教案80910239数据库原理教案课程组.docx
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教案80910239数据库原理教案课程组
教案
院系：
控制与计算机工程学院
计算机系（保定）
教研室：
软件教研室
教师：
王保义阎蕾廖尔崇
《数据库原理》课程教案
课程名称
数据库原理
课程学分
2.5
课程属性
必修课（√）专业选修课（）校定公共选修课（）
课程总学时
40学时
其中：
讲课：
40学时
实验：
0学时
先修课程
离散数学、离散数学结构、数据结构、软件工程、高级语言程序设计
授课专业、班级
计算机科学与技术、软件工程、网络工程、信息安全
基本教材和主要参考书
教材名称
出版社
作者
出版时间
数据库系统概论
高等教育出版社
萨师煊王珊
2006年
参考书
出版社
作者
出版时间
数据库系统简明教程
高等教育出版社
王珊
2004
AnIntroductiontoDatabaseSystem
Addison-Wesley
DateCJ
2000
数据库系统概论学习指导与习题解答
高等教育出版社
王珊,朱青
2003
教学目的
及要求
数据库是计算机科学与技术、软件工程、网络工程、信息安全专业的一门必修课。
在计算机技术深入发展和广泛应用的今天，数据库技术已成必不可少的重要分支。
例如在管理信息系统、办公室自动化技术、计算机辅助设计、知识库系统、智能系统，数据挖掘等都离不开数据库技术，所以，计算机系的学生很有必要掌握这门技术。
数据库原理课程也就成为计算机系的学生应该学习的一门重要课程。
本课程的任务是让学生掌握数据库的基本原理，对于实际的应用能设计一个合理的数据库结构，会用数据库（DB）语言对数据库进行查询，修改，并会对数据库作一些维护工作，为以后更深层的应用储备知识。
配合本门课，还安排了一周的数据库原理课程设计。
通过课程设计，从实际操作中，加深对所学概念的掌握与理解，提高实际操作能力。
了解数据库系统的体系结构及特点。
熟练掌握关系数据库的基本概念及其应用。
较深入了解数据库理论并会应用这些理论分析数据库。
通过上机实验，把设计数据库的方法理论应用在上机作业的具体实践中。
注：
表中（）选项请打“∨”
第一章绪论
一、教学目标及基本要求
1．了解数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统的概念和特点
2．了解数据管理、数据处理的历史及各个阶段的特点
3．掌握数据模型的概念及组成要素
4．学会E-R图
5．了解常见的4种逻辑模型，掌握关系模型的基本概念
6．掌握数据库系统结构
二、各节教学内容及学时分配
1．数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统的概念（1学时）
2．数据管理技术的发展及数据库的特点（1学时）
3．数据模型的概念、分类、要素（1学时）
4．概念模型及概念模型的表示形式E-R图（1学时）
5．了解常见的4种逻辑模型，掌握关系模型的概念（1学时）
6．掌握数据库系统三级模式和两级映像结构（1学时）
三、重点和难点及其处理和解析
1．重点
（1）数据库概念、特点
（2）数据模型的概念、分类、要素
（3）概念模型、E-R图
（4）数据库三级模式和两级映像结构
2．难点
（1）概念模型，E-R图
（2）数据库三级模式和两极映像结构
对于重点与难点内容，着重讲解与分析，并对批处理操作系统的内容结合实例与例题，详细讲解与讨论。
