CƠ SỞ DỮ LIỆU NÂNG CAO

- CƠ SỞ DỮ LIỆU NÂNG CAO 1.
- Các hướng nghiên cứu chính: Cơ sở dữ liệu, Khai phá dữ liệu.
- Thông tin chung về môn học − Tên môn học: Cơ sở dữ liệu nâng cao − Mã môn học.
- Các môn học tiên quyết: Nhập môn cơ sở dữ liệu, Nguyên lý hệ điều hành.
- Các yêu cầu đối với môn học (nếu có.
- Nghe giảng lý thuyết: 20 • Làm bài tập trên lớp: 6 • Thảo luận: 4 • Thực hành ở PTN: 0 • Hoạt động theo nhóm: 0 • Tự học: 0 − Địa chỉ Khoa/ bộ môn phụ trách môn học: Bộ môn Các hệ thống thông tin, P304-305 nhà E3, ĐHQGHN, 144 đường Xuân Thuỷ, Cầu Giấy, Hà Nội.
- Mục tiêu của môn học − Về kiến thức: Cung cấp cho sinh viên những kiến thức bổ sung về cơ sở dữ liệu bao gồm quy trình xây dựng một cơ sở dữ liệu thực tiễn, việc lưu giữ cơ sở dữ liệu trên bộ nhớ ngoài, việc thực hiện và tối ưu các truy vấn, kiểm tra cạnh tranh.
- Về kỹ năng: Sinh viên có khả năng sử dụng hệ quản trị cơ sở dữ liệu SQL server để thực hàng các nội dung được học.
- Tóm tắt nội dung môn học − Giới thiệu các bước xây dựng một cơ sở dữ liệu thực tế − Các phương tiện lưu giữ cơ sở dữ liệu và kỹ thuật tổ chức các file − Quá trình xử lý truy vấn và tối ưu truy vấn − Kiểm tra cạnh tranh 5.
- Nội dung chi tiết môn học Chương 1.
- Các bước xây dựng một cơ sở dữ liệu thực tế 1.1.
- Nghiên cứu ban đầu cơ sở dữ liệu 1.2.
- Thiết kế cơ sở dữ liêu 1.3.
- Kiểm tra và tính toán 1.5.
- Lưu trữ cơ sở dữ liệu ở bộ nhớ ngoài 2.1.
- Phân khối các bản ghi và cách tổ chức kéo dài và không kéo dài 2.3.
- Các file với các bản ghi không có thứ tự (heap file) 2.3.4.
- Các file với các bản ghi có thứ tự 2.3.5.
- Các kiểu chỉ mục có thứ tự mức đơn 2.4.2.
- Xử lý và tối ưu truy vấn 3.1.
- Các bước xử lý một truy vấn 3.2.
- Chuyển truy vấn SQL thành đại số quan hệ 3.3.
- Các thuật toán cơ bản thực hiện các phép toán của truy vấn 3.3.1.
- Thực hiện phép chọn 3.3.3.
- Thực hiện phép nối 3.3.4.
- Thực hiện phép chiếu và các phép toán tập hợp 3.3.5.
- Thực hiện các phép toán kết tập 3.3.6.
- Tối ưu truy vấn bằng phương pháp dự đoán ( heuristic) 3.4.1.
- Cây truy vấn và đồ thị truy vấn 3.4.2.
- Thuật toán tối ưu 3.5.
- Tối ưu truy vấn dựa trên chi phí 3.5.1.
- Các thành phần chi phí cho việc thực hiện truy vấn 3.5.2.
- Một số hàm giá đối với các phép toán đại số quan hệ Chương 4.
- Kiểm tra cạnh tranh 4.1.
- Theo thứ tự và lập lịch thứ tự 4.1.1.
- Lập lịch 4.1.2.
- Lập lịch theo thứ tự 4.1.3.
- Lập lịch sắp thứ tự được 4.1.4.
- Va chạm – Tính xếp hàng theo thứ tự 4.2.1.
- Đồ thị ưu tiên và đối với Va chạm- tính xếp hành theo thứ tự 4.2.3.
- Vì sao kiểm tra đồ thị ưu tiên làm việc 4.3.
