BASES DE DATOS. Grado en. Ingeniería en Electrónica de Comunicaciones Ingeniería en Telemática Ingeniería en Sistemas de Telecomunicación

Transcripción

1 BASES DE DATOS Grado en Ingeniería en Electrónica de Comunicaciones Ingeniería en Telemática Ingeniería en Sistemas de Telecomunicación Universidad de Alcalá Curso Académico 2015/2016 Optativa

2 GUÍA DOCENTE Nombre de la asignatura: Bases de Datos Código: Titulación en la que se imparte: Departamento y Área de Conocimiento: GIEC/GIT/GIST Carácter: Optativa Créditos ECTS: 6 Curso: Profesorado: Ciencias de la Computación Idioma en el que se imparte: Español 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: CM1 Plasmar una parte del mundo real en un modelo conceptual según un problema concreto. CM2 Conocer las diferencias sintácticas y teóricas de los modelos de bases de datos CM3 Saber aplicar las posibilidades de gestión y recuperación de información de una BD a la creación de sistemas de información, con lenguajes como SQL. CM4 Saber usar sistemas de gestión de bases de datos, incluyendo el control de acceso, la seguridad y permisos a usuarios. CM5 Saber aplicar y usar una implementación física de base de datos en un entorno de programación. CM6 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. CM7 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. CM8 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. CM9 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. CM10 Conocer los conceptos de almacenes de datos organizativos y su uso para aplicaciones de toma de decisiones. CM11 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. CM12 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: CG1 Capacidad de análisis y síntesis. CG2 Comunicación oral y escrita. CG3 Capacidad de gestión de la información. CG4 Resolución de problemas. CG5 Toma de decisiones. CG6 Trabajo en equipo. CG7 Razonamiento crítico. CG8 Motivación por la calidad y la mejora continua. CG9 Deontología. Resultados del Aprendizaje: Al terminar con éxito esta asignatura, los estudiantes serán capaces de: 4

5 RA1 Conocer los conceptos de organización estructurada de la información y recuperación. RA2 Conocer los tipos de lenguajes y operaciones que se pueden realizar a la hora de utilizar una base de datos. RA3 Conocer los medios de acceder a una base de datos a través de programas externos. RA4 Enumerar las funciones y arquitecturas de una base de datos. RA5 Instalar un SGBD básico y ponerlo en funcionamiento RA6 Diseñar una BD e implementarla en un SGBD objetivo. RA7 Insertar, borrar y actualizar datos de una BD. RA8 Consultar y recuperar información de una BD. RA9 Plasmar una parte del mundo real en un modelo conceptual según un problema concreto. RA10 Diseñar una base de datos implementable en un SGBD compatible, para la realización de consultas SQL. RA11 Crear y ejecutar sentencias SQL contra la bases de datos para la recuperación de información con tratamiento integrado en la consulta. RA12 Manejar con soltura el álgebra y cálculo relacional dentro de un modelo lógico traducido de un modelo conceptual previo. RA13 Mostrar un uso responsable de los datos. RA14 Mostrar interés en la adquisición de conocimientos. RA15 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 PEFL: 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 13ª U4: Ejercicios U4: Normalización U4: Características Avanzadas: Secuencias, Checks, Procedimientos Almacenados 8

9 14ª PECT3: U4 U4: Características Avanzadas: Disparadores, Transacciones, Conceptos de Administración (usuarios, permisos, roles, tablas de sistema) Entrega de PECL3 (14/5/2012) Entrega de PEFL (Día del Examen Oficial) Acrónimos: PECT#: Prueba de evaluación continua de Teoría número # PECL#: Prueba de evaluación continua de Laboratorio número # PEFL: Prueba de evaluación 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, 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. 10

11 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 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. 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. Procedimientos de Evaluación 1. Convocatoria Ordinaria: La evaluación en la convocatoria ordinaria debe estar inspirada en los criterios de Evaluación Continua, atendiendo siempre a la adquisición de las competencias especificadas en la asignatura. La Evaluación Continua consistirá en la realización y superación de exámenes y prácticas de laboratorio que se realizará a lo largo del cuatrimestre. El alumno deberá obligatoriamente entregar las 11

