Ciclo Académico 2008 I SILABO UNIVERSIDAD RICARDO PALMA FACULTAD DE INGENIERIA EAP INGENIERIA INFORMATICA. Nombre del curso : BASE DE DATOS I

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1 UNIVERSIDAD RICARDO PALMA FACULTAD DE INGENIERIA EAP INGENIERIA INFORMATICA Ciclo Académico 2008 I SILABO Nombre del curso : BASE DE DATOS I Código del curso : IF 0506 Número de créditos : Naturaleza : Especialidad Semestre : Quinto Horas semanales : Teoría: 2, Laboratorio: 3 Pre-requisito : IF0405 Estructura de Datos y Algorítmica I. SUMILLA: Conceptos básicos: objetivos, abstracción de datos, sistema de base de datos y la evolución, sus componentes. Sistema de Base de Datos en las Organizaciones: compartir datos y base de datos, separar la representación lógica y física de los datos, arquitectura de de base de datos. Modelo de Datos y Sistemas Relacionales: modelo de datos relacional, algebra relacional, lenguaje de definición y manipulación de datos. SQL (Structured Query Lenguaje). Estructuras Internas de la Base de Datos: almacenamiento y organización de datos, estructuras de índices. Estudio de la funcionalidad de un SGBD: catalogo del sistema, procesamiento de consultas, técnicas de recuperación (recovery), técnicas de control de concurrencia, procesamiento de transacciones, técnicas de optimización de consultas; seguridad y privilegios de acceso a bases de datos. Modelo de Datos Avanzados y Nuevas Tendencias en el diseño de base de datos. La aplicación de los conocimientos aprendidos, se logrará con la asignación de un trabajo para la definición, diseño e implementación de una base de datos real con talleres de laboratorio basados en el uso de una herramienta de modelación de datos y los SGBD de mayor demanda y prestigio en el mercado como son: SQL/Server y ORACLE Server. II. OBJETIVOS: Tiene por finalidad que el estudiante analice y diseñe bases de datos que cumplan a cabalidad los requerimientos de información de las áreas del negocio en estudio con un enfoque corporativo y que aseguren además una eficiente implementación de los Sistemas de Información, a través del uso de 02 de los Sistemas de Gestión de Bases de Datos (SGBD) vigentes. En síntesis: Capacitar y formar a los estudiantes en los conceptos fundamentales de la Tecnología de Base de Datos, promoviendo la aplicación acertada de métodos y técnicas modernas para el diseño e implementación de Base de Datos que satisfagan con eficiencia los requerimientos de las empresas u organizaciones. Se adiestrará en clases Teorico- Practicas y Laboratorio en el conocimiento y uso de los sistemas de gestión de bases de datos (SGBD) de mayor aceptación en el mercado (Oracle y SQL/Server), proporcionando una base sólida al futuro profesional. Al final se enfatizará propuestas futuras relacionadas al avance tecnológico en aspectos de modelamiento y diseño en esta área. 1

2 Unidades Temáticas: El contenido del curso se divide en 06 unidades temáticas que se desarrollarán en los 02 tipos de clases: Teórico-Practica y Laboratorio. Parte Teórico - Práctica: Se repasan inicialmente problemas de enfoque y diseño de base de datos, para luego presentar las bases formales de los sistemas de gestión de base de datos (SGBD) y su tecnología asociada a ella. Se abordará con sentido práctico el modelo relacional incluyendo propiedades, normalización, reglas de integridad y algebra relacional. La Definición y Manipulación de base de datos (DDL y DML con SQL). Se abordará las Estructuras de almacenamiento de base de datos (archivos e índices). El procesamiento transaccional de base de datos relacionales que incluye: técnicas de recuperación, control de