Fecha de elaboración: Agosto de 2004 Fecha de última actualización: Julio de Base de Datos avanzadas

Transcripción

1 PROGRAMA DE ESTUDIO Programa Educativo: Área de Formación : Licenciatura en Ciencias Computacionales Sustantiva Profesional Horas teóricas: 2 Horas prácticas: 4 Total de Horas: 6 CONCEPCION Y DISEÑO DE BASES DE DATOS Total de créditos: 8 Clave: F1309 Tipo : Asignatura Carácter de la Obligatoria asignatura Programa elaborado por: Academia de Ciencias Computacionales Fecha de elaboración: Agosto de 2004 Fecha de última actualización: Julio de 2010 Seriación explícita Asignatura antecedente Si Asignatura Subsecuente Base de Datos avanzadas Seriación implícita Conocimientos previos: No F Concepción y Diseño de Base de Datos Página 1 de 10

2 Presentación El diseño de bases de datos es el proceso por el que se determina la organización de una base de datos, incluyendo su estructura, contenido y las aplicaciones que se han de desarrollar. Durante mucho tiempo, el diseño de bases de datos fue considerado una tarea para expertos: más un arte que una ciencia. Sin embargo, se ha progresado mucho en el diseño de bases de datos y éste se considera ahora una disciplina estable, con métodos y técnicas propios. Debido a la creciente aceptación de las bases de datos por parte de la industria y el gobierno en el plano comercial, y a una variedad de aplicaciones científicas y técnicas, el diseño de bases de datos desempeña un papel central en el empleo de los recursos de computó en la mayoría de las organizaciones. El diseño de bases de datos ha pasado a constituir parte de la formación general para los profesionales en el área de la computación, se encuentra en el mismo nivel que la capacidad de construir algoritmos usando un lenguaje de programación convencional. Sin duda; el diseño de la base de datos es el paso más crucial en la construcción de una solución de software que maneje un gran volumen de información; es un proceso complejo que abarca decisiones a muy distintos niveles. La complejidad se controla mejor si se descompone el todo en partes y se resuelve cada una de estas partes independientemente, utilizando conocimientos, técnicas y herramientas adecuadas. Así, el diseño de una base de datos se descompone en diseño conceptual, diseño lógico y diseño físico. El diseño conceptual parte de las especificaciones de requisitos de usuario y su resultado es el esquema conceptual de la base de datos. Un esquema conceptual es una descripción de alto nivel de la estructura de la base de datos, independientemente del Sistema Manejador de Base de Datos (DBMS) que se vaya a utilizar para manipularla. Un modelo conceptual es un lenguaje que se utiliza para describir esquemas conceptuales. El objetivo del diseño conceptual es describir el contenido de información de la base de datos y no las estructuras de almacenamiento que se necesitarán para manejar esta información. El diseño lógico parte del esquema conceptual y da como resultado un esquema lógico. Un esquema lógico es una descripción de la estructura de la base de datos en términos de las estructuras de datos que puede procesar un tipo de DBMS. Un modelo lógico es un lenguaje usado para especificar esquemas lógicos (modelo relacional, modelo de red, etc.). El diseño lógico depende del tipo de DBMS que se vaya a utilizar, no depende del producto concreto. El diseño físico parte del esquema lógico y da como resultado un esquema físico. Un esquema físico es una descripción de la implementación de una base de datos en memoria secundaria: las estructuras de almacenamiento y los métodos utilizados para tener un acceso eficiente a los datos. Por ello, el diseño físico depende del DBMS concreto y el esquema físico se expresa mediante su lenguaje de definición de datos. F Concepción y Diseño de Base de Datos Página 2 de 10

