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課程簡介 Course Introduction
數據庫技術是計算機科學技術中發展最快的領域之一,也是應用最廣的技術之一。數據庫技術是計算機科學的重要分支,數據庫技術和數據庫系統已經成為計算機信息系統的核心技術和重要基礎。
《數據庫原理及應用》是本科計算機專業和信息系統信息管理等相關專業的專業主干課程,是數據庫系統的第一門課程。通過本課程學習,使學生系統地掌握數據庫系統的基本原理和基本技術。要求在掌握數據庫系統基本概念的基礎上,能熟練使用SQL語言在某一個數據庫管理系統上進行數據庫操作;掌握數據庫設計方法和步驟,具有設計數據庫模式以及開發數據庫應用系統的基本能力。
教學大綱 Teaching Syllabus

《數據庫原理及應用》課程教學大綱

Principles & Application of Database

一、課程基本信息

學 時:64(理論48,實驗16

學  分:4.0

考核方式:閉卷考試(期末考試成績占70%,平時成績占30%)

中文簡介:本課程是計算機類相關專業學生學習的一門專業基礎課程,主要講授數據庫的基本理論和應用方法。如數據庫的基本知識和一些基本原理,包括數據庫中的一些基本概念、數據模型、數據庫的體系結構和關系代數等相關知識,并在此基礎上,給學生講述數據庫的標準語言SQL、數據庫的安全性和完整性控制、數據庫系統的恢復和并發控制、以及數據庫的設計和關系規范化理論,對數據庫系統的開發也做介紹。

二、教學目的與要求

數據庫技術是計算機科學技術中發展最快的領域之一,也是應用最廣的技術之一。數據庫技術是計算機科學的重要分支,數據庫技術和數據庫系統已經成為計算機信息系統的核心技術和重要基礎。

《數據庫原理及應用》是本科計算機專業和信息系統信息管理等相關專業的專業主干課程,是數據庫系統的第一門課程。通過本課程學習,使學生系統地掌握數據庫系統的基本原理和基本技術。要求在掌握數據庫系統基本概念的基礎上,能熟練使用SQL語言在某一個數據庫管理系統上進行數據庫操作;掌握數據庫設計方法和步驟,具有設計數據庫模式以及開發數據庫應用系統的基本能力。

本課程教學的基本要求是:

1.明確本課程的地位、性質與任務及主要研究對象,了解目前數據庫的流行趨勢和先進的知識。

2.重點掌握數據庫系統的基本知識、基本原理與基本應用。

3.掌握數據庫模型的概念及設計。

4.重點掌握對關系的操作,包括關系代數和關系數據庫標準語言SQL。

5.掌握對數據庫的控制,包括安全性控制、完整性控制、數據庫恢復和并發控制。

6.掌握數據庫的規范化理論。

7.掌握數據庫的設計步驟,重點是結合實際需求設計滿足要求的數據庫,并在此基礎上,選擇自己熟悉的開發語言,可以完成對數據庫系統的設計與開發。

三、教學方法與手段

授課主要采用多媒體授課的方式,并引用任務驅動方法,引導學生進行各章節的學習,再加上平時課堂的提問、抽查、作業等,目的是通過互動式個性化學習,培養學生的自學能力。授課過程中,針對某些重要問題,要求小組進行討論,統一提交作業。同時,開放網上在線學習,幫助學生課余時間進行學習。

四、教學內容及目標

教學內容

教學目標

學時分配

第一章 緒論



第一節 數據庫系統概述

理解

2

第二節 數據模型

掌握

2

第三節 數據庫系統體系結構

掌握

1

第四節 數據庫技術的新發展

了解

1

重點:

1.數據、數據庫、數據庫管理系統和數據庫系統

2.數據庫系統的特點

3.數據模型:數據模型的組成要素

4.概念模型的表示方法:實體-聯系模型(E-R圖的表示方法)

難點:數據庫系統的三級模式結構

衡量學習是否達到目標的標準: 能否熟練掌握所要求的重點和難點。

第二章 關系數據庫



第一節 關系

掌握

1.5

第二節 關系代數

掌握

3

第三節 查詢優化

掌握

2

第四節 關系演算

了解

0.5

重點:

1.關系模型

2.關系數據結構及形式化定義:域、笛卡爾積、元組、關系、侯選碼、主碼、關系模式、關系數據庫

3.關系的完整性:實體完整性、參照完整性、用戶定義的完整性

難點:

1.關系代數:并、差、交、廣義笛卡爾積等傳統的集合運算;選擇、投影、連接、除等專門的關系運算

2.關系演算:元組關系演算;域關系演算

3. 查詢優化:關系代數的優化算法

衡量學習是否達到目標的標準: 能否熟練掌握所要求的重點和難點。

第三章 關系數據庫標準語言SQL



第一節 SQL概述

理解

0.5

第二節 數據定義

掌握

1.5

第三節 數據查詢

掌握

5

第四節 數據更新

掌握

2

第五節 視圖

掌握

2

第六節 數據控制

了解

0.5

第七節 不完善的SQL

了解

0.5

重點:

1.SQL的特點及SQL語言的基本概念。

2.數據定義:定義表、刪除表、修改表,建立和刪除索引。

3.單表查詢:選擇表中的若干列、選擇表中的若干元組、查詢結果排序、分組。

4.連接查詢:等值連接、自身連接、外連接、復合條件連接。

難點:

1.嵌套查詢:帶IN謂詞的子查詢;帶比較運算符的子查詢,帶謂詞的子查詢。

2.數據更新:插入、刪除、修改。

3.視圖:定義視圖、查詢視圖、更新視圖、刪除視圖。

4.數據控制:授權與收回。

衡量學習是否達到目標的標準: 能否熟練掌握所要求的重點和難點,要求牢固掌握SQL,能夠根據實際需要寫出對應的SQL語句是最終目的。

第四章 關系規范化理論



第一節 問題的提出

理解

1

第二節 規范化理論

掌握

1.5

第三節 關系模式的分解

掌握

1.5

重點:

1. 規范化理論的重要意義。

2. 牢固掌握數據依賴的基本概念,范式的概念,從1NF到4NF的定義,規范化的含義和作用。

3. 需要舉一反三的:四個范式的理解與應用,各個級別范式中存在的問題(插入異常、刪除異常、數據冗余)和解決方法。

難點:

1. 能夠根據應用語義,完整地寫出關系模式的數據依賴集合,并能根據數據依賴分析某一個關系模式屬于第幾范式。

2. 各個級別范式的關系及其證明。

衡量學習是否達到目標的標準: 能否熟練掌握所要求的重點和難點,要求能夠對實際的應用進行規范化設計。

第五章 數據庫設計



第一節 數據庫設計概述

理解

0.5

第二節 需求分析

掌握

1

第三節 概念結構設計

掌握

1.5

第四節 邏輯結構設計

掌握

1

第五節 物理結構設計

理解

0.5

第六節 數據庫實施、運行和維護

理解

0.5

重點:

1. 掌握數據庫設計步驟和數據庫設計過程中的各級模式設計方法。特別是數據庫概念結構的設計和邏輯結構的設計,這是數據庫設計過程中最重要的兩個環節。

2. 牢固掌握用E-R圖來表示概念模型的方法,掌握E-R圖的設計,E-R圖向關系模型的轉換。

難點:技術上的難點是E-R圖的設計和數據模型的優化,包括對現實世界進行抽象的能力,提取實體、屬性、實體型之間的聯系,正確劃分實體與屬性的能力。真正的難點是理論與實際的結合。

衡量學習是否達到目標的標準: 能否熟練掌握所要求的重點和難點,關鍵是能夠對實際的應用進行數據庫設計。

第六章 數據庫安全和完整性



第一節 概述

理解

0.5

第二節 數據庫的安全

掌握

1

第三節 數據庫的完整性約束

掌握

2

第四節 SQL的完整性控制

掌握

1.5

重點:

1. 使用SQL中的GRANT 語句和 REVOKE 語句來實現數據庫的自主存取控制功能。

2. 使用SQL中CREATE ROLE語句創建角色,用GRANT 語句給角色授權。

3. 掌握視圖機制在數據庫安全保護中的作用。

4. 牢固掌握DBMS完整性控制機制的三個方面,即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。需要舉一反三的:用SQL語言定義關系模式的完整性約束條件。包括定義每個模式的主碼;定義參照完整性;定義與應用有關的完整性。