concurrencia, optimización de querys y seguridad en el acceso. Plataforma de bases de datos (cliente/servidor, aplicación Web, sistemas distribuidos, interoperabiidad); finalizando con tendencias en el diseño y gestión de base de datos. Laboratorio: Está orientado al adiestramiento práctico en el diseño de base de datos, mediante el uso de una herramienta de modelación de datos (Rational Rose) y de los manejadores de base de datos (SGBDR): SQL/Server y Oracle Server, en un laboratorio equipado para tal fin; el contenido mínimo analítico se describe en el punto III-b. Será fundamental el uso de la herramienta de modelación para el diseño, generación y mantenimiento de los esquemas de base de datos, dejándose bajo consideración el uso de un lenguaje de programación (.NET o Java) para probar el procesamiento transaccional con SQL inmerso, es de vital interés la explotación de querys avanzados y el manejo especial de integridad (incluyendo store procedure y trigger respectivamente). El reconocimiento y uso práctico de ambos SGBD mencionados de amplia aceptación en el mercado, permitirán establecer diferencias a nivel entorno y plataforma. Proyecto de Base de Datos a implementar en Laboratorio: Será obligatorio el desarrollo de un Proyecto que implique el modelamiento, diseño, implementación, y explotación de una base de datos relacional real bajo un enfoque corporativo en una Institución o empresa, a fin de afianzar los conceptos, reconocer el enfoque y las técnicas a emplear en forma practica, comprendiendo la importancia de los SGBD y BD para el éxito de los Sistemas de Información de Negocio. III. Contenido Analítico por Unidad Temática y Semanas: A). PARTE TEÓRICO-PRACTICA: ( 28 HORAS ) Unidad Temática 01 Conceptos e Introducción al Diseño de Base de Datos y a los SGBD 1ra. y 2da. Semana: Conceptos e importancia de la Tecnología de Base de Datos y del Diseño de Base de Datos (4 horas) Importancia del recurso dato en los negocios, necesidad de una metodología soportada por herramientas para el diseño de Base de Datos: Introducción al Modelamiento de Datos (E/R y Objetos). Objetivos a lograr con una base de datos. Sistemas orientados a procesos vs. Sistemas orientados a los datos. Problemas comunes de diseño de BD en los Negocios y estrategia para una solución integral. Razones para cambiar un sistema orientado a archivos a un sistema apoyado con base de datos, tipos de bases de datos, evolución y futuro. Desarrollo de casos. Diseño de Administración de Base de Datos 2da. Ed.Gary. W. Hansen cap. 1 y 2. Fundamentos y Modelos de Bases de Datos, 2da. Ed. Adoración de Miguel, Mario Piattini. Edit. Alfaomega & rama 3ra. Semana: Sistema de Gestión de Base de Datos: Independencia de datos, arquitectura, funciones y componentes de un SGBD (2 horas) Conceptos de SGBD y su importancia en la organización, Independencia de Datos, Tipos de Usuarios, Arquitectura de tres niveles ANSI SPARC; funciones de un SGBD, Lenguajes: 2

3 DDL y DML, funciones del DBA, el Diccionario de Datos; Componentes internas de un Manejador de Base de Datos; Utilitarios y facilidades de los SGBDR en el mercado actual. Diseño de Administración de Base de Datos 2da. Ed.Gary. W. Hansen Cap. 1 y 2. Introducción a los Sistemas de Base de Datos, 5ta. Ed., C.J. Date, Cap. l, 2, 3 Sistemas de Base de Datos, Elmasri/Navathe, 2da. Ed., Cap. 1, 2, 3 Unidad Temática 02 Modelo Relacional y Normalización de Datos 4ta. Semana: Sistema Relacional (2 horas) Conceptos fundamentales del modelo relacional, Propiedades, Tipos de relaciones (tablas base, vistas, snapchot, tablas temporales, tablas de códigos. Arquitectura de un SGBDR, el manejador Relacional/Objeto, Reglas de integridad: De Entidad, de Referencia (claves foráneas), de Dominio, rutas referenciales, consideraciones para alterar esquemas, reglas de integridad manejada por Aplicaciones vs SGBDR. Introducción a los Sistemas de Base de Datos, 5ta. Ed., C.J. Date, Cap. 1, 12, l3. Sistemas de Base de Datos, 2da. Ed., Elmasri/Navathe, Cap. 6. Fundamentos de Base de Datos 2da Ed. Cap. 3. 