BASES DE DATOS I. Grado en. Ingeniero en Informática Ingeniero en Computadores Sistemas de Información. Universidad de Alcalá

Transcripción

1 BASES DE DATOS I Grado en Ingeniero en Informática Ingeniero en Computadores Sistemas de Información Universidad de Alcalá Curso Académico 2015/2016 Segundo Curso Segundo Cuatrimestre

2 GUÍA DOCENTE Nombre de la asignatura: Bases de Datos I Código: Titulación en la que se imparte: Departamento y Área de Conocimiento: II/IC/SI Carácter: Obligatoria Créditos ECTS: 6 Curso: Profesorado: Ciencias de la Computación Segundo Idioma en el que se imparte: Español / Inglés 2

3 1. PRESENTACIÓN Se calcula que cada 18 meses se duplica la cantidad de información en el mundo. Es obvio que tal volumen de información no puede ser examinado, como tradicionalmente se hacía, mediante expertos humanos, por lo que cada vez está mas extendido el empleo de herramientas informáticas que permitan analizar de manera automática las ingentes bases de datos manejadas por las empresas y organismos públicos. El objetivo del curso consiste en presentar una introducción a las bases de datos y los conceptos relacionados con su diseño e implementación. Esta asignatura trata de concienciar al alumno de la importancia de las técnicas a emplear en el diseño y desarrollo de bases de datos, utilizando para ellos las técnicas y fases clásicas del diseño de bases de datos combinadas con las últimas versiones de los Sistemas Gestores de Bases de Datos disponibles. Para ello se estudian los conceptos introducidos en el Modelo Entidad/Relación para el modelado y diseño inicial de bases de datos, el Modelo Relacional y la teoría de la Normalización para la organización de la información estructurada en Sistemas Gestores de Bases de Datos Relacionales, y finalmente se trabaja con el manejo de datos concretos a través del lenguaje SQL. Prerrequisitos y Recomendaciones: Se recomienda haber cursado las asignaturas de estructuras de datos y programación. 3

4 2. COMPETENCIAS Competencias de la materia: 1. Plasmar una parte del mundo real en un modelo conceptual según un problema concreto. 2. Conocer las diferencias sintácticas y teóricas de los modelos de bases de datos 3. Saber aplicar las posibilidades de gestión y recuperación de información de una BD a la creación de sistemas de información, con lenguajes como SQL. 4. Saber usar sistemas de gestión de bases de datos, incluyendo el control de acceso, la seguridad y permisos a usuarios. 5. Saber aplicar y usar una implementación física de base de datos en un entorno de programación. 6. Saber diseñar un modelo conceptual y lógico de base de datos, convertir el lógico en físico, desarrollar la base de datos física y generar datos de prueba. 7. Conocer la evaluación del rendimiento, la gestión del espacio en disco, la optimización y la gestión de mantenimiento en un sistema gestor de bases de datos. 8. Argumentar la necesidad de las bases de datos y conocer las diferentes arquitecturas de bases de datos para elegir la que más se ajuste a la solución de un problema propuesto. 9. Saber administrar del espacio en disco y aumento de rendimiento mediante el uso apropiado de las estructuras de datos soportadas por el SGBD para la optimización del mismo. 10. Conocer los conceptos de almacenes de datos organizativos y su uso para aplicaciones de toma de decisiones. 11. Gestionar las operaciones concurrentes y atómicas de una base de datos para conseguir un aumento de rendimiento y correcta recuperación de errores, tanto de transacción como errores de sistema o copias de seguridad. 12. Diseñar y optimizar una base de datos distribuida en función de las particiones que se hagan en la fase de diseño según las estrategias utilizadas. Competencias genéricas: 1. Capacidad de análisis y síntesis. 2. Comunicación oral y escrita. 3. Capacidad de gestión de la información. 4. Resolución de problemas. 5. Toma de decisiones. 6. Trabajo en equipo. 7. Razonamiento crítico. 8. Motivación por la calidad y la mejora continua. 9. Deontología. 4

