NoSQL-Datenbanken

Seminarziel

Das Hauptziel dieses Seminars ist es, Ihnen ein umfassendes und fundiertes Verständnis der NoSQL-Datenbanktechnologie zu vermitteln. Sie werden erkunden, in welchen Situationen NoSQL-Lösungen traditionellen relationalen Datenbanken überlegen sind, und die Gründe dafür kennenlernen. Wir führen Sie durch die vielfältigen Typen von NoSQL-Datenbanken, klären ihre spezifischen Eigenschaften und beleuchten typische Anwendungsfälle.
Dieses Seminar bietet Ihnen nicht nur die Möglichkeit, theoretisches Wissen zu sammeln, sondern auch durch hands-on Übungen praktische Erfahrungen zu sammeln. Sie lernen, wie man NoSQL-Datenbanken effizient einrichtet, optimiert und in realen Projekten integriert. Am Ende des Seminars werden Sie in der Lage sein, fundierte Entscheidungen hinsichtlich des Einsatzes von NoSQL-Technologien in Ihren eigenen Projekten zu treffen. Dadurch können Sie die Effizienz und Leistungsfähigkeit Ihrer Datenmanagement-Systeme signifikant verbessern.

Inhalt

• Einführung in NoSQL
  • Grundlegendes Verständnis der Definition, Charakteristika und der historischen Entwicklung von NoSQL.
  • Diskussion der Vorteile von NoSQL gegenüber traditionellen relationalen Datenbanksystemen.
• Typen von NoSQL-Datenbanken
  • Detaillierte Betrachtung verschiedener NoSQL-Datenbanktypen: dokumentenorientierte (z.B. MongoDB), spaltenorientierte (z.B. Cassandra), Schlüssel-Wert-Datenbanken (z.B. Redis) und Graphdatenbanken (z.B. Neo4j).
• Einführung in das CAP-Theorem
  • Erläuterung des CAP-Theorems und dessen Bedeutung in der Praxis.
  • Diskussion über Konsistenz, Verfügbarkeit und Partitionstoleranz.
• Grundlagen der Datenmodellierung
  • Untersuchung der Unterschiede zwischen relationalen und NoSQL-Datenmodellen.
  • Denormalisierung, ihre Vorteile und Herausforderungen sowie Beziehungshandhabung in NoSQL.
• NoSQL vs. SQL: Ein direkter Vergleich
  • Vergleich von Performance, Skalierbarkeit und Flexibilität des Datenmodells zwischen NoSQL und SQL.
  • Diskussion über die spezifischen Anwendungsgebiete beider Datenbanktypen.
• Praktikum: Erste Schritte mit NoSQL
  • Anleitung zur Auswahl, Installation und Einrichtung einer NoSQL-Datenbank.
  • Durchführung grundlegender CRUD-Operationen.
• Vertiefung in Datenmodellierung
  • Datenmodellierung für spezielle Anwendungsfälle und Best Practices.
  • Umgang mit häufigen Fallstricken.
• Skalierung von NoSQL-Datenbanken
  • Strategien für horizontale und vertikale Skalierung, einschließlich Sharding und Replikation.
• Performance und Optimierung
  • Techniken zur Indexierung, Abfrageoptimierung und Cache-Nutzung in NoSQL-Datenbanken.
• Sicherheitsaspekte in NoSQL
  • Best Practices für Authentifizierung, Autorisierung und Datenverschlüsselung.
• Integration von NoSQL in Anwendungsarchitekturen
  • Einsatz von NoSQL in verschiedenen Architekturmodellen, einschließlich Microservices und traditionellen Strukturen.
• Praktikum: Fortgeschrittene Techniken
  • Erarbeitung komplexer Abfragen, Performance-Tuning und Integration in Anwendungsbeispiele.
• NoSQL in der Cloud
  • Diskussion über die Vorteile der Cloud-Nutzung, Managed Services und Cloud-Migration.
• Fehlerbehebung und Überwachung
  • Einführung in Tools zur Überwachung und Strategien zur Fehlerbehebung.
• Fallstudien: Einsatz von NoSQL in der Praxis
  • Analyse von Anwendungsfällen in verschiedenen Branchen wie E-Commerce, Social Media und Finanzsektor.
• Zukunft von NoSQL
  • Diskussion aktueller Trends und Entwicklungen im Zusammenhang mit Big Data und KI.
• Migration von SQL zu NoSQL
  • Erörterung der Gründe, Schritte und Herausforderungen einer Migration.
• Abschluss-Workshop
  • Entwicklung einer Mini-Anwendung unter Integration einer NoSQL-Datenbank.