Disseny de Bases de Dades

• Professorat
• Hores setmanals
• Competències
• Objectius
• Continguts
• Activitats
• Metodologia docent
• Mètode d'avaluació
• Bibliografia
• Capacitats prèvies

Professorat

Responsable

• Alberto Abello Gamazo ( )
• Xavier Burgués Illa ( )

Altres

• Vicent Picornell Alandete ( )

Hores setmanals

Competències

Competències Tècniques

Competències tècniques comunes

• CT2 - Utilitzar d'una manera apropiada teories, procediments i eines en el desenvolupament professional de l'enginyeria informàtica en tots els seus àmbits (especificació, disseny, implementació, desplegament -implantació- i avaluació de productes) de manera que es demostri la comprensió dels compromisos adoptats a les decisions de disseny.
  • CT2.2 - Demostrar coneixement i capacitat d'aplicació de les característiques, funcionalitats i estructura de les bases de dades, que permetin fer-ne un ús adequat així com el disseny, l'anàlisi i la implementació d'aplicacions basades en elles.
  • CT2.4 - Demostrar coneixement i capacitat per a aplicar les eines necessàries a l'emmagatzematge, el processament i l'accés als sistemes d'informació, fins i tot els que es basen en la web.
• CT7 - Avaluar i seleccionar plataformes de producció hardware i software per a l'execució d'aplicacions i de serveis informàtics.
  • CT7.2 - Avaluar sistemes hardware/software en funció d'un criteri de qualitat determinat.

Competències Tècniques de cada especialitat

Especialitat enginyeria del software

• CES1 - Desenvolupar, mantenir i avaluar serveis i sistemes software que satisfacin tots els requisits de l'usuari, que es comportin de forma fiable i eficient, que tinguin un desenvolupament i un manteniment assequible i que compleixin normes de qualitat aplicant les teories, els principis, els mètodes i les pràctiques d'Enginyeria del Software.
  • CES1.1 - Desenvolupar, mantenir i avaluar sistemes i serveis software complexos i/o crítics.
  • CES1.2 - Donar solució a problemes d'integració en funció de les estratègies, dels estàndards i de les tecnologies disponibles.
  • CES1.5 - Especificar, dissenyar, implementar i avaluar bases de dades.
  • CES1.6 - Administrar bases de dades (CIS4.3)
• CES3 - Identificar i analitzar problemes; dissenyar, desenvolupar, implementar, verificar i documentar solucions software sobre la base d'un coneixement adient de les teories, dels models i de les tècniques actuals.
  • CES3.2 - Dissenyar i gestionar un magatzem de dades (data warehouse).

Competències Transversals

Actitud adequada davant el treball

• G8 [Avaluable] - Tenir motivació per a la realització professional i per a afrontar nous reptes, tenir una visió àmplia de les possibilitats de la carrera professional en l'àmbit de l'enginyeria en informàtica. Sentir-se motivat per la qualitat i la millora contínua, i actuar amb rigor en el desenvolupament professional. Capacitat d'adaptació als canvis organitzatius o tecnològics. Capacitat de treballar en situacions de carència d'informació i/o amb restriccions temporals i/o de recursos.
  • G8.3 - Estar motivat pel desenvolupament professional, per a afrontar nous reptes i per la millora contínua. Tenir capacitat de treball en situacions de falta d'informació.

Tercera llengua

• G3 [Avaluable] - Conèixer l'idioma anglès amb un nivell adequat de forma oral i escrita, i en consonància amb les necessitats que tindran els graduats i les graduades en Enginyeria Informàtica. Capacitat de treballar en un grup multidisciplinar i en un entorn multilingüe i de comunicar, tant per escrit com de forma oral, coneixements, procediments, resultats i idees relacionats amb la professió d'enginyer tècnic en informàtica.
  • G3.1 - Comprendre i utilitzar eficaçment manuals, especificacions de productes i altra informació de caràcter tècnic escrita en anglès.

Objectius

1. Ser capaç de dissenyar i obtenir informació de bases de dades multidimensionals
   Competències relacionades: CT2.2, CES1.1, CES1.5, CES3.2, CT7.2, CT2.4,
   Subcompetences:
   • Ser capaç de traslladar un esquema UML multidimensional a un esquema relacional star-join.
     
   • Ser capaç d'obtenir la consulta multidimensional corresponent a una taula estadística fent ús de les construccions específiques de SQL-99
2. Ser capaç de implementar un disseny lògic en un disseny físic analitzant i triant el millor mecanisme per recollir les restriccions d'integritat a la BD.
   Competències relacionades: CT2.2, CES1.1, CES1.5, CT7.2,
3. Ser capaç de decidir quines vistes materialitzades cal definir segons les operacions esperades
   Competències relacionades: CT2.2, CES1.1, CES1.5, CT7.2,
4. Ser capaç de decidir els índexos que cal definir en funció de les operacions esperades
   Competències relacionades: CES1.1, CES1.5, CT2.4,
   Subcompetences:
   • Enumerar els tipus d'índexos que es poden definir i el cost de cada operació (inserció, supressió, consulta d'únic, consulta de més d'un) en cada índex
   • Ser capaç reproduir l'execució de cada operació sobre cada índex
5. Ser capaç d'enumerar les opcions existents pel que fa a polítiques, mètodes i moment de l'optimització juntament amb els avantatges, inconvenients i condicions d'aplicació de cadascuna.
   Competències relacionades: CES1.5, CES1.6,
6. Ser capaç d'obtenir el pla d'accés d'una consulta segons uns criteris d'optimització
   Competències relacionades: CT2.2, CES1.1, CES1.6, CT7.2,
   Subcompetences:
   • Ser capaç d'estimar la mida del resultat final i intermitjos d'una consulta i el cost de resoldre cada pas
   • Ser capaç d'optimitzar un arbre sintàctic
7. Ser capaç de reproduir l'execució dels algoritmes que intervenen en un arbre de procés i d'estimar-ne el cost
   Competències relacionades: CT2.2, CES1.1, CES1.5, CES1.6,
8. Ser capaç d'enumerar els paràmetres i opcions principals que afecten la concurrència i de justificar l'efecte que té modificar-ne el valor
   Competències relacionades: CT2.2, CES1.6,
   Subcompetences:
   • Ser capaç de reproduir l'execució concurrent de transaccions en funció del nivell d'aïlament
9. Ser capaç d'enumerar els paràmetres i opcions principals que afecten la recuperació de la base de dades i de justificar l'efecte que té modificar-ne el valor.
   Competències relacionades: CT2.2, CES1.6,
   Subcompetences:
   • Ser capaç de reproduir l'execució d'una operació en el SGBD
10. Ser capaç d'enumerar els subsistemes d'una organització i les informacions que generen i necessiten.
    
