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DMH Datenmanagement auf moderner Hardware

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#40804 / #6

Seit SoSe 2024

Deutsch, Englisch

DMH Data Management on Modern Hardware
DMH Datenmanagement auf moderner Hardware

6

Markl, Volker

Benotet

Portfolioprüfung

Englisch

Zugehörigkeit


Fakultät IV

Institut für Softwaretechnik und Theoretische Informatik

34351500 FG Datenbanksysteme und Informationsmanagement (DIMA)

Keine Angabe

Kontakt


EN 7

Zeuch, Steffen

sekr@tu-berlin.de

https://www.tu.berlin/dima

Lernergebnisse

Traditionell verwalteten Datenbanksysteme Datenbanken, die hauptsächlich auf sekundärem Speicher abgelegt waren und von denen nur ein kleiner Teil der Daten in den Hauptspeicher passte. Daher war die Latenz der Festplatten der dominierende Kostenfaktor. Stattdessen ist es heutzutage möglich, Server mit mehreren Terabyte Hauptspeicher auszustatten, wodurch Datenbanken im Hauptspeicher gehalten werden können, wodurch die Zugriffszeit-Limitierung vermieden werden kann. Die Leistung von Datenbanksystemen wird somit durch den Speicherzugriff und die Verarbeitungsleistung begrenzt. In diesem Kurs lernen die Teilnehmenden die Grundlagen der effizienten Datenverarbeitung in Hauptspeicher-Datenbanksystemen unter Verwendung von Techniken, die für den Hauptspeicher optimiert sind (z. B. Spaltenspeicher und Abfragekompilierung) und modernen Prozessorfähigkeiten (z. B. SIMD-basierte Datenbankalgorithmen, GPU-Coprocessing).

Lehrinhalte

Der Kurs ist in zwei Teile gegliedert, die jeweils etwa die Hälfte des Semesters abdecken. Im ersten Teil lernen die Studierenden die Grundlagen von cache-effizienten Speicher- und Verarbeitungsmodellen. Dazu gehören spaltenorientierte Speicherung und Abfrageverarbeitung, Komprimierung, Vektor-at-a-time-Verarbeitung, Abfragekompilierung und Transaktionsverarbeitung. Im zweiten Teil lernen die Studierenden die Grundlagen der parallelen Datenverarbeitung auf modernen CPUs und Co-Prozessoren (z.B. GPUs) für typische Datenbankoperatoren, einschließlich Optimierungen wie SIMD und NUMA-Awareness.

Modulbestandteile

Pflichtbereich

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

LehrveranstaltungenArtNummerTurnusSpracheSWS ISIS VVZ
In-Memory Databases On Modern HardwareIV3435 L 9195SoSeKeine Angabe4
ISIS-Kurssuche nach Veranstaltungen des Moduls

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

In-Memory Databases On Modern Hardware (IV):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Participating in Meetings15.04.0h60.0h
60.0h(~2 LP)

Lehrveranstaltungsunabhängiger Aufwand:

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Exam preparation1.030.0h30.0h
Graded problem sheets1.060.0h60.0h
Self-assessment Database Technology15.02.0h30.0h
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

Die Vorlesungen werden von individuellen Übungen begleitet, um die in den Vorlesungen vermittelte Theorie praktisch einzuüben.

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

Dieser Kurs ist ein Kurs mit fortgeschrittenen Themen für Masterstudierende mit dem Schwerpunkt Datenbanksysteme und Informationsmanagement. Im Gegensatz zur Einführung in Datenbanksysteme (ISDA Informationssysteme und Datenanalyse), die Datenbanksysteme aus der Sicht eines Anwendungsprogrammierers betrachtet, liegt der Schwerpunkt dieses Kurses auf den Datenmanagementsystemen und verschiedenen Optimierungen für eine effiziente Abfrageverarbeitung auf moderner Hardware. Studierende sollten deshalb das Modul Datenbanktechnologie (DBT) abgeschlossen haben, bevor sie sich für DMH einschreiben. Wünschenswert ist auch der erfolgreiche Abschluss eines Bachelorstudiums der Informatik mit Schwerpunkt Datenbanksysteme (z.B. DBPRA Datenbankpraktikum, DBPRO Datenbankprojekt). Darüber hinaus werden Kenntnisse in Datenmodellierung, relationaler Algebra und SQL sowie sehr gute Programmierkenntnisse in Java, ggf. auch C/C++/C#, vorausgesetzt.

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

NamePunkteKategorieDauer/Umfang
(Ergebnisprüfung) 4 Hausaufgaben zu jeweils 5 Punkten20schriftlich4 x15h = 60h
(Punktuelle Leistungsüberprüfung) Quiz 1 (Semestermitte)40schriftlich60 min
(Punktuelle Leistungsüberprüfung) Quiz 2 (Semesterende)40schriftlich60 min

Notenschlüssel

Notenschlüssel »Notenschlüssel 2: Fak IV (2)«

Gesamtpunktzahl1.01.31.72.02.32.73.03.33.74.0
100.0pt95.0pt90.0pt85.0pt80.0pt75.0pt70.0pt65.0pt60.0pt55.0pt50.0pt

Prüfungsbeschreibung (Abschluss des Moduls)

Die Gesamtnote gemäß § 68 (2) AllgStuPO wird nach dem Notenschlüssel 2 der Fakultät IV ermittelt.

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

Zum Besuch der Lehrveranstaltung ist eine Zulassung erforderlich. Bitte informieren Sie sich vor Beginn der Vorlesungszeit auf https://www.tu.berlin/dima/studium-lehre/kursangebote , um nähere Informationen zum Anmeldeprozess zu erhalten.

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


Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

Studiengang / StuPOStuPOsVerwendungenErste VerwendungLetzte Verwendung
Computer Engineering (M. Sc.)19SoSe 2024SoSe 2025
Computer Science (Informatik) (M. Sc.)112SoSe 2024SoSe 2025
Elektrotechnik (M. Sc.)16SoSe 2024SoSe 2025
Information Systems Management (Wirtschaftsinformatik) (M. Sc.)16SoSe 2024SoSe 2025
Wirtschaftsingenieurwesen (M. Sc.)16SoSe 2024SoSe 2025

Sonstiges

Keine Angabe