四、深化和拓宽
沿着数据管理的历史，结合学生们学习C++/Java的实际情况，让学生们体会到在高级语言环境下手工管理数据的难点。
引入数据库管理数据的技术，给学生们用一个实例展示数据库管理数据的方便性、快捷性、高效性和安全性。
五、教学方式
主讲式教学，将讲义内容讲解完毕后，留一部分时间让学生们提问和使用多媒体技术给学什么展示数据技术。
六、本章的思考题和习题
4．举出适合用文件系统而不是数据库系统的例子；再举出适合用数据库系统的应用例子。
5．试述数据库系统的特点。
6．数据库管理系统的主要功能有哪些？
7．试述数据模型的概念、数据模型的作用和数据模型的三个要素。
8．试述概念模型的作用。
9．定义并解释概念模型中以下术语：
实体，实体型，实体集，属性，码，实体联系图（ER图）。
10．试给出3个实际部门的ER图，要求实体型之间具有一对一、一对多、多对多各种不同的联系。
11．试给出一个实际部门的ER图，要求有三个实体型，而且3个实体型之间有多对多联系。
3个实体型之间的多对多联系和三个实体型两两之间的三个多对多联系等价吗？
为什么？
12．学校中有若干系，每个系有若干班级和教研室，每个教研室有若干教员，其中有的教授和副教授每人各带若干研究生；每个班有若干学生，每个学生选修若干课程，每门课可由若干学生选修。
请用ER图画出此学校的概念模型。
13．某工厂生产若干产品，每种产品由不同的零件组成，有的零件可用在不同的产品上。
这些零件由不同的原材料制成，不同零件所用的材料可以相同。
这些零件按所属的不同产品分别放在仓库中，原材料按照类别放在若干仓库中。
请用ER图画出此工厂产品、零件、材料、仓库的概念模型。
19．试述关系数据库的特点。
22．什么叫数据与程序的物理独立性？
什么叫数据与程序的逻辑独立性？
为什么数据库系统具有数据与程序的独立性？
23．试述数据库系统的组成。
24.DBA的职责是什么？
25系统分析员、数据库设计人员、应用程序员的职责是什么？
第二章关系数据库
一、教学目标及基本要求
1．关系数据结构及形式化定义；
2．掌握关系、关系模式和关系数据库的概念；
3．掌握关系的三类完整性；
4．熟练的掌握关系代数的各种操作；
二、各节教学内容及学时分配
1．关系数据结构（0.5学时）；
2．关系数据结构的特点及性质等（0.5学时）
3．关系与关系模式的概念（1学时）
4．关系模式的三类完整性（1学时）
5．传统的关系操作（1学时）
6．专门的关系运算（1.5学时）
8．简要介绍其他的关系操作（0.5学时）
三、重点和难点及其处理和解析
1．重点
（1）关系数据结构
（2）关系与关系模式的概念
（3）关系模式的三类完整性
（4）关系代数
2．难点
（1）关系数据结构；
（2）关系模式的三类完整性；
（3）关系代数。
四、深化和拓宽
结合数学集合的概念介绍关系的形式化定义；结合高级语言中数据类型与数据值的概念介绍关系模式与关系的概念；使用多媒体技术展示关系操作（关系代数）中选择、投影、连接和除法的概念与运算方式。
五、教学方式
已板书介绍各种概念与特点，结合现代化的多媒体技术动画演示各种关系代数的算法步骤。
六、本章的思考题和习题
1．试述关系模型的三个组成部分。
2．试述关系数据语言的特点和分类。
4．试述关系模型的完整性规则。
在参照完整性中，为什么外部码属性的值也可以为空？
什么情况下才可以为空？
5．使用关系代数完成下列题意。
6．试述等值连接与自然连接的区别和联系。
7．关系代数的基本运算有哪些?
如何用这些基本运算来表示其他运算?
