ОПТИМІЗАЦІЯ ТА БАЛАНСУВАННЯ НАВАНТАЖЕННЯ У БАЗАХ ДАНИХ**

Силабус освітнього компонента

Реквізити навчальної дисципліни

Програма навчальної дисципліни

1. Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання

Силабус навчальної дисципліни “Оптимізація та балансування навантажень у базах даних” передбачає виконання навчальних завдань та практик програмування. Це дозволяє отримати досвід практичної роботи із оптимізації баз даних. Предмет охоплює важливі аспекти управління та оптимізації баз даних в інформаційних системах. Студенти цього курсу дізнаються про різні аспекти роботи з базами даних, включаючи методи оптимізації запитів, підвищення продуктивності, а також балансування навантаження для забезпечення надійності та ефективності систем. Лекції охоплюють питання проектування баз даних, роботи зі схемами, індексами та іншими структурними елементами. Практичні лабораторні роботи допоможуть студентам набути практичних навичок у використанні різноманітних систем управління базами даних, оптимізації запитів та налагодженні процесів в базах даних. Курс також розглядає сучасні підходи до роботи з великими обсягами даних та технології балансування навантаження, що важливо в сучасних інформаційних системах.

Предмет навчальної дисципліни

Предмет - методи та засоби оптимізації БД

Мета навчальної дисципліни

Навчити студентів методам оптимізації та балансування навантажень в базах даних з метою підвищення продуктивності, надійності та ефективності інформаційних систем. Після завершення дисципліни студенти повинні бути здатні розробляти та впроваджувати стратегії оптимізації баз даних, а також використовувати методи балансування навантажень для забезпечення найкращої працездатності систем обробки даних.

Ця мета покликана надати студентам знання та навички у сфері оптимізації баз даних, що є важливим компонентом для професійного успіху в галузі обробки та зберігання інформації.

Завдання навчальної дисципліни

Завдання навчальної дисципліни "Оптимізація та балансування навантажень у базах даних" включають наступні аспекти та завдання: ознайомлення з концепціями баз даних: Студенти вивчатимуть основні поняття та принципи роботи баз даних; вивчення способів та методів оптимізації запитів, підвищення продуктивності баз даних; вивчення принципів розподіленої обробки даних та балансування навантажень для забезпечення доступності та надійності системи.

Пререквізити та постреквізити дисципліни

Пререквізити

Для успішного засвоєння дисципліни студент повинен володіти освітніми компонентами «Програмування. Частина 1», «Програмування. Частина 2», «Комп'ютерні мережі», «Основи баз даних»

Постреквізити

Отримані при засвоєнні дисципліни теоретичні знання та практичні уміння забезпечують успішне виконання курсових проєктів та бакалаврських робіт за спеціальністю 121 Інженерія програмного забезпечення

Зміст навчальної дисципліни

Розділ 1. Вступ та основні поняття: Тема 1.1 Вступ до життєвого циклу розробки програмного забезпечення, Тема 1.2 Моделі життєвого циклу розробки ПЗ: класичні та Agile підходи.

Розділ 2. Планування та аналіз: Тема 2.1 Вимоги та аналіз в життєвому циклі розробки, Тема 2.2 Проектування програмного забезпечення: методи та підходи

Розділ 3. Розробка та тестування: Тема 3.1. Розробка програмного забезпечення: методології та інструменти, Тема 3.2 Тестування та якість програмного забезпечення

Розділ 4. Управління проектами та процесами: Тема 4.1 Керування конфігурацією та версіонування ПЗ, Тема 4.2. Управління проектами в життєвому циклі розробки

Розділ 5. Підтримка та захист: Тема 5.1. Планування розгортання і підтримки програмного забезпечення, Тема 5.2. Безпека програмного забезпечення та захист від загроз.

Розділ 6. Інтеграція та майбутнє: Тема 6.1 Архітектура програмного забезпечення: основні принципи та вибір рішень, Тема 6.2. Процеси автоматизації в життєвому циклі розробки, Тема 6.3 Інтеграція програмного забезпечення з іншими системами. Тема 6.4 Тенденції та майбутнє розробки програмного забезпечення.