- Áp đặt tính xếp hàng có thứ tự bằng các khoá 4.3.1.
- Bộ lập lịch khoá 4.3.3.
- Quản trị phân cấp của các phần tử cơ sở dữ liệu 4.6.1.
- Các quy tắc đối với việc truy cập đến các dữ liệu có cấu trúc cây 4.7.3.
- Kiểm tra cạnh tranh bằng timestamps 4.8.1.
- Các ứng xử không có thứ tự vật lý 4.8.3.
- Vấn đề với dữ liệu rác 4.8.4.
- Kiểm tra cạnh tranh bằng xác nhận hợp lệ 4.9.1.
- So sánh ba cơ cấu kiểm tra cạnh tranh.
- Hình thức tổ chức dạy học 7.1.
- Lịch trình chung Hình thức tổ chức dạy học môn học Lên lớp Tự học, Nội dung (ND) Thực hành, Tổng tự Lý Bài Thảo thí nghiệm, nghiên thuyết tập luận điền dã.
- cứu ND 1: Các bước xây dựng một cơ 2.0 2.0 sở dữ liệu thực tế ND 2: Lưu trữ cơ sở dữ liệu trên bộ nhớ ngoài ND 3: Các cấu trúc chỉ mục ND 4: Xử lý truy vấn ND 5: Tối ưu truy vấn bằng phương pháp dự đoán ND 6: Tối ưu truy vấn dựa trên chi phí ND 7: Thi giữa kỳ ND8: Kiểm tra cạnh tranh: theo thứ tự và lập lịch thứ tự ND9: Kiểm tra cạnh tranh: Các kỹ thuật kiểm tra cạnh tranh ND10: Ôn tập thi cuối kỳ 1.0 1.0 Cộng .
- Lịch trình tổ chức dạy học cụ thể Nội dung 1, tuần 1: Các bước xây dựng một cơ sở dữ liệu thực tế Hình thức tổ Thời gian, Nội dung chính Yêu cầu SV Ghi chú chức dạy học địa điểm chuẩn bị Lý thuyết Từ.
- 6 bước xây dựng đến một cơ sở dữ liệu thực tế: Tại GĐ2 - Nghiên cứu ban đầu - Thiết kế - Cài đặt và nhập - Kiểm tra và tính toán - Thao tác - Bảo trì, nâng cấp Bài tập Bài tập minh họa 6 bước nêu trên Thảo luận Thực hành, thí nghiệm, điền dã.
- Tự học, tự Tại thư Tham khảo thêm nghiên cứu viện hoặc ở các bước xây nhà dựng một hệ thống thông tin (system development life cycle – SDLC) Nội dung 2, tuần 2+3: Lưu trữ cơ sở dữ liệu trên bộ nhớ ngoài Hình thức tổ chức Thời gian, Nội dung chính Yêu cầu SV Ghi dạy học địa điểm chuẩn bị chú Lý thuyết Từ.
- Các công cụ lưu đến trữ: Tại GĐ2 + Phân cấp bộ nhớ + Các công cụ lưu trữ phụ - Đặt các file lên đĩa từ + Bản ghi và các kiểu bản ghi + Các file, bản ghi có độ dài cố định và độ dài thay đổi + Phân khối các bản ghi và cách tổ chức kéo dài và không kéo dài - Phân phối các khối file trên đĩa + Đầu file + Các thao tác trên các file + Các file với các bản ghi không có thứ tự (heap file.
- Các file với các bản ghi có thứ tự - Các kỹ thuật băm + Băm trong + Băm ngoài đối với các file trên đĩa + Các kỹ thuật băm cho phép mở rộng file động Bài tập Từ.
- Bài tập minh họa đến cho các nội dung trên Tại GĐ2 Thảo luận Từ.
- đến Tại GĐ2 Thực hành, thí nghiệm, điền dã.
