Databáze pro řízení procesů (FSI-VDC)

Akademický rok 2025/2026
Garant: Ing. Jiří Kovář, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚAI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Typ předmětu: oborový předmět
Cíle předmětu:

Cílem předmětu je seznámit studenty se základními databázovými technologiemi pro efektivní návrh a správu aplikací s velkým rozsahem údajů v prostředí internetu.
Předmět slouží studentům k seznámení s teoretickými aspekty návrhu databázové aplikace a její implementace v prostředí internetu včetně programování příslušných programovacích technik. Budou tak schopni vytvořit aplikaci pro efektivní správu velkého množství dat a také se naučí využívat cloudové služby.
Výstupy studia a kompetence:
 
Prerekvizity:

Ke studiu databázových systémů postačují základní znalosti z tvorby algoritmů.
Obsah předmětu (anotace):

Předmět představuje úvod do problematiky databázových systémů.
Zabývá se následujícími tématy: Zpracování dat, problém redundance a nekonzistence, integrita, utajení, víceuživatelský přístup k datům. Index-sekvenční organizace dat. Integritní omezení pro vztahy.
Architektura databázového systému, datové modely. E-R model, relační algebra, dotazovací jazyk relační algebry.
Teoretické aspekty návrhu informačních systémů. Funkční závislosti, normální formy relací, dekompoziční teorém.
Dotazovací jazyk SQL.
Bezpečnost dat.
Cloudy a gridy.
NoSQL databáze.
MongoDB. ElasticSearch. Redis/Valkey.
Metody vyučování:
 
Způsob a kritéria hodnocení:

Podmínkou pro zápočet je implementace netriviální databázové aplikace v  využitím odpovídajících prostředků.
Zkouška má písemnou nebo elektronickou formu. Studenti v ní prokazují znalost návrhu datových struktur, relační algebry, jazyka SQL a programování.
Protože cvičení jsou povinná, bude na nich vyučující pravidelně kontrolovat účast. V případě omluvené nepřítomnosti student obdrží příklady k samostatnému vypracování tak, aby mohl zameškanou látku zvládnout.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška

Přednášky:
1. Vymezení předmětu, studijní literatura. Používaná paradigmata. Třídění údajů (fyzické třídění, indexové soubory). Nevýhody klasického souborového zpracování. Databázové systémy, jazyky DDL a DML. Architektura databázového systému. Fyzická a logická nezávislost. Datové modely - vztah k JSON a XML.
2. Relační algebra, základní operace, relační algebra jako dotazovací jazyk. T-SQL příkazy - SELECT.
3. Návrh datových struktur. Normální formy relací. Index. Agregační funkce. Složený agregační klíč.
4. SQL. Poddotazy. Vícenásobné otevření téže tabulky, relace 1:N uvnitř téže tabulky, příklady použití. Vnořené agregace, realizace dotazu posloupností SQL dotazů.
5. SQL. Počítání s NULL hodnotou. Vyjádření existenčního a univerzálního kvantifikátoru v SQL. Křížový dotaz. Akční dotazy. Definiční dotazy.
6. No-SQL databáze.
7. MongoDB. BSON. JSON.
8. Key-Value databáze. Redis/Valkey.
9. Key-Value databáze. Redis/Valkey.
10. No-scheme databáze - ElasticSearch.
11. No-scheme databáze - ElasticSearch.
12. Grafové databáze - Neo4j.
13. Implementační modely použití více typů databází dle typu použití
    Cvičení s počítačovou podporou

1. Nejpoužívanější způsoby softwarové implementace pro práci s databází, Entity Framework
2. Implementace databázového zdroje do REST aplikace
3. Zajištění validity datového zdroje z implementačního hlediska
4. Využití databázových procedur pro přístup k datům, pokročilé dotazování
5. Způsoby integrace více databázových zdrojů
6. Modifikace a update databáze
7. - 8. Implementace No-SQL databáze pro nestruktorovaná data
9. -10. Implementace in-memory databáze pro zpracování datových toků
11. - 12. Ukázky implementace ElasticSearch/Neo4j.
13. Konzultace projektů.
Literatura - základní:
1. Connoly, T.M. and Begg, C.E.: Database Systems : A Practical Approach to Design, Implementation and Management. Pearson Education, 2004 (4th edition).
2. Date, C.J.: An Introduction to Database Systems. Addison Wesley, New York, 2003 (8th edition).
3. Fortier, P.J.: Database Systems Handbook. McGraw-Hill, 1997.
4. Lacko, L.: SQL. Hotová řešení pro SQL Server, Oracle a MySQL. Computer Press, Brno, 2003.
7. Pratt, J.P.: A Guide to SQL. Course Technology, 2003 (6th edition).
8. Ullman, L.: PHP and MySQL for Dynamic Web Sites. Pearson Education, 2003 (český překlad: PHP a MySQL: Názorný průvodce tvorbou dynamických www stránek. Computer Press, Brno, 2004).
10. Williams, H.E. and Lane, D.: Web Database Applications with PHP and MySQL. O’Reilly, 2002 (český překlad: Programujeme webové aplikace pomocí PHP a MySQL. Computer Press, Praha, 2002).
11. Holubová, I, Kosek, J., Minařík, K., Novák, D.: Big Data a NoSQL databáze. Grada, Praha, 2015.
12. Velte, T. A., Velte, T. J., Elsenpeter, R: Cloud Computing. A Practical Approach. McGraw Hill, New York, 2010.
13. Stanoevska-Slabeva, K., Wozniak, T., Ristol, S. (eds.): Grid and Cloud Computing. A Business Perspective on Technology and Applications. Springer-Verlag, Berlin, 2010.
14. Redmond, E., Wilson, J. R.: Seven Databases in Seven Weeks. A Guide to Modern Databases and the NoSQL. Movement-Pragmatic Bookshelf, 2012.
Literatura - doporučená:
1. Date, C.J.: An Introduction to Database Systems. Addison Wesley, New York, 2003 (8th edition).
2. Elmasri, R., Navathe, S.B.: Fundamentals of Database Systems. Addison Wesley, 4th edition, 2003.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
C-AKR-P prezenční studium CZS Předměty zimního semestru -- zá,zk 6 Volitelný 1 1 Z
B-STR-P prezenční studium AIŘ Aplikovaná informatika a řízení -- zá,zk 6 Povinný 1 3 Z
B-MAI-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 6 Povinně volitelný 1 3 Z
N-AIŘ-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 6 Povinný 2 2 Z