数据库教学教学教案.docx
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数据库教学教学教案
课程名称：
《数据库原理》
选课课号：
（2013-2014-2）-205324-200305322-1
课程性质：
学科基础课（必修）
学时：
48（理论教学）+8（上机）
教材：
（1）数据库原理及应用.李明等编（西南交大出版社）
（2）DataBaseDesignandDevelopment.RaymondFrost，JohnDay，CraigVanSlyke（清华大学出版社影印版）
（3）数据库系统概论.王珊等编（中国人民大学出版社）
课程班级：
工程力学11级，信息与计算科学11级1、2班
教室：
西教1-310,
授课时间：
1-12周，星期一1,2节，星期三3,4节
授课教师：
庞淑侠
考核方式：
闭卷
总评成绩=平时成绩（20%）+期末考试成绩（80%）
参考书
1.赵艳铎等（译）.数据库原理（第5版）.清华大学出版社,2011
2.杨冬青等（译）.数据库系统概念（第6版）.机械工业出版社,2012
3.金名等（译）.数据库系统设计、实现与管理（第8版）.清华大学出版社,2012
4.刘智勇.SQLServer2008宝典.电子工业出版社,2010
5.苏金国等（译）.OracleDatabase9i/10g/11g编程艺术.人民邮电出版社,2011
6.李华.PowerBuilder程序设计教程.清华大学出版社,2010
第1次课授课时间：
2013年3月5日
授课内容
第1章绪论
（1）
教学目的和要求
让学生了解数据库系统的概论、作用与发展过程；掌握数据库系统的组成
教学重点和难点
重点：
数据库系统结构；
数据库系统的组成；
难点：
数据库系统的三级模式结构
教学方法和手段
教学方法：
讲授+案例教学，师生互动，
教学手段：
投影仪+板书，
教学进程
1.基本概念和定义
（1）数据；
（2）信息；重点介绍数据与信息的关系
板书：
通过引入关联规则发现中的例子，使学生掌握信息是经过处理的数据。
（3）元数据：
区分数据和元数据
（4）数据库系统：
重点介绍数据库系统的组成。
2.数据库技术的发展历史
介绍数据管理技术的产生和发展
3.数据库系统
数据库系统的特点
（1）程序-数据的独立性；
（2）提高了数据的共享性；
（3）降低了数据的冗余度，提高了数据的一致性；
（4）采用一定的数据模型实现数据结构化；
4.数据库系统模式的概念
三级模式结构
数据库系统的组成
布置作业：
教材P262，4，5
课后小结
（手写）
第2次课授课时间：
2013年3月7日
授课内容
第1章绪论
（2）
教学目的和要求
让学生了解常用的数据模型；掌握数据库模型的三要素；掌握关系模型的内容
教学重点和难点
重点：
数据库模型，关系模型，实体关系模型
难点：
数据模型
教学方法和手段
教学方法：
讲授+案例教学，师生互动，
教学手段：
投影仪+板书，
教学进程
1.数据模型的三要素
数据结构；
?
数据操作；
?
数据的约束条件。
2.几种典型的数据模型
分别介绍每一种数据模型。
层次模型
网状模型
关系模型
实体关系模型
介绍E-R图
实体；
属性；
联系（三种类型的联系，并举例）；
面向对象模型
3.强调重点E-R图中涉及的一些概念，使学生充分理解关系模型的特点和组织方式
布置作业：
教材P26：
6,7
课后小结
（手写）
第3次课授课时间：
2013年3月12日
授课内容
第2章关系代数
（1）
教学目的和要求
让学生掌握关系数据结构及其形式化定义；了解关系操作；掌握完整性的完整性；掌握关系代数演算
教学重点和难点
重点：
关系数据结构及形式化定义；
关系的三类完整性约束；
关系代数
难点：
关系代数
教学方法和手段
教学方法：
讲授+案例教学，师生互动，
教学手段：
投影仪+板书，
教学进程
1.关系模型的基本概念
?
