Μαθήματα

Βάσεις και Δομές Δεδομένων

Γενικά

Περιεχόμενα μαθήματος

1. Εισαγωγή – Βάσεις Δεδομένων (ΒΔ) και Συστήματα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων (ΣΔΒΔ) – Δομές Δεδομένων (Σύνολα Δεδομένων και επιτρεπτές λειτουργίες)
2. Σχεσιακές Βάσεις Δεδομένων (Access, SQL, MySQL) – Μοντελοποίηση Δεδομένων
3. Βασικές Δομές Δεδομένων (Πίνακες, Λίστες, Ουρές, Δέντρα)
4. Περιορισμοί, Σχεσιακή Άλγεβρα
5. Σχεδίαση Βάσης Δεδομένων (Εννοιολογικός Σχεδιασμός, Διαγράμματα)
6. Γλώσσα SQL: Data Definition Language and Data Manipulation Language
7. Βελτιστοποίηση Ερωτημάτων, Ευρετήρια, Όψεις
8. Ασφάλεια Βάσεων, Συγχρονισμός Πολλαπλών Στιγμιοτύπων, Τεχνικές Ανάκαμψης
9. Δομές Δεδομένων Μη-Σχεσιακές Βάσεις (eg MongoDB)
10. Συστήματα Διαχείρισης Μεγάλου Όγκου Δεδομένων – XML (Hadoop)
11. Επίπεδο Παρουσίασης Δεδομένων
12. Βάσεις Ειδικού Σκοπού, Προγραμματισμός Βάσεων Δεδομένων
13. Ανάκτηση/Εξόρυξη πληροφορίας
Εργαστήριο/ΑΠ/Project: Ανάπτυξη-Διαχείριση Σχεσιακής Βάσης, Ανάπτυξη-Διαχείριση μη Σχεσιακής Βάσης, Διαχείριση-Ανάλυση Βάσης Μεγάλου Όγκου Δεδομένων, Παρουσίαση Αποτελεσμάτων (MySQL, Access, SQL Server Lite, MongoDB, Hadoop)

Μαθησιακοί Στόχοι

Ο στόχος του μαθήματος είναι να εφοδιάσει το φοιτητή με τις απαραίτητες γενικές και ειδικές γνώσεις για να κατανοήσει τις βασικές αρχές λειτουργίας και σχεδιασμού που διέπουν τις βάσεις δεδομένων. Η αναπαράσταση και η διαχείριση των συνόλων δεδομένων που αποθηκεύονται στις βάσεις είναι το αντικείμενο των Δομών Δεδομένων που ξεκινά από αυστηρά καθορισμένες δομές και καταλήγει σε αφηρημένους τύπους δεδομένων. Το μάθημα αποτελεί το βασικό εισαγωγικό μάθημα στις έννοιες των βάσεων δεδομένων και των δομών δεδομένων και στη διαχείρισης της πληροφορίας στη σύγχρονη ψηφιακή εποχή. Η μετάβαση από τη φυσική γλώσσα και τη λεκτική περιγραφή, στη δημιουργία ενός μοντέλου βάσης δεδομένων και στην τελική εφαρμογή του σε ένα Σύστημα Διαχείρισης Βάσης Δεδομένων αποτελεί τον κορμό του μαθήματος.
Το μάθημα μελετά τα Σχεσιακά μοντέλα, αναλύει και χρησιμοποιεί τη γλώσσα SQL ως βασικό εργαλείο περιγραφής και διαχείρισης και προχωρά στη δημιουργία δομών βάσεων δεδομένων. Η βελτιστοποίηση είναι βασικό χαρακτηριστικό που μελετάται σε όλες τις φάσεις της δημιουργίας μιας βάσης δεδομένων. Επιπλέον δίνεται έμφαση στην ασφάλεια των βάσεων δεδομένων και στη δυνατότητα διαχείρισης πολλαπλών στιγμιότυπων τόσο για τις ανάγκες συγχρονισμού όσο και για τεχνικές ανάκαμψης.
Τέλος αναλύονται μη σχεσιακές βάσεις δεδομένων και δίνεται ιδιαίτερη βαρύτητα σε συστήματα διαχείρισης μεγάλου όγκου δεδομένων. Επιπλέον αναλύει έννοιες και οντότητες που σχετίζονται με τα δεδομένα και την ασφάλεια τους.
Απώτερος στόχος είναι η κατανόηση από τους φοιτητές της σημασίας της χρήσης/διαχείρισης των βάσεων δεδομένων στη σύγχρονη ψηφιακή εποχή, η αποθήκευση με ασφάλεια των δεδομένων της επιχείρησης και η ανάκτηση/εξόρυξη των πληροφοριών.
Για τις ανάγκες του εργαστηρίου και των ασκήσεων πράξης θα πραγματοποιηθούν τα εξής: Ανάπτυξη-Διαχείριση Σχεσιακής Βάσης, Ανάπτυξη- Διαχείριση μη-Σχεσιακής Βάσης, Διαχείριση-Ανάλυση Βάσης Μεγάλου Όγκου Δεδομένων, Παρουσίαση Αποτελεσμάτων (MySQL, Access, SQL Server Lite, MongoDB, Hadoop)
Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής / τρια θα είναι σε θέση να:
• Έχει κατανόηση στα βασικά και κρίσιμα χαρακτηριστικά των Βάσεων Δεδομένων, τη χρησιμότητα αλλά και την πολυπλοκότητα καθώς και τους κινδύνους που πηγάζουν από την χρήση των Συστημάτων Βάσεων Δεδομένων
• Αξιολογεί τα συστήματα διαχείρισης ΒΔ, να προτείνει και να εποπτεύει την υλοποίηση ΒΔ σε επιχειρήσεις με στόχο την δημιουργία ανταγωνιστικού πλεονεκτήματος
• Έχει γνώση των εργαλείων και των τεχνολογιών των ΒΔ
• Είναι σε θέση διακρίνει τους βασικούς ρόλους σε ένα Σύστημα Διαχείρισης ΒΔ
• Διακρίνει τις κατηγορίες των δεδομένων μιας επιχείρησης/εφοδιαστικής αλυσίδας
• Ανακτά πληροφορίες από δεδομένα που είναι καταχωρημένα σε βάσεις δεδομένων
• Συνεργαστεί με τους συμφοιτητές του για να δημιουργήσουν και να παρουσιάσουν μία ολοκληρωμένη βάση δεδομένων που θα μπορεί να ενσωματωθεί σε μία επιχείρηση (Ανάπτυξη-Διαχείριση Σχεσιακής Βάσης, Ανάπτυξη-Διαχείριση μη-Σχεσιακής Βάσης, Διαχείριση-Ανάλυση Βάσης Μεγάλου Όγκου Δεδομένων, Παρουσίαση Αποτελεσμάτων (MySQL, Access, SQL Server Lite, MongoDB, Hadoop)

