Curs 2011-2012

Estructura de Dades i de la Informació II (12450)

Titulació / estudis: Enginyeria en Informàtica / Enginyeria tècnica en Informàtica de Sistemes
Curs: 2n
Trimestre: 1r
Crèdits ECTS: 4,8
Hores dedicació estudiant: 120 hores
Llengua de docència: Català , castellà

1. Presentació de l'assignatura

L'assignatura Estructures de dades i de la informació II forma part d'un grup d'assignatures de l'àmbit de programació, dirigides a alumnes de segon any d'Enginyeria Informàtica i Enginyeria Tècnica en Informàtica de Sistemes. L'assignatura complementa les assignatures del bloc de programació del primer curs.

L'objectiu és que al final del curs els alumnes tinguin la capacitat d'analitzar problemes i proposar solucions relacionades amb els sistemes gestors de bases de dades. En particular, l'assignatura tracta alguns conceptes com ara: la modelització conceptual, l'àlgebra relacional, l'ús del llenguatge estàndard de consultes SQL, i la normalització.

L'assignatura consta de tres activitats principals: classes de teoria, seminaris i laboratoris. A les classes de teoria s'introdueixen els conceptes bàsics de bases de dades i es mostren exemples de la seva aplicació. Als seminaris, els alumnes hauran de resoldre problemes que es proposen amb antelació. Cada problema correspon a un dels conceptes introduïts prèviament a classe de teoria. A les sessions de laboratoris es presenten problemes de caire pràctic per tal que els alumnes tinguin l'oportunitat de posar en pràctica els conceptes claus apresos tant a la classe de teoria com als seminaris.

2. Prerequisits per al seguiment de l'itinerari formatiu

El contingut de l'assignatura suposa que els alumnes dominen els temes tractats a les assignatures de Programació II, i Estructures de Dades i de la Informació I. També s'espera que els alumnes tinguin un coneixement sòlid dels conceptes matemàtics estudiats a l'assignatura d'Àlgebra.

3. Competències a assolir en l'assignatura

L'objectiu fonamental de l'assignatura és que els alumnes adquireixin els coneixements bàsics relacionats amb els sistemes gestors de bases de dades, així com ser capaços de resoldre problemes que incloguin les fases d'anàlisi, disseny i implementació d'una base de dades.

En aquesta secció es detalla què s'espera que els estudiants hagin après al finalitzar l'assignatura. En primer lloc, les competències generals fan referència a habilitats no directament relacionades amb les bases de dades, sinó amb l'àmbit professional d'un enginyer en informàtica. Les competències específiques són les referides a aspectes propis de l'assignatura.

Competències generals

Competències específiques

Instrumentals
1. Habilitats cognitives
2. Sentit comú

Interpersonals
3. Competència de comunicació

Sistèmiques
4. Gestió de la informació
5. Capacitat de generar idees

Altres
6. Ús d'instruments tecnològics

1. Capacitat per dissenyar una BD utilitzant el Model Entitat-Relació a partir d'unes especificacions del món real.

2. Coneixement sòlid del llenguatge SQL per realitzar consultes simples i d'una certa complexitat a una BD

3. Capacitat per resoldre consultes a una BD mitjançant operacions d'àlgebra relacional.

4. Comprendre i utilitzar les tècniques de Normalització d'una BD Relacional.

4. Objectius d'aprenentatge

En aquesta assignatura s'introdueixen els conceptes bàsics de Bases de Dades (BD) necessaris tant a nivell de dissenyador com d'usuari d'una BD relacional.

L'objectiu final de l'assignatura és que els alumnes puguin resoldre problemes, de mida mitjana, que englobin les fases d'anàlisi, disseny i implementació d'una BD relacional.

5. Avaluació

·5.1 Criteris generals d'avaluació

L'avaluació es fa per a cada una de les tres activitats que constitueixen l'assignatura: classes de teoria, laboratoris i seminaris. Essent:

T: l'avaluació de la teoria mitjançant un examen final
L: l'avaluació dels laboratoris amb l'entrega de pràctiques
S: l'avaluació dels seminaris

La nota final s'obté fent la mitjana ponderada de la següent forma:

Nota Final: 0,75 x T + 0,35 x L + 0,15 x S

Al final de l'assignatura es realitzarà un examen corresponent a les classes de teoria. És un examen escrit i individual que avalua totes les competències desenvolupades al llarg de l'assignatura. Aquesta avaluació és obligatòria i ha de ser qualificada amb com a mínim un 50% per tal d'aprovar l'assignatura.

A les sessions de laboratori es realitzen una sèrie de pràctiques que posen a prova la capacitat dels alumnes a l'hora de treballar amb una base de dades relacional, ja sigui realitzant consultes, o bé programant directament sobre la base de dades. Cada pràctica es fa de forma continuada.

