Sisältö ja tavoitteet

Tervetuloa opintojaksolle Tietokannat ja tiedonhallinta!

Miksi tämä opintojakso on tärkeä?

Miltei jokaisessa sovelluksessa tai tietojärjestelmässä käsitellään ja tallennetaan dataa. Useimmiten sovelluksen dataa tallennetaan tietokantaan. Tietokantaan voi liittyä erinäisiä tallentamiseen, lukemiseen ja käyttöön liittyviä vaatimuksia. Esimerkiksi:

• Yksinkertainen muistiinpanosovellus ei aseta paljon vaatimuksia datan käsittelylle. Yleensä riittää, että muistiinpanoja pystyy tallentamaan, katsomaan ja muokkaamaan.

• Pankkijärjestelmä on laaja tietojärjestelmä, jossa ylläpidetään käyttäjien tietoja ja varoja. Käyttäjien tiedot ja varat tulee turvata ja varmuuskopioida. Lisäksi pitää varmistaa, että tuhansien pankissa tapahtuvien tilinsiirtojen keskellä 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

Jakso on jaoteltu seitsemään osaan, joissa on opetusmateriaalia, esimerkkejä ja harjoituksia:

1. Johdanto - Opintojaksoon ja tietokantoihin liittyvät perusasiat
2. Käsitteellinen mallintaminen - Tietokannan mallintaminen ja piirtäminen ER-kaaviolla
   • Harjoitus: Opitaan piirtämään ER-kaavioita
3. Relaatiomalli - Relaatiomallin virallinen määritelmä sekä miten ER-kaaviot muunnetaan relaatiomallin relaatioiksi
   • Harjoitus: Opitaan muuntamaan ER-kaavioita relaatioiksi
4. SQL - Relaatiotietokantojen käyttäminen SQL-kielellä
   • Harjoitus: SQL-kielen harjoittelu (tietokannan määrittely, tietojen tallentaminen, muokkaaminen ja hakeminen)
5. Normalisointi - Relaatiotietokannan optimointi ja rakenteen oikeellisuuden tarkastaminen käyttäen viisi yleisintä normaalimuotoa (1NF, 2NF, 3NF, BCNF, 4NF)
   • Harjoitus: Relaatioiden normalisointi normalisointisääntöjä käyttäen
6. Tiedonhallinta - Tiedonhallinnan perusteet
   • Harjoitus: Kertausta kaikista edellisistä osista
7. Opintojakson suoritettavat osat
   • Harjoitustyö: Oman tietokannan suunnittelu, mallintaminen ja toteutus
   • Verkkotentti: Itsenäisesti suoritettava tentti osien 2-6 asioiden pohjalta
   • Itsearviointi ja palaute

Jokaisessa luvussa on tekstimateriaalia, esimerkkejä, kertauskysymyksiä sekä harjoitustehtäviä. Voit valita itse, millä tavalla käytät opintojakson materiaalia, mutta harjoitustehtävät, harjoitustyö, tentti ja itsearviointi ovat pakollinen osa suoritusta (ks. 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 yleiset pohjatiedot tietokantojen käyttöön.

Opintojaksolla on kolme oppimistavoitetta:

1. Opitaan tietokantoihin liittyvät peruskäsitteet
   • "Yleissivistävää" kieltä tietokannoista puhuttaessa: tietokanta, tietomalli, DBMS, ACID, CRUD, ...
2. Opitaan, miten käytännössä suunnitellaan, toteutetaan, analysoidaan ja optimoidaan relaatiotietokantoja
   • Käsitteellinen mallintaminen (ER-kaaviot), mallin transformointi, SQL ja normalisointi
3. Tutustutaan tiedonhallintaan tietojärjestelmissä
   • Tietovarastoinnin periaatteet, hajautus, katsaus muihin tietokantamalleihin

Jakson lopuksi opiskelija

• 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 tietovarastoinnin 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.