難點:

1. 強制存取控制(MAC)機制中確定主體能否存取客體的存取規則,同學們要理解并掌握存取規則為什么要這樣規定。

2. RDBMS如何實現完整性的策略,即當操作違反實體完整性、參照完整性和用戶定義的完整性約束條件時,RDBMS如何進行處理,以確保數據的正確與有效。其中比較復雜的是參照完整性的實現機制。

衡量學習是否達到目標的標準: 能否熟練掌握所要求的重點和難點,關鍵是在實際應用中可以保證數據庫的安全和完整。

第七章 數據庫系統的恢復和并發控制技術



第一節 事務的基本概念和特性

掌握

0.5

第二節 數據庫恢復

掌握

1

第三節 并發控制

掌握

1

第四節 基于封鎖的并發控制技術

掌握

2

第五節 死鎖

理解

0.5

重點:

1. 事務的ACID屬性

2. 并發操作產生的數據不一致性

3. 并發調度的可串行性概念

4. 封鎖協議與數據一致性的關系

難點:在實際的DBMS中,封鎖的使用。

衡量學習是否達到目標的標準: 能否熟練掌握所要求的重點和難點,關鍵是把所學的知識和第六章所學習的知識聯系起來,在實際的應用中,提升對這些技術的理解和掌握,保證數據的完整性、安全性和一致性,保證數據庫系統24小時正確運行,保證數據庫系統在遇到故障時能及時恢復正常運行,提高抗故障抗災難的能力。

第八章 數據庫技術發展動態

了解

1

重點和難點:本章主要是開闊學生的視野,了解前沿的知識。

衡量學習是否達到目標的標準:對數據庫發展的前沿知識有所了解即可。

第九章 SQL Server 2005概述

理解

1

重點和難點:本章不需要重點講述,關鍵是在前面的學習中,熟悉SQL Server 2005的環境。

衡量學習是否達到目標的標準:SQL Server 2005可否熟練使用。

第十章 SQL Server 2005數據庫系統開發

掌握

1

重點和難點:本章不需要重點講述,關鍵是在前面的學習中,熟悉ASP.NET環境及與SQL Server 2005的系統開發。

衡量學習是否達到目標的標準:可否利用ASP.NET 軟件和SQL Server 2005數據庫進行小型的數據庫系統開發。

第十一章 基于ASP.NET的圖書管理系統

掌握

1

重點和難點: 在實際應用中,掌握具體的數據庫系統的設計及實現。

衡量學習是否達到目標的標準: 能否運用所學知識實現具體的數據庫應用系統。

五、推薦教材和教學參考資源

相關教材:

1.石玉強、閆大順.《數據庫原理及應用》,北京:中國水利水電出版社出版,2009

2.王珊,薩師煊. 《數據庫系統概論(第四版)》. 北京:高等教育出版社,2006

3.苗雪蘭. 《數據庫技術及應用》.北京:機械工業出版社,2006

4.J.D.Ullman, 《J Widom.A First Course in Database Systems》,Pretice Hall, 1997

5.聶瑞華. 《數據庫系統概論》.北京:高等教育出版社出版社,2001

6.苗雪蘭. 《數據庫技術及應用實驗指導與習題解答》.北京:機械工業出版社,2006

7.王珊,朱青. 《數據庫系統概論學習指導與習題解答》.北京:高等教育出版社,

相關學習網站:

1、仲愷農業工程學院數據庫原理網絡課程網站:http://jpkc.zhku.edu.cn/dbcourse/index.asp

2. 中國人民大學數據庫精品課程網站:http://www.chinadb.org/

3. 哈佛大學數據庫課程網站:http://sites.fas.harvard.edu/~cs165/

4. ITPUB數據庫技術社區:http://www.itpub.net/forum.php?gid=1

5. CSDN數據庫頻道:http://database.csdn.net/

6. 51CTO數據庫頻道:http://database.51cto.com/

7. 動態網站制作指南之數據庫:http://www.knowsky.com/sql.asp

大綱修訂人:石玉強 修訂日期:2014年9月

大綱審定人:張世龍,曾憲貴,黃洪波 審定日期:2014年10月



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