UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES FACULTAD DE CIENCIAS ECONÓMICAS

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1 UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES FACULTAD DE CIENCIAS ECONÓMICAS DEPARTAMENTO DE SISTEMAS ASIGNATURA: SISTEMAS DE DATOS CODIGO: 657 CARRERA: LICENCIATURA EN SISTEMAS DE INFORMACIÓN DE LAS ORGANIZACIONES Vigencia desde: Primer periodo lectivo de 2007 Profesor a cargo: Dr. Carlos Waldbott de Bassenheim

2 A. ENCUADRE GENERAL A.1. FUNDAMENTACION DE SU INCLUSION EN EL PLAN DE ESTUDIOS. El diseño, construcción y gestión de bases de datos son parte esencial de la formación en Tecnologías de la Información (TI). Las necesidades de captación y organización para su consulta, procesamiento, exposición y administración de los datos constituyen los problemas datalógicos sustantivos. El propósito de la materia es afianzar en los profesionales en sistemas de información, conocimientos específicos sobre métodos de diseño, construcción, implantación y administración de sistemas de datos, ampliando y profundizando los lineamientos básicos que han recibido durante el ciclo general. Es a partir de los conocimientos básicos en TI y en organización que el problema datalógico será abordado no solamente en sus aspectos instrumentales, sino también en la problemática que el impacto de la incorporación de los sistemas de datos provocan en las organizaciones. Se analizarán además las nuevas tendencias en Bases de Datos orientadas a la inteligencia del negocio, poniendo énfasis en generar en los profesionales los conceptos y habilidades necesarias para su diseño, desarrollo y administración, incluyendo aquellos aspectos conceptuales que los sustentan y las técnicas de procesamiento analítico con que se implementan. A.2. UBICACIÓN DE LA ASIGNATURA EN EL CURRICULUM DE LA CARRERA. La asignatura está ubicada en la parte intermedia del ciclo profesional de la currícula. En esa etapa, los alumnos ya han adquirido conocimientos suficientes en tecnologías de la información y comienza la etapa de sistematización de dichos conocimientos. Requiere formación en tecnologías de computadoras y conocimientos de las organizaciones en los que los sistemas de datos se deben implantar. Es por ello, que es correlativa de las materias Tecnología de la Información y Sistemas Administrativos. A.3. OBJETIVOS DE APRENDIZAJE. Los objetivos de la misma son: a) transmitir conocimientos que posibiliten el desarrollo, implantación y utilización de los sistemas de datos, fundamentalmente en las tareas de captación, estructuración, exposición y administración, b) proveer los conocimientos que permitan determinar como deben ser estructurados eficientemente los datos, utilizando las tecnologías de

3 diseño, almacenamiento, procesamiento, protección, administración y transmisión, c) presentar y evaluar los desarrollos tecnológicos que influirán en las futuras arquitecturas de sistemas de datos, d) ejercitar las técnicas y herramientas relacionadas con la estructuración y operación de los sistemas de datos, e) promover la investigación en los alumnos en el área y f) la realización de tareas profesionales aplicativas de los conocimientos adquiridos. A.4. CONTENIDO MÍNIMO DE LA ASIGNATURA. Concepto de independencia entre dato y programa. El problema datalógico y el problema infológico. Tipos de datos abstractos, pila, cola, diccionario, árbol, grafo. Metodologías de especificación formal. Especificación formal e implementación de estos tipos sobre diversas estructuras de datos. Captación y control de datos. Organización de bases de datos. Funciones de los sistemas de bases de datos. Modelo de datos. Modelización conceptual. Diseño de bases de datos. Diseño lógico y estructura física de datos. Bases jerárquicas, en red, relacionales y orientadas a objetos. Concurrencia y recuperación. Integridad y Seguridad. Base de datos distribuidas. Lenguajes de consulta. Exposición de datos. Sistemas tradicionales y multimediales. Construcción de servidores de datos BBS, WWW. Diferentes tecnologías y alcances para servicios de información.

