Распределенные базы данных и сетевые вычисления

2025/2026

Статус: Маго-лего

Кто читает: Департамент компьютерной инженерии

Где читается: Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова

Когда читается: 1-3 модуль

Охват аудитории: для всех кампусов НИУ ВШЭ

Преподаватели: Байбикова Татьяна Николаевна, Карпова Ирина Петровна

Язык: русский

Кредиты: 9

Контактные часы: 96

Дополнительные материалы в LMS Задать вопрос

Аннотация

Изучив принципы организации и методы поддержки распределенных баз данных, выполнив проектную часть домашнего задания, студент получит квалификацию разработчика РБД по произвольной предметной области. После углубленного освоения языка SQL студент станет квалифицированным пользователем реляционных баз данных, способным писать высокоэффективные запросы к РБД. На практических занятиях студент получит навыки программиста, занимающегося реализацией проекта БД и прикладной логики распределенных автоматизированных информационных систем (РАИС), которые основаны на базах данных. После изучения части курса, касающейся сетевых вычислений, студент сможет сформулировать требования к организации распределенных вычислений, научится использовать современное программное обеспечение для организации распределенных вычислительных систем, разрабатывать распределенные вычислительные приложения и организовывать распределенное решение вычислительных задач.

Цель освоения дисциплины

Целями освоения дисциплины "Распределенные базы данных и сетевые вычисления" в части, касающейся распределенных баз данных (РБД) являются изучение научных и технических проблем, задач и вопросов организации распределенных баз данных, направленных на освоение методов организации хранения данных, новых моделей данных, на разработку новых высокоэффективных алгоритмов обработки данных в распределенных системах, а также освоение методов проектирования и реализации РБД. В части, касающейся сетевых вычислений (СВ), целью освоения данной дисциплины является изучение архитектуры и технологий построения систем распределенных вычислений, знакомство с распределенными алгоритмами.

Планируемые результаты обучения

Знание взаимных исключений, существующих в распределенных системах.
Знание истории развития распределенных вычислений.
Знание механизма логических часов распределенных вычислений.
Знание модели распределенных вычислений.
Знание основной терминологии, основных понятий и определений.
Знание основной терминологии, основных функций систем управления базами данных (СУБД) и отличий СУРБД.
Знание основных проблем и направления развития РБД. Умение проводить анализ проблемы и делать доклад на выбранную тему.
Знание протокола двухфазной фиксации, основных протоколов ликвидации и управления блокировками.
Знание синтаксиса языка SQL, понимание способов реализации SQL-запросов, умение писать квази-оптимальные запросы. Умение управлять индексами и способами хранения данных с целью повышения эффективности БД.
Умение выбирать методы поддержки распределённости при проектировании РБД.
Умение обосновывать необходимость применения РБД, проводить анализ предметной области (ПрО), составлять инфологическую модель и даталогическую (концептуальную) схему БД, разрабатывать схему фрагментации БД для распределенной системы с учетом особенностей выбранной ПрО.
Знает и умеет применять правила построения защищенной базы данных, которая обеспечивает конфиденциальность, доступность и целостность данных

Содержание учебной дисциплины

Введение. Архитектура системы управления распределенными базами данных (СУРБД).
Методы поддержки распределенных баз данных
Управление распределенными транзакциями.
Методы проектирования распределенных БД.
Оптимизация распределенных запросов. Глобальная оптимизация.
Обеспечение безопасности в распределенных БД
Исследовательские проблемы в области РБД.
Предмет распределенных вычислений.
История развития распределенных вычислений.
Модель распределенных вычислений.
Логические часы.
Взаимное исключение в распределенных системах.

Элементы контроля

Домашнее задание 1м
Домашнее задание посвящено созданию проекта распределенной БД по произвольной предметной области. Задание выполняется бригадами по 3-4 человека (можно из разных групп). Предметную область студенты выбирают самостоятельно, согласовывая ее с преподавателем (по почте или очно в часы консультаций). Для согласования необходимо краткое описание предметной области и обоснование необходимости создания для данной предметной области распределенной БД. Проект РБД необходимо защитить во время практического занятия (семинара). Защита проходит в устной форме и сопровождается демонстрацией презентации.
Контрольная работа 2м
КР посвящена оптимизации запросов на SQL
Практическая работа 2м
Во 2-м модуле студенты во время практических (лабораторных) работ под управлением произвольной СУБД реализуют проект распределенной БД, созданный при выполнении домашнего задания в 1-м модуле.
Активность 1-2
За активное участие в обсуждении заданий и защит на практических занятиях студент может повысить свою индивидуальную оценку за домашнее задание.
Практическая работа 1
Практическая работа 2
Практическая работа 3
Практическая работа 4

Промежуточная аттестация

2025/2026 2nd module
Оценка 2 = (Домашнее задание 1м)*0.3 + (Контрольная работа 2м)*0.1 + (Практическая работа 2м)*((Домашнее задание 1м)/10)*0.3 + (Экзамен 2м)*0.3
2025/2026 3rd module
0.25 * Практическая работа 1 + 0.25 * Практическая работа 2 + 0.25 * Практическая работа 3 + 0.25 * Практическая работа 4

Список литературы

Авторы

Карпова Ирина Петровна
Байбикова Татьяна Николаевна

Программа дисциплины