《数据库原理与应用》教学大纲.docx

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1、?数据库原理与应用?课程教学大纲【说明部份】数据库技术是计算机科学技术中开展最快的领域之一，也是应用最广的技术之一。数据库技术是计算机科学的重要分支，数据库技术和数据库系统已经成为计算机信息系统的核心技术和重要根底。?数据库原理与应用？是本科计算机专业和信息系统信息管理等相美专业的专业主干课程。【正文部份】一、课程内容概述本课程系统讲解并描述数据库系统的根底理论、根本技术和根本方法。内容包括：数据库系统的根本概念、数据模型、关系数据库及其标准语言SQ1.、数据库平安性和完整性的概念和方法、关系标准化理论、数据库设计方法和步骤，数据库复原和并发限制等事务管理根底学问，关系查询处理和查询优化等。二

2、、课程目标通过本课程学习，使学生系统地驾驭数据库系统的根本原理和根本技术。要求在驾驭数据库系统根本概念的根底上，能娴熟运用SQ1.语言在某一个数据库管理系统上进展数据库操作：握数据库设计方法和步骤,具有设计数据库模式以及开发数据库应用系统的根本实力。三、先修课程* 计算机程序设计方法和语言* 数据构造* 离散数学* 操作系统四、教学内容和教学要求（一）绪论（4课时）内容概述：阐述数据库的根本概念，介绍数据管理技术的进展状况、数据库技术产生和开展的背景，数据模型的根本概念、组成要素和主要的数据模型，概念模型的根本概念及ER方法，数据库系统的3级模式构造以及数据库系统的组成。本章目标：本章讲解的数

3、据库根本概念和根本学问是学习后续各个章节的根底。学习本章的目的在于了解根本学问，驾驭根本概念，为以后的学习打好扎实的根底。重点：牢固驾驭概念模型的根本概念及其主要建模方法ER方法：驾驭关系数据模型的相关概念、数据库系统三级模式和两层映像的体系构造、数据库系统的逻辑独立性和物理独立性等；对于如何通过ER方法描述现实世界的概念模型要做到能够举一反三的程度。难点：本堂的难点是须要驾驭数据库领域大量的根本概念。有些概念一开场接触会感到比拟抽象，但没关系，随着学习的渐渐推动，在后续章节中，这些抽象的概念会渐渐变得清楚具体起来。此外，数据模型及数据库系统的体系构造也是本章的难点。教学方法：讲授法（二）关系

4、数据库（重点内容8课时）内容概述：系统地讲解关系数据库的重要概念，并着重对关系代数以及关系模型及关系模型的三个组成局部（关系数据构造、美系操作集合、以及关系完整性约束）进展讲解.本章目标：驾驭关系模型的三个组成局部及各局部所包括的主要内容：牢固驾驭关系数据构造及其定义；关系的三类完整性约束的概念。为学习后面关系数据库系统打好根底。重点：驾驭关系数据构造及其定义：关系的三类完整性约束的概念。须要举-反三的是：关系代数（包括抽象的语言及具体的语言）：关系代数中的各种运算（包括并、交、差、选择、投影、连接、除、及广义笛k尔积等难点：由于关系代数较为抽象，因此在学习的过程中肯定要结合具体的实例进展学习

5、。教学方法：讲授法+上机试验试验内容：试验】：学习安装某一个数据库管理系统，通过对某个商用数据库管理系统的安装运用，初步了解DBMS的工作环境和系统构架，熟识对DBMS的安装，为后面的试验做打算。（三）关系数据库标准语言SQ1.（重点内容8课时）内容概述：具体介绍关系数据库语言SQ1.。SQ1.是关系数据库的标准语言，它内容特别丰富，功能特别强大。因为关系数据库系统的主要功能是通过SQ1.来实现的，因此讲解SQ1.的同时要进一步讲解并描述关系数据库的根本概念。本章目标：牢固驾驭SQ1.的功能。同时通过实践，体会面对过程的语言和SQ1.的区分和优点。体会关系数据库系统为数据库应用系统的开发供应良

6、好环境，减轻用户负担的缘由。篁点：关系模型和关系数据库是本课程的重点，第3章又是重点中的重点。要娴熟正确的运用SQ1.完成对数据库的查询、插入、删除、更新操作。难点：用SQ1.语言正确完成困难查询，驾驭SQ1.语言强大的查询功能。只有通过大量练习才能真正到达举一反三的娴熟程度。教学方法I讲授法+上机试验试验内容，试验2、在安装好的数据库系统下创立数据库、创立表、创立索引：运用SQ1.对数据库进展各类杳询操作（单表查询，连接查询，嵌套查询,集合查询）和更新操作（插入数据，修改数据，删除数据）。练习数据定义操作，包括根本表的创立、修改及删除；索引的创立和删除；视图的创立和删除。对视图的查询，更新（