Les pràctiques es realitzen en parella, de manera que els alumnes hagin de cooperar i saber comunicar-se per resoldre els problemes. Aquesta avaluació també és obligatòria i ha de ser qualificada com a mínim amb un 50% per tal d'aprovar l'assignatura.

Abans de cada seminari es presentaran dos problemes als alumnes per tal que ells els resolguin individualment abans de la sessió, com a una preparació prèvia al seminari. Aquests problemes corresponen a conceptes o coneixements tractats a classe de teoria. Els alumnes han de lliurar les solucions al començament del seminari, i a més a més es demanarà a dos alumnes que presentin les seves solucions a la pissarra. Les solucions lliurades, de forma individual, s'avaluen de forma continuada. Aquesta avaluació no és obligatòria, però té un pes del 15% de la nota final. Essent:

A: el nombre total de problemes proposats pel professor
B: la participació de l'estudiant al seminari
C: el nombre de problemes lliurats

L'avaluació dels seminaris es calcula amb la següent fórmula:

S=(B+2xC) / (3xA) x 10

·5.2 Concreció per competències

Competències a assolir en l'assignatura

Indicador d'assoliment

Procediment d'avaluació

Temporalització

Competències generals

1. Habilitats cognitives

2. Sentit comú

3. Competències de comunicació

4. Gestió de la informació

5. Capacitat de generar idees

6. Ús d'instruments tecnològics

Competències específiques

1. Capacitat per dissenyar una BD utilitzant el model Entitat-Relació a partir d'unes especificacions del món real.

2. Coneixement sòlid del llenguatge SQL per realitzar consultes simples i d'una certa complexitat a una BD

3. Capacitat per resoldre consultes a una BD mitjançant operacions d'àlgebra relacional.

4. Comprendre i utilitzar les tècniques de Normalització d'una BD Relacional.

1. Capacitat de proposar solucions a problemes

2. Capacitat de proposar solucions a problemes

3. Programes coherents i ben escrits a les pràctiques

4. Solucions que equivalen a problemes presentats

5. Solucions enginyoses a problemes presentats

6. Ús correcte de llenguatges de programació

1. Sintaxi correcta als seminaris i examen final

2. Sintaxi correcta als seminaris i examen final

3. Resolució i notació correcta als seminaris i examen final

4. Especificació correcta de les dependències funcionals. Identificació de la forma norma corresponent

1. Avaluació de pràctiques, seminaris i de l'examen final

2. Avaluació de pràctiques, seminaris i de l'examen final

3. Avaluació de pràctiques

4. Avaluació de pràctiques, seminaris i de l'examen final

5. Avaluació de pràctiques, seminaris i de l'examen final

6. Avaluació de pràctiques

1. Avaluació de seminaris i de l'examen final

2. Avaluació de pràctiques, seminaris i de l'examen final

3. Avaluació de seminaris i de l'examen final

4. Avaluació a l'examen final

1. Tot el trimestre

2. Tot el trimestre

3. Tot el trimestre

4. Tot el trimestre

5. Tot el trimestre

6. Tot el trimestre

1. Tot el trimestre

2. A meitat i final de l'assignatura

3. A meitat i final de l'assignatura

4. Última part de l'assignatura

6. Continguts

6.1 Blocs de contingut

1. Model Entitat-Relació
2. Model relacional i àlgebra relacional
3. Llenguatge SQL
4. Teoria de la normalització

6.2 Organització i concreció dels continguts

Bloc de contingut 1. Model Entitat-Relació

Conceptes

Procediments

Actituds

1. Principis del model entitat- relació

2. Criteris de disseny d'un esquema E-R

3. Historials

1. Entendre els components que conformen el model entitat-relació.

2. Entendre i modelar els requeriments de dades d'una organització

3. Detectar i modelar correctament els historials.

1. Disponibilitat a intentar entendre conceptes que inicialment semblin confusos o complexos.

2. Predisposició a adquirir coneixement sòlid de base

3. Disponibilitat de dedicar el temps necessari a cada concepte

Bloc de contingut 2. Model relacional i àlgebra relacional

Conceptes

Procediments

Actituds

1. Estructura de dades del model relacional

2. Regles d'integritat

3. Manipulació de dades

4. Àlgebra relacional

1. Entendre els components que conformen el model relacional

2. Aplicar les regles d'integritat del model relacional a una BD.

3. Saber aplicar els operadors d'àlgebra relacional explicats en classe a problemes i consultes concretes

Bloc de contingut 3. Llenguatge SQL

Conceptes

Procediments

Actituds

1. Llenguatge de Manipulació de les Dades (DML)

2. Llenguatge de Definició de les Dades (DDL)

3. Conceptes bàsics sobre transaccions

4. Conceptes bàsics sobre indexació

5. Processament i Optimització de consultes SQL

