tā izrietošās priekšrocības un trūkumus. - Praktiskais darbs, attiecīgie jautājumi semestra vidus kontroldarbā. Prot praktiski izmantot NoSQL DB sistēmas, zina to priekšrocības un trūkumus. - Praktiskais darbs, attiecīgie jautājumi gala eksāmenā. Prot praktiski izmantot NewSQL datu bāzes sistēmas un zina to potenciālās priekšrocības un trūkumus. - Praktiskais darbs, attiecīgie jautājumi gala eksāmenā. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Studiju rezultātu vērtēšanas kritēriji |
Praktisko darbu vidējā atzīme. Praktiskajā darbā students iegūst 4, ja ir ieguvis 50% no darbā paredzētajiem punktiem, izpildot minimālās prasības - 50%
Semestra vidus kontroldarbs paredz praktisku un teorētisku zināšanu pārbaudi. Students iegūst sekmīgu vērtējumu, ja ir saņēmis 50% punktu - 25% Gala eksāmens paredz praktisku un teorētisku zināšanu pārbaudi. Students iegūst sekmīgu vērtējumu, ja ir saņēmis 50% punktu - 25% |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Priekšzināšanas | Relāciju algebra, relāciju datu bāzes sistēmas, datora uzbūve, objektorientētā programmēšana, datu struktūras, SQL valoda, datu bāzes servera iekšējā programmēšanas valoda. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Studiju kursa plānojums |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||