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Datenbanksysteme und moderne CPU-Architekturen
Database Systems on Modern CPU Architectures

Modul IN2118

Dieses Modul wird durch Fakultät für Informatik bereitgestellt.

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Basisdaten

IN2118 ist ein Semestermodul in Englisch auf Bachelor-Niveau und Master-Niveau das im Sommersemester angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Allgemeiner Katalog der nichtphysikalischen Wahlfächer
GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
180 h 75 h 6 CP

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

- Architektur moderner CPUs und die Speicherhierarchie
- Cache-Speicher, TLB, assoziative Speicher
- Sprungvorhersage in CPUs
- Sequentieller und randomisierter Speicherzugriff
- Speicherzugriffsmuster bei der Anfrageauswertung in RDBMS
- Tupelspeicherung in relationalen DBMS (RDBMS)
- Vertikal fragmentierte RDBMS und Anfrageauswertung
- Cache-bewusste Datenbank-Algorithmen (z.B., Joins, Sortierung)
- Hauptspeicherdatenbanksysteme
- Kompression zur Datendurchsatzsteigerung

Lernergebnisse

Die Studierenden
- verstehen die Interaktion von Datenbanksystemen/-algorithmen und modernen Rechnerarchitekturen (hier: CPU, Cache, Primärspeicher) und
- lernen, wie die Interna von Datenbanksystemen zu entwickeln bzw. zu modifizieren sind, um die Eigenschaften dieser Rechnerarchitekturen mit Gewinn nutzen zu können.

Voraussetzungen

IN0004 Einführung in die Rechnerarchitektur, IN0008 Grundlagen: Datenbanken, Bachelor (empfohlen)

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

Lern- und Lehrmethoden

Das Modul wird als Vorlesung mit begleitender Übungsveranstaltung angeboten.

In der Vorlesung werden die Inhalte im Vortrag durch anschauliche Beispiele sowie durch Diskussion mit den Studierenden vermittelt. Die Vorlesung soll den Studierenden dabei auch als Motivation zur eigenständigen inhaltlichen Auseinandersetzung mit den Themen sowie zum Studium der Literatur dienen.
Jeweils passend zu den Vorlesungsinhalten werden in den Übungsveranstaltungen Aufgabenblätter angeboten, die die Studierenden zur selbstständigen Kontrolle sowie zur Vertiefung der gelernten Methoden und Konzepte nutzen sollen. Die Arbeit daran erfolgt selbstständig in Kleingruppen. Diese Kleingruppen bearbeiten auch Programmieraufgaben, später kleine Projekte, die abgegeben, kommentiert und bewertet sowie in der Übungsveranstaltung diskutiert werden.

Medienformen

Vorlesung mit animierten Folien

Literatur

- John L. Hennessy & David A. Patterson. Computer Architecture: A Quantitative Approach. 4th Edition, Morgan Kaufmann, 2007
- Theo Härder, Erhard Rahm. Datenbanksysteme: Konzepte und Techniken der Implementierung. Springer, Berlin; 2nd ed.
- Hector Garcia-Molina, Jeff Ullman, Jennifer Widom. Database Systems: The Complete Book
- D. E. Knuth. The Art of Computer Programming Volume III

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Die Prüfungsleistung wird in Form einer Klausur erbracht; die Prüfungsdauer beträgt 90 Minuten.
Wissensfragen überprüfen die Vertrautheit mit der Interaktion von Datenbanksystemen/-algorithmen mit modernen Rechnerarchitekturen. Transferaufgaben überprüfen die Vertrautheit mit der Entwicklung von Interna von Datenbanksystemen für moderne Rechnerarchitekturen. Kleine Szenarien überprüfen die Fähigkeit, Interna des Datenbanksystems für den gewinnbringenden Einsatz moderner Rechnerarchitekturen zu modifizieren.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten.

Aktuell zugeordnete Prüfungstermine

Derzeit sind in TUMonline die folgenden Prüfungstermine angelegt. Bitte beachten Sie neben den oben stehenden allgemeinen Hinweisen auch stets aktuelle Ankündigungen während der Lehrveranstaltungen.

Titel
ZeitOrtInfoAnmeldung
Datenbanksysteme und moderne CPU-Architekturen
Fr, 27.7.2018, 8:00 bis 9:30 00.02.001
MI: 00.02.001
Import bis 30.6.2018 (Abmeldung bis 20.7.2018)
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