12 actividades de aprendizaje propuestas y presentarse a las evaluaciones en las fechas propuestas, para poder aprobar la Evaluación Continua. 2. Evaluación Final: aquellos alumnos que presenten solicitud por escrito a la Dirección de la Escuela y tengan una causa justificada, podrán ser evaluados mediante Evaluación Final, siempre y cuando la Dirección de la Escuela se lo conceda. Para ello tienen un plazo de dos semanas desde que se comienzan las clases de la asignatura. La Evaluación Final constará de una prueba escrita teórica y una parte práctica cuyo conjunto constituirá el 100% de la nota de la asignatura. Será obligatorio presentarse a ambas pruebas. 3. Convocatoria Extraordinaria: los alumnos que no hayan superado la convocatoria ordinaria realizarán una prueba teórica y otra prueba práctica propuesta para esta convocatoria. Ambas pruebas constituirán el 100% de la nota de la asignatura. Será obligatorio presentarse a ambas pruebas. Criterios de Evaluación Los criterios de evaluación deben atender al grado de adquisición de las competencias por parte del estudiante, teniendo en cuenta para ello los siguientes: CE1: Utilizar terminología especifica. CE2: Capacidad para gestionar problemas en entornos determinados. CE3: Responsabilidad en la realización de las tareas. CE4: Desarrollo de actitudes para el trabajo colaborativo. CE5: Capacidad para diseñar e implementar una base de datos, así como para extraer información. CE6: Adaptación a los cambios de requisitos en el diseño, implementación y proceso de consulta al SGBD. Instrumentos de Calificación En esta sección se indican los instrumentos de evaluación que serán aplicados a cada uno de los criterios de Evaluación: 1. Pruebas de Evaluación Continua de Teoría (PECT), consistentes en la resolución de problemas prácticos y cuestiones teóricas de cada una de las unidades de la asignatura (1-4). 2. Pruebas de Evaluación Continua de Laboratorio (PECL) donde el alumno tendrá que resolver con el ordenador un problema real planteado, entregando una serie de informes sobre cada una de las fases de la implementación y resolución del problema. 3. Prueba de Evaluación Final de Teoría (PEFT), que consistirá en la resolución de cuestiones teóricas y problemas prácticos de cada una de las unidades de la asignatura para los alumnos que se presenten en la Convocatoria Ordinaria Final o Extraordinaria. 4. Prueba de Evaluación Final de Laboratorio (PEFL), que consistirá en la implementación y solución de un problema real en el ordenador entregando toda la documentación necesaria para mostrar su implementación y solución. Lo deberán de entregar los alumnos que se presenten a la Convocatoria Ordinaria Final o Extraordinaria. 12

13 Criterios de Calificación En esta sección se cuantifica los criterios de evaluación para la superación de la asignatura. Convocatoria Ordinaria: Evaluación Continua En la convocatoria ordinaria con Evaluación Continua la relación entre los criterios y calificación es la siguiente Competencia Resultado Aprendizaje Criterio de Evaluación Instrumento de Evaluación Peso en la calificación CM1,CM2,CM6, CM1,CM2,CM6, CM2,CM3,CM4, CM6 CM2,CM3,CM4, CM6, CM4,CM5,CM6, CM4,CM5,CM6, RA1,RA4,RA6, RA9,RA10 RA14 RA1,RA6,RA9, RA10,RA14, RA15 RA2,RA5,RA6, RA7,RA8,RA9, RA10,RA11, RA12,RA14 RA2,RA5,RA6, RA7,RA8,RA9, RA10,RA11, RA13-RA15 RA3,RA6,RA9, RA10,RA11, RA14 RA3,RA6,RA9, RA10,RA11, RA13-RA15 CE1-CE6 PECT1 20% CE1-CE6 PECL1 14% CE1-CE6 PECT2 20% CE1-CE6 PECL2 13% CE1-CE6 PECT3 20% CE1-CE6 PECL3 13% 13

14 Como criterio general, aquellos alumnos que en la convocatoria ordinaria no se presenten a la evaluación de todas las pruebas correspondientes, se considerarán No Presentados. Convocatoria Ordinaria: Evaluación Final Competencia CM1-CM6 CM1-CM6 Resultado Aprendizaje RA1-RA12, RA14-RA15 Criterio Evaluación de Instrumento de Evaluación CE1-CE6 PEFT 60% RA1-RA15 CE1-CE6 PEFL 40% Peso en la calificación Convocatoria Extraordinaria Competencia CM1-CM6 CM1-CM6 Resultado Aprendizaje RA1-RA12, RA14-RA15 Criterio Evaluación de Instrumento de Evaluación CE1-CE6 PEFT 60% RA1-RA15 CE1-CE6 PEFL 40% Peso en la calificación 6. BIBLIOGRAFÍA 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) 14