- Tự học, tự nghiên Tại thư Đây là một nội cứu viện, ở nhà dung khó, sinh viên cần tự đọc thêm các tài liệu bổ trợ, kể cả tài liệu về nguyên lý hệ điều hành nếu cần thiết, để có thể nắm vững các kiến thức được đề cập trong nội dung này Nội dung 3, tuần 4: Các cấu trúc chỉ mục Hình thức tổ chức Thời gian, Nội dung chính Yêu cầu SV Ghi dạy học địa điểm Chuẩn bị chú Lý thuyết Từ.
- Các cấu trúc chỉ đến mục: Tại GĐ2 - các kiểu chỉ mục có thứ tự mức đơn.
- cây cân bằng (B- tree) Bài tập Từ.
- Các bài tập minh đến họa cho các cấu trúc chỉ mục nêu Tại GĐ2 trên Thảo luận Từ.
- Tự học, tự nghiên Tại thư Tham khảo thêm cứu viện, ở nhà các cấu trúc chỉ mục khác thuộc họ cây B-tree, chẳng hạn cây B+, R-tree… Nội dung 4, tuần 5: Xử lý truy vấn.
- Hình thức tổ chức Thời gian, Nội dung chính Yêu cầu SV Ghi dạy học địa điểm Chuẩn bị chú Lý thuyết Từ.
- Các bước xử lý đến một truy vấn Tại GĐ2 - Chuyển truy vấn SQL thành đại số quan hệ - Các thuật toán cơ bản thực hiện các phép toán của truy vấn + Sắp xếp ngoài + Thực hiện phép chọn + Thực hiện phép nối + Thực hiện phép chiếu và các phép toán tập hợp + Thực hiện các phép toán kết tập + Thực hiện phép nối ngoài + Các phép toán kết tập sử dụng đường ống (pipe) Bài tập Từ.
- Các bài tập minh đến họa cho nội dung xử lý truy vấn Tại GĐ2 Thảo luận Từ.
- Tự học, tự nghiên Tại thư Nắm vững các cứu viện, ở nhà bước xử lý truy vấn và các thuật toán được sử dụng để thực hiện các phép toán của truy vấn.
- Đây là nền tảng quan trọng để bắt đầu nội dung sau: tối ưu hóa truy vấn.
- Nội dung 5, tuần 6: Tối ưu truy vấn bằng phương pháp dự đoán Hình thức tổ chức Thời gian, Nội dung chính Yêu cầu SV Ghi dạy học địa điểm Chuẩn bị chú Lý thuyết Từ.
- Tối ưu truy vấn đến bằng phương pháp dự đoán Tại GĐ2 (heuristic.
- Cây truy vấn và đồ thị truy vấn + Các biến đổi tương đương trong đại số quan hệ + Thuật toán tối ưu Bài tập Từ.
- Bài tập minh họa đến tương ứng Tại GĐ2 Thảo luận Từ.
- Tự học, tự nghiên Tại thư Đọc thêm tài liệu cứu viện, ở nhà để nắm vững phương pháp heuristic trong tối ưu hóa truy vấn Nội dung 6, tuần 7: Tối ưu truy vấn dựa trên chi phí Hình thức tổ chức Thời gian, Nội dung chính Yêu cầu SV Ghi dạy học địa điểm Chuẩn bị chú Lý thuyết Từ.
- Tối ưu truy vấn đến dựa trên chi phí Tại GĐ2 + Các thành phần chi phí cho việc thực hiện truy vấn + Thông tin danh mục trong việc sử dụng các hàm giá + Một số hàm giá đối với các phép toán đại số quan hệ Bài tập Từ.
- Tự học, tự nghiên Tại thư - Đọc thêm tài cứu viện, ở nhà liệu để nắm vững phương pháp tối ưu hóa truy vấn dựa trên chi phí - So sánh các phương pháp Nội dung 7, tuần 8: Thi giữa kỳ (60’) Hình thức tổ chức Thời gian, Nội dung chính Yêu cầu SV Ghi dạy học địa điểm chuẩn bị chú Lý thuyết Từ.
- 6 nội dung đã học ở đến trên Tại GĐ2 Bài tập Từ.
- đến Tại GĐ2 Thảo luận Từ.
- đến Tại GĐ2 Thực hành, thí Ôn tập 6 nội nghiệm, điền dã.
