• Descripción

Arquitectura de Bases de datos es una asignatura optativa, propuesta dentro del itinerario en Tecnologías de la Información, que pertenece al Grado de Ingeniería Informática. La asignatura profundiza en el conocimiento adquirido en asignaturas previas obligatorias en materia de bases de datos (Uso de Bases de datos y Diseño de Bases de datos).

La asignatura se inicia estudiando los principales inconvenientes del modelo relacional y presenta algunos modelos alternativos de datos. A continuación, se analizan los principales problemas relacionados con la implantación de sistemas gestores de bases de datos (SGBD), tanto en entornos centralizados como en entornos distribuidos. Finalmente, se introducen conceptos fundamentales sobre el diseño de bases de datos distribuidas.

El Grado de Ingeniería Informática tiene el aprendizaje en lenguas extranjeras (en concreto el inglés) como competencia transversal a ser adquirida. Por eso algunas asignaturas tienen el material de aprendizaje en lengua inglesa. Éste es el caso de Arquitectura de Bases de datos, dadas sus características específicas (una asignatura de especialización con un modelo basado en evaluación continua).

• Conocimientos previos

Los estudiantes que quieran matricularse en la asignatura tienen que haber logrado las competencias y conocimientos de las asignaturas de Diseño de Bases de datos. Adicionalmente es necesario tener un buen nivel de lengua inglesa a nivel de lectura. 

• Información previa a la matrícula

El estudiantado que quiera matricular a la asignatura debe comprobar que satisface los siguientes requisitos:

• Haber adquirido las competencias y conocimientos asociados a las asignaturas obligatorias de bases de datos (Uso de Bases de Datos y Diseño de Bases de datos).
• Tener un buen conocimiento de la lengua inglesa a nivel de comprensión lectora.

Adicionalmente, es importante destacar:

• Los materiales de aprendizaje han sido desarrollados en inglés, no obstante, siguen las directrices y convenciones de los materiales de la UOC.
• El estudiantado podrá utilizar los mecanismos de comunicación de la asignatura (foros, correo, etc.) y entregar las respuestas a las actividades de evaluación en castellano o inglés.
• El código fuente de los ejemplos, incluido dentro de los materiales, se proporcionará al estudiantado para que pueda ser probado con Oracle Express (Oracle 11 XE 18c). Se proporcionarán materiales complementarios y recursos en línea a través del Campus Virtual.
• El estudiantado tendrá acceso (en formato electrónico y a través de la biblioteca virtual) a la Encyclopedia of Database Systems. Esta publicación es el resultado de uno de los esfuerzos más ambiciosos nunca realizados en el área de conocimiento de las bases de datos, editada por Ling Liu y M. Tamer Özsu en 2009 y publicada por Springer. Además, podrá disponer de otras referencias en formato electrónico en la biblioteca virtual (ver la sección "Consulta de la bibliografía disponible a la biblioteca" de este plan docente).

• Objetivos y competencias

Los materiales de aprendizaje asociados a esta asignatura tienen que permitir al estudiantado lograr los siguientes objetivos:

• Conocer dos extensiones del modelo relacional clásico que permiten: a) Capturar más semántica (pe. extensión Object-Oriented) y b) Representar y trabajar con datos semiestructurados (p.e. XML).
• Entender el significado y los beneficios de la fragmentación, replicación y distribución de la información.
• Conocer las diferentes maneras de integrar los esquemas y la información de las bases de datos.
• Entender las responsabilidades del administrador de bases de datos (ABD) desde el punto de vista de seguridad informática.
• Entender las amenazas sobre la confidencialidad de la información y las soluciones disponibles en los SGBD relacionales.
• Aprender nuevas técnicas de control de la concurrencia más allá de las reservas simples (p.e. reservas multigránulo, multiversión y sellos de tiempo).
• Entender nuevos modelos de transacciones y mecanismos adecuados para sistemas altamente distribuidos.
• Entender el significado y las ventajas de trabajar con información en memoria (in-memory).
• Conocer como funciona el gestor de datos y cómo garantiza la recuperación de la información (p.e. registros y recuperación de soportes), tanto en SGBD's centralizados como distribuidos.
• Comprender los beneficios de la ejecución paralela de consultas.
• Conocer las modificaciones que hay que introducir en el gestor de consultas para gestionar la distribución de los datos y la ejecución distribuida de consultas.

Estos objetivos están relacionados con diferentes competencias específicas incluidas dentro del Grado de Ingeniería en Informática, concretamente:

[9] Capacidad para evaluar soluciones tecnológicas y elaborar propuestas de proyectos teniendo en cuenta los recursos, las alternativas disponibles y las condiciones de mercado.

[14] Capacidad para analizar la arquitectura y la organización de los sistemas y aplicaciones informáticos en red.

[19] Capacidad para aplicar las técnicas específicas de tratamiento, almacenamiento y administración de datos.

[20] Capacidad para proponer y evaluar diferentes alternativas tecnológicas para resolver un problema concreto.

Finalmente, destacar también la siguiente competencia transversal del Grado de Ingeniería Informática relativa a habilidades profesionales:

[3] Capacidad para comunicarse en lenguas extranjeras.