关系
?
关系模式
?
关系数据库
码
2.关系操作
3.关系的完整性规则
实体完整性：
参照完整性：
用户自定义的完整性：
4.关系代数
5.关系代数运算举例：
以学生选课数据库为例，由PPT给出以下的查询题目，通过板书的方式引导学生写出每种查询对应的关系代数的表示方式。
布置作业：
教材P59:
1
课后小结
（手写）
第4次课授课时间：
2013年3月14日
授课内容
第2章关系代数
（2）
教学目的和要求
让学生掌握关系代数基本操作，关系演算
教学重点和难点
重点：
关系代数基本操作，关系演算
难点：
关系代数操作，QBE
教学方法和手段
教学方法：
讲授+案例教学，师生互动，
教学手段：
投影仪+板书，
教学进程
1.关系代数运算举例：
把上次课没有讲完的例题讲完。
并针对大部分同学觉得困难的除运算进行强调。
2.关系演算
关系演算的一般形式；
重点介绍QBE；
3.关系系统的12条准则
简单介绍由Codd提出的12条准则；
4.关系系统的查询优化
提出问题：
为什么要查询优化；根据学生的回答，总结，给出查询优化的必要性；
查询处理及查询优化；
关系代数表达式的等价规则；
查询策略选择算法及查询优化技术；
5.关系数据库管理系统简介
根据PPT中的DBMS体系结构的图，主要介绍查询优化、事物管理器、锁管理器和恢复管理器。
简单介绍目前常用的RDBMS：
Oracle、SQLServer等。
布置作业：
教材P59:
5
课后小结
（手写）
第5次课授课时间：
2013年3月19日
授课内容
第3章结构化查询语言—SQL
（1）
教学目的和要求
让学生了解DBMS的功能，熟练掌握SQL的特点及SQL的DDL
教学重点和难点
重点：
SQL语言的特点，DDL
难点：
DDL
教学方法和手段
教学方法：
讲授+案例教学，师生互动，
教学手段：
投影仪+板书，
教学进程
1.SQL概述
2.SQL语言介绍
以学生-课程数据库
数据库结构的定义与删除
讲解如何建立数据库
基本表的定义、删除与修改
索引的建立与删除
3.数据更新
插入：
insert及其语法
修改：
update及其语法
删除：
delete及其语法
4.数据查询
给出SELECT的一般形式
单表查询
SELECT
FROM
WHERE形式
5.单表举例
布置作业：
教材P108：
1
课后小结
（手写）
第6次课授课时间：
2013年3月21日
授课内容
第3章结构化查询语言—SQL
（2）
教学目的和要求
让学生了解DBMS的功能，熟练掌握SQL的数据查询
教学重点和难点
重点：
数据查询及其各个子句的用法
难点：
查询子句
教学方法和手段
教学方法：
讲授+案例教学，师生互动，
教学手段：
投影仪+板书，
教学进程
1.查询经过计算的值。
主要指在SELECT子句的<目标列表达式>可以包括：
算数表达式、字符串常量、函数和列别名。
2.选择表中的若干元组
3.OrderBy子句
对查询结果按升序或降序排列。
升序：
ASC；降序：
DESC；缺省值为升序当排序列含空值时；
4.聚集函数
重点掌握：
COUNT：
计数
SUM：
求和
AVG：
求平均值
MAX：
求最大值
MIN：
求最小值
5.多重条件：
And;Or;Not
6.GroupBy子句
强调：
GroupBy主要用来分组。
如果在Select子句中使用了分组，则对于聚集函数则作用在分组中。
7．Having用法
8.连接查询
连接条件
布置作业：
教材P108：
2
课后小结
（手写）
第7次课授课时间：
2013年3月26日
授课内容
第3章结构化查询语言—SQL（3）
教学目的和要求
让学生了解DBMS的功能，熟练掌握SQL的数据查询中的嵌套查询，熟练掌握数据控制语句
教学重点和难点