5ta. Semana: Normalización de Datos (2horas) Importancia de la normalización en el proceso de diseño de Base de Datos Relacional. Dependencia Funcional entre los datos. Las Formas Normales: Definición, aplicación y ejemplos, 1FN, 2FN, 3FN y FNBC. Dependencia Multivalorada, 4FN y 5FN. Desarrollo de Casos. Unidad Temática 03 Algebra Relacional, el Catálogo del SGBDR y Lenguaje de Base de Datos SQL 6ta. Semana: Algebra Relacional (2 horas) Algebra Relacional: Clasificación de las Operaciones del algebra relacional (primitivas y derivadas). Definición de cada tipo de operación, consideraciones y ejemplos, Tipos de Join, ejercicios de consultas en Algebra Relacional. Notaciones utilizadas. Introducción a los Sistemas de Base de Datos, 5ta. Ed., C.J. Date, Cap. 11, 12, l3 Sistemas de Base de Datos, 2da. Ed., Elmasri/Navathe, Cap. 6. Fundamentos de Base de Datos 2da Ed. Henry F.Korth Cap. 3, 9. 7ma. Semana: El catálogo del SGBDR y Resumen SQL (DDL y DML) (2 horas) El catálogo del SGBDR: sus funciones, interacción, contenido, actualización, ejemplos en SQL/Server y Oracle. Resumen de Lenguaje SQL (DDL y DML). Consideraciones en operaciones de actualización con querys, Plan de Acceso. Reglas de los sistemas relacionales (Codd). Introducción a los Sistemas de Base de Datos, 5ta. Ed., C. J. Date, Cap. 5, 6, 7, 8. Sistemas de Base de Datos, 2da. Ed., Elmari /Navathe, cap. 7. Diseño y Administración de Base de Datos, Gary Hansen, cap 7. 8va. Semana: Examen Parcial Unidad Temática 04 Estructuras de Almacenamiento y Organización Interna de Base de Datos 9na Semana: Introducción al Almacenamiento y Organización Física de Base de Datos (2 horas) Introducción a los medios de almacenamiento primario y secundario con SGBD, Interacción de componentes involucradas en el almacenamiento y acceso interno a los datos (a partir de un pedido usuario). Estructuras internas: Registros fijos y variables, organización de un bloque de BD, el rid (rowid), filas migradas y encadenadas. Asignación de bloques (paginas) a archivos (asignación de espacio para BD). Sistemas de Base de Datos, Elmasri/Navathe, 2da. Ed., Cap. 4. Fundamentos de Base de Datos, Henry F.Korth 2da Ed. Cap 7. 3

4 Diseño y Administración de Base de Datos, Gary W. Hansen, Cap Semana: Organización de Archivos y Estructura de Índices (2 horas) Organización de archivos físicos: Tipos de archivos y sus características, dispersión interna y externa (hashing), ejemplos y problemas. Tipo de Indices ordenados de un solo nivel, Indices de múltiples niveles, Indices B-tree y dinámicos. Evaluación del uso de índices en operaciones DML, ejemplos. Sistemas de Base de Datos, Elmasri/Navathe, 2da. Ed., Cap. 5. Base de Datos: Modelos, lenguajes y diseños, James L. Johnson, Parte II, Cap 14,15,16 Fundamentos de Base de Datos, Henry F.Korth, 2da Ed. Cap 8. Unidad Temática 05 Procesamiento Transaccional, Recuperación, Control de Concurrencia, Optimización y Asignación de Derechos de Acceso 11va. Semana: Procesamiento Transaccional, Técnicas de Recuperación (2 horas) Concepto de transacciones, procesamiento de transacciones, ejemplos. Commit, rollback, checkpoint, Log (bitacora), protocolo de escritura adelantada y diferida. recuperación en caso de fallas, fuentes de fallo, métodos y planes de recuperación. Introducción a los Sistemas de Base de Datos 5ta. Ed. C.J. Date, Cap. l6. Sistemas de Base de Datos, 2da. Ed., Elmasri/Navathe, Cap.17, l8, l9. Fundamentos de Base de Datos, Henry F.Korth 2da Ed. Cap 10,11. 