1. Saber resoldre consultes en SQL

2. Poder crear una base de dades relacional a partir d'un disseny relacional

3. Entendre els diferents nivell d'aïllament entre transaccions i definir el més adequat en funció del context

4. Entendre els mecanismes d'indexació, així com decidir quan cal indexar un atribut d'una taula

5. Conèixer les tècniques d'optimització de consultes SQL i aplicar-les quan sigui necessari

1. Predisposició a adquirir coneixement sòlid de base.

2. Apreciar la necessitat d'escriure consultes SQL (llenguatge declaratiu) de forma clara i entenedora.

Bloc de contingut 4. Teoria de la normalització

Conceptes

Procediments

Actituds

1. Teoria de la Normalització

2. Dependències funcionals

3. Formes normals de Codd (1NF, 2NF, 3NF i BCNF)

4. Procés de normalització

1. Entendre la necessitat de normalització d'una BD relacional

2. Identificar les dependències funcionals que hi ha entre atributs d'una taula

3. Aplicar les formes normals a una BD relacional

4. Aplicar el mètode de normalització a una BD relacional

1. Predisposició a adquirir coneixement sòlid de base.

2. Apreciar la necessitat de escriure algorismes entenedors i elegants.

7. Metodologia

Enfocament metodològic de l'assignatura

El procés habitual d'aprenentatge comença amb una sessió de teoria on es presenten alguns fonaments teorico-pràctics. L'estudiant haurà de complementar aquesta activitat amb un lectura detinguda dels seus propis apunts i el material addicional que el professor hagi proporcionat. Per exemple, un sessió de teoria de 2 hores, convenientment aprofitades, requerirà un treball addicional fora de l'aula d'1 hora per part de l'estudiant.

Posteriorment es realitzaran algunes sessions de seminaris, en les quals l'estudiant posa en pràctica els conceptes i tècniques presentades a la sessió de teoria, mitjançant la resolució de problemes.

Per als primers exercicis de la sessió es proporcionaran les solucions, però per la resta ja no. L'objectiu és consolidar els fonaments per tal que posteriorment l'estudiant pugui resoldre problemes de major complexitat. Aquesta activitat es realitza en grups màxim de 15 estudiants.

El següent pas en el procés d'aprenentatge és la sessió de pràctiques, on es proposen una sèrie de problemes de mida més gran, especialment en les dues pràctiques de SQL i pràctica final, que requereixen un disseny conceptual previ la implementació . A la pràctica final es reuneixen totes les competències específiques que l'estudiant ha d'adquirir en aquesta assignatura. Aquesta activitat es realitza per parelles, i requereix de treball continuat fora de l'aula.

8. Fonts d'informació i recursos didàctics

8.1 Fonts d'informació per a l'aprenentatge. Bibliografia bàsica (suport paper i electrònic)

J. Sistac. Bases de Dades, EdiUOC, 2000 (segona edició 2005)
C.J. Date. An introduction to Data Base systems, Vol.1, 6th edition, Addison-Wesley, 1995.
R. Elmasri, S. B. Navathe. Sistemas de Bases de Datos, Addison-Wesley, 1997.

8.2 Fonts d'informació per a l'aprenentatge. Bibliografia complementària (suport paper i electrònic)

J. Sistac. Disseny de bases de dades, EdiUOC, 2002.
A. Silberschatz, H.F. Korth, S. Sudarshan. Fundamentos de Bases de Datos , 3a edició, McGraw-Hill, 1998.
J.D. Ullman, J. Widom. First Course in Database Systems, Prentice Hall, 1997.
H. García-Molina, J.D. Ullman, J. Widom. Database System Implementation, Prentice Hall, 2000.
C. Türker and M. Gertz. Semantic integrity support in SQL:1999 and commercial (object-)relational database management systems, The VLDB Journal, 10(4):241-269, December 2001.

8.3 Recursos didàctics. Material docent de l'assignatura

Web de l'assignatura:
http://www.dtic.upf.edu/~jbisbal/lectures/edi2/
· Apunts
· Col·lecció de problemes
· Enunciats per les sessions de laboratori
· Exàmens d'altres anys

8.4 Recursos didàctics. Materials i eines de suport

J. Sánchez. Manual de SQL para Oracle 9i, 2004.
http://www.jorgesanchez.net/bd/oracleSQL.pdf

Setup SQLPlus: instruccions útils per configurar la finestra SQLPlus i eliminar alguns aspectes desagradables de la seva configuració per defecte (mida de la línia, mida de les pàgines, ...)
http://yong321.freeshell.org/oranotes/SqlplusSetup.html

J. Sánchez. Manual rápido de MySQL. 2004.
http://www.jorgesanchez.net/bd/mysql.pdf

MySQL 5.0. Reference Manual.
http://dev.mysql.com/doc/refman/5.0/en/index.html

J. Sánchez. Iniciación a la arquitectura de Oracle.
http://www.jorgesanchez.net/bd/arquOracle.pdf

M. Gertz, Tutorial Oracle 8, 2000.
http://dbis.ucdavis.edu/courses/sqltutorial/tutorial.pdf