• Descripció

Arquitectura de Bases de Dades és una assignatura optativa, proposada dins l'itinerari en Tecnologies de la Informació, que pertany al Grau d'Enginyeria Informàtica. L'assignatura aprofundeix en el coneixement adquirit en assignatures prèvies obligatòries en matèria de bases de dades  Ús de Bases de Dades i Disseny de Bases de Dades).

L'assignatura s'inicia estudiant els principals inconvenients del model relacional i presenta alguns models alternatius de dades. A continuació, s'analitzen els principals problemes relacionats amb la implantació de sistemes gestors de bases de dades (SGBD), tant en entorns centralitzats com en entorns distribuïts. Finalment, s'introdueixen conceptes fonamentals sobre el disseny de bases de dades distribuïdes.

El Grau d'Enginyeria Informàtica té l'aprenentatge en llengües estrangeres (en concret l'anglès) com a competència transversal a ser adquirida. Per això algunes assignatures tenen el material d'aprenentatge en llengua anglesa. Aquest és el cas de l'Arquitectura de Bases de dades, donades les seves característiques específiques (una assignatura d'especialització amb un model basat en avaluació continuada).

• Coneixements previs

L'estudiantat que vulgui matricular-se a l'asignatura ha d'haver assolit les competències i coneixements de l'assignatura Disseny de Bases de Dades. Addicionalment és necessari tenir un bon nivell de llengua anglesa pel que fa a comprensió lectora. 

• Informació prèvia a la matrícula

L'estudiantat que vulgui matricular l'assignatura ha de verificar que satisfà els requisits següents:

• Té adquirides les competències i coneixements associats a les assignatures obligatòries de bases de dades (Ús de Bases de Dades i Disseny de Bases de Dades).
• Té un bon coneixement de la llengua anglesa a nivell de comprensió lectora.

Addicionalment, és important destacar:

• Els materials d'aprenentatge han estat escrits en anglès, no obstant, segueixen les directrius i convencions dels materials de la UOC.
• Els estudiants podran utilitzar els mecanismes de comunicació de l'assignatura (fòrums, correu, etc.) i lliurar les respostes a les activitats d'avaluació en català o anglès.
• El codi font dels exemples, inclòs dins dels materials, es proporcionarà a l'estudiantat per tal de que pugui ser provat amb Oracle Express (Oracle 11 XE 18c). Es proporcionaran materials complementaris i recursos en línia a través del Campus Virtual.
• Els estudiants tindran accés (en format electrònic i a través de la biblioteca virtual) a la Encyclopedia of Database Systems. Aquesta publicació és el resultat d'un dels esforços més ambiciosos mai realitzats en l'àrea de coneixement de les bases de dades, editada per Ling Liu i M. Tamer Özsu l'any 2009 i publicada per Springer. A més a més, disposarán  d'altres referències en format electrònic a la biblioteca virtual (veure la secció "Consulta de la bibliografia disponible a la biblioteca" d'aquest pla docent).

• Objectius i competències

Els materials d'aprenentatge associats a aquesta assignatura han de permetre a l'estudiantat assolir els objectius següents:

• Conèixer dues extensions de model relacional clàssic que permeten: a) Capturar més semàntica (p.ex. extensió Object-Oriented) i b) Representar i treballar amb dades semiestructurades (p. ex. XML).
• Entendre el significat i els beneficis de la fragmentació, replicació i distribució de la informació.
• Conèixer les diferents maneres d'integrar els esquemes i la informació de les bases de dades.
• Entendre les responsabilitats de l'administrador de bases de dades (ABD) des del punt de vista de seguretat informàtica.
• Entendre les amenaces sobre la confidencialitat de la informació i les solucions disponibles en els SGBD relacionals.
• Aprendre noves tècniques de control de la concurrència més enllà de reserves simples (p.ex. reserves multigrànul, multversió i segell de temps).
• Entendre nous models de transaccions i mecanismes adequats per a sistemes altament distribuïts.
• Entendre el significat i els avantatges de treballar amb informació en memòria (in-memory).
• Conèixer com funciona el gestor de dades i com garanteix la recuperació de la informació (p. ex. registres i recuperació de suports), tant en SGBD's centralitzats com distribuïts.
• Comprendre els beneficis de l'execució paral·lela de consultes.
• Conèixer les modificacions que cal introduir al gestor de consultes per tal de gestionar la distribució de les dades i l'execució distribuïda de consultes.

Aquests objectius estan relacionats amb diferents competències específiques incloses dins del Grau d'Enginyeria en Informàtica, concretament:

[9] Capacitat per a avaluar solucions tecnològiques i elaborar propostes de projectes tenint en compte els recursos, les alternatives disponibles i les condicions de mercat.

[14] Capacitat per a analitzar l'arquitectura i l'organització dels sistemes i aplicacions informàtics en xarxa.

[19] Capacitat per a aplicar les tècniques específiques de tractament, emmagatzematge i administració de dades.

[20] Capacitat per a proposar i avaluar diferents alternatives tecnològiques per a resoldre un problema concret.

Finalment, destacar també la competència transversal del Grau d'Enginyeria Informàtica relativa a habilitats professionals següent:

[3] Capacitat per a comunicar-se en llengües estrangeres.