• Contenidos

El objetivo de esta asignatura, tal y cómo se explica en el primer módulo, es introducir en primera instancia la arquitectura de los Sistemas Gestores de Bases de datos (SGBD) centralizados, para evolucionar hacia los sistemas distribuidos, identificando las principales diferencias.

El segundo módulo presenta las limitaciones del modelo relacional para introducir el uso de objetos y datos semiestructurados, dando especial relevancia a las extensiones Object-Relational y XML. En primer lugar, se presentan las principales características de SQL estándar (p.e. objetos grandes, tipos definidos por el usuario, herencia, referencias y atributos multivaluados). A continuación, se trabajan los estándares XML, como por ejemplo, XSchema, XPath y XQuery.

Las bases de datos distribuidas se presentan en el tercer módulo. En primer lugar, se explica una clasificación de las bases de datos distribuidas. A continuación, dependiendo de si la distribución es deseada o impuesta, se expone como abordar el diseño o integración. El diseño se relaciona con la fragmentación de las bases de datos (p.e. horizontal, vertical o híbrida), mientras que la integración se puede implementar como vista global, vista local, peer-to-peer o basada con wrappers o interfaces.

El módulo cuatro aborda aspectos de seguridad informática en bases de datos, atendiendo a los tres aspectos clave de este concepto: confidencialidad, integridad y disponibilidad. Se tratan aspectos como el control de acceso, acceso de aplicaciones, vulnerabilidades, inferencia y mecanismos de auditoría. Se enfatiza sobre los diferentes sistemas de control de acceso, así como los accesos basados en roles. También se exponen aspectos relacionados con sistemas gestores de datos avanzados y se tratan aspectos de control de acceso para XML.

Dentro del quinto módulo se profundiza en el concepto de transacción explicado en asignaturas anteriores. En base a este concepto, se distingue entre transacciones ACID y BASE. Se explican las reservas multinivel, el mecanismo de multiversión y los sellos de tiempo (timestamping). Los dos primeros mecanismos se han escogido porque son extensamente utilizados en los SGBD comerciales, mientras que el último, ha sido elegido por serextensamente utilizado en entornos distribuidos.

El sexto módulo introduce conceptos relacionados con la recuperación de datos, que a la vez se relacionan con las transacciones.

Finalmente, en el séptimo módulo, se explican conceptos relacionados con la optimización de consultas en entornos distribuidos. En primer lugar, se analiza la optimización sintáctica para a continuación tratar la optimización física. También se tratan los conceptos de intra e inter paralelismo.

• Consulta de los recursos de aprendizaje de la UOC para la asignatura

• Información adicional sobre los recursos de aprendizaje y herramientas de apoyo

Los materiales de aprendizaje básicos son aquellos anteriormente descritos en la sección de "Contenidos". Los materiales están disponibles en el aula en formato web y el software a utilizar también puede ser descargado desde el aula. En esta asignatura se utilizará el SGDB PostgreSQL para la instalación del cúal se dará soporte.

• Informaciones sobre la evaluación en la UOC

El proceso de evaluación se fundamenta en el trabajo personal del estudiante y presupone la autenticidad de la autoría y la originalidad de los ejercicios realizados.

La falta de autenticidad en la autoría o de originalidad de las pruebas de evaluación; la copia o el plagio; el intento fraudulento de obtener un resultado académico mejor; la colaboración, el encubrimiento o el favorecimiento de la copia, o la utilización de material, software o dispositivos no autorizados durante la evaluación, entre otras, son conductas irregulares en la evaluación que pueden tener consecuencias académicas y disciplinarias graves.

Estas conductas irregulares pueden comportar el suspenso (D/0) en las actividades evaluables que se definan en el plan docente -incluidas las pruebas finales- o en la calificación final de la asignatura, sea porque se han utilizado materiales, software o dispositivos no autorizados durante las pruebas, como por ejemplo redes sociales o buscadores de información en internet, porque se han copiado fragmentos de texto de una fuente externa (internet, apuntes, libros, artículos, trabajos o pruebas de otros estudiantes, etc.) sin la citación correspondiente, o porque se ha llevado a cabo cualquier otra conducta irregular.

Así mismo, y de acuerdo con la normativa académica, las conductas irregulares en la evaluación también pueden dar lugar a la incoación de un procedimiento disciplinario y a la aplicación, si procede, de la sanción que corresponda, de conformidad con lo establecido en la normativa de convivencia de la UOC.

En el marco del proceso de evaluación, la UOC se reserva la potestad de:

• Solicitar al estudiante que acredite su identidad según lo establecido en la normativa académica.
• Solicitar al estudiante que acredite la autoría de su trabajo a lo largo de todo el proceso de evaluación, tanto evaluación continua como evaluación final, por medio de una prueba oral o los medios síncronos o asíncronos que establezca la universidad. Estos medios tendrán por objeto verificar los conocimientos y las competencias que garanticen la autoría; en ningún caso implicarán una segunda evaluación. Si no es posible garantizar la autoría del estudiante, la prueba será calificada con D, en el caso de la evaluación continua, o con un Suspenso, en el caso de la evaluación final.

  A estos efectos, la UOC puede exigir al estudiante el uso de un micrófono, una cámara u otras herramientas durante la evaluación; será responsabilidad del estudiante asegurar que tales dispositivos funcionan correctamente.

• Consulta del modelo de evaluación