Estructuras de Almacenamiento de Datos - Facultad de Ciencias Exactas - UNCPBA

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PARTE I. Modelado Conceptual de datos

  1. Conceptos Generales e Introducción a los Modelos de Datos

  2. Modelo de Entidades y Relaciones Básico (MER) y Extendido (MERE)

  3. Modelo relacional

  4. Teoría de Normalización

 PARTE II. Almacenamiento de Datos

  1. Introducción a la organización de archivos e índices

  2. Técnicas de Dispersión

  3. Árboles n-arios

  4. Búsqueda por múltiples claves

PARTE III. Bases de Datos

  1. Introducción

 

 

PARTE I. Modelado Conceptual de datos

I.1 Conceptos Generales e Introducción a los Modelos de Datos
 
  • Terminología básica: datos, información, estructuras de datos, almacenamiento de información, tipos de evocación, sistemas de base de datos.
  • Objetivos del diseño de estructuras de datos. Niveles de diseño.
  • Definición de modelo conceptual de datos. Características de un modelo conceptual. Modelo, esquema y ejemplar. Rol del Modelo de Datos en el ciclo vida de un sistema de información.
  • Mecanismos de abstracción en Modelos de datos Conceptuales
    • Clasificación
    • Agregación
    • Generalización
    • Asociación

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I.2

Modelo de Entidades y Relaciones Básico (MER) y Extendido (MERE)

 
  • Componentes del Modelo de Entidades y Relaciones.
    • Entidades. Instancias o ejemplares.
    • Atributos. Dominios y valores. Identificadores
    • Relaciones. Grado y cardinalidad de una relación. Relaciones unarias y binarias.
    • Entidades-atributo.
  • Componentes del Modelo de Entidades y Relaciones Extendido.
    • Entidades débiles y fuertes: dependencia de identificación y dependencia de existencia.
    • Entidades asociativas.
    • Relaciones ternarias y de mayor.
    • Jerarquías de generalización y especialización.
    • Agregación: Relaciones entidad-relación y relación-relación

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I.3 Modelo relacional
 
  • Definición y  características principales.
  • Elementos del modelo Relacional
    • Relaciones. Tuplas. Atributos. Dominios.
    • Esquema y Extensión.
    • Claves y superclaves. Claves candidatas, primarias y extranjeras.
    • Restricciones de integridad inherentes: de claves primarias y extranjeras.
  • Concepto y Uso de Dependencias
    • Dependencias Funcionales
      • Dependencia funcional basada en claves, dependencia funcional plena y dependencia funcional transitiva. Grafo de dependencias.
      • Sistema de axiomas de Armstrong.
      • Algoritmos relativos a la normalización: Calculo de la clausura transitiva, del recubrimiento minimal, de la determinación de claves y de la verificación de descomposición sin perdida (Algoritmo de Ullman).
    • Dependencias de Inclusión: Integridad Referencial
      • Inclusión pura y basada en claves.
      • Sistema de axiomas de Casanova.
      • Acciones referenciales: reparación y rechazo.
  • Operaciones básicas del álgebra relacional para manipulación de relaciones.
  • Diseño utilizando mecanismos de derivación MER à esquema relacional.

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I.4 Teoría de Normalización
 
  • Teoría de normalización. Motivación: Problemas de actualización y de mantenimiento de integridad que provoca la redundancia.
  • Descomposición con y sin pérdida. Aplicación de los algoritmos en la normalización.
  • Formas normales basadas en dependencias funcionales. Primera (1FN), segunda (2FN), tercera (3FN) y de Boyce-Codd (FNBC). Algoritmos de descomposición de una relación a su equivalente en proyecciones FNBC.
  • Teoría de la normalización y diseño relacional basado en Análisis.
  • Introducción a Formas Normales Avanzadas: Dependencias multivalor y 4FN. Dependencias de reunión y 5FN.

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 PARTE II. Almacenamiento Físico de Datos

II.1 Introducción a la organización de archivos e índices
 
  • Almacenamiento físico de la información. Dispositivos de Almacenamiento secundario.
  • Archivos. Registros. Dominio estructurante, clave de búsqueda y clave de la relación. Punteros físicos y lógicos. Operaciones sobre archivos. Organización y manejo de archivos en disco. Ordenamiento  externo.
  • Organización de archivos
    • Desordenado.
    • Ordenado.
    • Disperso.
  • Otras organizaciones primarias de archivos: archivos en árboles B y archivos de registros mixtos.
  • Índices
    • Índices un solo nivel
      • Ralos y Densos.
      • Primarios.
      • De Agrupamiento.
      • Secundarios.
    • Índices multinivel: estáticos y dinámicos basados en árboles B y B*.
    • Índices sobre múltiples claves.
    • Índices sobre estructuras de dispersión.

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II.2  Técnicas de Dispersión
 
  • Evocación asociativa. Características generales de las técnicas de dispersión y su uso en memoria principal y secundaria.
  • Dispersión perfecta:
    • Definición. Métricas.
    • Condiciones que definen un problema apto para ser resuelto con dispersión perfecta y criterios para solucionar el incumplimiento de alguna de ellas.
  • Dispersión pura:
    • Conceptos principales: balde, renura, factor de carga, sinónimos, colisión, overflow o rebalse, resolución de colisiones, tipos de clustering.
    • Técnicas cerradas o estáticas
      • Open addressing ó reasignación lineal. Clustering Primario.
      • Reasignación cuadrática. Reasignación pseudoazar. Clustering secundario.
      • Reasignación realeatorizada.
      • Problemas del uso de técnicas cerradas de dispersión en memoria externa.
    • Técnicas abiertas o dinámicas
      • Hashing extensible.
      • Rebalse separado convencional.
      • Rebalse separado con crecimiento lineal.

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II.3 Árboles n-arios
 
  • Motivación: uso de árboles como índices multinivel dinámico y en organización primaria. Desventajas de árboles binarios de búsqueda balanceados para memoria externa. Lista de varios niveles como precursor de árboles n-arios.
  • Arboles n-arios.
    • Definición general.
    • Árboles B.
    • Derivados de Árboles-B
      • Árboles B+
      • Árboles B*.
    • Operaciones de inserción y supresión estándar y perezosa. Mecanismo de reestructuración.
  • Organización ISAM.

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II.4 Búsqueda por múltiples claves
 
  • Evocación por múltiples claves y necesidad de estructuras de acceso específicas para resolverlas.
  • Estructuras de datos de acceso multiclave
    • Hashing particionado.

    • Grid-Files

    • Archivos enhebrados y ortogonales. Multilistas.

    • Archivos invertidos.

    • Bitmaps.

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 PARTE III. Bases de DatosAlmacenamiento Físico de Datos

III.1 Introducción
 
  • Características de los Sistemas de Archivos Convencionales como soporte de un Sistema de Información. Evolución de los sistemas de información basados en archivos convencionales a los sistemas de bases de datos. Ventaja del uso de base de datos.
  • Características del enfoque de Base de Datos
    • Autodescripción.

    • Independencia de los datos.
    • Soporte de múltiples vistas.
    • Arquitectura de 3 niveles
    • Ciclo de vida.

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Última actualización: 20 de Mayo de 2009.