《數(shù)據(jù)庫原理》理論課教學(xué)大綱

PAGE1PAGE5“數(shù)據(jù)庫原理”課程教學(xué)大綱課程編號：08062020課程名稱：數(shù)據(jù)庫原理/Databaseprinciple學(xué)時：64學(xué)分：3.5適用專業(yè)：嵌入、普通計科、金融信息、軟件測試、網(wǎng)絡(luò)工程、軟件技術(shù)、計應(yīng)、計應(yīng)（服務(wù)外包）開課學(xué)期：3（嵌入、普通計科）、3（金融信息、軟件測試、網(wǎng)絡(luò)工程、軟件技術(shù)）、2（計應(yīng)、計應(yīng)（服務(wù)外包））開課部門：數(shù)計學(xué)院先修課程：計算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)字邏輯、C語言程序設(shè)計基礎(chǔ)、VB、軟件工程考核要求：考試，筆試與實驗及考勤相結(jié)合，其中筆試占70%，實驗及其它占30%。使用教材及主要參考書：施伯樂主編，《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》，高等教育出版社，2008年薩師煊主編，《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》，高等教育出版社，2000年王珊主編，《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理教程》，清華大學(xué)出版社，1998年一、課程的性質(zhì)和任務(wù)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用廣泛，其理論和技術(shù)是計算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)課，也是計算機(jī)工程技術(shù)人員必備的知識和技能,屬于必修課。本課程的教學(xué)任務(wù)是針對大量數(shù)據(jù)管理操作，全面介紹數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念，基本原理和基本技術(shù)。通過研究關(guān)系代數(shù)、函數(shù)依賴、多值依賴，關(guān)系模式的分解、關(guān)系模式的規(guī)范化讓學(xué)生建立扎實的關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論基礎(chǔ)；結(jié)合目前信息系統(tǒng)建設(shè)的實際全面講授關(guān)系數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)查詢語言SQL、關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程方法，使學(xué)生掌握數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術(shù)；在數(shù)據(jù)庫基本理論的基礎(chǔ)上，講授恢復(fù)技術(shù)、并發(fā)控制技術(shù)，數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)基本技術(shù)以及數(shù)據(jù)庫安全性和完整性控制，使學(xué)生掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)維護(hù)管理系統(tǒng)；對數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究動態(tài)也作簡略介紹，使學(xué)生簡單了解目前數(shù)據(jù)庫發(fā)展的前沿技術(shù)。在理論和實踐上為學(xué)生的后續(xù)發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)。此外，配合實驗課程的教學(xué)中，學(xué)生應(yīng)理論聯(lián)系實際，理論指導(dǎo)實踐，通過規(guī)范地完成一系列數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理實驗進(jìn)一步鞏固所學(xué)的相關(guān)書本知識，在知識、能力、素質(zhì)上得到進(jìn)一步的提高。二、教學(xué)目的與要求《數(shù)據(jù)庫原理》內(nèi)容的重點(diǎn)是數(shù)據(jù)庫理論、技術(shù)及其在實際工程的應(yīng)用。課程教學(xué)的基本要求是通過教學(xué)活動，使每一個學(xué)生較好地掌握課程的主要內(nèi)容，能夠運(yùn)用數(shù)據(jù)庫的理論、方法與技術(shù)解決相應(yīng)的、一般的實際問題。課程的教學(xué)內(nèi)容主要包括如下知識點(diǎn)：1.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論（數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)），數(shù)據(jù)模型（數(shù)據(jù)模型的組成要素，概念模型，層次模型，網(wǎng)狀模型，關(guān)系模型，對象模型），數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫的二級映像功能與數(shù)據(jù)獨(dú)立性、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成、數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究領(lǐng)域）。