4 B. PROGRAMA ANALÍTICO Unidad Temática 1: Introducción a los sistemas de datos Objetivo: Que el alumno pueda identificar, desde una perspectiva global, las etapas de diseño de un sistema de información y su relación con los sistemas de datos, comprendiendo los tipos de problemas y los actores que intervienen, asimismo que comprenda las diferencias existentes entre un sistema desarrollado con archivos tradicionales y otro en un entorno de base de datos. - Concepto del problema datalógico y su diferenciación con el problema infológico. - La arquitectura del Sistema de Datos. Conocimiento. Información. Datos. - Sistema Objeto. Sistema de Información. Sistema de datos. - La construcción del Sistema de Datos. Sus problemas y actividades. - La implementación y operación del Sistema de Datos. - Situación elemental. Mensaje elemental. Registro elemental. Archivo elemental. Concepto elemental. - Sistemas de administración de bases de datos. Tipos de bases de datos: Modelo jerárquico, red, relacional, orientadas a objetos, etc. - Captación de datos. Definición del universo de captación. Relación de la captación con el equipamiento. Selección de dispositivos de captura más aptos. Métodos para lograr confiabilidad. - Nuevas modalidades y formas que adoptan los datos. Automatización de datos en servicios, incorporación de datos en los elementos. Captura de datos en distintos puntos. Trazabilidad. Unidad Temática 2: Diseño conceptual de las base de datos Objetivo: Generar en el alumno los conocimientos necesarios para abordar el diseño conceptual de una base de datos, incluyendo aquellos conceptos y elementos que se deben considerar para obtener un modelo de datos conceptual. - La actividad del diseño conceptual y el modelo de datos. Esquema conceptual. - Formalismos de Representación del conocimiento. Taxonomía de las Entidades y Atributos. Relaciones. Restricciones. Clave primaria, alterna y foránea. - Tipología de las relaciones. Cardinalidad. Relaciones de subconjunto, propiedad y referencia. - Modelos de Visión y submodelos. - Diagrama de Entidad-Relación. Unidad Temática 3: Buenas prácticas de diseño Objetivo: Generar en el alumno los conocimientos necesarios para estructurar las bases de datos considerando criterios que mejoren su confiabilidad, eficiencia y administración.

5 - Criterios para un buen diseño: Evitar redundancias. Capacidad para representar información. Capacidad de verificación de restricciones. claridad conceptual. Reducción de tuplas espurias y valores nulos. - La normalización y su aporte el diseño de la base de datos. Tipos de anomalías. - Proceso de normalización. Dependencias funcionales. Descomposición sin pérdida y conservando dependencias. Formas normales: 1 FN, 2FN, 3FN. - Formas normales avanzadas: Dependencias multivaluadas. FN Boyce- Codd, 4 FN. - Algoritmos de síntesis y descomposición. Desnormalización. Unidad Temática 4: El esquema de la base de datos Objetivo: Generar en el alumno los conocimientos necesarios para implementar el esquema de una base de datos, utilizando para tal fin el lenguaje de definición de datos del SQL. Esquema de una Base de Datos. Concepto y definición. Definición de elementos. Tipos de datos. Reglas de integridad. Restricciones. Lenguaje SQL de Definición de Datos (DDL). Creación y borrado de bases de datos y tablas. Sentencia CREATE DATABASES. Sentencias CREATE TABLE, ALTER TABLE Y DROP TABLE. CONSTRAINSTS Creación y borrado de Índices. Sentencias CREATE INDEX Y DROP INDEX. Subesquemas. Definición y borrado de vistas. Sentencias CREATE VIEW Y DROP VIEW. Unidad Temática 5: Consultas y actualización de la base de datos Objetivo: Transmitir a los alumnos los conceptos teóricos de Álgebra Relacional que sustentan las sentencias de Manipulación de Datos (DML) que contiene el lenguaje SQL. Permitiendo que adquieran habilidades en el uso de dichas sentencias, con un nivel elevado de complejidad, y que también comprendan las características generales de los procedimientos almacenados y los triggers, reconociendo los beneficios de su uitilización. Lenguajes de consulta. Algebrar relacional y cálculo relacional de tuplas y de dominios. Operaciones unarias. SELECCIÓN, PROYECCIÓN y RENOMBRAMIENTO. Operaciones de binarias. REUNION, UNION Y DIFERECIA. Operaciones Relacionales adicionales. FUNCIONES, REUNION EXTERNA. El lenguaje SQL de manipulación de datos (DML). Estructura de consultas simples. Ordenamiento de resultados. Cláusula Order by. Funciones de agregado. Agrupación de resultados. Cláusula Group by. Consultas multitablas.