Розділ 7. Підсумки: Тема 7.1 Підсумки

Навчальні матеріали та ресурси

Базова література

1. Sommerville, Ian. "Software Engineering." Pearson, 2019.

2. Ramakrishnan, R., & Gehrke, J. (2002). Database Management Systems. McGraw-Hill.

3. Elmasri, R., & Navathe, S. B. (2019). Fundamentals of Database Systems. Pearson.

4. Silberschatz, A., Korth, H. F., & Sudarshan, S. (2019). Database System Concepts. McGraw-Hill.

5. Garcia-Molina, H., Ullman, J. D., & Widom, J. (2008). Database Systems: The Complete Book. Pearson.

6. Ozsu, M. T., & Valduriez, P. (2020). Principles of Distributed Database Systems. Springer.

7. Date, C. J. (2012). An Introduction to Database Systems. Pearson.

8. Kozierok, C. (2005). The TCP/IP Guide: A Comprehensive, Illustrated Internet Protocols Reference. No Starch Press.

9. Bernstein, P. A., Hadzilacos, V., & Goodman, N. (2016). Concurrency Control and Recovery in Database Systems. Addison-Wesley.

10. Hoffer, J. A., Prescott, M. B., & McFadden, F. R. (2019). Modern Database Management. Pearson.

11. Stonebraker, M., & Çetintemel, U. (2017). Stream Data Processing: A Quality of Service Perspective: Modeling, Scheduling, Load Shedding, and Complex Event Processing. Morgan & Claypool..

Допоміжна література

1. Valeria Cardellini. Matteo Nardelli. Container-based virtualization: Docker. Università degli Studi di Roma “Tor Vergata” Dipartimento di Ingegneria Civile e Ingegneria Informatica Corso di Sistemi Distribuiti e Cloud Computing A.A. 2017/18.

2. Adam Freeman. Pro Angular 6 .ISBN-13 (pbk): 978-1-4842-3648-2 ISBN-13 (electronic): 978-1-4842-3649-9/2018р.

Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Лекційні заняття

Лабораторні роботи

Матеріали до лекційних,практичних занять та лабораторних робіт доступні для завантаження за посиланням: https://classroom.google.com/c/NjIyNjQwNjA1NTg1?cjc=7jo5vcj

Самостійна робота студента

Контрольні роботи

Двогодинна модульна контрольна робота (МКР) поділяється на дві одногодинні (45 хв.), що проводяться під час лекційних занять.

МКР-1 виконується після вивчення тем 1.1 - 2.2. МКР-2 виконується після вивчення тем

3.1 - 4.3. Модульні контрольні роботи виконуються в середовищі Google Classroom у вигляді тестування.

Політика та контроль

Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Система вимог, які ставляться перед студентом:

правила відвідування занять: заборонено оцінювати присутність або відсутність здобувача на аудиторному занятті, в тому числі нараховувати заохочувальні або штрафні бали. Відповідно до РСО даної дисципліни бали нараховують за відповідні види навчальної активності на лекційних та практичних заняттях;

модульні контрольні роботи виконуються без застосування допоміжної інформації з Інтернет, дистанційного курсу на платформі Сікорський, конспекта;

заохочувальні бали виставляються за навчальну активність на лекційних заняттях. Кількість заохочуваних балів не більше 10;

штрафні бали виставляються за невчасну здачу лабораторних робіт. Кількість штрафних балів не більше 10;

політика щодо академічної доброчесності: Кодекс честі Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» https://kpi.ua/files/honorcode.pdf встановлює загальні моральні принципи, правила етичної поведінки осіб та передбачає політику академічної доброчесності для осіб, що працюють і навчаються в університеті, якими вони мають керуватись у своїй діяльності, в тому числі при вивченні та складанні контрольних заходів з дисципліни «Інженерія даних».

Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання (РСО)

Поточний контроль: МКР, виконання та захист лабораторних робіт. Календарний контроль: проводиться двічі на семестр як моніторинг поточного стану виконання вимог силабусу. Семестровий контроль: залік. Рейтинг студента з дисципліни складається із балів стартового рейтингу (протягом семестру). Бали стартового рейтингу протягом семестру студент отримує за:

виконання та захист лабораторних робіт; виконання модульних контрольних робіт (МКР).

Система рейтингових балів та критерії оцінювання Лабораторні роботи

«відмінно», повна відповідь на питання під час захисту (не менш ніж 90% потрібної

інформації) та оформлений належним чином протокол до лабораторної роботи – 8 балів;

«добре», достатньо повна відповідь на питання під час захисту (не менш ніж 75% потрібної інформації) та оформлений належним чином протокол до лабораторної роботи –

6 балів; «задовільно», неповна відповідь на питання під час захисту (не менш ніж 60% потрібної інформації), незначні помилки та оформлений належним чином протокол до лабораторної роботи – 4 балів; «незадовільно», незадовільна відповідь та/або не оформлений належним чином протокол до лабораторної роботи – 0 балів.

За кожне запізнення з поданням лабораторної роботи до захисту від встановленого терміну оцінка знижується на 1 бал.

Модульні контрольні роботи

«відмінно», не менш ніж 90% правильних відповідей – 6 балів; «добре», не менш ніж 75% правильних відповідей – 4 балів; «задовільно», не менш ніж 60% правильних відповідей –

2 балів; «незадовільно», менш ніж 60% правильних відповідей – 0 балів.

Заохочувальні бали

за активну роботу на лекційному занятті 1 бал, але в сумі не більше 10.

Штрафні бали

Запізнення з поданням лабораторної роботи до захисту від встановленого терміну -1 бал, але в сумі не більше -10

Календарний контроль

На першій атестації (8-й тиждень) студент отримує «зараховано», якщо його поточний рейтинг не менший ніж 16 балів. На другій атестації (14-й тиждень) студент отримує

«зараховано», якщо його поточний рейтинг не менший ніж 32 балів.

Максимальна сума балів контрольних заходів протягом семестру складає: RD = 11*rлаб+2*rмкр=11*8+2*6=100,

де

rлаб – бал за лабораторну роботу (0…8); rмкр – бал за написання МКР (0…6)

Форма семестрового контролю – Залік

Необхідною умовою заліку є виконання одночасно усіх видів робіт:

1) виконати МКР-1 та МКР-2 не нижче ніж на оцінку «задовільно»; 3) захист усіх лабораторних робіт на оцінку не нижче ніж «задовільно»;

Залік проводиться на останньому за розкладом занятті в семестрі. Якщо стартовий рейтинг протягом семестру становить 60 балів та вище, залікова оцінка, за згодою студента, переноситься в залікову відомість.

У випадку, коли семестровий рейтинг нижчий за 60 балів (усі види робіт виконані) або рейтинг вищий за 60 балів, але студент виявив бажання підвищити оцінку - призначається залікова контрольна робота. Залікова контрольна робота виконуються в середовищі Google Classroom у вигляді тестування.

Система оцінювання залікової контрольної роботи

«відмінно», не менш ніж 90% правильних відповідей – 20 балів; «добре», не менш ніж 75% правильних відповідей – 16 балів; «задовільно», не менш ніж 60% правильних відповідей

– 12 балів; «незадовільно», менш ніж 60% правильних відповідей – 0 балів.

Сума стартових балів плюс бали за залікову контрольну роботу переводиться до залікової оцінки згідно з таблицею:

Таблиця 1. Переведення рейтингових балів до оцінок за університетською шкалою

Робочу програму навчальної дисципліни (Силабус):

Складено: ст. викл. кафедри інформаційних систем та технологій ФІОТ, к.т.н., Галушко Дмитро Олександрович

Ухвалено кафедрою інформаційних систем та технологій ФІОТ (протокол № 21 від 29.06.2023 р.)

Погоджено Методичною комісією факультету (протокол № 11 від 29.06.2023 р.)