MODELOS AVANZADOS DE BASES DE DATOS

Transcripción

1 MODELOS AVANZADOS DE BASES DE DATOS Grado en Ingeniero en Informática Universidad de Alcalá Curso Académico 2011/2012 Cuarto Curso Segundo Cuatrimestre

2 GUÍA DOCENTE Nombre de la asignatura: Modelos Avanzados de Bases de Datos Código: Titulación en la que se imparte: II/SI Departamento y Área de Conocimiento: Ciencias de la Computación Carácter: Optativa Créditos ECTS: 6 Curso: Cuarto Profesorado: Horario de Tutoría: Idioma en el que se imparte: Español 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 otros modelos de bases de datos utilizados en entornos no habituales, sometidos a cambios frecuentes de requisitos y especificaciones, o con funcionalidades específicas. Para ello se estudia la estructura interna y capacidades de Sistemas Gestores de Bases de Datos de funcionalidad específica, como los SGBD utilizados para dar servicio a los SIG, los SGBD de almacenamiento clave-valor, esquemas orientados a documentos y entornos de alto rendimiento 2

3 mediante el uso de tecnologías de cálculo distribuido por sharding y técnicas map-reduce. Prerrequisitos y Recomendaciones: Se recomienda haber cursado la asignatura previa de Bases de Datos I y II. 3

4 2. COMPETENCIAS Competencias de la materia: 1. Conocer las técnicas de almacenamiento distribuido de información así como el diseño de los almacenes distribuidos y el procesado de consultas sobre los mismos. (CCCE2004, CE- DBS7) 2. Competencia número 2: Ser capaz de aplicar el modelo de transacciones distribuidas y comprender el modelo de control de concurrencia distribuido (CCCE2004, CE-DBS7) 3. Conocer las tecnologías Web tanto del lado del servidor como del cliente (CCCE2004, CE-NWK4 Computación cliente/servidor. 4. Conocer modelos avanzados de bases de datos para distintos entornos de utilización. 5. Saber elegir el modelo apropiado para solucionar los problemas habituales a la hora de escoger un SGBD para un trabajo determinado. 6. Diseñar y optimizar un modelo de datos para los distintos modelos de bases de datos que abarca la materia. 7. Ser capaz de implementar un Sistema informático utilizando como infraestructura de datos un SGBD con modelos avanzados. 8. Ser capaz de implementar la base de datos a utilizar en un sistema de información geográfica y dar servicio con el mismo. 9. Integrar datos reales con datos geográficos. 10. Crear sistemas de información con características de distribución de la información y replicación para modelos no tradicionales. 11. Ser capaz de conectar una aplicación web con una base de datos de modelo avanzado. 12. Ser capaz de proveer de distribución de información sin esquema en entornos heterogéneos de baja conectividad. Competencias genéricas: 1. Capacidad de análisis y síntesis. 2. Capacidad de planificación y programación. 3. Comunicación oral y escrita. 4. Capacidad de gestión de la información. 5. Resolución de problemas. 6. Toma de decisiones. 7. Trabajo en equipo. 8. Razonamiento crítico. 9. Aprendizaje autónomo. 10. Adaptación a nuevas situaciones y creatividad. 11. Motivación por la calidad y la mejora continua. 12. Capacidad de aplicar los conocimientos a la práctica. 4

5 13. Conocer e identificar la existencia de metodologías de desarrollo de productos, encaminadas a mejorar la accesibilidad, prestando atención a las particularidades de las personas. 14. Capacidad de análisis de los requisitos implicados en el diseño, desarrollo e implantación de productos informáticos. 15. Analizar casos de uso específicos para la aplicación de los conceptos propios de la asignatura y así promover técnicas encaminadas concienciar al futuro egresado en los aspectos de accesibilidad y discapacidad. Competencias específicas: Cognitivas (saber) 1. Conocer los conceptos de almacenamiento, indexación y rendimiento de bases de datos. 2. Conocer los distintos modelos de planificación del almacenamiento de la información. Procedimentales (saber hacer) 1. 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. 2. Gestionar los problemas de concurrencia en entornos de alta carga. 3. Instalar SGBD avanzados de funcionalidad específica. Actitudinales (ser) 1. Mostrar actitud crítica y responsable. 2. Mostrar interés en la adquisición de conocimientos. 3. Valorar el aprendizaje autónomo. 4. Valorar la importancia del trabajo en equipo. 3. CONTENIDOS 1. Parte I: Entornos específicos: o Bases de datos geográficas (GIS). Caso de estudio. o Bases de datos multimedia. o Bases de datos Orientadas a objeto. o Modelos de bases de datos alternativos: almacenamiento orientado a columna. Infraestructura para Business Intelligence. 5