7、留意更新的条件）。完成书后作业的SQ1.练习.（四）数据库平安性（4课时）内容概述：介绍计算机以及信息平安技术标准的进展。具体讲解数据库平安性问题和实现技术。RDBMS实现数据库系统平安性的技术和方法有多种，本章讲解最重要的存取限制技术、视图技术和审计技术。讲解存取限制机制中用户权限的授权与回收，合法权限检查。数据库角色的概念和定义等。本章目标：驾驭什么是数据库的平安性问题，牢固驾驭数据库管理系统实现数据库平安性限制的常用方法和技术。亶点：运用SQ1.中的GRAXT语句和REVOKE语句来实现数据库的实现闩主存取限制功能。运用SQ1.中CREATERO1.E语句创立角色，用GRANT语句给角色

8、授权。驾驭视图机制在数据库平安爱护中的作用。难点：强制存取限制（MAC）机制中确定主体能否存取客体的存取规那么，要求同学们理解并驾驭存取规那么为什么要这样规定。教学方法：讲授法+上机试验试验内容：试验3在安装好的数据库系统下对已经建立的数据库创立用户、角色、视图：运用SQ1.对数据进展平安性限制，包括：授权和权力回收。操作完成后看看已授权的用户是否真正具有授予的数据操作的权力了：权力收回操作之后的用户是否的确丢失了收回的数据操作的权力。（五）数据库完整性（4课时）内容概述：具体讲解数据库的完整性概念。包括，什么是数据库的完整性，数据库的完整性概念与数据库的平安性概念的区分和联系，RDBMS的数

9、据库完整性实现机制，包括实体完整性、参照完整性和用户自己定义的完整性约束的定义机制、完整性检查机制和违反完整性约束条件时RDBMS实行的预防措施。触发器的概念和在数据库完整性检查中的应用。本章目标,驾驭什么是数据库的完整性，驾驭用SQ1.语言定义关系模式的完整性约束条件。重点：牢固驾驭DBMS完整性限制机制的三个方面，即完整性约束条件的定义、完整性约束条件的检查和违约反响。须要举一反三的是：用SQ1.语言定义关系模式的完整性约束条件。包括定义每个模式的主码：定义参照完整性；定义与应用有关的完整性。难点：RDBMS如何实现完整性的策略，即当操作违反实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性约束条件

10、时，RDBMS如何进展处理，以确保数据的正确与有效。其中比拟困难的是参照完整性的实现机制。教学方法：讲授法+上机试验试验内容：试验4在安装好的数据库系统下对已经建立的数据库运用SQI.对数据进展完整性限制（三类完整性、CHECK短语、CONSTRAN子句、触发器）进展违约操作，用试验证明，当操作违反了完整性约束条件时，系统是如何进展违约处理的。（六）关系数据理论+期中考试（8课时+4课时）内容概述:具体讲解关系数据理论，主要是关系数据库标准化理论。包括关系数据库逻辑设计可能出现的问题，数据依靠的根本概念（包括函数依靠、平凡函数依靠、非平凡的函数依竟、局部函数依嵬、完全函数依靠、传递函数依靠的概

11、念；码、候选码、外码的概念和定义），范式的概念、1NF、2NF、3NF、BCNF、4NF的概念和判定方法。数据依嵬的ArlnStrong公理系统。本章目标：关系数据理论既是关系数据库的重要理论根底也是数据库逻辑设计的理论指南和有力工具。要驾驭标准化理论和优化数据库模式设计的方法。重点：了解什么是一个不好”的数据库模式。什么是模式的插入异样和删除异样。标准化理论的重要意义。牢固驾驭数据依靠的根本概念，范式的概念，从INF到4NF的定义，标准化的含义和作用。须要举一反三的:四个范式的理解与应用，各个级别范式中存在的问题（插入异样、删除异样、数据冗余）和解决方法。难点：能够依据应用语义，完整地写出关

12、系模式的数据依靠集合，并能依据数据依靠分析某一个关系模式屈于第几范式及各个级别范式的关系。本章内容的理论性较强。要通过具体例子和习题练习理解和驾驭理论学问。教学方法I经验，缺乏对实际问题解决的实力。特殊是缺乏应用领域的学问。而数据库设计须要设计人员对应用环境、专业业务有具体深化的了解，这样才能设计出符合具体领域要求的数据库及其应用系统。要在完本钱章习题的根底上仔细完成大作业。体会这些要点，从而真正驾驭本章讲解的学问、方法和技术。教学方法，讲1+看2+练3（即讲授1个工作量，学生自己看书2个工作量，上机练习3个工作量）课程大作业：?数据库设计与应用开发？在某个RDBMS产品上，选择相宜的应用系统

