Detail předmětu

Ukládání a příprava dat

UPA Ak. rok 2021/2022 zimní semestr 5 kreditů

Aktuální akademický rok

Předmět se zaměřuje na moderní databázové systémy jako typické zdroje dat pro získávání znalostí a dále na přípravu dat k získávání znalostí. Jedná se o rozšířené relační (objektově-relační, s podporou pro práci s XML a JSON dokumenty), prostorové a NoSQL databázové systémy. Vysvětlený je odpovídající databázový model, způsob práce s daty a některé metody indexace dat. V kontextu výkladu základních kroků procesu získávání znalostí z dat je věnována pozornost popisným charakteristikám dat a vizualizačním technikám používaným k pochopení dat a jejich vlastností. Dále jsou vysvětleny přístupy řešení typických úloh předzpracování dat pro získávání znalostí, jako je čištění, integrace, transformace, redukce apod. Rovněž jsou prezentovány přístupy k extrakci informace z webu pro účely získávání znalostí, charakterizovány nejčastěji používané jazyky a systémy pro získávání znalostí z dat a je uvedeno několik reálných případových studií.

Garant předmětu

Burget Radek, doc. Ing., Ph.D. (UIFS)

Koordinátor předmětu

Rychlý Marek, RNDr., Ph.D. (UIFS)

Jazyk výuky

česky

Zakončení

zápočet+zkouška (písemná)

Rozsah

  • 26 hod. přednášky
  • 6 hod. cvičení
  • 6 hod. pc laboratoře
  • 14 hod. projekty

Bodové hodnocení

  • 60 bodů závěrečná zkouška
  • 20 bodů půlsemestrální test
  • 20 bodů projekty

Zajišťuje ústav

Ústav informačních systémů (UIFS)

Přednášející

Burget Radek, doc. Ing., Ph.D. (UIFS)
Burgetová Ivana, Ing., Ph.D. (UIFS)
Kolář Dušan, doc. Dr. Ing. (UIFS)
Rychlý Marek, RNDr., Ph.D. (UIFS)

Cvičící

Burgetová Ivana, Ing., Ph.D. (UIFS)
Rychlý Marek, RNDr., Ph.D. (UIFS)

Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu

Studenti budou schopni ukládat a manipulovat data ve vhodných databázových systémech, zkoumat vlastnosti dat a připravit je pro následné modelování v rámci získávání znalostí.

  • Student lépe zvládne práci s daty v různých situacích.
  • Student se zdokonalí v řešení malých projektů v malém týmu.


Cíle předmětu

Cílem předmětu je vysvětlit historický vývoj databázových technologií, motivaci získávání znalostí z dat a základní kroky procesu získávání znalostí, vysvětlit podstatu, vlastnosti a použití rozšířených relačních a NoSQL databází jako zdrojů dat pro získávání znalostí a vysvětlit přístupy a metody používané pro pochopení dat a přípravu dat pro získávání znalostí.

Proč je předmět vyučován

Předmět si klade za cíl ukázat, jak na složitá data kolem nás, jak je uložit, jak se v nich orientovat, získat z nich užitečné charakteristiky a připravit je pro extrakci skrytých informací/znalostí aplikací metod strojového učení a jiných pokročilých metod analýzy.

Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti

  • Základy relačních databází a jazyka SQL.
  • Objektově orientované paradigma.
  • Základy jazyka XML.
  • Základy výpočetní geometrie.
  • Základy statistiky a pravděpodobnosti.

Osnova přednášek

  1. Historie vývoje databázových technologií a získávání znalostí z dat, proces získávání znalostí z dat.
  2. Objektový přístup v databázích.
  3. NoSQL databáze I - úvod do NoSQL, CAP teorém a BASE, databáze klíč-hodnota a způsob uložení dat, rozdělení (partitioning) a distribuce dat.
  4. NoSQL databáze II - modely dat v NoSQL databázích (sloupcové, dokumentové a grafové databáze), dotazování a agregace dat, NewSQL databáze.
  5. Extrakce dat z webu (web scraping).
  6. Příprava dat - porozumění datům: popisné charakteristiky, vizualizační techniky, korelační analýza.
  7. Příprava dat - předzpracování I: čištění dat, integrace.
  8. Příprava dat - předzpracování II: redukce dat a řešení nevyváženosti dat, transformace dat, další úlohy předzpracování.
  9. Půlsemestrální zkouška.
  10. Jazyky a systémy pro získávání znalostí z dat, reálné případové studie.
  11. Podpora pro práci s XML a JSON dokumenty v databázích.
  12. Prostorové databáze.
  13. Indexování vícedimenzionálních dat.

Osnova numerických cvičení

DEMO cvičení

  1. Objektově-relační a prostorové databáze, práce v nich, zvláštnosti užití
  2. Multimediální a XML databáze, indexace dat
  3. NoSQL databáze

Osnova počítačových cvičení

  1. Aplikační vazby na objektově relační databáze, aplikace v prostorových databázích
  2. Multimediální a XML databáze, indexace dat
  3. NoSQL databáze v aplikacích

Osnova ostatní - projekty, práce

  1. Vytvoření aplikace a demonstrace vlastností práce s nestrukturovanými i strukturovanými daty různé povahy.

Průběžná kontrola studia

  • Půlsemestrální zkouška, u které neexistuje náhradní, či opravný termín.
  • Řešení 1 projektu v průběhu semestru a jeho odevzdání ve stanoveném termínu.

Kontrolovaná výuka

  • Půlsemestrální písemná zkouška, neexistuje náhradní/opravný termín, omluvené neúčasti řeší garant.
  • Formulace dolovací úlohy v předepsaném termínu, omluvené neúčasti řeší cvičící.
  • Prezentace výsledků projektu v předepsaném termínu, omluvené neúčasti řeší cvičící.
  • Závěrečná zkouška, pro získání bodů ze zkoušky je nutné zkoušku vypracovat tak, aby byla hodnocena nejméně 20 body. V opačném případě bude zkouška hodnocena 0 body. Omluvenou neúčast řeší garant.

Podmínky zápočtu

Student musí během semestru získat alespoň 50% bodů z možného maxima, tj. 20 bodů ze 40.
Pokud bude odhaleno plagiátorství nebo nedovolená spolupráce na projektech, či u půlsemestrální zkoušky, zápočet nebude udělen a dále bude zváženo zahájení disciplinárního řízení.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

Nahoru