2.關(guān)系模型概述，關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義（關(guān)系，關(guān)系模式，關(guān)系數(shù)據(jù)庫），關(guān)系的完整性（實體完整性，參照完整性，用戶自定義完整性），關(guān)系代數(shù)（集合運(yùn)算，關(guān)系運(yùn)算），關(guān)系演算（元組關(guān)系演算，域關(guān)系演算），查詢優(yōu)化準(zhǔn)則，關(guān)系代數(shù)等價變換規(guī)則，查詢優(yōu)化步驟。3.SQL概述，SQL數(shù)據(jù)定義，SQL查詢（單表查詢、連接查詢、嵌套查詢、集合查詢），SQL數(shù)據(jù)更新（插入數(shù)據(jù)、修改數(shù)據(jù)、刪除數(shù)據(jù)），視圖(SQL創(chuàng)建視圖、查詢視圖、更新視圖、視圖意義)。4.關(guān)系模式的冗余和異常問題，規(guī)范化（函數(shù)依賴、碼、范式、2NF、3NF、BCNF、多值依賴、4NF），模式的分解。5.事務(wù)的基本概念，故障的種類，恢復(fù)的實現(xiàn)技術(shù)（數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲、登記日記文件），恢復(fù)策略（事務(wù)故障的恢復(fù)，系統(tǒng)故障的恢復(fù)，介質(zhì)故障的恢復(fù)），具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù)，數(shù)據(jù)庫鏡像，并發(fā)控制概述，封鎖協(xié)議，活鎖和死鎖，并發(fā)調(diào)度的可串行性，兩段鎖協(xié)議。6.數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟，需求分析，概念結(jié)構(gòu)設(shè)計，邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計，物理設(shè)計，數(shù)據(jù)庫的實施和維護(hù)。三、學(xué)時分配章節(jié)課程內(nèi)容學(xué)時1數(shù)據(jù)庫概論22關(guān)系模型和關(guān)系運(yùn)算理論103關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言SQL204關(guān)系數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化設(shè)計145恢復(fù)與并發(fā)控制技術(shù)106數(shù)據(jù)庫設(shè)計和ER模型8四、教學(xué)中應(yīng)注意的問題本課程的重點(diǎn)要落實在數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)理論和應(yīng)用兩個方面，通過教學(xué)，使學(xué)生系統(tǒng)地掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本原理，概念，模型，結(jié)構(gòu)，方法，能夠從事復(fù)雜數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計，開發(fā)，研究和應(yīng)用工作，并為從事計算機(jī)各領(lǐng)域的科研及畢業(yè)后走向各崗位的工作打下數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)，在教學(xué)過程中要注意通過各種形式對學(xué)生下列能力的培養(yǎng)：（1）分析、歸納和設(shè)計能力深刻理解基本概念和方法，學(xué)會數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的分析方法，歸納各種概念，權(quán)衡各方因素，設(shè)計合理系統(tǒng)。（2）實踐開發(fā)，調(diào)試能力能夠動手開發(fā)成功的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)。（3）自學(xué)能力數(shù)據(jù)庫軟件很多，發(fā)展快，絕大多數(shù)要求學(xué)生在實驗或課余自學(xué)掌握，課堂重在講方法和個案剖析。（4）研究創(chuàng)新能力數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展快，新內(nèi)容層出不窮，注意學(xué)習(xí)類比，觀察提煉，提出新問題，新概念，新方法。通過上述分析，《數(shù)據(jù)庫原理》課程的教學(xué)應(yīng)該注意兩個層面的交叉線索。從數(shù)據(jù)庫原理的特性出發(fā)，第一條線索是介紹基礎(chǔ)理論知識、數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)構(gòu)成、關(guān)系數(shù)據(jù)庫、關(guān)系系統(tǒng)及查詢優(yōu)化、關(guān)系數(shù)據(jù)理論、數(shù)據(jù)庫保護(hù)和數(shù)據(jù)庫設(shè)計，第二條線索是從實際工程角度介紹應(yīng)用數(shù)據(jù)庫設(shè)計技術(shù)、規(guī)范化理論、E-R圖、SQL語言等技術(shù)設(shè)計和解決數(shù)據(jù)庫應(yīng)用管理系統(tǒng)方面的問題的過程與方法。兩條線索相輔相成，理論主線為應(yīng)用主線提供嚴(yán)格的理論支持，應(yīng)用主線為理論主線的提出和完善提供素材，兩條線索在關(guān)系模型系統(tǒng)處實現(xiàn)合一。