GRADUADO EN INGENIERÍA DEL SOFTWARE Guía de Aprendizaje Información al estudiante

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1 GRADUADO EN INGENIERÍA DEL SOFTWARE Guía de Aprendizaje Información al estudiante DATOS DESCRIPTIVOS ASIGNATURA: Data Warehousing y Data Mining Nombre en inglés: Data Warehousing and Data Mining MATERIA: Sistemas Inteligentes CARÁCTER: Optativo TITULACIÓN: Graduado en Ingeniería del Software CURSO/SEMESTRE: 4º curso, 1 er cuatrimestre ESPECIALIDAD: CURSO ACADÉMICO PERIODO IMPARTICIÓN: Septiembre Enero X Febrero -- Junio IDIOMA IMPARTICIÓN: Sólo Castellano Sólo Ingles Ambos X CONOCIMIENTOS PREVIOS REQUERIDOS PARA PODER SEGUIR CON NORMALIDAD LA ASIGNATURA ASIGNATURAS SUPERADAS: Se recomienda haber cursado las asignaturas de Estadística y Aplicación de la Gestión de la Información, aunque no es necesario tenerlas aprobadas. OTROS RESULTADOS DE APRENDIZAJE NECESARIOS 1

2 DEPARTAMENTO: MA/OEI NOMBRE Y APELLIDOS (C = Coordinador) PROFESORADO DESPACHO Correo electrónico Dr. Eugenio Santos Menéndez (C) D-1111 esantos@eui.upm.es Dra. Concepción Martín Gascueña D-1118 cmgascuena@eui.upm.es Félix Rincón de Rojas D-2107 frincon@eui.upm.es OBJETIVOS DE APRENDIZAJE COMPETENCIAS Y NIVEL ASIGNADAS A LA ASIGNATURA CÓDIGO COMPETENCIA NIVEL INSTRUMENTALES G1 Capacidad de análisis y síntesis G2 Capacidad de organización y planificación G3 Comunicación oral y escrita en la lengua nativa G4 Uso de lengua inglesa G5 Uso de las tecnologías de la información y las comunicaciones G6 Resolución de problemas PERSONALES G7 Trabajo en equipo G8 Reconocimiento a la diversidad y la multiculturalidad SISTÉMICAS G9 Razonamiento crítico G10 Aprendizaje autónomo, adaptación a nuevas situaciones y motivación por el desarrollo profesional permanente G11 Creatividad G12 Liderazgo de equipos 2

3 COMPETENCIAS Y NIVEL ASIGNADAS A LA ASIGNATURA CÓDIGO COMPETENCIA NIVEL G13 Iniciativa y capacidad emprendedora G14 Motivación por la calidad G15 Respeto por el medioambiente COMPETENCIAS COMUNES A LA RAMA DE INFORMÁTICA ASIGNADAS A LA ASIGNATURA I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9 I10 Capacidad para diseñar, desarrollar, seleccionar y evaluar aplicaciones y sistemas informáticos, asegurando su fiabilidad, seguridad y calidad, conforme a principios éticos y a la legislación y normativa vigente. Capacidad para planificar, concebir, desplegar y dirigir proyectos, servicios y sistemas informáticos en todos los ámbitos, liderando su puesta en marcha y su mejora continua y valorando su impacto económico y social. Capacidad para comprender la importancia de la negociación, los hábitos de trabajo efectivos, el liderazgo y las habilidades de comunicación en todos los entornos de desarrollo de software. Capacidad para elaborar el pliego de condiciones técnicas de una instalación informática que cumpla los estándares y normativas vigentes. Conocimiento, administración y mantenimiento sistemas, servicios y aplicaciones informáticas. Conocimiento y aplicación de los procedimientos algorítmicos básicos de las tecnologías informáticas para diseñar soluciones a problemas, analizando la idoneidad y complejidad de los algoritmos propuestos. Conocimiento, diseño y utilización de forma eficiente los tipos y estructuras de datos más adecuados a la resolución de un problema. Capacidad para analizar, diseñar, construir y mantener aplicaciones de forma robusta, segura y eficiente, eligiendo el paradigma y los lenguajes de programación más adecuados. Capacidad de conocer, comprender y evaluar la estructura y arquitectura de los computadores, así como los componentes básicos que los conforman. Conocimiento de las características, funcionalidades y estructura de los Sistemas Operativos y diseñar e implementar aplicaciones basadas en sus servicios. 3