3 Objetivo General Dotar al alumno con los conocimientos, metodología y técnicas que le permitan dominar con eficiencia el diseño de las base de datos. Competencias (conocimientos, habilidades, actitudes, valores) que se desarrollaran en esta asignatura El alumno contará con los elementos necesarios que le permitan concebir, organizar y administrar en forma eficiente el contenido de las bases de datos, garantizando su operatividad y buen funcionamiento; así mismo reforzará los procesos correspondientes al manejo de la abstracción, la representación del mundo real a través de los modelos de datos y la resolución de problemas complejos. Competencias (conocimientos, habilidades, actitudes, valores) del perfil de egreso que apoya esta asignatura Modelado, diseño y administración de bases de datos Diseño de interfaces hombre-máquina. Habilidades tecnológicas para resolver diversos problemas de cómputo utilizando tecnología de vanguardia Escenario de aprendizaje Un salón de clases con todos sus elementos didácticos es indispensable para la impartición de la parte teórica de la asignatura, en donde se trabaje con los conceptos, definiciones y fundamentos. Como complemento es indispensable el uso de un laboratorio de cómputo debidamente equipado para el aprendizaje de las herramientas relacionadas con el diseño y modelación de las bases de datos a través de las diferentes metodologías y modelos de datos. Perfil sugerido del docente Se requiere un docente capacitado en el diseño de base de datos, con conocimiento en la fundamentación teórica que da sustento al área; con experiencia en el diseño de BD por medio de diversos modelos de datos y con domino en el uso de las principales herramientas para el diseño y modelado de las BDs. F Concepción y Diseño de Base de Datos Página 3 de 10

4 Contenido Temático 1 Introducción Lograr que el alumno valore la importancia del diseño de las bases de datos dentro del desarrollo de soluciones eficiente de computó. 8 horas Temas Resultados del aprendizaje Sugerencias didácticas Estrategias y criterios de evaluación El alumno podrá distinguir la Describir el proceso por medio diferencia entre un dato y el del cual los datos pueden ser concepto de información. transformados en información. Comprenderá el valor que Analizar las implicaciones que actualmente tiene la resultantes en un sistema con información y sus cualidades baja calidad en sus cualidades 1.1 La información Los datos Datos vs información Cualidades de la información. 1.2 Los sistemas de Información Definición Componentes de un Sistema de Información Las base de datos como elemento fundamental de los SI 1.3 El Diseño de Base de Datos La importancia del Diseño de las Base de Comprenderá que el mundo es un aglomerado de sistemas y que todos estos tienen elementos comunes. Valora la funciones que cumple las bases de datos dentro de los sistema de información El alumno comprenderá la importancia que guarda un buen diseño de la BD en el desempeño, eficiencia y uso de inf. Ejemplificar los sistemas de información comparándolos con los diversos sistemas que podemos encontrar en forma cotidiana en el mundo real. Analizar las funciones de c/u de los componentes de un SI y valorar su importancia. Dar a conocer al alumno los problemas que se presentan en un SI, cuando no se lleva acabo un diseño adecuado de la BD. Los temas de la presente unidad y los temas que corresponden a la unidad 2 son de carácter teórico, por lo cual es recomendable que sean evaluados con los mismos criterios y de ser posible en un solo instrumento. F Concepción y Diseño de Base de Datos Página 4 de 10

5 Datos Etapas en el Diseño de Base de Datos de un sistema de información. Conocerá las etapas básicas en el diseño de las BDs y los productos esperados (entregables) de c/u de estas etapas Ejemplificar por medio de diferentes metodologías de desarrollo de SI como las etapas del diseño en las BDs y sus congruencia en estas y sus diferentes entregables 2 Fundamentos Dar a conocer al alumno los elementos teóricos que dan fundamento a la organización de los datos para su almacenamiento en una DB, la arquitectura de los DBMS, sus funciones, organización y principales componentes. 10 horas Temas Resultados del aprendizaje Sugerencias didácticas Estrategias y criterios de evaluación 2.1 Las Base de Datos Concepto Comparación con los Sistemas Tradicionales de Archivos Niveles de abstracción Logra que alumno sea conciente de los elementos inherentes a una definición completa del concepto de BD. Logra que logre comprender la diferencia entre usar o no una BD al desarrollar un SI El alumno podrá comprender que elementos, procesos y esquemas corresponden a c/u de los diferentes niveles de abstracción de la BDs. Darle a conocer la diferencia que existe entra desarrollar un SI por medio de los Sistemas Tradicionales de Archivos y desarrollarlo usando una DBs. Establecer por c/nivel de abstracción cuales son sus esquemas y la función que estos cumplen en el diseño de una BD. Adicionalmente dar a conocer cuales son los usuarios de c/nivel y que Para estos temas se debe evaluar el dominio adquiridos por el alumno sobre los conceptos presentados. F Concepción y Diseño de Base de Datos Página 5 de 10

