Разработка систем управления базами данных

Бакалавриат 2025/2026

Статус: Курс по выбору (Прикладная математика и информатика)

Кто читает: Базовая кафедра Т-Банка

Где читается: Факультет компьютерных наук

Когда читается: 4-й курс, 1, 2 модуль

Охват аудитории: для своего кампуса

Язык: русский

Кредиты: 5

Контактные часы: 56

Дополнительные материалы в LMS Задать вопрос

Аннотация

Курс состоит из трех частей, в рамках которых будут получены ответы на следующие вопросы: Как хранить данные на диске? Как организовать данные и метаданные, чтобы поддерживать эффективный доступ? Как не испортить данные, если посреди запроса может отключиться питание? Как исполнять запросы при конкурентности, не нарушая физической и логической целостности данных? Каких гарантий может быть достаточно пользователю? Как достигать эффективного исполнения при слабых гарантиях? Какие структуры данных позволяют эффективно выполнять SQL запросы? Как эти структуры данных реализованы? В качестве домашних заданий необходимо будет на C++ реализовывать компоненты СУБД или структуры данных, используемые в СУБД. Курс будет полезен тем, кто заинтересован в системном программировании или просто хочет лучше понимать, как же устроены системы хранения данных.

Цель освоения дисциплины

Знать, как СУБД хранит данные; какие плюсы и минусы есть у разных способов организации данных.
Уметь отказоустойчиво сохранять данные.
Знать, какие структуры данных используются при исполнении запросов
Понимать, почему тот или иной запрос исполняется быстро или медленно.
Понимать, какие гарантии может предоставлять СУБД.
Знать, как предоставляемые гарантии сказываются на производительности.
Увидеть, как знания из алгоритмов и операционных систем применяются на практике.

Планируемые результаты обучения

Знать, как СУБД хранит данные; какие плюсы и минусы есть у разных способов организации данных.
Уметь отказоустойчиво сохранять данные.
Знать, какие структуры данных используются при исполнении запросов.
Понимать, почему тот или иной запрос исполняется быстро или медленно.
Понимать, какие гарантии может предоставлять СУБД.
Знать, как предоставляемые гарантии сказываются на производительности.
Увидеть, как знания из алгоритмов и операционных систем применяются на практике.

Содержание учебной дисциплины

Предназначение СУБД; Реляционная модель, язык SQL
Построчное хранение данных; Буферный пул
B-дерево; Log Structured Merge Tree
Колоночное хранение данных. Индексы. Фильтры
Журнал предзаписи; Восстановление СУБД
Concurrency Control 1; Concurrency Control 2
Concurrency Control 3; Concurrency Control 4
Многопоточное B-дерево; Типы данных и функции
Хеш-таблицы в СУБД; Сортировки в СУБД
Алгоритмы Join; Исполнение запросов
Оптимизатор запросов, rule-based подход; Оптимизатор запросов, cost-based подход
Парсинг SQL запросов; Параллельное исполнение запросов
Модульность СУБД; Расширяемость PostgreSQL
Реальные системы 1; Реальные системы 2

Элементы контроля

Домашнее задание
Экзамен

Промежуточная аттестация

2025/2026 2nd module
Итог = Округление(0.75 * ДЗ + 0.25 * Экз + min(1, Бонус)), где ДЗ — оценка за домашние задания, Экз — оценка за экзамен, Бонус — бонусные баллы. По согласованию с преподавателем возможно получить бонусные баллы за вклад в проекты с открытым исходным кодом, связанные с системами хранения данных Каждая задача из ДЗ имеет некоторый вес. Оценка за ДЗ = 10 * суммарный вес решенных задач / общий вес задач. Округляется только итоговая оценка, округление арифметическое.

Список литературы

Авторы

Солдатова Татьяна Владимировна

Программа дисциплины