6 Subconsultas. Triggers y procedimientos almacenados. Unidad Temática 6: Implantación de la Base de Datos Objetivo: Transmitir a los alumnos los conceptos generales sobre los parámetros del hardware que se vinculan con el diseño físico e implantación de una base de datos y sobre las características de los distintos tipos de organizaciones de archivos y métodos de acceso que se instrumentan en el nivel físico de una base de datos. - Jerarquías de memoria y dispositivos de almacenamiento. - Análisis de las características técnicas de los dispositivos utilizados con más frecuencia. - Acceso paralelo al disco mediante el uso de tecnología RAID. Mejoras en el funcionamiento y en la fiabilidad. Niveles de RAID. - Almacenamiento: organizaciones de archivos y métodos de acceso. Organizaciones de archivo puras: Archivos secuenciales, secuenciales indexados, indexados y directos. - Vinculación entre las tecnologías de soporte de datos y las organizaciones de archivo. - Indexación y cálculo de dirección. Características, beneficios y costos de ambas técnicas. - Índices de nivel único o multinivel, ordenados y asociativos, densos y escasos. Archivos indexados de árbol B y B+. Unidad Temática 7: Acceso, procesamiento y Optimización de consultas Objetivo: Que el alumno identifique las etapas y los métodos de acceso y procesamiento de consultas cuando existe un SGBD y comprenda las particularidades de las técnicas de optimización que se usan. - Conectividad y acceso a la base de datos. - Transformación y traducción. - Plan de ejecución. - Equivalencia de expresiones. - Primitivas de las operaciones. Selección. Reunión. Ordenación. - El optimizador y la evaluación de planes de ejecución. - El catálogo de estadísticas. - Estimación del costo de procesamiento de consultas. - Materialización y encauzamiento. - Optimizador basado en costos y basado en heurística. Unidad Temática 8: Procesamiento de transacciones Objetivo: Que el alumno comprenda la importancia del manejo de las transacciones, sus funciones y propiedades para asegurar la consistencia e de identificar las causas habituales de las fallas que se producen en las bases de datos, además de los distintos mecanismos de recuperación existentes.

7 - Introducción al procesamiento de transacciones. - Concepto de transacción y propiedades ACID. - Efectos no deseados que pueden producirse en el procesamiento de transacciones. Clasificación de los fallos. - Implementación de atomicidad. - El log de transacciones o registro histórico. - Proceso de recuperación de transacciones. Técnicas: Recuperación con registro histórico de actualización diferida y avanzada. Paginación en la sombra. - Implementación del manejo de transacciones en los DBMS y mediante SQL. Unidad Temática 9: Control de concurrencia Objetivo: Que el alumno identifique las situaciones anómalas que puede producir una deficiente definición de la concurrencia de transacciones y conozca los métodos que deben usarse para su control. - Análisis de situaciones anómalas en la concurrencia: actualización perdida, lectura sucia, lectura no repetible, datos fantasmas. - Transacciones secuenciales y sencuencializables. - Secuencialidad en cuanto a conflictos y en cuanto a vistas. - Implementación de aislamiento. Niveles de Aislamiento. - Tipos de bloqueos y compatibilidades. - Protocolos de dos fases, dos fases estricto y riguroso. - Protocolos de bloqueo basados en marcas temporales. - Protocolos de bloqueo basados en validación. - Protocolos multiversión. - Granularidad de los elementos de datos y bloqueo con granularidad múltiple. Bloqueos de intención. - Bloqueos para control de concurrencia con índices. - Interbloqueo. Algoritmos de detección y solución. - Implementación del manejo de concurrencia en los DBMS y mediante SQL. Unidad Temática 10: Operación y Administración de Datos Objetivo: Que el alumno comprenda aquellos aspectos de nivel lógico y físico que deben considerarse para la administración de una base de datos a partir del momento que se pone en producción. - La base de datos en producción.. - Mantenimiento de una Base de Datos. Evolución y adaptación a los cambios. - El Administrador de la Base de Datos. Perfil y Funciones. - Gestión del espacio y de los accesos - Administración del rendimiento: Identificación de cuellos de botella. Nivel de hardware, de parámetros del DBMS, del esquema y las transacciones. - Seguridad y confiabilidad.

