Podklady pro výuku multimodelové databáze Cosmos DB

Sergei Popov

Bachelor's thesis

Lecture notes for Cosmos DB

Abstract:

V dnešní době, kdy digitální technologie pronikají do všech aspektů našeho života, se stává zpracování a analýza dat klíčovou kompetencí pro mnoho odvětví. Jedním z přístupů, který nabízí řešení pro efektivní manipulaci s rozsáhlými objemy dat, je využití cloudových databázových technologií. Microsoft Azure Cosmos DB, představující multimodelovou databázovou platformu, se v tomto kontextu jeví jako inovativní nástroj schopný adresovat specifické požadavky aplikací vyžadujících vysokou dostupnost a globální distribuci dat. Cílem této bakalářské práce je nejenom seznámit se s aktuální verzí Cosmos DB, ale především vytvořit podklady, které by mohly sloužit pro výuku této moderní technologie. Práce zahrnuje tvorbu vzorových příkladů, cvičení a testovacích úkolů, které pomohou studentům lépe porozumět a prakticky využívat Cosmos DB ve svých budoucích projektech. Multimodelová schopnost Cosmos DB umožňuje vývojářům používat různé datové modely podle potřeb jejich aplikací, což činí tuto platformu extrémně flexibilní. V průběhu této práce jsou probrány klíčové koncepty jako globální distribuce, konzistence dat, modely konzistence a strategie škálování, které jsou zásadní pro optimalizaci výkonu a efektivity databázových operací v cloudovém prostředí. Výukový plán navržený v této práci zahrnuje teoretické lekce a praktická cvičení rozdělená do deseti týdnů, postupující od základních konceptů až po pokročilé funkce Cosmos DB. Studenti se tak naučí nejen teoretické znalosti, ale i praktické dovednosti prostřednictvím cvičení a projektových úkolů. Nakonec, tato práce navrhuje možné směry rozvoje výukového plánu, což zahrnuje integraci s dalšími službami Azure, práci s reálnými datovými sadami a rozšíření o nové moduly zahrnující pokročilé techniky databázového managementu. Předpokládá se, že výsledky této práce pomohou studentům technických oborů získat hlubší porozumění cloudovým databázovým technologiím a jejich využití v praxi. Tato bakalářská práce poskytuje komplexní přehled o Azure Cosmos DB a slouží jako základ pro výuku této technologie, což přispěje k rozvoji dovedností studentů v oblasti moderních databázových systémů.

Abstract:

Today, as digital technologies permeate all aspects of our lives, data processing and analysis are becoming key competencies for many industries. One approach that offers solutions for efficiently handling large volumes of data is using cloud database technologies. Microsoft Azure Cosmos DB, representing a multimodel database platform, appears in this context as an innovative tool capable of addressing the specific requirements of applications requiring high availability and global data distribution. The aim of this bachelor thesis is not only to get acquainted with the current version of Cosmos DB, but also to create materials that could serve to teach this modern technology. The work includes creating sample examples, exercises and test tasks to help students better understand and use Cosmos DB in future projects. The multi-model capability of Cosmos DB allows developers to use different data models according to the needs of their applications, which makes this platform extremely flexible. This work discusses key concepts such as global distribution, data consistency, consistency models and scaling strategies, which are essential for optimising the performance and efficiency of database operations in a cloud environment. The curriculum proposed in this work includes theoretical lessons and practical exercises divided into ten weeks, progressing from basic concepts to advanced Cosmos DB functions. Thus, students learn theoretical knowledge and practical skills through exercises and project tasks. Finally, this work suggests possible directions for developing the tutorial, which includes integration with other Azure services, work with real data sets and expansion with new modules incorporating advanced database management techniques. It is expected that the results of this work will help students of technical disciplines gain a deeper understanding of cloud database technologies and their use in practice. This bachelor thesis provides a comprehensive overview of Azure Cosmos DB. It serves as a basis for teaching this technology, which will contribute to developing students' skills in modern database systems.

Keywords

Azure Cosmos DB, cloudové databáze, multimodelová databáze, CRUD operace, škálování, konzistence dat, výukový plán, Microsoft Azure, globální distribuce dat, datové modely, NoSQL, dokumentově orientovaný model, grafový model, model klíč-hodnota, sloupcově orientovaný model, bezpečnost dat, správa přístupu, monitorování výkonu, optimalizace dotazů, šifrování, compliance, vývojářské nástroje, serverless architektura, umělá inteligence, migrace dat, zálohování, automatizace škálování.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 29. 5. 2024

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Petr Šilhavý, Ph.D.

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Applied Informatics

Bachelor programme / field:
Information Technologies in Administration / Information Technologies in Administration