6 2.2 Sistema Manejador de Base de Datos (DBMS) Concepto Funciones esenciales Componentes Protección de datos en un DBMS Seguridad Integridad Confidencialida d 2.3 Independencia físico / lógica Objetivos Arquitectura de una BD Historia Estándares El alumno podrá valorar la utilidad, desempeño y grado de flexibilidad de un DBMS comercial, definiendo sus ventajas y limitaciones. Así mismo identificara sus componentes básicos y funciones esenciales. El alumno podrá explicar la importancia que tiene la independencia físico/lógica en las arquitecturas de las BDs y su repercusión en el desempeño de un DBMS. interacción tienen estos con la BD. Establecer equipos alumnos en clases, donde se realice investigación y una presentación sobre diferentes DBMS existentes en el mercando, dando a conocer su características y comparando su desempeño, en relación a la seguridad, integridad, confidencialidad y grado de flexibilidad que proporcionan. Para cada DBMS analizar sus componentes y funciones en relación a los estándares vigentes. Como parte de los criterios de evaluación de estos temas se puede incluir la evaluación de las presentaciones realizadas por los equipos de alumnos sobre los diferentes DBMS comerciales. Para estos temas se debe evaluar la comprensión adquirida por el alumno sobre la influencia que tiene la independencia físico/lógica en el desempeño de los DBMS 3 Diseño Conceptual Proporcionar al alumno los principios que rigen a los modelos de datos, junto con su clasificación y objetivos. Así mismo capacitarlo en la fundamentación teórica y dominio de los procesos inherentes al diseño conceptual. 20 horas Temas Resultados del aprendizaje Sugerencias didácticas Estrategias y criterios de F Concepción y Diseño de Base de Datos Página 6 de 10

7 3.1 Los Modelos de Datos Definición Objetivos Propiedades estáticas y dinámicas Clasificación de los Modelos de Datos 3.2 El diseño conceptual Descripción Elementos del diseño Etapas Metodología Representación El alumno comprenderá el papel que tiene los modelos de datos en la representación de la realidad por medio del uso de esquemas y los procesos que permiten la transformación de los esquemas para su almacenamiento, organización y gestión por medio de las BDs. El alumno dominara el desarrollos de esquemas conceptuales utilizando el análisis de requerimientos y su conceptualización, por medio de al menos un modelo de datos. Establecer con los alumnos equipos de trabajo, para investigar los diferentes modelos de datos y realizar presentaciones en clases; dando a conocer su historia, fundamentos, objetivos, tipos de esquemas que generan, su clasificación y las herramientas de software existentes para c/modelo. Seleccionar al menos un modelo de datos para el cual se debe explicar la metodología que permite desarrollar esquemas conceptuales propios de modelos y valorando su pertinencia con el Universo del Discurso representando. evaluación Las presentaciones de los equipos de trabajo pueden tener valor dentro de la evaluación de la presente unidad, sin embargo se recomienda ampliamente la aplicación de otro instrumento que permita valorar en forma individual los conocimientos adquiridos por los alumnos sobre los diversos modelos de datos, origen, propósitos y demás características. Evaluar en el estudiante la capacidad adquirida para transformar los requisitos (supuestos semánticos) obtenido de un análisis en un esquema conceptual detallado y compatible con los requisitos. 4 Diseño Lógico Dotar al alumno del conocimiento y dominio del proceso necesario para la transformación de un esquema conceptual en un esquema lógico, valorando su pertinencia. 20 horas F Concepción y Diseño de Base de Datos Página 7 de 10

