Introducció a Les Bases de Dades

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

Professorat

Responsable

• Petar Jovanovic ( )
• Sergi Nadal Francesch ( )

Hores setmanals

Competències

Competències Transversals

Transversals

• CT4 [Avaluable] - Treball en equip. Ser capaç de treballar com a membre d'un equip interdisciplinari, ja sigui com un membre més o realitzant tasques de direcció, amb la finalitat de contribuir a desenvolupar projectes amb pragmatisme i sentit de la responsabilitat, assumint compromisos tenint en compte els recursos disponibles.
• CT6 [Avaluable] - Aprenentatge autònom. Detectar deficiències en el propi coneixement i superar-les mitjançant la reflexió crítica i l'elecció de la millor actuació per ampliar aquest coneixement.

Bàsiques

• CB2 - Que els estudiants sàpiguen aplicar els seus coneixements al seu treball o vocació d'una manera professional i posseeixin les competències que solen demostrar-se mitjançant l'elaboració i defensa d'arguments i la resolució de problemes dins la seva àrea d'estudi.
• CB3 - Que els estudiants tinguin la capacitat de reunir i interpretar dades rellevants (normalment dins la seva àrea d'estudi) per emetre judicis que incloguin una reflexió sobre temes rellevants d'índole social, científica o ètica.

Competències Tècniques

Específiques

• CE04 - Dissenyar i utilitzar de forma eficient els tipus i estructures de dades més adequats a la resolució d'un problema.
• CE08 - Detectar les característiques, funcionalitats i components dels gestors de dades, que permeten el seu adequat ús en fluixos d'informació, i el disseny, anàlisi i implementació d'aplicacions basades en elles.

Competències Tècniques Generals

Genèriques

• CG1 - Concebir, redactar, organitzar, planificar i desenvolupar projectes en l'àmbit de la intel·ligència artificial.
• CG2 - Utilitzar els coneixements fonamentals i metodologies de treball sòlides adquirits durant els estudis per adaptar-se als nous escenaris tecnològics de el futur.

Objectius

1. Tenir una visió general sobre què és una base de dades, què és un model de base de dades, quins són els tipus d'usuaris de les bases de dades, i quines són les categories de llenguatges de bases de dades.
   Competències relacionades: CT6, CE04,
2. Conèixer els objectius d'un sistema de gestió de bases de dades i la seva arquitectura.
   Competències relacionades: CT6, CE04, CE08,
3. Conèixer el model relacional de bases de dades, els seus llenguatges (SQL i àlgebra relacional) i els components habituals d'una base de dades relacional.
   Competències relacionades: CT4, CT6, CB2, CB3, CE04, CE08,
4. Ser capaç de definir, crear i manipular els components habituals d'una base de dades relacional.
   Competències relacionades: CT4, CT6, CB2, CB3, CE04, CE08,
5. Ser capaç de construir programes per gestionar bases de dades relacionals.
   Competències relacionades: CT4, CT6, CB2, CB3, CE04, CE08,
6. Conéixer els diferents formats de dades semistructurades, i saber expressar consultes SQL sobre ells.
   Competències relacionades: CG1, CG2, CT4, CT6, CB2, CB3, CE04, CE08,
7. Saber escollir entre diverses sentències SQL, components d'una base de dades, o programes que gestionin una base de dades, que implementin una mateixa funcionalitat, quin/a s'adequa més a uns criteris de qualitat definits.
   Competències relacionades: CT4, CT6, CB2, CB3, CE04, CE08,
8. Saber escollir entre quins tipus de components o programes de gestió de bases de dades estudiats a l'assignatura són més adequats, segons els criteris de qualitat definits, per a la implementació d'un cert comportament d'una aplicació.
   Competències relacionades: CT6, CB2, CB3, CE04, CE08,
9. Tenir una visió general de com s'integra el disseny d'una base de dades dins el procés de desenvolupament d'una aplicació.
   Competències relacionades: CT6, CE04, CE08,
10. Ser capaç de transformar models conceptuals simples expressats en UML al model relacional.
    Competències relacionades: CT6, CE04, CE08,
11. Conèixer el concepte de transacció i les seves implicacions.
    Competències relacionades: CT6, CE04, CE08,
12. Conèixer i saber identificar els tipus d'interferències que es poden produir entre transaccions i la seva relació amb els nivells d'aïllament que defineix l'SQL Standard.
    Competències relacionades: CT6, CE04, CE08,
13. Conèixer la tècnica de control de concurrència de reserves.
    Competències relacionades: CT6, CE04, CE08,
14. Conèixer les possibles estructures físiques per l'emmagatzematge de les dades, i les seves implicacions en quan a eficiència.
    Competències relacionades: CG1, CG2, CT6, CE04, CE08,
15. Conèixer els mètodes d'accés a les dades, i les seves implicacions en quan a eficiència.
    Competències relacionades: CG1, CG2, CT6, CE04, CE08,