4 COMPETENCIAS Y NIVEL ASIGNADAS A LA ASIGNATURA CÓDIGO COMPETENCIA NIVEL I11 I12 I13 I14 I15 I16 I17 I18 I19 I20 I21 Conocimiento y aplicación de las características, funcionalidades y estructura de los Sistemas Distribuidos, las Redes de Computadores e Internet y diseñar e implementar aplicaciones basadas en ellas. Conocimiento y aplicación de las características, funcionalidades y estructura de las bases de datos, que permitan su adecuado uso, y el diseño y el análisis e implementación de aplicaciones basadas en ellos. Conocimiento y aplicación de las herramientas necesarias para el almacenamiento, procesamiento y acceso a los Sistemas de información, incluidos los basados en Web. Conocimiento y aplicación de los principios fundamentales y técnicas básicas de la programación paralela, concurrente, distribuida y de tiempo real. Conocimiento y aplicación de los principios fundamentales y técnicas básicas de los sistemas inteligentes y su aplicación. Conocimiento y aplicación de los principios, metodologías y ciclos de vida de la ingeniería de software. Capacidad para diseñar y evaluar interfaces persona computador que garanticen la accesibilidad y usabilidad a los sistemas, servicios y aplicaciones informáticas. Conocimiento de la normativa y la regulación de la informática en los ámbitos nacional, europeo e internacional. Capacidad para la resolución de los problemas matemáticos que puedan plantarse en la ingeniería. Aptitud para aplicar los conocimientos sobre: algebra, cálculo diferencial e integral i métodos numéricos; estadística y optimización. Capacidad para comprender y dominar los fundamentos físicos y tecnológicos de la informática: electromagnetismo, ondas, teoría de circuitos, electrónica y fotónica y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería. Capacidad para comprender y dominar los conceptos básicos de matemática discreta, lógica, algorítmica y complejidad computacional, y su aplicación para el tratamiento automático de la información por medio de sistemas computacionales y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería. 4

5 COMPETENCIAS Y NIVEL ASIGNADAS A LA ASIGNATURA CÓDIGO COMPETENCIA NIVEL I22 I23 I24 Conocimiento de los fundamentos del uso y programación de los computadores, los sistemas operativos, las bases de datos y, en general, los programas informáticos con aplicación en ingeniería. Conocimiento de la estructura, funcionamiento e interconexión de los sistemas informáticos, así como los fundamentos de su programación. Conocimiento adecuado del concepto de empresa y su marco institucional y jurídico, así como los aspectos básicos de organización y gestión de empresa. COMPETENCIAS ESPECÍFICAS DE INGENIERÍA DEL SOFTWARE ASIGNADAS A LA ASIGNATURA E1 E2 E3 E4 E5 E6 Capacidad para desarrollar, mantener y evaluar servicios y sistemas software que satisfagan todos los requisitos del usuario y se comporten de forma fiable y eficiente, sean asequibles de desarrollar y mantener y cumplan normas de calidad, aplicando las teorías, principios, métodos y s de la Ingeniería del Software. Capacidad de dar solución a problemas de integración en función de las estrategias, estándares y tecnologías disponibles. Capacidad para valorar las necesidades del cliente y especificar los requisitos software para satisfacer estas necesidades, reconciliando objetivos en conflicto mediante la búsqueda de compromisos aceptables dentro de las limitaciones derivadas del coste, del tiempo, de la existencia de sistemas ya desarrollados y de las propias organizaciones. Capacidad para diseñar soluciones apropiadas en uno o más dominios de aplicación utilizando métodos de la ingeniería del software que integren aspectos éticos, sociales, legales y económicos. Capacidad de identificar y analizar problemas y diseñar, desarrollar, implementar, verificar y documentar soluciones software sobre la base de un conocimiento adecuado de las teorías, modelos y técnicas actuales. Capacidad de identificar, evaluar y gestionar los riesgos potenciales asociados que pudieran presentarse. 5

6 CÓDIGO RA1 RA2 RA3 RESULTADOS DE APRENDIZAJE DE LA ASIGNATURA Adquirir una visión global e integradora de las principales técnicas de minería de datos Adquirir la capacidad de utilizar apropiadamente las diversas técnicas existentes de minería de datos, en cada una de las fases de extracción de conocimiento a partir de datos Aplicar la minería de datos para resolver problemas concretos de diferentes campos de la ciencia: aplicaciones financieras, banca, seguros, salud, educación, etc. CONTENIDOS Y ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE CONTENIDOS ESPECÍFICOS (TEMARIO) TEMA Tema 1. Tema 2. Tema 3.. DATA WAREHOUSE APARTADOS 1. Introducción. 2. Arquitectura de un Data Warehouse. 3. El diseño multidimensional. 4. Data Warehouse vs Data Marts. 5. Las fases de un proyecto de Data Warehouse. PREPARACIÓN DE LOS DATOS 1. Introducción. 2. Recopilación de Datos. 3. Integración y Carga de Datos. 4. Limpieza y Transformación. INTRODUCCIÓN A LA MINERÍA DE DATOS 1. Qué es la minería de datos (Data Mining). 2. Una primera definición de Data Mining. 3. Ejemplos de aplicación. 4. Fases en el proceso de extracción de conocimiento. 5. Ciclo de Vida del Data Mining. TÉCNICAS ESTADÍSTICAS DE MINERÍA DE DATOS 1. Problemas de Clasificación y Predicción 1.1. Introducción y definiciones Problemas de clasificación Clasificación mediante árboles Clasificadores estadísticos: regresión, análisis discriminante Redes Bayesianas Redes Neuronales Validación de los modelos extraídos. 2. Análisis de segmentación: Clustering 2.1. Introducción Distancia entre datos Principales métodos de clustering. 3. Búsqueda de reglas de asociación en bases de datos 3.1. Introducción Definición del problema Algoritmo Apriori. 6