8 Temas Resultados del aprendizaje Sugerencias didácticas Estrategias y criterios de evaluación 4.1 El diseño lógico Descripción Elementos del diseño Etapas Metodología Transformación del Esquema Conceptual al Esquema Lógico Evaluación de Esquema Lógico El alumno identificara los objetivos del diseño lógico, sus etapas y la metodología que le permita la obtención esquema lógico óptimo en base a un esquema conceptual previamente realizado. Tendrá la capacidad de analizar su pertinencia y aplicar los procesos necesarios para lograr que el esquema lógico minimice la redundancia de datos, sea flexible, garantizando la integridad, confidencialidad y un tiempo de repuesta apropiado. Se recomienda que después del proceso de la transformación del Diseño Conceptual al Diseño Lógico, el esquema lógico resultante sea analizado para evaluar su pertinencia y garantizar que no genera redundancia y/o provoca anomalías en los procesos propios del DML (Lenguaje de Manipulación de Datos). Por lo cual es indispensable someter a dicho esquema lógico al proceso de Normalización, propia del Modelo Relacional. Evaluar en el alumno el dominio del proceso de transformación del esquema conceptual a su equivalente esquema lógico. También es importante evaluar en el alumno, la capacidad para detectar en el esquema lógico los distintos tipos anomalías y redundancia que este esquema presente. Así mismo su dominio en el proceso de la normalización. 5 Diseño Físico Capacitar a alumno en la creación, administración y optimización del diseño físico en las BD, tomando en cuenta requisitos y productos resultantes de las etapas anteriores del diseño de la BD. 18 horas Temas Resultados del aprendizaje Sugerencias didácticas Estrategias y criterios de F Concepción y Diseño de Base de Datos Página 8 de 10

9 5.1 El diseño Físico Descripción Elementos del diseño Etapas Metodología Características del DBMS Transformación del Esquema Lógico al Esquema Físico Evaluación de Esquema Físico El alumno será capaz de crear, administrar y optimizar todos los elementos físicos; resultantes de las etapas de diseño anteriores; en un DBMS particular. Realizar ejercicios donde se transforme los esquemas lógicos resultantes de la unidad anterior en sus correspondientes esquemas físicos para un determinado DBMS comercial. Probar y evaluar la pertinencia del esquema físico resultante y establecer para él diversos procesos de optimización. evaluación La avaluación de la presente unidad requiere de al menos una practica en donde el alumno demuestre su dominio para representar y optimizar un esquema físico en un DBMS particular. 6 Lenguaje de Consulta Proporcionar al alumnos los conocimientos y habilidades necesarias para la realización de consultas eficientes en las base de datos. 20 horas Temas Resultados del aprendizaje Sugerencias didácticas Estrategias y criterios de evaluación 6.1 Lenguaje de Consulta Objetivo Origen y características Clasificación de sentencias Consultas sencillas Consultas avanzadas Optimización de El alumno conocerá los elementos básicos que estructuran una consulta en las BDs. Será capaz de desarrollar diversos tipos de consulta y diferenciar entre las ventajas y desventajas que c/u de ellas presentan. Es indispensable reforzar la teoría y ejercicios vistos en el salón de clase con sesiones de laboratorio que permitan a los alumnos dominar la creación, evaluación de desempeño y optimización de las consultas, por medio de un DBMS comercial. En esta unidad se debe evaluar los conocimientos teóricos adquiridos por el alumno en relación al origen del lenguaje de consulta, sus propiedades y objetivos. En la parte práctica se debe evaluar en el alumno la capacidad adquirida para la F Concepción y Diseño de Base de Datos Página 9 de 10

10 consultas El alumno tendrá la capacidad de evaluar el desempeño de las consultas y podrá optimizarlas para que responda adecuadamente a los requerimientos de los usuarios. creación, evaluación y optimización de consultas a través de un determinado DML. Bibliografía básica 1. Adoración de Miguel, (2008) Concepción y Diseño de Base de Datos. Addison-Wesley 2. Peter Rob, (2003) Sistema de Base de Datos. Thomson 3. C.J. Date, (2001) Introducción a los Sistema de Base de Datos. Addison-Wesley 4. Wiedehold, (2006) Diseño de Base de Datos. Mcgraw Hill 5. Kruglinski, D, (2007) Sistemas de Administración de Base de Datos. Mcgraw Hill Bibliografía complementaria 1. Plattini Mario (2000) Diseño de Base de Datos Relacionales. Alfaomega 2. González Ricardo, (2007) Base de Datos con Access Alfaolmega 3. Kroenke David M (2006) Procesamiento de Base de Datos. Prentice Hall F Concepción y Diseño de Base de Datos Página 10 de 10