Die Lehrveranstaltung behandelt sowohl NoSQL-Datenbanksysteme als Alternativen zu klassischen relationalen Datenbanksystemen als auch moderne Cloud-native SQL-Datenbanksysteme. Im Bereich der NoSQL-Systeme werden insbesondere die Systemklassen Key-Value Stores, Document Stores, Column-Family Stores, Vektordatenbanken, Zeitreihendatenbanken, Graphdatenbanken und Triple Stores betrachtet. Cloud-native SQL-Datenbanksysteme werden hinsichtlich der beiden wesentlichen Klassen transaktionaler Systeme (OLTP) und analytischer Systeme behandelt.

Schwerpunkte der Vorlesung sind:

·         die von den verschiedenen Systemklassen unterstützten Datenmodelle;

·         die bereitgestellten Mechanismen für den Datenzugriff und Anfragesprachen, insbesondere im Hinblick auf analytische Zugriffsmuster und Anfragen;

·         typische Anwendungsszenarien und Einsatzgebiete der jeweiligen Systemklassen;

·         Verfahren zur Verteilung von Daten und der Anfrageverarbeitung auf Rechen- und Speicherknoten sowie die eingesetzten Indexstrukturen;

·         Konzepte des verteilten Transaktionsmanagements;

·         die daraus resultierenden Auswirkungen auf Skalierbarkeit, Konsistenz und Performance.

Darüber hinaus werden die wesentlichen Eigenschaften der verschiedenen Systemklassen vergleichend gegenübergestellt. Auf dieser Grundlage werden Kriterien für die Auswahl geeigneter Datenbanksysteme bzw. Kombinationen von Datenbanksystemen für spezifische Anwendungsszenarien und Anforderungen abgeleitet.

Die Übungen vertiefen die in der Vorlesung behandelten Inhalte anhand konkreter Beispiele sowie durch die praktische Arbeit mit ausgewählten Datenbanksystemen und Deployment-Szenarien.