重点：
嵌套查询，数据控制
难点：
嵌套查询
教学方法和手段
教学方法：
讲授+案例教学，师生互动，
教学手段：
投影仪+板书，
教学进程
1.嵌套查询
将一个查询块嵌套在另一个查询块的WHERE子句或HAVING短语的条件中的查询称为嵌套查询。
嵌套查询求解分为不相关子查询和相关子查询。
不相关子查询：
子查询的查询条件不依赖于父查询。
由里向外逐层处理。
即每个子查询在上一级查询处理之前求解，子查询的结果用于建立其父查询的查找条件。
相关子查询：
子查询的查询条件依赖于父查询。
首先取外层查询中表的第一个元组，根据它与内层查询相关的属性值处理内层查询，若WHERE子句返回值为真，则取此元组放入结果表然后再取外层表的下一个元组重复这一过程，直至外层表全部检查完为止。
2.带有ANY（SOME）或ALL谓词的子查询
3.带有EXISTS谓词的子查询
4.集合查询
5.数据控制
授权grant
收权revoke
布置作业：
教材108：
5
课后小结
（手写）
第8次课授课时间：
2013年3月28日
授课内容
第3章结构化查询语言—SQL（4）
教学目的和要求
让学生掌握视图的概念，熟练掌握视图的定义和使用命令；了解过程化SQL的使用；了解嵌入式SQL和动态SQL
教学重点和难点
重点：
视图概念，视图的定义，删除和查询
过程化SQL
难点：
存储过程
触发器
教学方法和手段
教学方法：
讲授+案例教学，师生互动，
教学手段：
投影仪+板书，
教学进程
1.视图
视图的特点
视图的定义；
createview命令
?
视图的删除；
dropview命令
?
视图的查询。
视图的查询类似于表达的查询
2.过程化SQL
过程化的SQL主要包括：
存储过程、触发器和存储函数。
主要介绍存储过程和触发器。
3.嵌入式SQL和动态SQL
SQL语言提供了两种不同的使用方式。
一种是在终端交互式方式下使用，就是作为独立语言由用户在交互环境下使用的SQL语言。
另一种是嵌入到某种高级语言中使用，利用高级语言的过程性结构来弥补SQL语言在实现复杂应用方面的不足，这种方式下使用的SQL语言称为嵌入式SQL（EmbeddedSQL）。
布置作业：
教材P108：
6
课后小结
（手写）
第9次课授课时间：
2013年4月2日
授课内容
第3章结构化查询语言—SQL（5）
教学目的和要求
让学生了解SQL中的复杂完整性约束
教学重点和难点
重点：
SQL的完整性的实现
难点：
域约束，断言
教学方法和手段
教学方法：
讲授+案例教学，师生互动，
教学手段：
投影仪+板书，
教学进程
1.SQL中的复杂完整性约束
数据的完整性是指数据库中数据的正确性、有效性和一致性，这是数据库理论中的重要概念。
正确性是指数据的合法性；有效性是指数据是否在定义的有效范围；一致性是指表示同一个事实的两个数据应相同。
数据完整性包括实体完整性、参照完整性和用户自定义的完整性。
2.SQL的完整性：
主码（PRIMARYKEY）约束：
外码（FOREIGNKEY）约束：
非空值（NOTNULL）约束：
键值唯一（UNIQUE）约束：
检查（CHECK）约束：
3.域约束：
CREATEDOMAIN<域名>AS<数据类型>
[DEFAULT<默认值>]
[CHECK（条件）]；
4.断言（ASSERTION）约束：
一个断言（ASSERTION）就是一个谓词，它表达了用户希望数据库总能满足的一个条件。
域约束和参照完整性约束是断言的特殊形式。
5.触发器（TRIGGER）约束：
见过程化SQL的触发器。
布置作业：
教材P108：
7
课后小结
（手写）
第10次课授课时间：
2013年4月4日
授课内容
第4章数据库安全性
（1）
教学目的和要求