Continguts

1. Introducció
   Concepte de base de dades. Disseny i models de bases de dades. Tipus d'usuaris. Categories de llenguatges. Concepte de sistema de gestió de base de dades (SGBD). Objectius desitjables per a les bases de dades que els SGBD han de proporcionar. Arquitectura dels SGBD.
2. El model relacional
   Objectius i origen. Estructura de dades amb la qual es construeixen les bases de dades relacionals. Operacions que proveeix el model relacional per manipular i consultar les dades. Regles d'integritat que han de complir les dades d'una base de dades relacional.
3. Llenguatges: Àlgebra relacional i SQL
   Introducció. Àlgebra relacional: operacions de l'àlgebra relacional; consultes. SQL: creació de taules; inserció, esborrat i modificació de files d'una taula; consultes sobre una base de dades. Consideracions sobre la implementació de consultes.
4. Components lògics d'una base de dades
   Concepte de component lògic d'una base de dades: de dades i de control. Presentació de components lògics de dades: esquemes, dominis i taules, assercions i vistes. Presentació de components lògics de control: procediments emmagatzemats, disparadors i privilegis.
5. Dades semiestructurades i extensions d'SQL per consultar-les
   Introducció als diferents formats de dades semiestructurades. Extensions SQL per consultar dades semiestructurades.
6. Programació amb SQL
   Programació en Python i DataFrames. Consideracions sobre el disseny i implementació de programes que accedeixen a bases de dades.
7. Transaccions i concurrència
   Concepte de transacció. Propietats ACID de les transaccions. Interferències entre transaccions. Serialitzabilitat. Recuperabilitat. Tècniques de control de concurrència. Nivells d'aïllament. Reserves i nivells d'aïllament.
8. Introducció al disseny de bases de dades relacionals
   Etapes de disseny d'una base de dades. Introducció a la comprensió de models conceptuals UML simples. Traducció de models conceptuals UML simples a model relacional de base de dades.
9. Estructures físiques d'emmagatzemament, mètodes d'accés i optimització
   Introducció. Mètodes d'accés per poder fer consultes i actualitzacions de dades d'una base de dades. Costos dels mètodes d'accés. Introducció a l'optimització de consultas

Activitats

Activitat Acte avaluatiu

Metodologia docent

Mètode d'avaluació

Bibliografia

Bàsica:

• 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 management systems - Ramakrishnan, Raghu; Gehrke, Johannes, McGraw-Hill, cop. 2003. ISBN: 0071151109
  https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991002855579706711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca
• SQL for data science : data cleaning, wrangling and analytics with relational databases - Badia, Antonio, Springer, 2020. ISBN: 9783030575915
  https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991004916338406711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca
• LearnSQL - ,
  

Complementaria:

• SQL-99 complete, really - Gulutzan, Peter; Pelzer, Trudy, R & D books , cop.1999. ISBN: 0879305681
  https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991002180409706711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca
• Encyclopedia of database systems - Özsu, M. Tamer; Liu, Ling, Springer , 2009. ISBN: 9780387399409
  

Web links

• LearnSQL https://learnsql2.fib.upc.edu/moodle/course/view.php?id=81

Capacitats prèvies