《数据库原理》课程教学大纲.docx
《《数据库原理》课程教学大纲.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《数据库原理》课程教学大纲.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
《数据库原理》课程教学大纲
《数据库原理》课程教学大纲
《数据库原理》课程教学大纲
适用专业：
计算机科学与技术、信息管理与信息系统、网络工程
学制：
4年
学时/学分：
讲授51/3实验17/1
制定者：
卢芸
审核人：
曹玉辉
一、说明
1、课程的性质、地位和任务：
《数据库原理》是计算机学科各专业的一门重要专业基础课程，是计算机科学与技术和信息管理与信息系统及网络工程专业四年制本科的必修课程。
本课程主要讲述数据库的基本概念、原理和方法。
本课程的任务是使学生掌握数据库设计的基本原理，使学生能够利用所学的数据库知识设计数据库应用程序，解决数据处理中的一些实际问题。
通过本课程的学习，要求学生了解数据库的基本概念；掌握关系数据库的理论；掌握数据库设计方法；了解数据库的恢复技术、并发控制、安全性和完整性。
2、课程教学的基本要求：
全面介绍数据库系统的基本概念，基本原理和基本技术。
通过研究关系代数，函数依赖，多值依赖，Armstrong公理，关系模式的分解，关系模式的规范化让学生建立扎实的关系数据库理论基础；结合目前信息系统建设的实际全面讲授关系数据库标准语言--SQL、关系数据库设计过程方法，使学生掌握现代信息系统中数据库开发技术；在数据库基本理论的基础上，讲授恢复技术、并发控制技术，数据库实现基本技术以及数据库安全性和完整性控制，使学生掌握数据库系统维护管理系统；对数据库技术的研究动态，如分布式数据库、数据挖掘等也作简略介绍，使学生简单了解目前数据库发展的前沿技术。
在理论和实践上为学生的后续发展打下坚实基础。
此外，配合实验课程的教学中，学生应理论联系实际，理论指导实践，通过规范地完成一系列数据库原理实验进一步巩固所学的相关书本知识，在知识、能力、素质上得到进一步的提高。
3、教法特点：
本课程教学以理论和实践并重，采用讲授与实验、课程设计相结合，与科研相结合的方法。
同时有选择地介绍学科的新进展、新成果和新规定。
课堂讲授采用多媒体教学或传统教学方法与投影、幻灯、演示相结合的方式。
4、先修课程：
学习本门课程之前，必须掌握计算机的相关基础知识，较为全面地了解和掌握计算机数据表示、存储、管理等方面的专业知识，所以本门课程的先修课程为《数据结构》、《操作系统》、《离散数学》等。
5、课程学时分配：
章次
内容
总学时
讲授
实验
一
绪论
3
3
0
二
关系数据库
6
6
0
三
关系数据库标准语言SQL
17
9
8
四
数据库安全性
3
3
0
五
数据库完整性
5
3
2
六
关系数据理论
9
9
0
七
数据库设计
16
9
7
八
数据库编程（自学）
0
0
0
九
关系查询处理与查询优化
3
3
0
十
数据库恢复技术
3
3
0
十一
并发控制
3
3
0
合计
68
51
17
6、考核方式：
考试（平时成绩20%，期末成绩80%）；
实验按要求提交实验报告，指导教师根据上课情况和实验结论给出成绩，分为优、良、
中、及格、不及格五等。
二、理论教学内容与教学目标
第一章绪论
【课程内容】
1.1数据库系统概述：
数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统的概念，数据管理技术的产生和发展，数据库系统的特点；
1.2数据模型：
两大类数据模型，数据模型的组成要素，概念模型；
1.3数据库系统结构：
数据库系统模式的概念，数据库系统的三级模式结构、两级映像与数据独立性；
1.4数据库系统的组成。
【教学目的和要求】
本章教学目的是使学生了解数据库的基本概念，了解数据库管理技术的进展情况、数据库技术产生和发展的背景、数据库系统的组成以及数据库技术的主要研究领域等。
学习本章应该将注意力放在基本概念和基本知识的把握方面，从而为以后的学习打好扎实的基础。
【重点】
数据库的定义，数据库系统的组成及特点，数据库的三级模式结构。
【难点】
数据库系统的特点，三级模式和两级映像如何保证数据的独立性。
第二章关系数据库
【课程内容】
2.1关系数据结构及形式化定义：
关系的形式化定义，关系模式，关系数据库；
2.2关系操作：
基本的关系操作，关系数据语言的分类；
2.3关系的完整性：
关系的三类完整性约束，实体完整性，参照完整性，用户定义的完整性；
2.4关系代数：
传统的集合运算（交、并、差、笛卡尔积），专门的关系运算（投影、选择、连接、除）。