    Competències relacionades: CES3.2,
    Subcompetences:
    • Diferenciar entre sistemes operacionals i decisionals.
11. Ser capaç d'enumerar les etapes de desenvolupament d'una base de dades i el resultat de cadascuna
    Competències relacionades: CES1.1, CES1.2, CES1.5, CES3.2,
12. Ser capaç de detectar i corregir defectes en un disseny lògic.
    Competències relacionades: CT2.2, CES1.1, CES1.5, CT7.2,
    Subcompetences:
    • Ser capaç de detectar problemes de satisfactibilitat, vivacitat, redundància i abastabilitat i de reconèixer conteniment de consultes.
      
    • Ser capaç d'establir en quina forma normal es troba l'esquema lògic d'un sistema d'informació operacional i de normalitzar-lo al nivell requerit
    • Ser capaç reproduir l'execució de l'algoritme d'anàlisi.
    • Ser capaç de decidir sobre la possibilitat d'agregació de les dades.
      
13. Ser capaç d'obtenir l'esquema lògic d'una Base de Dades d'un SI.
    Competències relacionades: CES1.1, CES1.5,
    Subcompetences:
    • Ser capaç de construir consultes en SQL tenint en compte l'existència de valors nuls i fent ús de combinacions externes quan cal.
    • Ser capaç d'obtenir l'esquema lògic a partir d'un esquema conceptual expressat en UML tenint en compte les conseqüències dels valors nuls
14. Ser capaç d'adquirir autònomament conceptes i habilitats.
    Competències relacionades: G3.1, G8.3,

Continguts

1. Introducció
   Conceptes de referència relacionats amb el disseny i l'administració.
   Cicle de vida d'una BD. Alternatives.
   BD decisionals i operacionals.
2. Sistemes de suport a la presa de decisions
   Magatzems de dades.
   Bases de dades multidimensionals (eines OLAP)
3. Disseny lògic. El pas a model relacional.
   El cas decisional.
   El cas operacional des de UML.
4. Correctesa del disseny
   Normalització.
   Validació.
5. Disseny físic
   Vistes materialitzades.
   Restriccions.
6. Optimització
   Opt. semàntica.
   Opt. sintàctica.
   Opt. física.
   Estimació de volums.
7. Estructures d'accés
   B+.
   Cluster.
   Hash.
8. Algoritmes
   Selecció.
   Ordenació.
   Combinació.
   Projecció.
9. Indexació avançada
   Multiatribut.
   Bitmaps.
   Resolució de consultes usant exclussivament índexos.
   Join indexes
10. Administració
    Definicions, tasques i objectius.
    Pla d'accés.
    Optimització de càrregues de treball.
    Transaccions.
    Recuperació.
    Concurrència.
    Espais virtual i físic
11. Més enllà del model relacional
    Coneixements bàsics de bases de dades NOSQL. Diferències amb el model relacional. Tipus més importants de BD NOSQL.

Activitats

Activitat Acte avaluatiu

Metodologia docent

Mètode d'avaluació

Bibliografia

Bàsica:

• Database modeling and design: logical design - Teorey, Toby ... [et al.], Morgan Kaufmann Publishers/Elsevier, 2011. ISBN: 9780123820204
  https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991004000559706711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca
• Physical database design: the database professional's guide to exploiting indexes, views, storage, and more - Lightstone, S.; Teorey, T.; Nadeau, T, Morgan Kaufmann Publishers, 2007. ISBN: 9780123693891
  https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991003252949706711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca
• Database systems: the complete book - Garcia-Molina, Hector; Ullman, Jeffrey D; Widom, Jennifer, Pearson Education Limited, [2014]. ISBN: 9781292024479
  https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991004168919706711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca
• Database tuning: a principled approach - Shasha, D.E, Prentice Hall, 1992. ISBN: 0132052466
  https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991001055809706711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca
• Fundamentals of database systems - Elmasri, Ramez; Navathe, Shamkant, Pearson Education Limited, 2016. ISBN: 9781292097626
  

Complementaria:

• SQL-99 complete, really - Gulutzan, P.; Pelzer, T, R & D books , 1999. ISBN: 0879305681
  https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991002180409706711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca
• Cost-based oracle fundamentals - Lewis, J, Apress , 2006. ISBN: 978-1-59059-636-4
  https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991003403389706711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca

Capacitats prèvies