Moses - DMH Datenmanagement auf moderner Hardware

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Modul / Version
#40804 / #4

Gültigkeit
SoSe 2022 - WiSe 2022/23

Verfügbare Sprache(n)
Englisch

Titel des Moduls
DMH Data Management on Modern Hardware
DMH Datenmanagement auf moderner Hardware

Leistungspunkte
6

Modulverantwortliche*r
Markl, Volker

Benotung
Benotet

Prüfungsform
Portfolioprüfung

Lehrsprache(n)
Englisch

Zugehörigkeit

Fakultät
Fakultät IV

Institut
Institut für Softwaretechnik und Theoretische Informatik

Fachgebiet
34351500 FG Datenbanksysteme und Informationsmanagement (DIMA)

Prüfungsausschuss
Keine Angabe

Kontakt

Sekretariat
EN 7

Ansprechpartner*in
Zeuch, Steffen

E-Mail-Adresse
sekr@tu-berlin.de

Webseite

https://www.tu.berlin/dima

Diese Modulbeschreibung ist nicht oder nicht vollständig auf deutsch hinterlegt.

Es wird auf Wunsch trotzdem der Inhalt der unvollständigen Spracheversion angezeigt.

Diese Modulbeschreibung gilt nicht im aktuellen Semester.

Die Modulbeschreibung gilt nur für den Zeitraum SoSe 2022 - WiSe 2022/23. Die Version für das aktuelle Semester (SoSe 2025) finden Sie hier: Modulbeschreibung des SoSe 2025

Lernergebnisse

Traditionally, database systems managed databases that were primarily stored on secondary storage and only a small part of the data could fit in main memory. Therefore, disk I/O was the dominating cost factor. Nowadays, it is possible to equip servers with several terabytes of main memory, which allows us to keep databases in main memory to avoid the disk I/O bottleneck. Therefore, the performance of database systems became limited by memory access and processing power. This course will teach students the fundamentals of efficient data processing in main-memory database systems using techniques optimized for main memory (e.g., column stores and query compilation) and modern processor capabilities (e.g., SIMD-based database algorithms, GPU co-processing). Furthermore, this course will also teach how other data management systems beyond relational databases exploit modern hardware to speed-up processing.

Lehrinhalte

The course is split into two parts, each covering roughly one half of the semester. During the first part, the students learn the fundamentals of cache-efficient storage and processing models. This includes columnar storage and query processing, compression, vector-at-a-time processing, query compilation, and transaction processing. In the second part, students learn the basics of parallel data processing on modern CPUs and co-processors (e.g., GPUs) for typical database operators, including optimizations such as SIMD and NUMA-awareness. Furthermore, the second part will also introduce optimizations for operators that go beyond relational algebra. The course consists of a lecture and theoretical, written exercises.

Modulbestandteile

Pflichtbereich

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

Lehrveranstaltungen	Art	Nummer	Turnus	Sprache	SWS	ISIS	VVZ
In-Memory Databases On Modern Hardware	IV	3435 L 9195	SoSe	Keine Angabe	4

ISIS-Kurssuche nach Veranstaltungen des Moduls

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

In-Memory Databases On Modern Hardware (IV):

Aufwandbeschreibung	Multiplikator	Stunden	Gesamt
Participating in Meetings	15.0	4.0h	60.0h
			60.0h(~2 LP)

Lehrveranstaltungsunabhängiger Aufwand:

Aufwandbeschreibung	Multiplikator	Stunden	Gesamt
Self-assessment Database Technology	15.0	2.0h	30.0h
Graded problem sheets	1.0	60.0h	60.0h
Exam preparation	1.0	30.0h	30.0h
			120.0h(~4 LP)

Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 180.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 6 Leistungspunkte.

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

Lectures are accompanied by individual exercises to practically rehearse the theory taught in the lectures. The course will be given in English.

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

This course is an advanced course for master students with focus on database systems and information management. In contrast to the introduction of database systems (MPGI5/DBS/Informationssystemse&Datenanalyse), which looks at database systems from an application programmers point of view, this class focuses on the internals of in-memory database systems and various optimizations for efficient query processing on modern hardware. It is useful (but not required) to attend the course Database Technology (DBT) prior to this course. To participate, students are required to have successfully completed a Bachelor in computer science with a focus on database systems (participation in the Datenbankpraktikum, Datenbankprojekt). Knowledge of data modeling, relational algebra, and SQL as well as a very good command of Java, or possibly C/C++/C#, programming is required to participate in the course. Due to capacity reasons, the class is limited to at most 60 participants.

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

Dieses Modul hat keine Prüfungsvoraussetzungen.

Abschluss des Moduls

Benotung

Benotet

Prüfungsform

Portfolioprüfung

Art der Portfolioprüfung

100 Punkte insgesamt

Sprache(n)

Deutsch

Prüfungselemente

Name	Punkte	Kategorie	Dauer/Umfang
(Deliverable assessment) Assessment of 4 homework exercises with 5 pts	20	schriftlich	4 x15h = 60h
(Examination) Quiz 1: (mid term)	40	schriftlich	Keine Angabe
(Examination) End term test	40	schriftlich	60 min

Notenschlüssel

Notenschlüssel »Notenschlüssel 2: Fak IV (2)«

Gesamtpunktzahl	1.0	1.3	1.7	2.0	2.3	2.7	3.0	3.3	3.7	4.0
100.0pt	95.0pt	90.0pt	85.0pt	80.0pt	75.0pt	70.0pt	65.0pt	60.0pt	55.0pt	50.0pt

Dauer des Moduls

Für Belegung und Abschluss des Moduls ist folgende Semesteranzahl veranschlagt:
1 Semester.

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Sommersemester.

Maximale teilnehmende Personen

Die maximale Teilnehmerzahl beträgt 30.

Anmeldeformalitäten

Students are required to register via the DIMA course registration tool before the start of the first lecture (http://www.dima.tu-berlin.de/). Within the first six weeks after commencement of the lecture, students will have to register for the course at QISPOS (university examination protocol tool) and ISIS (course organization tool) in addition to the registration at the DIMA course registration tool.

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit: nicht verfügbar

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit: nicht verfügbar

Literatur

Empfohlene Literatur
Alfons Kemper, André Eickler Datenbanksysteme. Eine Einführung.10., aktualisierte und erweiterte Auflage, Oldenbourg Verlag, 2015.
Daniel Abadi, Peter A. Boncz, Stavros Harizopoulos, Stratos Idreos, Samuel Madden: The Design and Implementation of Modern Column-Oriented Database Systems. Foundations and Trends in Databases 5(3): 197-280 (2013)
Hasso Plattner. 2014. A Course in In-Memory Data Management: The Inner Mechanics of In-Memory Databases. Second Edition. Springer Publishing Company, Incorporated.
John L. Hennessy, and David A. Patterson. Computer architecture: a quantitative approach. Elsevier, 2012.

Zugeordnete Studiengänge

Semester:

Zeige auch ausgelaufene Studiengänge und StuPOs

Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

	Studiengang / StuPO	StuPOs	Verwendungen	Erste Verwendung	Letzte Verwendung
Dieses Modul findet in keinem Studiengang Verwendung.

Sonstiges

Keine Angabe