第三章关系数据库标准语言SQL
一、教学目标及基本要求
1、了解SQL语言的产生和发展；
2．了解SQL语言的特点；
3．熟练掌握如何使用SQL语言创建数据库、数据表、索引等；
4．熟练掌握SQL语言对单表、多表的各类查询；
5．熟悉掌握嵌套查询；
6．熟练掌握如何使用SQL创建和使用视图。
二、各节教学内容及学时分配
1．了解SQL语言的产生和发展（1学时）
2．熟练掌握SQL语言创建数据库、数据表（2学时）
3．熟练掌握各种形式的查询（2学时）
4．掌握SQL对视图的操作（2学时）；
三、重点和难点及其处理和解析
1．重点
（1）SQL语言创建数据库、数据表；
（2）各种形式的查询；
（3）嵌套查询；
（4）使用SQL创建和使用视图；
2．难点
（1）各种形式的查询；
（2）嵌套查询
（3）使用SQL创建和使用视图
四、深化和拓宽
对于SQL语言在使用板书介绍了其产生和发展后，使用多媒体技术课件和实际的数据库管理系统（SQLServer2005/2008）一边讲解各种形式的查询一边给学生们用实际例子来演示，能够达到更好的效果。
五、教学方式
在介绍教材内容的同时，结合多媒体课件和SqlServer2005/2008演示。
六、本章的思考题和习题
3．用SQL语句建立第二章习题5中的4个表。
5．针对习题3中的四个表试用SQL语言完成以下各项操作。
6．什么是基本表？
什么是视图？
8．所有的视图是否都可以更新？
为什么？
9．哪类视图是可以更新的？
哪类视图是不可更新的？
各举一例说明。
11．请为三建工程项目建立一个供应情况的视图，包括供应商代码（SNO）、零件代码（PNO）、供应数量（QTY）。
针对该视图VSP完成下列查询：
（1）找出三建工程项目使用的各种零件代码及其数量。
（2）找出供应商S1的供应情况。
第四章数据库安全性
一、教学目标及基本要求
1．数据库安全性概念；
2．数据库的授权与回收。
二、各节教学内容及学时分配
1．数据库安全性概述（1学时）
2．使用SQL语言完成数据库的授权与回收（1学时）
三、重点和难点及其处理和解析
1．重点
（1）使用SQL语言完成数据库的授权与回收
2．难点
（1）使用SQL语言完成数据库的授权与回收
四、深化和拓宽
同样我们可以使用SQLServer演示的方式来讲授本章的内容。
五、教学方式
在讲授课程内容的同时，结合多媒体技术和SQLSever2005/2008实例教学。
六、本章的思考题和习题
1．什么是数据库的安全性？
2．数据库安全性和计算机系统的安全性有什么关系？
5．试述实现数据库安全性控制的常用方法和技术。
6．什么是数据库中的自主存取控制方法和强制存取控制方法？
14．统计数据库中存在何种特殊的安全性问题？
第五章数据库完整性
一、教学目标及基本要求
1．掌握数据库实体完整性；
2．掌握数据库参照完整性；
3．掌握数据库自定义完整性；
二、各节教学内容及学时分配
1．数据库实体完整性（1学时）
2．数据库参照完整性（1学时）
3．数据库自定义完整性（1学时）
三、重点和难点及其处理和解析
1．重点
（1）数据库实体完整性；
（2）数据库参照完整性；
（3）数据库自定义完整性；
2．难点
（1）数据库实体完整性；
（2）数据库参照完整性；
（3）数据库自定义完整性；
同样我们可以使用SQLServer演示的方式来讲授本章的内容。
五、教学方式
在讲授课程内容的同时，结合多媒体技术和SQLSever2005/2008实例教学。
六、本章的思考题和习题
1．什么是数据库的完整性？
2．数据库的完整性概念与数据库的安全性概念有什么区别和联系？
3．什么是数据库的完整性约束条件？
可分为哪几类？
7．在关系系统中，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时，一般是如何分别进行处理的？
第六章关系数据库理论
一、教学目标及基本要求
1．了解数据库中可能存在的问题；
2．掌握关系数据库规范化理论，掌握到4NF；
3．掌握数据依赖的公理系统；
4．掌握模式的分解，掌握如何判断模式分解的无损连结性和保持函数依赖；
二、各节教学内容及学时分配
1．数据库系统中可能存在的问题（1学时）
2．数据库规范化理论（3学时）
3．数据依赖的公理系统（2学时）
4．模式分解（2学时）
三、重点和难点及其处理和解析
1．重点
（1）数据库规范化理论；
（2）数据依赖的公理系统；
（3）模式分解；
2．难点
（1）数据库规范化理论；
（2）数据依赖的公理系统；
（3）模式分解；
四、深化和拓宽
引入了一定数量的例题与图示，使学生理解内容时更直观，更感性。
五、教学方式
在讲授课程内容的同时，结合例题与图示进行分析与讲解。
六、本章的思考题和习题
2．建立一个关于系、学生、班级、学会等诸信息的关系数据库。
学生：
学号、姓名、出生年月、系名、班号、宿舍区。
班级：
班号、专业名、系名、人数、入校年份。
系：
系名、系号、系办公地点、人数。
学会：
学会名、成立年份、办公地点、人数。
有关语义如下：
一个系有若干专业，每个专业每年只招一个班，每个班有若干学生。
一个系的学生住在同一宿舍区。
每个学生可参加若干学会，每个学会有若干学生。
学生参加某学会有一个入会年份。
请给出关系模式，写出每个关系模式的极小函数依赖集，指出是否存在传递函数依赖，对于函数依赖左部是多属性的情况讨论函数依赖是完全函数依赖，还是部分函数依赖。
指出各关系模式的候选码、外部码，有没有全码存在?