13、开发工具为某个部门或单位开发一个数据库应用系统。通过实践，驾驭本章介绍的数据库设计方法，同时培育团队合作精神。要求5、6位同学组成一个开发小组，每位同学承当不同角色（例如：工程管理员、DBA、系统分析员、系统设计员、系统开发员、系统测试员）。具体要求：1、给出数据库设计各个阶段的具体设计报告：2、写出系统的主要功能和运用说明；3、提交运行的系统：4、写出收获和体会，包括已解决和尚未解决的问题，进一步完善的设想与建议。每个小组进展30分钟的报告和辩论，讲解设计方案，演示系统运行，汇报分工与合作状况。（八）数据库编程(8课时)内容概述：在数据库应用系统的开发中常常运用编程方法对数据库进展操纵。本章

14、讲解这些编程技术涉及的概念和运用的方法。主要包括嵌入式SQ1.、游标的概念；SQ1.的过程化扩展B1./SQ1.和存储过程；运用ODBC设计开发数据库应用程序的方法。因为JDBC编程、O1.EDB编程与ODBC编程的思路根本一样，限于篇幅本章就不讲解JDBC和O1.EDB编程,学生可以通过上机试验了解这些技术。本章内容的实践性较强，老师可以少讲，让学生多读书并进展实践。本章目标：驾驭开发数据库应用系统的各种编程方法，具有正确选择不同的方法和技术开发应用程序的实力。重点：了解SQ1.编程技术可以有效克制SQ1.实现困难应用方面的缺乏，提高应用系统和RDBvS间的互操作性。驾驭嵌入SQ1.中游标的

15、概念和运用方法；驾驭P1./SQ1.和存储过程的根本概念，根本构造，语句语法和用法。了解运用ODBC开发应用系统的体系构造，驾驭ODBCAPl和ODBC的应用程序的工作流程。难点：理论联系实际，能够在实际安装的RDBMS上通过编程的方式开发应用程序，完成对数据库的各种操作。能够运用ODBC来进展数据库应用程序的设计，使设计的应用系统可移植性好，并且能同时访问不同的数据库，共享数据资源。教学方法I讲1+看2+练3（即老师讲的内容是1,学生下课后学习教科书参考书的阅读量是2,实际动手设计和开发的工作量是3）试验内容：?数据库系统概论?第4版给出了4个试验，老师可以依据状况选择其中局部试验让学生完成

16、。具体试验要求请参见教科书。试验5通过嵌入式SQ1.访问数据库试验6运用P1./SQ1.编写存储过程访问数据库试验7通过ODBC访问数据库试验8通过JDBC访问数据库（九）关系查询处理和查询优化（4课时）内容概述；通过实例讲解关系数据库查询优化的重要性和可能性。讲解RDBMS的查询处理步骤，即查询分析、查询检查、查询优化和查询执行；查询优化的根本概念，查询优化包括代数优化和物理优化。本章目标：本章并不要求学生驾驭RDBMS查询处理和查询优化的内部实现技术,因此没有具体讲解技术细微环节。本堂的目的是希望学生了解RDBMS查询处理的根本步骤，查询优化的概念、根本方法和技术，为数据库应用开发中利用查

17、询优化技术提高查询效率和系统性能打下根底。重点I了解关系数据库查询优化的重要性。驾驭查询处理各个步骤的主要功能。难点：能运用本章学习的查询优化学问，对于比拟困难的查询，尤其是涉及连接和嵌套的查询，写出适合RDBMSI动优化的SQ1.语句。对于RDBMS不能优化的咨询须要重写查询语句，进展手工调整以优化性能。不要把优化的任务全部放在RDBMS上。教学方法I讲授法+上机试验试验内容I试验9查询优化通过本章试验，了解你安装运用的RDBMS的查询优化方法和查询方案表示，能够利用它分析查询语句的实际执行方案和查询代价，进而通过建立索引或者修改SQ1.语句来降低查询代价，到达优化系统性能的目标。具体试验内

18、容：1 .对单表查询例如以下的查询（可以自己给出查询语句）select*fromstudentwhereage20;2 .连接咨询，一般的两表连接查询或多表连接查询3 .嵌套查询，H己写几个带有子查询的例子，主要考虑带有IN和EXlSTS谓词的子查询，包括相关子查询和不相关子查询。也可以运用？数据库系统概论？书上列举的例子。对以上各种查询，通过建立索引或者删除索引（单表音询语句）、修改连接依次（连接查询语句）、重写SQ1.语句即查询重写（嵌套查询）；比拟不同杳询方案执行的性能差异，到达降低查询代价，优化性能的目标。（十）数据库复原技术（4课时）内容概述；事务处理技术主要包括数据库复原技术和并发