5 Competencias específicas: Cognitivas (saber) 1. Conocer los conceptos de organización estructurada de la información y recuperación. 2. Conocer los tipos de lenguajes y operaciones que pueden realizar a la hora de utilizar una base de datos. 3. Conocer los medios de acceder a una base de datos a través de programas externos. 4. Enumerar las funciones y arquitecturas de una base de datos. Procedimentales (saber hacer) 1. Instalar un SGBD básico y ponerlo en funcionamiento 2. Diseñar una BD e implementarla en un SGBD objetivo. 3. Insertar, borrar y actualizar datos de una BD. 4. Consultar y recuperar información de una BD. 5. Plasmar una parte del mundo real en un modelo conceptual según un problema concreto. 6. Diseñar una base de datos implementable en un SGBD compatible, para la realización de consultas SQL. 7. Crear y ejecutar sentencias SQL contra la bases de datos para la recuperación de información con tratamiento integrado en la consulta. 8. Manejar con soltura el álgebra y cálculo relacional dentro de un modelo lógico traducido de un modelo conceptual previo. Actitudinales (ser) 1. Uso responsable de los datos. 2. Mostrar interés en la adquisición de conocimientos. 3. Valorar la importancia del trabajo en equipo. 5

6 3. CONTENIDOS 1. Introducción a las bases de datos: a. Definición de un sistema gestor de bases de datos. b. Datos, modelos de datos, lenguajes de bases de datos. c. Estructura y arquitectura de las bases de datos. d. Usuarios, su percepción del sistema según los distintos niveles y grados de implicación. e. Proceso de diseño de las bases de datos y obtención de los modelos lógicos y físicos. f. Integración con los entornos de programación. 2. Modelos de bases de datos: a. Tipos de modelos b. Modelo Específico: El Modelo Entidad-Relación y Entidad-Relación Extendido. c. Diagramas y diseño de esquemas de bases de datos. 3. Bases de datos relacionales: a. Estructura de las bases de datos relacionales, el Modelo Relacional y su relación con el Modelo Entidad/Relación b. Herramientas utilizadas para el diseño de bases de datos relacionales c. Lenguajes que se pueden utilizar para su consulta: álgebra relacional y cálculo relacional de tuplas y dominios. d. Lenguaje de consultas estructurado SQL i. Estructura básica ii. Creación de estructuras en la base de datos iii. Operaciones y proceso de inserción, actualización, borrado iv. Consultas de los datos de una base de datos relacional 4. Buenas prácticas: a. Tipos de Restricciones y su uso i. De dominios ii. De integridad referencial iii. Asertos y Disparadores iv. De seguridad de usuarios. b. Teoría de normalización: i. Introducción a los problemas reales de diseño de bases de datos ii. Concepto de dependencias funcionales y la teoría de normalización como una herramienta a aplicar para el diseño de buenas bases de datos relacionales. iii. Formas normales: 1. De uso obligatorio: 1FN, 2FN, 3FN 2. De uso recomendado: FNBC, 4FN, 5FN 6

7 Programación de los contenidos Unidades temáticas Temas Total horas, clases, créditos o tiempo de dedicación (*) U1: Introducción Definición de un sistema gestor de bases de datos. Datos, modelos de datos, lenguajes de bases de datos. Estructura y arquitectura de las bases de datos. Usuarios, su percepción del sistema según los distintos niveles y grados de implicación. Proceso de diseño de las bases de datos y obtención de los modelos lógicos y físicos. 4 horas U2: Modelos de BBDD Tipos de modelos El Modelo Entidad-Relación y Entidad-Relación Extendido. Diagramas y diseño de esquemas de bases de datos. 18 horas U3: BBDD Relacionales Estructura de las bases de datos relacionales, el Modelo Relacional y su relación con el Modelo Entidad/Relación Herramientas utilizadas para el diseño de bases de datos relacionales Lenguajes que se pueden utilizar para su consulta: álgebra relacional y cálculo relacional de tuplas y dominios. Lenguaje de consultas estructurado SQL 20 horas U4: Buenas Prácticas Tipos de Restricciones y su uso Teoría de normalización (*) incluye PEC (pruebas de evaluación continua) 14 horas 7