让学生了解数据库系统安全性的重要性、实现方法、及安全产品分类；掌握授权和收权的格式；
教学重点和难点
重点：
数据库安全的概念，自主访问控制；
强制访问控制；
难点：
强制访问控制
教学方法和手段
教学方法：
讲授+案例教学，师生互动，
教学手段：
投影仪+板书，
教学进程
1.数据库安全性概述
数据库安全性的层次与级别；
计算机技术的防卫措施；
2．访问控制
自主访问控制
授权和收权
强制访问控制
强制访问控制分为主体和客体：
主客体的敏感度标记（Label）分为：
绝密（TopSecret）、机密（Secret）和可（Confidential）和公开（Public）主体的敏感度标记称为许可证级别（ClearanceLevel）。
客体的敏感度标记称为密级（ClassificationLevel）。
3．视图机制
4.审计
审计功能把用户对数据库的所有操作自动记录下来放入审计日志（AuditLog）中。
5.统计数据库安全性
布置作业：
教材P145：
1
课后小结
（手写）
第11次课授课时间：
2013年4月9日
授课内容
第4章数据库安全性
（2）
教学目的和要求
让学生了解数据加密和统计数据库安全性以及SQLServer中的安全机制
教学重点和难点
重点：
数据加密，统计数据库安全
难点：
SQLServer安全机制
教学方法和手段
教学方法：
讲授+案例教学，师生互动，
教学手段：
投影仪+板书，
教学进程
1.数据库加密技术
加密的概念
加密方案
数据加密标准
公钥加密；
常用的数据库加密方法
2.SQLServer的安全机制
SQLServer采用4个等级的安全验证：
（1）操作系统安全验证；
（2）SQLServer安全验证；
（3）SQLServer数据库安全验证；
（4）SQLServer数据库对象安全验证。
安全模式
（1）Windows验证；
（2）SQLServer验证；
3.服务器登录标识管理
sa和Administrators是
4.数据库用户管理
5.权限管理
在SQLServer中主要有两种类型的角色：
服务器角色与数据库角色。
布置作业：
教材P145：
4,5
课后小结
（手写）
第12次课授课时间：
2013年4月11日
授课内容
第5章事务管理
（1）
教学目的和要求
让学生了解了解数据库系统中事务的概念，并发控制的策略和恢复策略及方法
教学重点和难点
重点：
事务的概念，并发控制，数据库恢复
难点：
并发控制，可串行化调度
教学方法和手段
教学方法：
讲授+案例教学，师生互动，
教学手段：
投影仪+板书，
教学进程
1.事务
事务的概念
事务的四个性质
事务的状态
2.并发控制
并发调度带来的问题
丢失修改；不可重复读；读脏数据
并发控制策略：
锁（X锁，S锁）
封锁协议
两段锁协议
封锁的粒度
死锁和活锁
有三种控制死锁的基本技术：
死锁预防；
死锁检测
死锁避免。
布置作业：
教材P190：
1,2,3
课后小结
（手写）
第13次课授课时间：
2013年4月16日
授课内容
第5章事务管理
（2）
教学目的和要求
让学生了解并发调度的策略，掌握数据库恢复技术
教学重点和难点
重点：
并发调度的可串行性，数据库恢复技术
难点：
并发调度的可串行化
教学方法和手段
教学方法：
讲授+案例教学，师生互动，
教学手段：
投影仪+板书，
教学进程
1.并发调度的可串行性
2.数据库恢复技术
问题的提出：
数据库系统出现故障后，如何把数据库从错误状态恢复到正确状态？
恢复技术：
数据库备份+日志文件
1.故障分类
（1）事务故障
（2）系统故障
（3）介质故障
（4）计算机病毒
2.恢复的实现技术
（1）数据转储：
数据转储就是DBA定期地将整个数据库复制到磁带或另一个磁盘上保存起来的过程。
