《數據庫系統概論》教學大綱

適用專業:信息與計算科學專業

課程類別:專業核心課程 課程編號: 0601008120

課內學時:48(含16個實驗學時) 開課學期:4

一、教學大綱說明

（一）課程性質與目的

本課程是信息與計算科學專業學生都必須學習的專業核心課程。本課程的設置目的是為了使學生系統地掌握數據庫的基本原理、方法和應用技術，能應用現有的數據庫管理系統和軟件開發工具，掌握數據庫結構的設計和數據庫應用系統的開發方法。了解數據庫技術的最新發展和一些相關的研究領域、研究方法，為從事數據庫系統的開發和數據庫理論的研究等提供堅實的理論基礎。

（二）課程的基本要求

本課程的教學與學習要側重于準確理解和掌握數據庫技術的基本概念和基本理論；能熟練運用關系數據庫標準語言SQL進行數據定義、數據操縱和數據控制；能綜合運用數據庫技術進行數據庫系統的設計，提高學生的自學與更新本專業知識的能力。

二、課程內容及學時分配

第一章 數據庫系統引論

1．數據庫系統概論

數據庫系統基本概念、數據管理技術的產生和發展、數據庫系統的特點。

2．數據模型

數據模型的組成要素、概念模型、層次模型簡介、網狀模型簡介、關系模型簡介。

3．數據庫系統結構

數據庫系統模式的概念、數據庫系統的三級模式結構、數據庫的二級映象功能和數據獨立性。

4．數據庫系統的組成

5．數據庫管理系統 *

6．數據庫應用系統的開發 *

基本要求:了解數據管理技術的發展、數據庫系統的特點、數據庫技術的研究領域，理解層次模型、網狀模型、關系模型，掌握數據庫系統的三級模式結構和二級映象功能，熟悉E-R圖的方法并學會應用。