7 CONTENIDOS ESPECÍFICOS (TEMARIO) TEMA Tema 5. Tema 6. APARTADOS TÉCNICAS INFORMÁTICAS DE MINERÍA DE DATOS 1. Problemas de cobertura. 2. Cobertura mediante árboles de decisión. 3. Algoritmos genéticos. MINERÍA DE DATOS COMPLEJOS 1. Minería de datos espaciales. 2. Minería de datos temporales. 3. Minería web (Web Mining). 4. Minería sobre textos. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES ORGANIZATIVAS UTILIZADAS Y MÉTODOS DE ENSEÑANZAS EMPLEADOS CLASES DE TEORÍA CLASES PROBLEMAS PRÁCTICAS TRABAJOS AUTÓNOMOS TRABAJOS EN GRUPOS TUTORÍAS Se sigue el método expositivo / lección magistral. El profesor expone verbalmente los conceptos de la materia en cada uno de los temas con apoyo de material visual, de los fundamentos teóricos en los que se basan cada uno de los temas componentes de la asignatura. En muchos temas, dada la previa preparación del tema, se limita a resolver dudas sobre los contenidos teóricos. Se sigue el método de resolución de problemas en clase. Se plantea un problema que los estudiantes tienen que resolver desarrollando estrategias nuevas a partir de los conocimientos de la clase magistral. En algunos temas, estas clases se insertan de manera temporal en algunas clases teóricas. Resolución de casos prácticos que permiten el afianzamiento de los contenidos teóricos. En muchos casos se imparten en aulas de laboratorio El alumno deberá profundizar en algún tema aprobado por el profesor de tal manera que su trabajo aporte algo que se pueda derivar del conocimiento adquirido pero no de manera directa, y que pueda resultar interesante de cara a los restantes componentes de su grupo. En esencia, el trabajo en grupo se desarrolla durante las sesiones de las s y en la obligatoria de la asignatura. No hay tutorías grupales en la asignatura. Las tutorías son individuales y los estudiantes son atendidos en los horarios establecidos para las tutorías académicas. 7

8 BIBLIOGRAFÍA RECURSOS DIDÁCTICOS [1] [Chaudhuri y Dayal, 1997] Chaudhuri, S. & Dayal, U.; An Overview of Data Warehousing and OLAP Technology ; SIGMOD Record, vol.26, nº1, marzo [2] [Immon, 1996] W. H. Immon; Building the data warehouse ; Edit. Willey, [3] [Immon, 1997] W. H. Immon; Managing the Data Warehouse ; Edit. Willey, [4] [Immon, 1999] W. H. Immon; Building the operational Data Store ; Edit. Willey, [5] [Immon, 2000] W. H. Immon; Exploration Datawarehouse ; Edit. Willey, [6] [Kimball, 1998] Kimball, R.; The Data Warehouse. Lifecycle Toolkit. Expert Methods for Designing, Developing, and Deploying Data Warehouses ; Edit. John Wiley & Sons, Inc., [7] [Mattison, 1996] Mattison, R.; Data Warehousing: Strategies, Technologies and Techniques ; Edit. Mc Graw Hill, [8] [Mattison, 1999] Mattison, R.; Web Warehousing and Knowledge Management ; Edit. Mc Graw Hill, [9] [Poe, 1995] Poe, V.; Building a Data Warehouse for Decision Support ; Edit. Prentice-Hall, RECURSOS WEB Material de elaboración propia, así como recursos didácticos de la plataforma de teleformación on-line (moodle) del departamento. EQUIPAMIENTO Aula de la EUI con cañón de luz conectado a PC en la mesa del profesor y sistema de audio inalámbrico. Pizarra clásica y/o Veleda. Sala de Trabajo en grupo: Aula con portátiles, cañón proyector, pizarra clásica y pizarra electrónica. 8