这些备用的数据文本称为后备副本或后援副本。
当数据库遭到破坏后可以将后备副本重新装入，但重装后备副本只能将数据库恢复到转储时的状态，要想恢复到故障发生时的状态。
必须重新运行自转储以后的所有更新事务。
（2）日志文件：
3.恢复策略
布置作业：
教材P190：
4,6
课后小结
（手写）
第14次课授课时间：
2013年4月18日
授课内容
第6章数据库设计
（1）
教学目的和要求
让学生了解数据库设计的特点；掌握数据库设计的方法和基本步骤；掌握需求分析的任务和方法；
教学重点和难点
重点：
数据库设计的特点；
数据库设计的方法和步骤；
需求分析的任务和方法
难点：
需求分析的方法
教学方法和手段
教学方法：
讲授+案例教学，师生互动，
教学手段：
投影仪+板书，
教学进程
1.数据库设计概述
数据库设计的任务和目标
数据库设计的特点
数据库设计方法
数据库设计的步骤
2.需求分析
需求分析的任务：
对现实世界要处理的对象（组织、部门、企业等）进行详细的调查，通过对原系统的了解，收集支持新系统的基础数据并对其进行处理，在此基础上确定新系统的功能。
（1）调查分析用户的活动：
调查组织机构情况，调查各部门的业务活动情况。
（2）收集和分析需求数据，确定系统边界
信息需求；处理需求；安全性；完整性的需求
（3）编写需求分析说明书
需求分析的方法：
自顶向下、自底向上；
举例：
建立教务管理系统的需求分析
布置作业：
教材P255：
1,2
课后小结
（手写）
第15次课授课时间：
2013年4月23日
授课内容
第6章数据库设计
（2）
教学目的和要求
让学生了解概念结构设计的方法与步骤；了解数据抽象与局部视图设计；掌握视图的集成；掌握E-R图向关系模型的转换；了解数据模型的优化方法；
教学重点和难点
重点：
概念结构设计，逻辑结构设计
难点：
E-R图，逻辑结构设计
教学方法和手段
教学方法：
讲授+案例教学，师生互动，
教学手段：
投影仪+板书，
教学进程
1.概念设计
概念设计就是将需求分析得到的用户需求抽象为信息结构，即概念（语义）数据模型（简称概念模型）。
实体关系模型中的基本概念
域（Domain）
主码（PrimaryKey）。
码也称关键字，它是能够唯一标识一个实体的属性集。
联系（Relationship）。
两个实体集之间的联系
1:
1联系：
1:
n联系：
m:
n联系：
2.概念设计方法
（1）设计局部ER图：
（2）综合成初步ER图：
（3）优化成基本ER图：
举例：
建立教务管理系统的实体关系模型。
3.逻辑结构设计
数据库逻辑结构设计的任务
数据库逻辑结构设计的步骤：
布置作业：
教材P255：
3,4
课后小结
（手写）
第16次课授课时间：
2013年4月25日
授课内容
第6章数据库设计（3）
教学目的和要求
让学生了解数据库系统规范化的重要性；掌握关系模式的形式化定义；掌握函数依赖的定义；掌握码、范式、2NF和3NF的定义，并能够判别。
教学重点和难点
重点：
规范化，规范化的判别
难点：
规范化的判别
教学方法和手段
教学方法：
讲授+案例教学，师生互动，
教学手段：
投影仪+板书，
教学进程
1.问题的提出
2.函数依赖
3.码
4.范式
所谓“第几范式”，是表示关系的某一种级别，所以经常称某一关系模式R为第几范式。
但现在人们把范式这个概念理解成符合某一种级别的关系模式的集合，则R为第几范式就可以写成R∈xNF。
对于各种范式之间的联系有如下包含关系成立
5NF4NFBCNF3NF2NF1NF
一个低一级范式的关系模式，通过模式分解可以转换为若干个高一级范式的关系模式的集合，这个过程就叫规范化。
5.2NF
满足第一范式的关系模式R,如果它的所有非主属性都完全函数依赖于主码,则称R是第二范式,记为2NF。