8 Cronograma Semana/ Sesión Contenido teoría Contenido Laboratorio 01ª U1: Introducción Organización de laboratorios 02ª U2: Tipos de Modelos. Modelo E/R PECL1: Publicación U2: Diccionario de Datos 03ª U2: Modelo E/R Extendido U2: Modelo E/R 04ª U2: Diagramas y diseño: Ejercicios U2: Modelo E/R Extendido 05ª PECT1: U1 + U2 U2: Modelo E/R Extendido 06ª U3: Modelo Relacional U3: Introducción a la Integridad Referencial U3: Relación Modelos E/R y Relacional PECL1: Entrega PECL2: Publicación PFL: Publicación 07ª U3: Lenguajes de consulta: SQL U3: PostgreSQL y Toad Data Modeler: BBDD Relacionales y Herramientas de Diseño 08ª U3: Lenguajes de consulta: Álgebra Relacional y Cálculo Relacional U3: Diseño de Bases de Datos Relacionales: Toad Data Modeler 09ª U3: Lenguajes de consulta: Álgebra Relacional y Cálculo Relacional: Ejercicios U3: Diseño de Bases de Datos Relacionales: Toad Data Modeler 10ª PECT2: U3 U3: Lenguaje SQL: Creación de BBDD y carga de datos 11ª U4: Restricciones y usos U4: Dependencias Funcionales: operaciones y cierre del conjunto de DF U3: Lenguaje SQL: Consulta de datos y modificaciones en lotes 12ª U4: Normalización: o Exhaustivo: 1FN, 2FN, 3FN o Introductorio: FNBC, 4FN, 5FN Entrega PECL2 U4: Conexión a BBDD: Caso práctico con Java 8

9 13ª U4: Ejercicios U4: Normalización U4: Características Avanzadas: Secuencias, Checks, Procedimientos Almacenados 14ª PECT3: U4 U4: Características Avanzadas: Disparadores, Transacciones, Conceptos de Administración (usuarios, permisos, roles, tablas de sistema) Entrega de PECL3 Entrega de PFL (Día del Examen Oficial) Acrónimos: PECT#: Prueba de evaluación continua de Teoría número # PECL#: Prueba de evaluación continua de Laboratorio número # PFL: Prueba final de Laboratorio U#: Unidad número # a la que pertenece el contenido/tema que se imparte 9

10 4. METODOLOGÍAS DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE. ACTIVIDADES FORMATIVAS La asignatura Bases de Datos I se organiza como una asignatura cuatrimestral de 6 ECTS (150 horas). En el proceso de enseñanza-aprendizaje de los contenidos anteriormente reseñados se emplearán las siguientes actividades formativas: Clases Teóricas presenciales. Clases Prácticas: resolución de problemas presenciales. Prácticas en Laboratorio presenciales. Tutorías: individuales y/o grupales. Además, en función de la naturaleza de las distintas partes de la materia objeto de estudio, se podrán utilizar, entre otras, las siguientes actividades formativas: Elaboración de trabajos con responsabilidad individual pero con gestión de la información como equipo. Puesta en común de la información, problemas y dudas que aparezcan en la realización de los trabajos. Organización y realización de jornadas públicas con presentaciones orales y discusión de resultados. Utilización de Plataforma de Aula Virtual. Actividades presenciales: 1. En el aula: exposición y discusión de los conocimientos básicos de la asignatura. Planteamiento y resolución teórica de ejercicios y supuestos relacionados. Orientadas a la enseñanza de las competencias específicas de la asignatura, especialmente las relacionadas con los conocimientos básicos. 2. En el laboratorio: planteamiento y desarrollo de ejercicios prácticos que permitan solventar problemas y analizar hipótesis y contribuyan al desarrollo de la capacidad de análisis de resultados, razonamiento crítico y comprensión de los métodos de resolución planteados. Servirán como base para la adquisición de las competencias genéricas descritas en el apartado 2. Actividades no presenciales: 1. Análisis y asimilación de los contenidos de la materia, resolución de problemas, consulta bibliográfica, preparación de trabajos individuales y grupales, 10