9 SISTEMA DE EVALUACIÓN DE LA ASIGNATURA EVALUACIÓN REF T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 INDICADOR DE LOGRO El estudiante deberá conocer las posibilidades que se tienen hoy en día a la hora gestión de la información desde el punto de vista de los Data Warehouse. El estudiante deberá conocer los diferentes roles que juegan los distintos participantes en los entornos en los que se mueve la información, sus tareas y responsabilidades El estudiante deberá ser capaz de analizar las necesidades de un determinado cliente para poder representarlo de cara a la parte de la solución que afecta al modelado de datos y su implementación en Data Warehouse El estudiante deberá ser capaz de diseñar e implementar una solución concreta de minería de datos sobre un SGBD concreto El estudiante deberá ser capaz de plantear las oportunidades que brindan los nuevos modelos y técnicas para la obtención de la información a partir de los datos productivos. El estudiante deberá conocer y aplicar las técnicas estadísticas en el proceso de minería de datos. El estudiante deberá conocer y aplicar las técnicas informáticas en el proceso de minería de datos. Relacionado con RA RA1, RA2 RA1, RA2 RA1, RA2 RA1, RA2 RA3 RA2, RA3 RA2, RA3 EVALUACIÓN SUMATIVA BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES QUE SE EVALÚAN MOMENTO LUGAR PESO EN LA CALIFICACIÓN Asistencia a clase diaria AULA 5% Exposiciones orales Según calendario AULA 10% Actividades s Según calendario Aula / platafor ma 65% Examen Final Según calendario Aula 50% 9

10 DESCRIPCIÓN GENERAL DE LAS ACTIVIDADES QUE SE EVALÚAN Y DE LOS CRITERIOS DE CALIFICACIÓN El proceso de enseñanza-aprendizaje contempla un mecanismo de evaluación continua, consistente en la evaluación de ejercicios y trabajos conjuntos que contarán un 80% de la nota final y un examen final que contará el otro 20%. Por tanto, la calificación de la asignatura se obtendrá tomando en consideración los siguientes aspectos: Asistencia a clase 5% Exposiciones orales 10% Actividades s 65% Examen final 20% Los alumnos que hayan seguido la evaluación continua sólo harán determinados ejercicios del examen final, pudiendo elegir los ejercicios que realicen. Para estos alumnos además se deberá contar con la evaluación positiva de al menos el 50% de las actividades s propuestas, con una calificación media global igual o superior al 50%. Para alumnos sin posibilidad de evaluación continua: Examen final 100% 10

11 CRONOGRAMA DE TRABAJO DE LA ASIGNATURA SEMANA Actividades Aula Laboratorio Trabajo Trabajo en Grupo Actividades Otros Individual Evaluación 1 Clases de Teoría Tema 1 Búsqueda de Información 2 Clases de Teoría Tema 1 Práctica Tema 1 Trabajo sobre Arquitectura de un DW 3 Clases de Teoría Tema 2 Práctica Tema 1 Búsqueda de Información Trabajo sobre Ciclo de Vida un DW Entrega documentación Práctica Tema 1 Prueba escrita Tema 1 Exposición oral trabajo 4 Clases de Teoría Tema 3 Práctica Tema 2 Trabajo sobre ETL Prueba escrita Tema 2 5 Clases de Teoría Práctica Tema 3 Entrega documentación Práctica Tema 2 Exposición oral trabajo Prueba escrita Tema 3 6 Clases de Teoría Práctica Entrega documentación Práctica Tema 3 Exposición oral trabajo 11

12 SEMANA Actividades Aula Laboratorio Trabajo Trabajo en Grupo Actividades Otros Individual Evaluación 7 Clases de Teoría Práctica 8 Clases de Teoría Práctica 9 Clases de Teoría Práctica 10 Clases de Teoría Práctica 11 Clases de Teoría Práctica 12 Clases de Teoría Práctica 13 Clases de Teoría Tema 5 Defensa Práctica Práctica Entrega documentación Práctica Exposición oral Prueba escrita 14 Clases de Teoría Tema 5 Tema 5 Práctica Tema 5 Valoración de la 12

13 SEMANA Actividades Aula Laboratorio Trabajo Trabajo en Grupo Actividades Otros Individual Evaluación 15 Clases de Teoría Tema 6 Tema 5 Búsqueda de Información Práctica Tema 5 Trabajo sobre Web Mining Entrega documentación Práctica Tema 5 Prueba escrita Tema 5 16 Clases de Teoría Tema 6 Defensa Práctica Tema 5 Práctica Tema 6 Entrega documentación Práctica Tema 6 Exposición oral trabajo Prueba escrita Tema 6 Valoración de la Tema 5 13