6.3NF
如果关系模式R∈2NF，且它的任何一个非主属性都不传递依赖于主码，则称R满足第三范式，记作R∈3NF。
布置作业：
教材P255：
6,7
课后小结
（手写）
第17次课授课时间：
2013年4月30日
授课内容
第6章数据库设计（3）
教学目的和要求
让学生了解数据库的物理设计的内容和方法；了解数据库的存储结构的确定和物理结构的评价；了解数据库的实施和维护
教学重点和难点
重点：
数据库物理结构设计；
物理结构的评价；
数据库的实施和维护
难点：
物理结构的评价
教学方法和手段
教学方法：
讲授+案例教学，师生互动，
教学手段：
投影仪+板书，
教学进程
1.物理结构设计
这个阶段的任务是为一个给定的逻辑数据模型选取一个合适的物理结构，并对物理结构进行评价。
评价的内容包括存储空间、响应时间等，如符合要求，则转向物理实施；不符合要求时，还要从前面的某一阶段开始再次重复上述过程，修改数据模型、重新设计、修改物理结构等。
包括：
设计物理结构
评价物理结构
2.数据库实施
进入数据库实施阶段后，就要按照逻辑设计和物理设计的结果，利用DBMS的数据定义语言在计算机上建立起实际的数据库结构，采用某种设计语言设计应用程序，经过反复调试生成目标模式，然后组织数据入库并进行测试和试运行。
3.数据库运行和维护
4.数据库系统设计举例：
图书/资料借阅管理
布置作业：
教材P2558,9,10
课后小结
（手写）
第18次课授课时间：
2013年5月2日
授课内容
第7,8章分布式和并行数据库系统及面向对象数据库系统
教学目的和要求
让学生了解分布式和并行数据库系统及面向对象数据库系统的特点和原理
教学重点和难点
重点：
分布式数据库系统；
并行数据库系统；
面向对象数据库系统
难点：
分布式数据库系统
教学方法和手段
教学方法：
讲授+案例教学，师生互动，
教学手段：
投影仪+板书，
教学进程
1.分布式数据库系统
分布式数据库系统的概念
分布式数据存储
分布式查询处理
分布事务的恢复及并发控制
2.并行数据库系统
并行数据库系统的体系结构
并行数据库的数据存储技术
并行查询处理及其优化技术
3.面向对象数据模型的基本概念
面向对象数据模型的存储结构
对象关系数据库系统
面向对象数据子语言
RDBMS、ORDBMS和OODBMS的比较
布置作业：
课后小结
（手写）
第19次课授课时间：
2013年5月7日
授课内容
第9章数据仓库和数据挖掘
教学目的和要求
让学生了解数据仓库和数据挖掘。
教学重点和难点
重点：
数据仓库的特征及相关概念、数据挖掘的任务和方法
难点：
数据挖掘的方法
教学方法和手段
教学方法：
讲授+案例教学，师生互动，
教学手段：
投影仪+板书，
教学进程
1.数据仓库
数据仓库的产生
数据仓库的特征及相关概念
数据仓库的设计
联机分析处理
2.数据挖掘
数据挖掘概念
数据挖掘的任务和过程
数据挖掘的方法
布置作业：
教材P
课后小结
（手写）
第20次课授课时间：
2013年5月9日
授课内容
第10章数据库新技术简介
教学目的和要求
让学生了解数据库新技术的发展趋势和方法，掌握空间数据库和多媒体数据库的基本原理
教学重点和难点
重点：
数据库新技术的发展趋势
难点：
空间数据库
教学方法和手段
教学方法：
讲授+案例教学，师生互动，
教学手段：
投影仪+板书，
教学进程
1.多媒体数据库
多媒体数据库概念
多媒体数据库的关键技术
2.移动数据库
移动数据库系统概念
移动数据库系统的关键技术
移动事务模型
3.空间数据库
空间数据库概念
空间数据模型
空间查询语言和查询处理
空
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