Γενικές Ικανότητες

Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών. Κριτική αξιολόγηση βιβλιογραφίας. Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις. Λήψη αποφάσεων. Ομαδική Εργασία. Ανάλυση, Σχεδιασμός και Διαχείριση ΠΣ. Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης.

Μέθοδοι Διδασκαλίας

Θεωρητική από έδρας διδασκαλία με συζήτηση και ενεργή συμμετοχή των φοιτητών. Οι διαλέξεις του μαθήματος υποστηρίζονται από διαφάνειες παρουσίασης του συνόλου της εκπαιδευτικής ύλης, ενώ ο λευκός πίνακας χρησιμοποιείται:
α) για την εμβάθυνση επιλεγμένων θεματικών ενοτήτων,
β) για την προαγωγή της ενεργούς συμμετοχής των φοιτητών στη βήμα-προς-βήμα επίλυση προβλημάτων,
γ) τη διεξοδική επίλυση Ασκήσεων Πράξης.
Το μάθημα υποστηρίζεται από εξοπλισμό (Η/Υ) για τη χρήση συστημάτων διαχείρισης βάσεων δεδομένων

Αξιολόγηση Φοιτητών

Ο τελικός βαθμός του μαθήματος διαμορφώνεται κατά 70% από τον βαθμό του θεωρητικού μέρους και κατά 30% από τον βαθμό των ΑΠ/εργαστηρίων, υπό την προϋπόθεση ότι ο φοιτητής έχει αξιολογηθεί με προβιβάσιμο βαθμό σε κάθε μέρος του μαθήματος. Ο βαθμός του θεωρητικού μέρους διαμορφώνεται από γραπτή τελική εξέταση.
1. Η γραπτή τελική εξέταση του θεωρητικού μέρους δύναται να περιλαμβάνει:
Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής,
Ερωτήσεις Ανάπτυξης
Επίλυση προβλημάτων εφαρμογής των γνώσεων που αποκτήθηκαν, Ερωτήσεις σύντομης απάντησης, Συγκριτική αξιολόγηση στοιχείων θεωρίας.
2. Η εξέταση των ΑΠ/Εργαστηριακών Ασκήσεων πραγματοποιείται με τη συνεχή αξιολόγηση των εργαστηριακών δεξιοτήτων και της θεωρητικής γνώσης που αποκτήθηκαν στα πλαίσια της διδασκαλίας του μαθήματος με τη μέθοδο της συνεχούς αξιολόγησης και εφόσον κριθεί απαραίτητο με την υλοποίηση εργασίας

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία

Συγγράμματα μέσω του συστήματος ΕΥΔΟΞΟΣ
• Βάσεις Δεδομένων: Σύγχρονη Διαχείριση, 11 Έκδοση, Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 50656016, Έκδοση: 11η/2017, Συγγραφείς: Hoffer J., Ramesh
V., Topi H. , Μιχαήλ Βαΐτης – Ευαγγελία Καβακλή (επιμέλεια), ISBN: 978-960-418-502-3, ΕΚΔΟΣΕΙΣ Α. ΤΖΙΟΛΑ & ΥΙΟΙ Α.Ε.
• Συστήματα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων, 3η Έκδοση, Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 22694245, 3η Έκδοση/2012, Ramakrishnan Raghu, Gehrke
Joahannes, ISBN: 978-960-418-411-8, ΕΚΔΟΣΕΙΣ Α. ΤΖΙΟΛΑ & ΥΙΟΙ Α.Ε.
• Συστήματα Βάσεων Δεδομένων 6η Έκδοση, 12535833, 6η έκδ./2011, Abraham Silberschatz,Henry F. Korth,S. Sudarshan, 978-960-512-623-0,
Διαθέτης (Εκδότης): Χ. ΓΚΙΟΥΡΔΑ & ΣΙΑ ΕΕ
Συγγράμματα που διανέμονται μέσω του Πανεπιστημίου ή της ηλεκτρονικής σελίδας του μαθήματος
• Σημειώσεις