8 Unidad Temática 11: Protección de datos Objetivo: Que el alumno comprenda cómo deben asegurase los datos de la base de datos para garantizar la confidencialidad de la información y la responsabilidad legal y moral que le corresponde por su administración. Niveles de acceso a las bases de datos. Control de acceso. Identificación y definición de perfiles. Tipos de acceso. Autorización, vistas y procedimientos almacenados. Criptografía. Cifrado de datos almacenados y en la conexión. Derecho a la intimidad. Protección de datos personales. Habeas Data. Legislación en la Argentina. Derechos de los usuarios, titulares y poseedores de Bases de Datos. - Implementación del manejo de permisos en los DBMS y mediante SQL (GRANT Y REVOKE). Unidad Temática 12: Modalidades de distribución de datos Objetivo: Que el alumno comprenda el concepto de base de datos distribuidas, y otras modalidades de distribución de datos, así como los beneficios de su implementación, definiendo las ventajas y limitaciones de los métodos de fragmentación y réplica. Además. que comprenda el impacto de las distintas formas y tecnologías de procesamiento y almacenamiento distribuido. - Bases de datos centralizadas, descentralizadas y distribuidas. - Las localidades o nodos. - La fragmentación y la replicación. - Beneficios y costos de las bases de datos distribuidas. - Distribución en línea u ocasionalmente conectadas. - Los dispositivos móviles con almacenamiento y las bases de datos distribuidas. - La Web y las Bases de datos. XML y los Webservices. Almacenamiento del XML. - Recuperación ante fallos (protocolo de compromiso en dos y tres fases). - Control de concurrencia y gestión de interbloqueos para bases de datos distribuidas. Unidad Temática 13: Bases de datos para la toma de decisiones Objetivo: Que los alumnos comprendan las características que pueden tener las bases de datos destinadas a la toma de decisiones tácticas y estratégicas, y su relación con procesos, métodos y tecnologías específicas que se usan para su carga y explotación; adquiriendo los conocimientos y habilidades necesarios para su diseño. - El almacén de datos (Data Warehouse). Características y problemas que soluciona. - Diferencias entre OLTP y OLAP. - El proceso de ETL (Extracción, Transformación y Carga). - Tecnologías que se aplican.

9 - Conceptos relacionados a los almacenes de datos: Datamarts, Metadatos. - La inteligencia de negocios (Business Intelligence) y las herramientas ROLAP, MOLAP y HOLAP, los tableros de comando. - El modelo estrella y copo de nieve. Su relación con la normalización. - Minería de datos (Datamining). Unidad Temática 14: Sistemas de Administración de Bases de Datos (DBMS) actuales. Objetivo: Que los alumnos comprendan las principales características y diferencias que existen entre los DBMS actuales, y los principales puntos a considerar para su elección. - Descripción y comparación de los principales DBMS existentes en la actualidad. - Como implementan los DBMS actuales los temas estudiados en la materia, como, su organización de archivos, seguridad, optimización de consultas, recuperación ante fallos, control de concurrencia, distribución de datos, Inteligencia de negocios, XML, etc. - Tendencias en DBMS. - Puntos a evaluar en la selección de un DBMS.

10 C. BIBLIOGRAFÍA C.1. BIBLIOGRAFÍA OBLIGATORIA Silberschatz, Abraham. Korth, Henry F. Sudarshan. S. Fundamentos de Bases de Datos. 5ta. Edición. Editorial Mc Graw Hill Año 2006 Elmasri, Ramez A., Navathe, Shamkant B. Fundamentos de Sistemas de Base de Datos. 3ra. Edición. Editorial Pearson Education. Año Langefors, Borje y Samuelson, Kjell. Información y datos en los sistemas. Editorial El Ateneo. Connolly, Thomas M., Begg, Carolyn E. Sistemas de Bases de Datos Un enfoque practico para diseño, implementación y gestión. 4ta. Edición. Editorial Pearson Education. Año Chinkes, E. Rodríguez Sebedio, M. P. Modelado de Sistemas de Información. Ediciones Economizarte. Año Bocalandro, N. Morteo, F. Un enfoque práctico de SQL. Ediciones Cooperativas. Año C.2. BIBLIOGRAFÍA AMPLIATORIA Date, C. J. Sistemas de Bases de Datos. 7ma. Edición. Editorial Pearson Education. Año Wiederhold, Gio. Disenio de Bases de Datos. Editorial Mc Graw Hill. Año 1992 Ullman, Jeffey D. Widom, Jennifer. Introducción a los sistemas de Bases de Datos. Editorial Prentice Hall Pearson. Año Dietrich, Suzanne W. Urban, Susan D. An advanced course in Database Systems. Editorial Pearson Prentice Hall. Año Batini, Carlo Ceri, Stefano Navathe, Shamkant B. Diseño Conceptual de Bases de Datos. Un enfoque de Entidades-Interrelaciones. Editorial Addison Wesley / Diaz de Santos. Año Dyché, Jill. E-data. Editorial Pretince Hall. Año Jonson, James L.. Bases de datos, modelos, lenguajes, diseño. Editorial Oxford. Año Hernández Orallo, José Ramírez Quintana, Maria Jose Ferri Ramírez, César. Introducción a la minería de datos. Editorial Pearson Education. Año 2004