12va. Semana: Técnicas de Control de concurrencia (2 horas) Control de concurrencia. Problemas por falta de control, Técnicas de bloqueo para control de concurrencia, seriabilidad, bloqueo de 2 fases, granularidad de los bloqueos. Otras técnicas de control de concurrencia (lecturas): Marcas de Tiempo y Multiversión. Introducción a los Sistemas de Base de Datos, 5ta. Ed. C.J. Date, Cap. 11, 12, l3. Sistemas de Base de Datos, 2da. Ed., Elmasri/Navathe, Cap.18,19. Fundamentos de Base de Datos, Henry F.Korth 2da Ed. Cap 11, ava Semana: Optimización de Consultas y Asignación de Derechos de Acceso a base de datos (2 horas) Necesidad de técnicas de optimización de consultas en BD relacional; Optimización por reglas heurística: método y reglas utilizadas, ejemplos, optimización por costos, ejemplos. Seguridad para el acceso a Base de Datos: Roles y privilegios autorizados. Introducción a los Sistemas de Base de Datos, 5ta. Ed., C.J. Date, Cap. l8, 19. Diseño y Administración de Base de Datos Gary W. Hansen 2da.Ed. Cap 12. Fundamentos y Modelos de Base de Datos, De Miguel y Piattini, Cap 6 (4.3.) Unidad Temática 06 Introducción a las plataformas y arquitecturas de Base de Datos, y Tendencias en el diseño y gestión de los datos 14va Semana. Plataformas y Arquitecturas de Base de Datos (2horas). Tipos de Arquitecturas de Base de Datos. Plataforma de BD Cliente/Servidor: Propiedades deseables, Arquitectura de 02 capas y 03 capas. Arquitectura de BD Distribuida: procesamiento distribuido, funciones, arquitectura de un SGBD Distribuido, diseño de BD Distribuida. Arquitectura para Tecnología WEB: características, ventajas e inconvenientes. Silberschatz et al. (2006), Cap. 20 Date (2004), Cap. 02 y 21 Arquitecturas de Sistemas de Base de Datos, Gonzáles Oscar y Ruiz Francisco, Articulo 15va. Semana: Consideraciones especiales de Diseño de BD. Tendencias y tópicos avanzados para el diseño y la gestión de bases de datos (2 horas). Nuevas propuestas metodológicas y consideraciones modernas y especiales para el diseño y evaluación de Base de Datos. 4

5 Breve introducción a los SGBD Orientados a Objetos: Situación actual y proyecciones, componentes, propiedades básicas, comparación con los SGBDR, ejemplo. Introducción a los Sistemas de Base y e Datos, 5ta. Ed., C. J. Date, 23, 25. Sistemas de Bases de Datos, 2da. Ed., Elmasri/Navathe, Cap., 22. Bases de Datos: Modelos, lenguajes diseños, James, L. Johnson, Cap. 7, 8. Diseño y Administración de Bases de Datos, Gary Hansen, Parte 5, Cap 12, Cap va. Semana: Examen Final. 17va. Semana: Examen Sustitutorio B). PARTE: LABORATORIO TALLERES Resumen del Contenido Analítico Modelamiento y Diseño de BD usando: Rational Rose Data Modeler, notación estándar: UML Modelamiento Conceptual y Diseño lógico de base de datos basado en UML, establecer analogía con ME/R. Definición de clases persistentes, identidad de objetos, atributos y demás componentes de interés. Desarrollo de casos y ejercicios. Identificar problemas de enfoque en los diseños entregados. Mapa de dependencias funcionales y Normalización de datos: ejemplos y ejercicios aplicando 1FN, 2FN y 3FN. Evaluación de los diseños normalizados entregados. Definición y mantenimiento de Esquemas de base de datos con el Modelador de Datos y RDBMS de destino: ejemplos, ejercicios de Ing. Directa y Reversa, sincronización. SQL/Server: Reconocimiento del ambiente servidor y de las interfaces