6 2. Parte II: WWW y modelos adaptados o Introducción: Estructura de la Web, sistema de APIs, mashups, interacción social. Problemas: entorno permeable a fallos, gran cantidad de usuarios, entornos no controlados por aplicación, múltiples dispositivos. Problemas con el modelo tradicional. o Gestión de los datos en los estándares Web. Características y limitaciones. o Procesamiento de datos en entornos de alto rendimiento Web: Aproximación a Map-Reduce. o Modelos de bases de datos alternativos: Modelo de almacén clave-valor. Caso de estudio. o Modelos de bases de datos alternativos: Modelo basado en documentos. Caso de estudio. o Modelos de bases de datos alternativos: Modelo basado en grafos de relaciones. Caso de estudio. 6

7 Programación de los contenidos Unidades temáticas Temas Total horas (máximas), clases, créditos o tiempo de dedicación (*) SGBD de entorno específico Modelos adaptados a internet/www Bases de datos geográficas (GIS) Bases de datos multimedia Bases de datos Orientadas a objeto. Modelos de bases de datos alternativos: almacenamiento orientado a columna: Business Intelligence Introducción: Estructura de la Web, sistema de APIs, mashups, interacción social. Definición de problemática del entorno HTML5 y la gestión de los datos. Características y limitaciones Procesamiento de datos en entornos de alto rendimiento Web: Aproximación a Map-Reduce Modelos de bases de datos alternativos: Modelo de almacén clave-valor. Modelos de bases de datos alternativos: Modelo basado en documentos Modelos de bases de datos alternativos: Modelo basado en grafos de relaciones 22 horas 38 horas (*) incluye PEC (pruebas de evaluación continua) 4. METODOLOGÍAS DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE. ACTIVIDADES FORMATIVAS La asignatura Modelos Avanzados de Bases de Datos se organiza como una asignatura cuatrimestral de 6 ECTS (150 horas). 7

8 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, 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. 8

9 Número de horas totales: Número de horas presenciales (máximo): Número de horas del trabajo propio del estudiante: Total horas 60 horas 90 horas 150 horas Materiales y recursos 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 El sistema de calificación se ajustará al RD 1125/2003 por el cual se regula el sistema de créditos ECTS. 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. La evaluación continua servirá en cualquier caso como evaluación formativa durante el proceso de enseñanza-aprendizaje. Respecto al examen final, es una opción para determinados supuestos de la normativa y debe ser solicitado y concedido (el estudiante debe solicitarlo de acuerdo con la NORMATIVA REGULADORA DE LOS PROCESOS DE EVALUACIÓN DE LOS APRENDIZAJES, Aprobada en Consejo de Gobierno de 24 de marzo de 2011) Como criterios de evaluación se tendrán en cuenta: - Utilizar terminología especifica. - Capacidad para gestionar problemas en entornos determinados. - Responsabilidad en las realización de las tareas. 9

10 - Desarrollo de actitudes para el trabajo colaborativo. - Capacidad para desarrollar soluciones eficientes con los modelos disponibles. - Adaptación a los cambios de requisitos en la administración y planificación de un SGBD. Los criterios de calificación serán los siguientes: - Para los alumnos que se hayan decantado por una evaluación continua, La prueba teórica de la asignatura valdrá un 15% del total de la nota de la asignatura. Las 4 pruebas prácticas tendrán un valor de 25%, 20%, 20% y 20%. Las pruebas teóricas se evaluarán cada una con un examen escrito, sustituible por un trabajo a elección del profesor, y las pruebas prácticas se evaluarán con prácticas a realizar y entregar por escrito. - Para los alumnos que se evalúen por una evaluación final, la parte teórica tendrá un peso del 25% de la nota final, siendo evaluada a través de un examen escrito, y la parte práctica un 75%, siendo esta última evaluada en base a la entrega de 4 prácticas. - 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. El primer día de clase se presentarán cada uno de estos criterios y se aclarará cualquier duda que pueda surgir. 6. BIBLIOGRAFÍA Bibliografía Básica ELMASRI R., NAVATHE S.B.. Fundamentos de Sistemas de Bases de Datos, Pearson (2007) SILBERSCHATZ A. Fundamentos de Bases de Datos, McGraw- Hill (2006) Bibliografía Complementaria DATE, C.J. Introducción a los Sistemas de Bases de Datos, Prentice Hall (2002) CONNOLLY, T.M. Sistemas de Bases de Datos, Addison Wesley (2005) SILBERSCHATZ A. Fundamentos de Diseño de Bases de Datos, McGraw-Hill (2007) MILLER F. Apache Cassandra: Open-source software, Database management system, Apache Software Foundation, 10

11 Dynamo (storage system), NoSQL, Column-oriented DBMS, BigTable Alphascript publishing (2010) 11