- dung đã học ở trên Tự học, tự nghiên Tại thư cứu viện, ở nhà Nội dung 8, tuần 9: Kiểm tra cạnh tranh: theo thứ tự và lập lịch thứ tự Hình thức tổ chức Thời gian, Nội dung chính Yêu cầu SV Ghi dạy học địa điểm chuẩn bị chú Lý thuyết Từ.
- Theo thứ tự và lập đến lịch thứ tự Tại GĐ2 - Va chạm – Tính xếp hàng theo thứ tự + Đồ thị ưu tiên và đối với Va chạm- tính xếp hành theo thứ tự - Áp đặt tính xếp hàng có thứ tự bằng các khoá + Bộ lập lịch khoá + Khoá 2 pha - Các hệ thống khoá với nhiều kiểu khoá + Các khoá chia sẻ và riêng biệt + Ma trận tương hợp + Các khoá nâng cấp + Các khoá cập nhật + Các khoá gia tăng - Kiến trúc cho một bộ lập lịch khoá - Quản trị phân cấp của các phần tử cơ sở dữ liệu - Giao thức cây + Động cơ cho khoá đựa trên cây + Các quy tắc đối với việc truy cập đến các dữ liệu có cấu trúc cây Bài tập Từ.
- Các bài tập minh đến họa tương ứng Tại GĐ2 Thảo luận Từ.
- Tự học, tự nghiên Tại thư Đây là một nội cứu viện, ở nhà dung dài và tương đối phức tạp, yêu cầu sinh viên đọc thêm tài liệu tham khảo để củng cố kiến thức liên quan đến các nội dung kể trên Nội dung 9, tuần 10: Kiểm tra cạnh tranh: Các kỹ thuật kiểm tra cạnh tranh Hình thức tổ chức Thời gian, Nội dung chính Yêu cầu SV Ghi dạy học địa điểm chuẩn bị chú Lý thuyết Từ.
- Kiểm tra cạnh đến tranh bằng timestamps Tại GĐ2 - Kiểm tra cạnh tranh bằng xác nhận hợp lệ Bài tập Từ.
- Tự học, tự nghiên Tại thư - Đọc thêm tài cứu viện, ở nhà liệu để nắm vững các khái niệm và cơ chế kiểm tra cạnh tranh -So sánh các cơ cấu kiểm tra cạnh tranh.
- Nội dung 10, tuần 11: Ôn tập thi cuối kỳ Hình thức tổ chức Thời gian, Nội dung chính Yêu cầu SV Ghi dạy học địa điểm chuẩn bị chú Lý thuyết Từ.
- Toàn bộ các nội đến dung đã học ở trên Tại GĐ2 Bài tập Từ.
- Tự học, tự nghiên Tại thư cứu viện, ở nhà 8.
- Chính sách đối với môn học và các yêu cầu khác của giảng viên Yêu cầu và cách thức đánh giá, sự hiện diện trên lớp, mức độ tích cực tham gia các hoạt động trên lớp, các qui định về thời hạn, chất lượng các bài tập, bài kiểm tra.
- Có mặt trên lớp ít nhất là 21/30 giờ học − Bắt buộc tham dự bài kiểm tra giữa kỳ (điều kiện tham gia thi cuối kỳ).
- Phương pháp, hình thức kiểm tra - đánh giá kết quả học tập môn học 9.1.
- Kiểm tra đánh giá định kỳ STT Nội dung Trọng số.
- Tiêu chí đánh giá các loại bài tập 1.
- Bài tập về lý thuyết − Trình bày tốt bản chất vấn đề yêu cầu, có mở rộng: 100% số điểm của bài tập − Trình bày đúng bản chất vấn đề yêu cầu: 80-90.
- Trình bày chưa đúng bản chất, nội dung: 0-40% 2.
- Bài tập về ứng dụng.
- Lịch thi, kiểm tra (kể cả thi lại) STT Nội dung thi, kiểm tra Lịch thi Lịch kiểm tra Ghi chú 1.
- Nội dung 1 đến 6 Kiểm tra giữa kỳ (60 phút) 2.
- Toàn bộ 9 nội dung Thi cuối kỳ Theo lịch chung của Trường 3