• Continguts

L'objectiu d'aquesta assignatura, tal i com s'explica al primer mòdul, és introduir en primera instància l'arquitectura dels Sistemes Gestors de Bases de Dades (SGBD) centralitzats, per tal d'evolucionar cap als sistemes distribuïts, identificant les principals diferències.

El segon mòdul, presenta les limitacions del model relacional per tal d'introduir l'ús d'objectes i dades semiestructurades, donant especial rellevància a les extensions Object-Relational i XML. En primer lloc, es tracten les principals característiques de l'SQL estàndard (p.ex. objectes grans, tipus definits per l'usuari, herència, referències i atributs multivaluats). A continuació, es treballen estàndards XML, com ara, XSchema, XPath i XQuery.

Les bases de dades distribuïdes es presentaran al tercer mòdul. En primer lloc, s'explicarà una classificació de les bases de dades distribuïdes. Tot seguit, depenent de si la distribució és desitjada o imposada, s'explica com abordar-ne el disseny o integració. El disseny es relaciona amb la fragmentació de les bases de dades (p. ex. horitzontal, vertical o híbrida), mentre que la integració es pot implementar com a vista global, vista local, peer-to-peer o basada amb wrappers o interfícies.

El mòdul quatre aborda aspectes de seguretat informàtica en bases de dades, atenent als tres aspectes clau d'aquest concepte: confidencialitat, integritat i disponibilitat. Es tracten aspectes com el control d'accés, accés d'aplicacions, vulnerabilitats, inferència i mecanismes d'auditoria. S'emfatitza sobre els diferents sistemes de control d'accés, així com els accessos basats en rols. També es treballen aspectes relacionats amb sistemes gestors de dades avançats i es tractaran aspectes de control d'accés per a XML.

Dins del cinquè mòdul s'aprofundeix en el concepte de transacció explicat en assignatures anteriors. En base a aquest concepte, es distingueix entre transaccions ACID i BASE. S'expliquen les reserves multinivell, el mecanisme de multiversió i el segell de temps (timestamping). Els dos primers mecanismes s'han escollit perquè són extensament utilitzats en els SGBD comercials, mentre que el darrer, ha estat elegit perquè és extensament utilitzat en entorns distribuïts.

El sisè mòdul introdueix conceptes relacionats amb la recuperació de dades, que alhora es relacionen amb les transaccions.

Finalment, al setè mòdul, s'exposen conceptes relacionats amb l'optimització de consultes en entorns distribuïts. En primer lloc s'analitza l'optimització sintàctica per a continuació treballar amb l'optimització física. També es treballen els conceptes d'intra i inter paral·lelisme.

• Consulta dels recursos d'aprenentatge de la UOC per a l'assignatura

• Informació addicional sobre els recursos d'aprenentatge i eines de suport

Els materials d'aprenentatge bàsics són aquells anteriorment descrits en la secció de "Continguts". Els materials estan disponibles a l'aula en format web i el software a utilitzar també pot ser descarregat des de l'aula. En aquesta assignatura s'utilitzarà l'SGDB Oracle Express, del qual es proporcionaran tutorials i manuals d'instal·lació i utilització.

• Informacions sobre l'avaluació a la UOC

El procés d'avaluació es fonamenta en el treball personal de l'estudiant i pressuposa l'autenticitat de l'autoria i l'originalitat dels exercicis realitzats.

La manca d'autenticitat en l'autoria o d'originalitat de les proves d'avaluació; la còpia o el plagi; l'intent fraudulent d'obtenir un resultat acadèmic millor; la col·laboració, l'encobriment o l'afavoriment de la còpia, o la utilització de material o dispositius no autoritzats durant l'avaluació, entre d'altres, són conductes irregulars que poden tenir conseqüències acadèmiques i disciplinàries greus.

D'una banda, si es detecta alguna d'aquestes conductes irregulars, pot comportar el suspens (D/0) en les activitats avaluables que es defineixin en el pla docent - incloses les proves finals - o en la qualificació final de l'assignatura, sigui perquè s'han utilitzat materials o dispositius no autoritzats durant les proves, com ara xarxes socials o cercadors d'informació a internet, perquè s'han copiat fragments de text d'una font externa (internet, apunts, llibres, articles, treballs o proves d'altres estudiants, etc.) sense la citació corresponent, o perquè s'ha practicat qualsevol altra conducta irregular.

De l'altra, i d'acord amb les normatives acadèmiques, les conductes irregulars en l'avaluació, a més de comportar el suspens de l'assignatura, poden donar lloc a la incoació d'un procediment disciplinari i a l'aplicació, si escau, de la sanció que correspongui.

La UOC es reserva la potestat de sol·licitar a l'estudiant que s'identifiqui o que acrediti l'autoria del seu treball al llarg de tot el procés d'avaluació pels mitjans que estableixi la Universitat (síncrons o asíncrons). A aquests efectes, la UOC pot exigir a l'estudiant l'ús d'un micròfon, una càmera o altres eines durant l'avaluació i que s'asseguri que funcionen correctament.

La verificació dels coneixements per garantir l'autoria de la prova no implicarà en cap cas una segona avaluació.

• Consulta del model d'avaluació