11 realización de exámenes presenciales y autoevaluaciones. Orientadas especialmente al desarrollo de métodos para la autoorganización y planificación del trabajo individual y en equipo. 2. Tutorías: asesoramiento individual y en grupos durante el proceso de enseñanza-aprendizaje, bien en forma presencial o a distancia. 4.1 Distribución de créditos La asignación de horas a las distintas actividades formativas, incluyendo los exámenes es la siguiente: Clases presenciales de Teoría y problemas Clases presenciales de Laboratorio Evaluación final Tutorías y trabajo del alumno Total horas 28 horas 28 horas 4 horas 90 horas 150 horas 4.2 Estrategias metodológicas, materiales y recursos didácticos Software de Diseño de Bases de Datos Software de Sistemas Gestores de Bases de Datos para la materia a desarrollar. Herramientas de programación para la creación de programas de utilidad para la realización de prácticas sobre las bases de datos diseñadas/utilizadas Bibliografía de referencia Ordenadores personales Conexión a Internet y Plataforma de Aula Virtual Proyectores 5. EVALUACIÓN: Procedimientos, criterios de evaluación y de calificación 1 El sistema de calificación se ajustará al RD 1125/2003 por el cual se regula el sistema de créditos ECTS. 1 Siguiendo la Normativa reguladora de los procesos de evaluación de los aprendizajes, aprobada en Consejo de Gobierno de 24 de Marzo de 2011, es importante señalar los procedimientos de evaluación: por ejemplo evaluación continua, final, autoevaluación, co-evaluación. Instrumentos y evidencias: trabajos, actividades. Criterios o indicadores que se van a valorar en relación a las competencias: dominio de conocimientos conceptuales, aplicación, transferencia conocimientos. Para el sistema de calificación hay que recordar la Normativa del Consejo de Gobierno del 16 de Julio de

12 Los estudiantes se acogerán a los procedimientos de evaluación según lo articulado en el titulo 2 (art. 9 y 10) de la Normativa de Evaluación de los Aprendizajes de la UAH La evaluación de la adquisición de competencias tendrá en cuenta la actitud y el interés del alumno. Los estudiantes tendrán la opción de evaluación continua mediante las Pruebas de Evaluación Continua (PEC) distribuidas a lo largo del cuatrimestre. Además, los estudiantes que no se acojan, serán evaluados en base a una Prueba de Evaluación Final. La evaluación continua servirá en cualquier caso como evaluación formativa durante el proceso de enseñanzaaprendizaje. Como criterios de evaluación se tendrán en cuenta: - Utilizar terminología especifica. - Capacidad para gestionar problemas en entornos determinados. - Responsabilidad en la realización de las tareas. - Desarrollo de actitudes para el trabajo colaborativo. - Capacidad para diseñar e implementar una base de datos, así como para extraer información. - Adaptación a los cambios de requisitos en el diseño, implementación y proceso de consulta al SGBD. Los criterios de calificación serán los siguientes: - Para los alumnos que se hayan decantado por una evaluación continua, el conjunto de las tres pruebas teóricas valdrán un 60% de la nota final, y el conjunto de las tres pruebas de laboratorio el otro 40%. Las pruebas teóricas se evaluarán cada una con un examen escrito, y las pruebas prácticas se evaluarán con prácticas a realizar y entregar por escrito, así como realizar la defensa correspondiente a criterio del profesor. - Para los alumnos que se hayan decantado por una evaluación final, la parte teórica tendrá un peso del 60% de la nota final, siendo evaluada a través de un examen escrito, y la parte práctica un 40%, siendo esta última evaluada en base a la entrega de una práctica final. - En caso de suspender la asignatura, el alumno acudirá con ambas partes (Teoría y Práctica) a la convocatoria extraordinaria donde se realizará una prueba para cada una de las partes (Teoría y Práctica), con una distribución de la puntuación y estructura similar a las pruebas de evaluación final de la convocatoria ordinaria. 6. BIBLIOGRAFÍA 12

13 Bibliografía Básica SILBERSCHATZ A. Fundamentos de Diseño de Bases de Datos, McGraw-Hill (2007) CONNOLLY, T.M. Sistemas de Bases de Datos, Addison Wesley (2005) Bibliografía Complementaria DATE, C.J. Introducción a los Sistemas de Bases de Datos, Prentice Hall (2002) ELMASRI R., NAVATHE S.B.. Fundamentos de Sistemas de Bases de Datos, Pearson (2007) 13