然后引入WEB數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用、面向?qū)ο蠹夹g(shù)、數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)等新技術(shù)，簡單介紹數(shù)據(jù)庫技術(shù)的新進(jìn)展和新一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，包括Web數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)、分布式數(shù)據(jù)庫、對象數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫等，反映數(shù)據(jù)庫發(fā)展的最新趨勢。這樣一種內(nèi)容設(shè)計上的安排，既讓學(xué)生扎實地掌握數(shù)據(jù)庫的基本理論，又使學(xué)生全面掌握數(shù)據(jù)庫的實際應(yīng)用，可以迅速投入實際工作。五、教學(xué)內(nèi)容第一章數(shù)據(jù)庫概論1、基本內(nèi)容：介紹數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念，包括數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的全局結(jié)構(gòu)。2、教學(xué)基本要求：掌握數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的概念；掌握概念設(shè)計中和邏輯設(shè)計中的數(shù)據(jù)描述，以及聯(lián)系的描述；掌握實體聯(lián)系模型，要求會畫ER圖；數(shù)據(jù)模型：層次、網(wǎng)狀、關(guān)系模型；解數(shù)據(jù)庫的主要特征及基本結(jié)構(gòu)：三級模式結(jié)構(gòu)，及模式間的映像。3、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)：實體聯(lián)系模型，畫ER圖。4、教學(xué)建議：著重概念理解與記憶。第二章關(guān)系模型和關(guān)系運(yùn)算理論1、基本內(nèi)容：介紹關(guān)系模型的基本概念，運(yùn)算理論，關(guān)系代數(shù)，以及完戲代數(shù)表達(dá)式的優(yōu)化。2、教學(xué)基本要求：了解關(guān)系模型的基本概念；掌握ER模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換規(guī)則；掌握關(guān)系代數(shù)的操作；關(guān)系代數(shù)表達(dá)式的優(yōu)化。3、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)：掌握關(guān)系查詢語言，使用關(guān)系代數(shù)進(jìn)行查詢。4、教學(xué)建議：著重概念理解記憶，多練習(xí)相關(guān)題目。第三章關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言SQL1、基本內(nèi)容：介紹關(guān)系數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)查詢語言SQL的數(shù)據(jù)定義，數(shù)據(jù)操縱，嵌入式SQL等2、教學(xué)基本要求：掌握SQL的數(shù)據(jù)定義；掌握SQL的數(shù)據(jù)查詢操作；掌握SQL的數(shù)據(jù)更新；掌握視圖的定義以及對視圖的操作。3、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)：SQL數(shù)據(jù)查詢。4、教學(xué)建議：多練習(xí)。第四章關(guān)系數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化設(shè)計1、基本內(nèi)容：介紹關(guān)系數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化設(shè)計理論，包括函數(shù)依賴、模式分解特性、范式和模式設(shè)計方法等問題。2、教學(xué)基本要求：掌握函數(shù)依賴知識；掌握關(guān)系模范式的理論知識；衡量和設(shè)計一個好的關(guān)系模式。3、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)：函數(shù)依賴和范式。4、教學(xué)建議：理解記憶多做題。第五章恢復(fù)與并發(fā)控制技術(shù)1、基本內(nèi)容：介紹數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的實現(xiàn)技術(shù)，包括事務(wù)的概念及并發(fā)控制、恢復(fù)、完整性和安全性實現(xiàn)機(jī)制。2、教學(xué)基本要求：事務(wù)；數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制；數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)；了解數(shù)據(jù)庫的完整性和安全性。3、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)：掌握完整性和并發(fā)控制的概念，了解安全性和數(shù)據(jù)庫恢復(fù)