重 點:準確理解層次模型、網狀模型、關系模型、數據庫系統的三級模式結構和二級映象功能，掌握E-R圖的方法和運用。

難 點:需要掌握數據庫領域大量的基本概念。準確理解數據模型和數據庫系統的體系結構。

第二章 關系數據庫

1．關系模型概述

2．關系數據結構及形式化定義

關系基本概念、關系模式、關系數據庫。

3．關系的完整性

4．關系代數

傳統的集合運算、專門的關系運算

基本要求:掌握選擇、投影、連接和除關系運算，準確理解和掌握關系模式、關系數據結構、關系完整性等基本概念和內容。

重 點:掌握關系模式、關系數據結構、關系完整性；選擇、投影、連接和除關系運算。

難 點:選擇、投影、連接和除關系運算。

第三章 關系數據庫標準語言SQL

1．SQL概述

SQL的特點、SQL語言的基本概念。

2．數據定義

定義、刪除和修改基本表；建立和刪除索引。

3．數據查詢

單表查詢、連接查詢、嵌套查詢、集合查詢。

4．數據更新

插入數據、修改數據

5．視圖

定義視圖、查詢視圖、更新視圖

基本要求:熟練掌握和運用SQL語言進行數據定義、數據操作和數據控制。

重 點:熟練掌握和運用SQL語言，特別是SQL語言的查詢功能。

難 點:SQL語言的連接查詢、嵌套查詢和集合查詢。

第四章 數據庫安全性

1．計算機安全性概述

計算機系統的三類安全性問題、安全標準簡介。

2．數據庫安全性控制

用戶標識與鑒定、存取控制、自主存取控制方法、授權與回收、數據庫角色、強制存取控制

3．視圖機制

4．審計

5．數據加密。

6．統計數據庫安全性

基本要求:掌握數據庫安全性控制機制，統計數據庫安全性控制。

重 點:掌握數據庫安全性控制機制。使用SQL中的GRANT 語句和 REVOKE 語句來實現數據庫的實現自主存取控制功能。

難 點:強制存取控制，統計數據庫安全性控制。

第五章 數據庫完整性

1．實體完整性

實體完整性定義、實體完整性檢查和違約處理

2．參照完整性

參照完整性定義、參照完整性檢查和違約處理

3．用戶定義的完整性

屬性上的約束條件的定義、屬性上的約束條件檢查和違約處理、元組上的約束條件的定義、元組上的約束條件檢查和違約處理

4．完整性約束命名子句

5．域中的完整性限制 *

6．觸發器

定義觸發器、激活觸發器、刪除觸發器

基本要求:掌握什么是數據庫的完整性，掌握用SQL語言定義關系模式的完整性約束條件。

重 點:掌握DBMS完整性控制機制:完整性約束條件的定義、完整性約束條件的檢查和違約反應。熟練掌握用SQL語言定義關系模式的完整性約束條件。

難 點:數據完整性的實現策略。

第六章 關系數據理論

1．問題的提出

2．規范化

函數依賴、碼、范式、2NF、3NF、BCNF、多值依賴、4NF

基本要求:掌握規范化理論和關系數據庫模式規范化設計方法。

重 點:規范化理論和關系數據庫模式規范化設計方法。

難 點:關系數據庫規范化方法的運用。

第七章 數據庫設計

1．數據庫設計概述

數據庫設計的特點、方法、基本步驟和數據庫設計中的各級模式。

2．需求分析

需求分析的任務、需求分析的方法、數據字典。

3．概念結構設計

概念結構、概念結構設計的方法和步驟、數據抽象和局部視圖設計、視圖的集成。

4．邏輯結構設計

E-R圖向關系模型的轉換、數據模型的優化、設計用戶子模式。

5．數據庫的物理設計

數據庫物理設計的內容和方法、關系模式存取方法選擇、確定數據庫的存儲結構、評價物理結構

6．數據庫的實施和維護

數據的載入和應用程序的調試、數據庫的試運行、數據庫的運行和維護。

基本要求:熟練掌握數據庫設計的方法和基本步驟，并學會運用。

重 點:數據庫設計的方法和基本步驟，特別是概念結構設計和邏輯結構設計。

難 點:數據庫設計方法的運用。

第八章 數據庫編程

1. 存儲過程

2. ODBC編程

基本要求:了解數據庫編程的幾種方式。

第九章 查詢優化

第十章 數據庫恢復技術

1．事務的基本概念

2．數據庫恢復概述

3．故障的種類

4．恢復的實現技術

數據轉儲、登記日志文件。

5．恢復策略

事務故障的恢復、系統故障的恢復、介質故障的恢復。

基本要求:準確理解事務的基本概念和性質及恢復的實現技術，掌握針對各種故障的恢復策略和具有檢查點的恢復技術。

重 點:掌握事務的基本概念和事務的ACID特性；不同故障的恢復技術的區別。

難 點:具有檢查點的恢復技術。

第十一章 并發控制

1．并發控制概述

2．封鎖和封鎖協議

封鎖類型、三級封鎖協議

3．死鎖和活鎖

活鎖、死鎖

基本要求:準確理解數據不一致性的原因、活鎖和死鎖的產生原因和預防，掌握三級封鎖協議、兩段鎖協議、并發事務正確性準則、不同封鎖類型的相容準則。

重 點:死鎖的原因和預防；三級封鎖協議；兩段鎖協議；并發控制的可串行性；不同封鎖類型的相容準則。

難 點:并發控制的可串行性；不同封鎖類型的相容準則。

三、教材及參考書

1．王珊，薩師煊．數據庫系統概論（第5版）．高等教育出版社，2012

2．施伯樂，丁寶康．數據庫系統教程（第二版）．高等教育出版社，2003

3．丁寶康，董健全．數據庫實用教程(第二版,配有習題解答)．清華大學出版社，2004

4．王珊，陳紅．數據庫系統原理教程．清華大學出版社，2000

5．金林樵．Mysql程序設計實訓教程．科學出版社，2003