11 D. METODOS DE CONDUCCIÓN DEL APRENDIZAJE D.1. Desarrollo de la asignatura Inicialmente, se introduce al alumno en una visión general de los sistemas de datos, para que comprenda su importancia, en particular de las bases de datos, y de su relación con los sistemas de información, con la organización y con su contexto. Luego se abordan distintos temas relacionados con el desarrollo e implantación, abordándolo desde la perspectiva conceptual, más relacionada con las necesidades de información, hacia la física, asociada con los conceptos y técnicas de diseño lógico y físico. En la segunda parte de la asignatura se estudian distintos temas relacionados con conceptos y técnicas relativas a una base de datos que está operativa. Así mismo se analizan arquitecturas alternativas y temas avanzados, que en algunos casos profundizan los conceptos vistos en la primera parte. D.2. Dinámica del dictado de las clases Para favorecer este desarrollo de la asignatura se adoptan para el dictado los siguientes criterios: El primer día de clase se le entregará al alumno el cronograma de clases completo y la bibliografía aconsejada al alumno para ser leída antes de concurrir a cada clase. Así mismo figurarán las actividades pedagógicas que deberán realizarse. Durante todo el cursado se complementan clases teóricas y prácticas, así como también actividades pedagógicas que deberán desarrollar los alumnos, que incluyen la realización de trabajos a presentar. Se le solicita a los alumnos que se agrupen en equipos de trabajo de no menos de dos (2) y como máximo de no mas de cinco (5) personas, para elaborar un trabajo de campo, monografía, etc. a ser presentado y evaluado durante el último mes del cuatrimestre. Se designará un ayudante como tutor del grupo, que lo irá guiando durante todo período de cursada. Para distintos temas que necesitan prácticas en computadora, como SQL, se desarrollarán las clases en el Gabinete Académico de Computación. E. METODOS DE EVALUACIÓN E.1. Normas de Evaluación El criterio es que la evaluación del alumno sea permanente. Se tomarán de dos a tres exámenes parciales teóricos y prácticos, cuyas fechas deberán ser comunicadas a los alumnos el primer día de clases. También se evaluarán las prácticas y los trabajos de campo, monografías o cualquier otro tipo de actividad pedagógica que se realice con los alumnos.

12 Los alumnos que no hubieren alcanzado el nivel requerido en un examen parcial deberán rendir un examen recuperatorio. Los exámenes parciales y sus recuperatorios pueden ser orales o escritos. E.2. Régimen de Aprobación de la materia Para la aprobación de la materia deberán tener todos los parciales aprobados, teniendo la posibilidad de recuperar sólo uno de cada tipo en la fecha indicada en el cronograma. La calificación obtenida en el recuperatorio reemplazará a la obtenida previamente en el examen parcial que se está recuperando. Además, los alumnos deberán aprobar los trabajos prácticos, trabajos de campo, monografías o cualquier otra actividad pedagógica para la aprobación de la materia. Se colocará una nota adicional, en función del concepto que le merezca el alumno a la cátedra. La ponderación de las notas de los parciales, recuperatorios, trabajos (u otras actividades) y la nota conceptual, constituirán la nota final. En caso que el alumno apruebe, pero no obtenga la promoción directa con 7 puntos o más, de acuerdo a los resoluciones vigentes, el alumno deberá aprobar un examen final teórico-práctico. E.3. Requisitos para alumnos libres Los exámenes para los alumnos libres comprenderán dos exigencias: Interrogatorio sobre aspectos teóricos de la materia. Realización de una prueba escrita con problemas y ejercicios. La aprobación de cada uno de ellos es condición para pasar a la exigencia siguiente.