NoSQL Database Systems

NoSQL Database Systems  GINAI03

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Durée totale du cours: 45 H

Semestre : 3

Nombre de crédits : 3

Modules spécialisés	Modules de base	Sciences et techniques de l’ingénierie	Préparation à la carrière professionnelle
		X

 

Nombre d’heures	Activités hors classe
45	18

 Code     : GINAI03                              NoSQL Database Systems

                                                                 

Volume Horaire     : 01h30 Cours intégrés + 1h30 Travaux pratiques (par semaine)

Aperçu :

• Modèles de données NoSQL : magasins de valeurs clés, de colonnes larges, de documents et de graphiques. Théorème CAP. Modèles de diffusion.
• Bases de données NoSQL actuelles : configuration et déploiement, opérations CRUD, indexation, réplication et partage. Ensembles de données publics. Codage API et développement d’applications. NoSQL dans le Cloud. Projet d’équipe.

Contenu du  cours

Sommaire

• Principes fondamentaux de NoSQL (fonctionnalités NoSQL, modèles de données et modèles de distribution)
• Présentation de MongoDB
• Opérations MongoDB CRUD et requêtes avancées
• Réplication MongoDB
• Partage MongoDB
• Index MongoDB
• Présentation de Cassandre
• Langage de requête Cassandra (CQL)
• Modélisation des données de Cassandre
• Architecture de Cassandre

Partie 1 – Immergez vos données dans le NoSQL

1. Les familles NoSQL
2. Maitrisez le théorème de CAP
3. Maitriser les bases de données NoSQL

• Les origines de la distribution de données et le sharding
• les critères de choix d’une BDD NoSQL ?

Quiz : Savez-vous vraiment ce qu’est le NoSQL ?

Partie 2 – Administrez vos données avec MongoDB

1. Découvrez le fonctionnement de MongoDB
2. Interrogez vos données avec MongoDB
3. Protégez-vous des pannes avec les ReplicaSet
4. Distribuez vos données avec MongoDB
5. Entraînez-vous à créer et à interroger une base de données MongoDB

Partie 3 – Visualisez vos données avec ElasticSearch et Kibana

1. Etudiez le fonctionnement d’Elasticsearch
2. Interrogez des données textuelles
3. Faites grandir votre base
4. Visualisez et prototypez avec Kibana
5. Entraînez-vous à extraire l’essence d’une base de données

Méthodes d’enseignement et d’apprentissage

• Enseignement frontal (magistral) avec des exemples à résoudre en
• Exercices théoriques et études de cas (présentation et discussion).
• Travaux pratiques (laboratoire)
• Travaux à faire à domicile (mini-projet, exposé, compte-rendu, …)

Logiciel (les étudiants sont responsables de la configuration et du déploiement des produits logiciels requis.)

• MongoDB
• Cassandre
• Docker
• GIT
• Linux (Ubuntu)
• Langage de programmation : Java et/ou Python

Connaissances et compétences pré-requises

Bases de données

• Compréhension des bases de données relationnelles
• Langage de requêtes SQL
• Notions d’optimisation de bases de données : indexation, hachage, plans d’exécution

Ingénierie informatique

• Bonne connaissance de l’environnement UNIX
• Connaissances réseau élémentaires

Outils nécessaires : 

• Serveur Mongo DB ((version 3.4.7)
• Rob3T (version 1.1)
• Serveur ElasticSearch
• Kibana

Références bibliographiques

• Un cours de l’enseignant sera
  • NoSQL Distilled: A Brief Guide to the Emerging World of Polyglot Persistence by Parmod J. Sadalage and Martin Fowler
  • MongoDB: The Definitive Guide: Powerful and Scalable Data Storage, 3nd Edition by Kristina Chodorow, December 2020
  • The Definitive Guide to MongoDB: A Complete Guide to Dealing with Big Data using MongoDB, 3rd Edition by David Hows, Peter Membrey, Eelco Plugge and Tim Hawkins, December, 2015
  • Mastering Apache Cassandra 3.x, 3rd Edition by Nishant Neeraj, Tejaswi Malepati and Aaron Ploetz, October 2018
  • Cassandra: The Definitive Guide: Distributed Data at Web Scale by Jeff Carpenter and Eben Hewitt, July 2016
  • Seven Databases in Seven Weeks: A Guide to Modern Databases and the NoSQL Movement, 2nd Edition by Luc Perkins, Eric Redmond, and Jim Wilson, April 2018
  • Other readings: A list of additional references will be provided per topic as needed

Modalité d’évaluation

• 40% Contrôle continu (TP noté, Test, Assiduité, Devoir surveillé, travaux non présentiels, …)
• 60% Examen semestriel
• TP, Test, Assiduité, Travaux non présentiels, Mini-projets, …

Résultats d’apprentissage :

Après avoir réussi ce cours, les étudiants doivent être capables de :

• Connaître les principaux modèles de données NoSQL : magasins de valeurs-clés, de familles de colonnes, de documents et de graphiques

• Effectuer une analyse comparative sur les modèles de données NoSQL et le modèle de données relationnelles
• Comprendre les méthodes de distribution des données : réplication et partitionnement
• Comprendre les réplications maître-esclave et peer-to-peer
• Comprendre le théorème CAP de Brewer et ses implications pour les systèmes de base de données NoSQL
• Comprendre l’essentiel de la gestion des données NoSQL à travers les opérations CRUD et les mécanismes d’interrogation
• Comprendre les composants du système de base de données NoSQL et leurs protocoles de communication pour le processus de lecture et d’écriture
• Sélectionnez une base de données NoSQL appropriée pour le cas d’utilisation en cours et concevez des applications pour travailler efficacement avec la base de données choisie