12．下面的结论哪些是正确的?
哪些是错误的?
对于错误的请给一个反例说明之。
（1）任何一个二目关系是属于3NF。
（2）任何一个二目关系是属于BCNF。
（3）任何一个二目关系是属于4NF。
第七章数据库设计
一、教学目标及基本要求
1．了解数据库设计概述；
2．掌握数据库设计的基本步骤；
3．掌握数据库设计的概念设计；
4．掌握数据库设计的逻辑结构设计；
5．了解数据库的物理设计；
二、各节教学内容及学时分配
1．了解数据库设计概述（0.5学时）
2．掌握数据库设计的概念设计（0.5学时）
3．掌握数据库设计的逻辑结构设计（0.5学时）
4．了解数据库的物理设计（0.5学时）
三、重点和难点及其处理和解析
1．重点
（1）数据库设计的概念设计；
（2）掌握数据库设计的逻辑结构设计；
（3）了解数据库的物理设计；
2．难点
（1）掌握数据库设计的逻辑结构设计；
四、深化和拓宽
引入了一定数量的例题与图示，使学生理解内容时更直观，更感性。
五、教学方式
讲授课程的主要内容，其它部分要求学生自学。
六、本章的思考题和习题
18．现有一局部应用，包括两个实体：
“出版社”和“作者”，这两个实体是多对多的联系，请读者自己设计适当的属性，画出ER图，再将其转换为关系模型（包括关系名、属性名、码和完整性约束条件）。
19．请设计一个图书馆数据库，此数据库中对每个借阅者保存读者记录，包括：
读者号，姓名，地址，性别，年龄，单位。
对每本书存有：
书号，书名，作者，出版社。
对每本被借出的书存有读者号、借出日期和应还日期。
要求：
给出ER图，再将其转换为关系模型。
第九章关系查询处理和查询优化
一、教学目标及基本要求
1．了解关系数据库的查询处理；
2．掌握关系数据库的查询优化算法；
3．了解关系数据库的物理优化。
二、各节教学内容及学时分配
1．了解关系数据库的查询处理（0.5学时）
2．关系数据库的优化算法（1学时）
3．关系数据库的物理优化（0.5学时）
三、重点和难点及其处理和解析
1．重点
（1）关系数据库的查询优化算法；
2．难点
（1）关系数据库的查询优化算法；
四、深化和拓宽
结合一个优化前后的例子，对课程内容进行讲解，加深学生的理解。
并用现代化的多媒体技术给学什么展示关系数据库优化的步骤。
五、教学方式
讲授课程的主要内容，部分内容要求学生自学，使用多媒体技术展示优化的步骤。
六、本章的思考题和习题
2．对信息系学生所选课的ＳＱＬ查询进行优化,试画出用关系代数表示的语法树，并用关系代数表达式优化算法对原始的语法树进行优化处理，画出优化后的标准语法树。
第十章数据库恢复技术
一、教学目标及基本要求
1．了解数据库恢复技术；
2．掌握事务的概念；
3．了解数据库恢复的实现技术。
二、各节教学内容及学时分配
1．事务的概念（1学时）
2．了解数据库恢复的实现技术（1学时）
三、重点和难点及其处理和解析
1．重点
（1）事务的概念
（2）数据库恢复的实现技术；
2．难点
（1）数据库恢复的实现技术；
四、深化和拓宽
结合实例对课程内容进行讲解，加深学生的理解。
五、教学方式
讲授课程的主要内容，部分内容要求学生自学。
六、本章的思考题和习题
1．试述事务的概念及事务的4个特性。
2．为什么事务非正常结束时会影响数据库数据的正确性，请列举一例说明之。
4．数据库运行中可能产生的故障有哪几类？
哪些故障影响事务的正常执行？
哪些故障破坏数据库数据？
