Al termine del corso, lo studente possiede una approfondita conoscenza del funzionamento interno di un moderno DBMS. L'attenzione viene soprattutto posta sulla comprensione dei principi che sono alla base della costruzione dei vari componenti dedicati alla gestione dei dati e delle transazioni, mettendo a disposizione un repertorio di conoscenze che possono trovare uso anche al di fuori dello specifico dominio dei sistemi relazionali e guidare al progetto di applicazioni software efficienti.
Prerequisiti
Non ci sono precedenze obbligatorie. Il corso assume che si disponga delle conoscenze relative alle basi di dati che vengono erogate negli insegnamenti di "Basi di dati e Web" oppure nel modulo di "Basi di dati".
Metodi didattici
La didattica si svolgerà mediante lezioni frontali ed esercitazioni. Durante il corso si proporranno continuamente riferimenti a problematiche correnti e a situazioni che derivano dall'esperienza professionale e di ricerca dei docenti.
Verifica Apprendimento
L'esame consiste in una prova scritta, tipicamente strutturata in 4-6 domande ed esercizi che coprono l'intero programma. E' consuetudine che compaia un esercizio che richiede di realizzare un sistema di trigger e un esercizio che chiede di formulare query in XQuery. Il tempo a disposizione per lo svolgimento della prova è di norma pari a 2,5 ore. Per gli studenti che frequentano il corso è anche possibile superare l'esame mediante prove in itinere, una offerta a metà del corso e l'altra a fine corso, ciascun su metà del programma. E' anche possibile sviluppare un elaborato.
Contenuti
Sistemi transazionali.
Ruolo dei sistemi transazionali ed esempi classici: sistemi finanziari, bancari, di prenotazione. Concetto di transazione. Proprietà di una transazione: atomicità, consistenza, isolamento, persistenza. Teoria del controllo di concorrenza. Nozioni di serializzabilità ed equivalenza fra schedule. Locking a due fasi. Locking gerarchico. Analisi e risoluzione dei deadlock. Cenni ad altre tecniche per il controllo di concorrenza basate sull'uso di timestamp. Teoria della affidabilità. Gestione del log. Protocolli di recovery.
Architettura interna di un server relazionale.
Nozione di pagina logica e fisica. Politiche di gestione del buffer. Tecniche di ricerca e gestione e riordino dei dati con: organizzazione sequenziale, diretta, ad indice. Alberi B e B+. Funzioni di hashing. Metodi di accesso: scansioni, ordinamenti, join. Ottimizzazione delle interrogazioni.
Architetture distribuite e parallele.
Scenari applicativi per le basi di dati in un sistema informativo distribuito. Descrizione delle funzionalità dei client e dei server. Classificazione delle tipologie di basi di dati distribuite. Frammentazione e allocazione dei dati. Distribuzione e ottimizzazione delle interrogazioni. Transazioni distribuite. Commit a due, tre o quattro fasi. Paxos commit. Parallelismo. Scale-up e speed-up delle transazioni. Gestione di dati replicati: tecniche sincrone e asincrone.
Basi di dati attive.
Descrizione del paradigma ECA (evento/condizione/azione) per regole attive. Meccanismi di esecuzione di regole attive. Tecniche di analisi per regole attive. Trigger nei sistemi relazionali. Applicazioni delle basi di dati attive.
Basi di dati XML.
Introduzione ad XML come standard di interoperabilità per scambiare dati. Basi di dati relazionali-XML, basi di dati XML native. Linguaggi di interrogazione per XML: XPath, XQuery.