19、限制技术。因为事务是数据库复原和并发限制的根本单位，所以首先讲解事务的根本概念和事务的ACID性质。本章讲解数据库复原技术。包括数据库运行中可能发生的故障类型,数据库复原中最常常运用的技术一数据转储和登录日志文件。讲解H志文件的内容及作用，登记日志文件所要遵循的原那么，针对事务故障、系统故障和介质故障等不同故障的复原策略和复原方法。本章目标：驾驭事务的根本概念和事务的AClD性质J解数据库复原技术的重要性，针对不同的故障类型，驾驭复原数据库的策略和方法。重点：牢固驾驭事务的根本概念和事务的AClD性质。要驾驭数据库故障复原的策略和方法。数据库复原的根本原理是数据备份，它貌似简洁，实际却很困难。

20、数据库的事务管理策略（不仅有数据库复原策略，还有并发限制策略）和DBMS缓冲区管理策略、事务一样性级别亲密相关，同学们要在学习完这些学问后把这些问题联系起来，提升对这些技术的理解和驾驭。难点：对于刚刚学习数据库的学生来讲并不能很好体会数据库故障复原的困难性和重要性。驾驭日志文件的运用，系统故障、介质故障的熨原方法。在实际工作中，那么必需正确了解所用的DBMS产品供应的复原技术和复原方法，并且能够依据这些机制正确制定系统的复原策略，以保证数据库系统每天24小时正确运行。保证数据库系统在遇到故障时能刚好熨原正常运行，提高抗故障抗灾难的实力。教学方法：讲授法+自学+上机试验试验内容：在安装好的数据库

21、系统下对已经建立的数据库人为地制造事务内部故障和系统故障，检查系统是否进展了复原。（十一）并发限制（4课时）内容概述：数据库管理系统必需供应并发限制机制来协调并发用户的并发操作以保证并发事务的隔离性和一样性，保证数据库的一样性。本章探讨数据库并发限制的根本概念和实现技术，包括封锁技术、封锁协议、活锁和死锁的概念。本章目标：了解的数据库并发限制技术的必要性和重要性。牢固驾驭并发限制的根本概念。重点：驾驭并发操作产生的数据不一样性（丢失修改、不行重爱读、读”脏数据）的确切含义。难点：封锁协议与数据一样性的关系。本章内容有肯定的深度和难度，可以通过对实例的学习和习题的练习来正确理解和驾驭根本概念。教

22、学方法I讲授法+自学五、课程学时支配本课程共72学时程学时/周X18周=108学时）,具体学时安排如下:序号课程内容理论讲授上机试验小计1绪论2242关系数据库系统（重点内容）4483SQ1.语言（重点内容）4484数据库平安性2245数据库完整性2246关系数据理论448期中考试2247数据库设H448课程设计选题228数据库编:程4489关系查询处理和查询优化22410数据库复原技术22411并发限制224合计363672六、课程内容组织构造无七、课程试验?数据库系统概论？课程具有实践性强的特点。为深化学生对书本学问的理解和相识，提高实际应用实力，让实践教学贯穿于整个课程教学的过程。1、依

23、据课程教材的内容设计了数据库安装、交互式SQ1.、数据库平安性和完整性、SQ1.编程、查询优化等9个试验，要完成试验并提交报告。2、一个大作业（须要小组完成）。教学到“数据库设计”这一章时,将学生分组协作，共同完成一个小型（模拟）的数据库应用系统的设计和实现，并提交数据库设计的相关文档。帮助学生消化理论学问，培育自主学习实力、动手实力和团队合作精神。八、课程教材、参考书目和学习资源教材：K?数据库原理与应用？王丽艳，郑先锋，刘亮编著，机械工业出版社,2021年10月第1版。本书内容丰富，讲授时可依据学生及专业状况选择本书不同章节的内容进展讲解。参考书目I2, J.D.UlIman,JWidom,FirstCourseinDatabaseSystems,PreticeHall,2019本书是美国斯坦福高校（StanfordUniVerSity）计算机系本科生的第1门数据库课程教材。3, ?数据库系统概论？（第四版）王珊，萨师娘北京：高等教化出版社，2019学习资源：4、中国人民高校数据库系统概论精品课程教学网站：九、成果评定方式1、书面作业2、上机试验和课程大作业（数据库设计）3、期中闭卷笔试4、期末闭卷笔试5、总成果=笔试成果（60%）+作业成果（10的+上机试验和大作业成果(30%)