5．数据库恢复的基本技术有哪些？
第十一章并发控制
一、教学目标及基本要求
1．了解并发控制技术概述；
2．掌握封锁的概念；
3．了解两段锁协议。
二、各节教学内容及学时分配
1．并发控制技术概述、封锁的概念（1学时）
2．两段锁协议（1学时）
三、重点和难点及其处理和解析
1．重点
（1）两段锁协议
2．难点
（1）两段锁协议；
四、深化和拓宽
结合实例对课程内容进行讲解，加深学生的理解。
五、教学方式
讲授课程的主要内容，部分内容要求学生自学。
六、本章的思考题和习题
9．结合一个实例掌握两段锁协议。
第1课
一、本次课的教学内容
1.1数据库系统概述
1.1.1数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统
数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统的概念和实例分析。
1.1.2数据管理技术的产生和发展
介绍数据库管理技术的发展、举例和数据库系统的特点。
二、本次课的教学方式
以讲授为主，并针对个别问题，采用互动式的教学方式，并举例说明。
三、本次课师生活动设计
在介绍数据库系统时，使用一个文件管理数据和数据库管理数据的例子引起学生学习数据库的兴趣。
四、本次课的电子教案
使用多媒体技术展示SQLServer2005/2008演示数据库管理数据的技术。
五、本次课的小结（或总结）、作业布置等
本次课介绍了数据、数据库和数据库管理技术和数据库系统的概念和实例演示，展示了使用数据库管理数据的优势。
布置学生对自己所学的数据管理技术。
第2课
一、本次课的教学内容
1.2数据模型
1.2.1两类数据模型
⏹概念模型
⏹逻辑模型
1.2.2数据模型的组成要素
●数据结构
●数据操作
●数据的完整性
1.2.3概念模型
●信息世界的基本概念
●两个实体之间的联系
●两个以上实体性之间的联系
●单个实体性内的联系
●概念模型的表示方法：
E-R图
二、本次课的教学方式
主讲式教学，将讲义内容讲解完毕后，留少许时间让学生提问。
三、本次课师生活动设计
针对学生的提问，进行解答，并对典型的问题进行启发式的讲解
四、本次课的电子教案
根据教材分章节进行组织，对部分内容进行了扩充，并引入了一定数目案例。
五、本次课的小结（或总结）、作业布置等
本次课介绍了数据模型的概念和概念模型以及概念模型的表示方法E-R图。
布置学生结合我校的实际情况绘制我校的实体联系图。
第3课
一、本次课的教学内容
1.2.4最常用的数据模型
●层次模型
●网状模型
●关系模型
●面向对象模型
1.2.7关系模型
●关系模型的数据结构
●关系模型的操作与完整性约束
●关系数据模型的存储结构
●关系数据模型的优缺点
1.3数据库系统结构
1.3.1数据库系统模式的概念
●模式的概念
1.3.2数据库系统的三级模式结构
●模式
●外模式
●内模式
1.3.3数据库的二级映像功能与数据独立性
●外模式/模式映像
●模式/内模式映像
1.4数据库系统的组成
●硬件平台及数据库
●软件
●人员
⏹DBA
⏹系统分析员与数据库设计人员
⏹应用程序员
⏹用户
二、本次课的教学方式
主讲式教学，将讲义内容讲解完毕后，留少许时间让学生提问。
三、本次课师生活动设计
针对学生的提问，进行解答，并对典型的问题进行启发式的讲解，同时每一个概念都用一些实例来加深学生的理解。