usuarias. Structured Query Language, sentencias DDL: creación de bases de datos, creación de los diferentes objetos de base de datos de interés y reglas de integridad. Ejercicios, generación de BD desde la herramienta de modelación. Sentencias DML: actualización y consultas, optimización. Triggers, Procedimientos Almacenados. Ejemplos y ejercicios. Procesamiento transaccional OLTP con el RDBMS: SQL embebido, excepciones. Administración de seguridad: Perfiles, asignación de privilegios, roles, pistas de auditoria. Consideraciones para planeamiento e instalación del software de Adm. de Base de Datos, instancias y bases de datos, administración de espacios, afinamiento de base de datos. ORACLE DB: Reconocimiento del ambiente servidor y de las interfaces usuarias. Introducción al diseño y manejo de Base de Datos con ORACLE SQL / Plus: Sentencias DDL: creación de bases de datos, de objetos de base de datos (vistas, índices) y reglas de integridad. Sentencias DML: actualización y consultas, optimización de querys. PL/SQL: Construcción y ejecución de script, procedimientos almacenados. Administración de seguridad: Autorización a usuarios, asignación de privilegios, roles, pistas de auditoria. Necesidad del uso de Sinónimos. Consideraciones para la instalación de Oracle-Server y definición de instancias. Consideraciones para diseño y afinamiento físico de base de datos. Tareas del Administrador de Base de Datos: Procedimientos y estándares para la administración de Base de Datos en las Empresas. Asesoría y control de los Proyectos de diseño e implementación física de Base de Datos asignados, exposiciones y demostraciones. IV. EVALUACION En caso de Ciclo de Verano, el sistema de evaluación cambiará y será coherente al ya establecido para este tipo de ciclo. Se incluirá la nota de Laboratorio en el promedio final. Los criterios y formula usada será informada por el Profesor. 5

6 En Ciclos Normales (no ciclo de verano), la evaluación será como se indica a continuación: Concepto Porcentaje Descripción Examen Parcial (EP) 30 % 80 % Examen Parcial (escrito) 20 % Pruebas relámpagos y practicas Examen Final (EF) 40% 80 % Examen Final (escrito) 20 % Pruebas relámpagos y prácticas Laboratorio y Practicas (LAB) 30 % Practicas Calificadas y trabajos de BD Fórmula = ( 3* EP + 4*EF + 3*LAB ) / 10 V. BIBLIOGRAFIAS: 1. Elmasri/Navathe, Sistemas de Bases de Datos, 2da. Ed Ed. Addison- Wesley 2. Gary W. Hansen, Diseño y Administración de Base de Datos, 2da Ed. 1997, Ed. Prentice Hall. 3. C.J. Date, Introducción a los Sistemas de Base de Datos, 5ta. Ed. 1993, 2004, Ed. Addison- Wesley 4. Adoración de Miguel y Mario Plattini, Fundamentos y Modelos de Bases de Datos, 2da. Ed. Edit. Alfaomega & rama. 5. James, L. Jonson, Bases de Datos: Modelos, lenguajes diseño, Oxford University, Henry F.Korth. 1994, Fundamentos de Bases de Datos, 2da. Ed.. Ed. McGraw-Hill 7. Sistemas de Base de Datos orientadas a Objetos, conceptos y arquitecturas, Elisa Bertino, Lorenzo Martino, 1995, Ed. Addison-Wesley / Diaz de Santos. 8. Data Warehousing, (Integración de información para la toma de decisiones) Harjinder S. Gilly Prakash C. Rao, 1996, Ed. Prentice Hall H. 9. Gonzáles Oscar y Ruiz Francisco, Arquitecturas de Sistemas de Base de Datos,, Articulo, 2000, Universidad de Castilla La Mancha, 64 pgs. 10. Hernández Orallo José, La disciplina de los Sistemas de Base de Datos, Historia, Situación y Perspectivas, Articulo ACM, 2002, Universidad Politécnica de Valencias, 35 pgs. 11. Manuales de Administración de Base de Datos y SQL de los SGBDR: Oracle y SQL/Server. Web direcciones y portales: Bibliotecas Virtuales de Investigación: ACM y ProQuest 6