Sisältö ja tavoitteet

Tervetuloa opintojaksolle Tietokannat ja tiedonhallinta!

Miksi tämä opintojakso on tärkeä?

Miltei jokaisessa sovelluksessa tai tietojärjestelmässä on jokin tarve käsitellä ja tallentaa sovelluksen kannalta keskeistä dataa. Sovelluksissa kaikki data (tai suurimman osan siitä) usein ylläpidetään tietokannassa. Tietokantaan voi liittyä erinäisiä tallentamiseen, lukemiseen ja käyttöön liittyviä vaatimuksia. Esimerkiksi:

• Yksinkertaisessa muistiinpanosovellukseksi riittää, että pystyy tallentamaan, katsomaan ja muokkaamaan eri käyttäjän muistiinpanoja. Vaatimukset tietojen tallentamiseen ovat hyvin kevyet.

• Pankkijärjestelmä on laaja tietojärjestelmä, jossa ylläpidetään käyttäjän tietoja ja varoja. Käyttäjien tiedot ja varat tulee turvata ja varmuuskopioida. Lisäksi pitää varmistaa, että tuhansien pankissa tapahtuvien tilinsiirtojen seassa käyttäjien saldot ovat koko ajan oikein.

Tietokanta ja siinä oleva data voi olla siis hyvinkin kriittinen osa tietojärjestelmää. Onnistuneella tiedonhallinnalla parannetaan sovelluksen turvallisuutta, nopeutta ja toimintavarmuutta.

Opintojakson sisältö

Opintojakso pohjautuu Toni Taipaluksen Tietokannat ja tiedonhallinta -monisteen sisältöön. Jakso on jaoteltu kuuteen osa-alueeseen, johon kuuluu viisi tehtävää:

1. Johdanto (monisteen luku 1) - Tietokantoihin liittyvät peruskäsitteet
2. Käsitteellinen mallintaminen (monisteen luku 2) - Tietokannan mallintaminen ja piirtäminen ER-kaaviolla
   • Tehtävä: Opitaan piirtämään ER-kaavioita
3. Relaatiomalli (monisteen luku 3) - Relaatiomallin virallinen määritelmä sekä miten ER-kaaviot muunnetaan relaatiomallin relaatioiksi
   • Tehtävä: Opitaan muuntamaan ER-kaavioita relaatioiksi
4. SQL (monisteen luku 4) - SQL-kielen ja sen alikielten tarkka läpikäynti
   • Tehtävä: SQL-kielen harjoittelu (tietokannan määrittely, tietojen tallentaminen, muokkaaminen ja hakeminen)
5. Normalisointi (monisteen luku 5) - Relaatioiden analysointi ja optimointi käyttäen viisi yleisintä normaalimuotoa (1NF, 2NF, 3NF, BCNF, 4NF)
   • Tehtävä: Relaatioiden normalisointi normalisointisääntöjä käyttäen
6. Tiedonhallinta (monisteen luvut 6-8) - Tiedonhallinnan perusteet
   • Tehtävä: Itsenäistä tiedonhakua ja kysymyksiä lukujen pohjalta

Jokaisessa luvussa on tekstimateriaalia, videoita sekä esimerkkitehtäviä. Voit valita itse, millä tavalla opit kurssin materiaalia, mutta kurssitehtävät ovat pakollinen osa suoritusta (ks. luku Suorittaminen ja työmäärä).

Opintojakson tavoitteet

Tämä opintojakso tarjoaa laajan johdatuksen tietokantoihin ja tiedonhallintaan. Erityisesti opintojaksolla keskitytään käytännön taitoihin, joita tarvitaan tietokantojen suunnittelussa ja käytössä. Jakson keskiössä on relaatiotietokantamalli, joka on ylivoimaisesti suosituin tietokantamalli ja joka tarjoaa pohjan myöhempiä kursseja varten.

Opintojaksolla on kolme oppimistavoitetta:

1. Opitaan tietokantoihin liittyvät peruskäsitteet

   • "Yleissivistävää" kieltä tietokannoista puhuessa: tietokanta, tietomalli, DBMS, ACID, CRUD, ...

2. Opitaan, miten käytännössä suunnitellaan, toteutetaan, analysoidaan ja optimoidaan relaatiotietokantoja

   • Käsitteellinen mallintaminen (ER-kaaviot), mallin transformointi, SQL, normalisointi

3. Tutustutaan tiedonhallintaan tietojärjestelmissä

   • Tietovarastoinnin periaatteet, hajautus, katsaus muihin tietokantamalleihin

Jakson lopuksi opiskelija siten

• osaa selittää tiedonhallintaan ja tietokannanhallintajärjestelmiin liittyvien keskeisten käsitteiden, periaatteiden ja toimintojen merkityksen;

• osaa soveltaa ER-mallia käsitteellisessä mallintamisessa ja ymmärtää mikä rooli käsitteellisillä malleilla on tietoarkkitehtuureissa;

• osaa soveltaa relaatiomallin käsitteitä ja transformoida ER-kaavion relaatiotietokannan kaavaksi; osaa soveltaa SQL:ää taulujen ja valtuutusten määrittämiseksi ja perusoperaatioiden (create, read, update, delete) suorittamiseksi;

• osaa normalisoida relaatiot neljänteen normaalimuotoon; osaa selittää tyypilliset samanaikaisten tapahtumien ongelmat, tapahtumalta vaaditut ominaisuudet, eristyvyystasot sekä lukitustavat ja niiden merkityksen tapahtumien ajoitukselle;

• osaa kuvailla tietovarastonnin periaatteet, arkkitehtuurin, toiminnot ja hyödyt sekä soveltaa tähti- ja lumihiutalemallia;

• osaa selittää tietokantoihin liittyviä rinnakkaisarkkitehtuureita ja hajautustekniikoita;

• tietää tiedonhallinnan ja tietokantojen uusista periaatteista ja paradigmoista ja osaa vertailla niitä perinteisiin malleihin.