四、本次课的电子教案
使用SQLServer2005/2008演示数据库的优势、三级结构。
五、本次课的小结（或总结）、作业布置等
本次课重点介绍了关系数据模型和数据模型的数据库系统的三级模式结构。
第4课
一、本次课的教学内容
2.1 关系数据结构及形式化定义
2.1.1关系
关系的形式化定义。
2.1.2关系模式
2.1.3关系数据库
二、本次课的教学方式
主讲式教学，将讲义内容讲解完毕后，留少许时间让学生提问。
三、本次课师生活动设计
针对学生的提问，进行解答，并对典型的问题进行启发式的讲解。
四、本次课的电子教案
使用SQLServer2005/2008结合展示关系的定义及特性。
五、本次课的小结（或总结）、作业布置等
本次课重点介绍了关系的数学定义与特性。
第5课
一、本次课的教学内容
2.2 关系操作
2.2.1关系的基本操作
2.2.2关系数据语言的分类
2.3 关系的完整性
2.3.1关系的三类完整性约束
2.3.2实体完整性
2.3.3参照完整性
2.3.4用户自定义完整性
二、本次课的教学方式
主讲式教学，将讲义内容讲解完毕后，留少许时间让学生提问。
三、本次课师生活动设计
针对学生的提问，进行解答，并对典型的问题进行启发式的讲解
四、本次课的电子教案
使用SQLServer2005/2008结合展示数据库的三类完整性。
五、本次课的小结（或总结）、作业布置等
本次课重点介绍了关系的操作与关系的三类完整性。
布置学生从丛三类完整性对上一章的作业进行完整性设计。
第6课
一、本次课的教学内容
2.4 关系代数
2.4.1传统的集合运算
●并
●交
●差
●笛卡儿积
2.4.2专门的关系运算
●选择
●投影
●连接
●除运算
二、本次课的教学方式
主讲式教学，将讲义内容讲解完毕后，留少许时间让学生提问。
三、本次课师生活动设计
针对学生的提问，进行解答，并对典型的问题进行启发式的讲解
四、本次课的电子教案
根据教材分章节进行组织，对部分内容进行了扩充。
我们使用了多媒体技术动画展示每一种运算的操作过程，取得了良好的效果。
五、本次课的小结（或总结）、作业布置等
本次课重点介绍了关系代数的基本操作和专门的关系运算等。
布置一个实际的题目来让学生们联系实际掌握知识。
第7课
一、本次课的教学内容
3.1 SQL概述
3．1．1SQL的产生与发展
3.1.2SQL的特点
●综合统一
●高度非过程化
●面向集合的操作方式
●一种语法多种使用方式
●语言简洁
3.1.3SQL的基本概念
●基本表
●视图
3.2学生-课程数据库
3.3数据定义
3.3．1模式的定义与删除
●定义模式
●删除模式
3.3.2基表的定义、删除和修改
●定义基表
●删除基表
●修改基表
二、本次课的教学方式
主讲式教学，将讲义内容讲解完毕后，留少许时间让学生提问。
三、本次课师生活动设计
针对学生的提问，进行解答，并对典型的问题进行启发式的讲解
四、本次课的电子教案
现用板书介绍SQL语法的使用，然后使用SQLServer2005/2008直接展示操作，实例演示。
五、本次课的小结（或总结）、作业布置等
本次课重点介绍了如何使用SQL语言创建数据库、数据表。
布置作业让学生们安装SQLServer2005/2008联系SQL语句。
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