【教学目的和要求】
本章教学目的是使学生了解数据库理论产生和发展的过程，关系数据库产品的发展沿革；牢固掌握关系模型的三个组成部分及各部分所包括的主要内容；关系的三类完整性约束的概念。
要求学生能够熟练掌握关系代数，会使用关系代数完成各种数据查询。
【重点】
关系的三类完整性约束，关系代数。
【难点】
除运算
第三章关系数据库标准语言SQL
【课程内容】
3.1SQL概述：
SQL的产生与发展，SQL的特点，SQL的基本概念；
3.2学生—课程数据库；
3.3数据定义：
模式的定义与删除，基本表的定义、删除与修改，索引的建立于删除；
3.4数据查询：
单表查询，连接查询，嵌套查询，集合查询；
3.5数据更新：
插入数据，修改数据，删除数据；
3.6视图：
定义视图，查询视图，更新视图，视图的作用。
【教学目的和要求】
本章教学目的是使学生了解SQL语言发展的过程，从而进一步了解关系数据库技术和RDBMS产品的发展过程。
掌握SQL语言的特点、SQL语言与非关系模型数据语言的不同，从而体会SQL语言之所以能够为用户和业界所接受并成为国际标准的原因；体会面向过程的语言和SQL语言的区别和优点；要求学生熟练而正确的使用SQL语言完成对数据库的查询、插入、删除、更新操作，特别是各种各样的查询，掌握SQL语言强大的查询功能。
【重点】
SQL语言的数据定义、数据查询、数据更新功能，视图的概念及作用。
【难点】
连接查询、嵌套查询，视图的概念及作用。
第四章数据库安全性
【课程内容】
4.1计算机安全性概述：
计算机系统的三类安全性问题，安全标准简介；
4.2数据库安全性控制：
用户标识与鉴别，存取控制，自主存取控制（DAC）方法，授权与回收，数据库角色，强制存取控制（MAC）方法；
4.3视图机制；
4.4审计；
4.5数据加密；
4.6统计数据库安全性。
【教学目的和要求】
本章讨论数据库的安全性，主要是数据库技术安全类问题，即从技术上如何保证数据库系统的安全性。
要求学生了解什么是计算机系统安性问题，什么是数据库的安全性问题，统计数据库的安全性问题；牢固掌握实现数据库安全性控制常用方法和技术有哪些，数据库中的自主存取控制方法和强制存取控制方法；熟练运用SQL语言中的GRANT语句和REVOKE语句来实现自主存取控制。
【重点】
数据库中的两种存取控制方式：
自主存取控制方法（授权的SQL语句）和强制存取控制方法。
【难点】
MAC机制中确定主体能否存取客体的存取规则。
第五章数据库完整性
【课程内容】
5.1实体完整性：
实体完整性定义，实体完整性检查和违约处理；
5.2参照完整性：
参照完整性定义，参照完整性检查和违约处理；
5.3用户定义的完整性：
属性上的约束条件的定义，属性上的约束条件的检查和违约处理，元组上的约束条件的定义，元组上的约束条件检查和违约处理；
5.4完整性约束命名子句；
5.5域中的完整性限制；
5.6触发器：
定义触发器，激活触发器，删除触发器。
【教学目的和要求】
本章教学目的要求学生掌握数据库系统中的三大类完整性约束，实体完整性和参照完整性的规则，各类完整性检查和违约处理，掌握触发器的用法。
【重点】
实体完整性和参照完整性规则，触发器。
【难点】
参照完整性的检查和违约处理，触发器的使用。
第六章关系数据库理论
【课程内容】
6.1问题的提出；
6.2规范化：
函数依赖、码、范式、2NF、3NF、BCNF、多值依赖、4NF；
6.4数据依赖的公理系统；
6.5模式分解。
【教学目的和要求】
本章教学目的是要求学生了解什么是一个“不好”的数据库模式，什么是模式的插入异常和删除异常，规范化理论的重要意义；牢固掌握数据依赖的基本概念，范式的概念，从1NF到4NF的定义，规范化的含义和作用；深入理解各个级别范式中存在的问题和解决方法，能够根据应用语义，完整地写出关系模式的数据依赖集合，并能根据数据依赖分析某一个关系模式属于第几范式。
【重点】
关系数据库规范化理论，从1NF到4NF的定义。
【难点】
函数依赖、多值依赖、模式分解。
第七章数据库设计
【课程内容】
7.1数据库设计概述：
数据库设计的特点，数据库设计方法，数据库设计的基本步骤，数据库设计过程中的各级模式；
7.2需求分析：
需求分析的任务，需求分析的方法，数据字典；
7.3概念结构设计：
概念结构，概念结构设计的方法与步骤，数据抽象与局部视图设计，视图的集成；
7.4逻辑结构设计：
E-R图向关系模型的转换，数据模型的优化，设计用户子模式；
7.5数据库的物理设计：
数据库的物理设计的内容和方法，关系模式存取方法选择，确定数据库的存储结构，评价物理结构；
7.6数据库实施和维护：
数据的载入和应用程序的调试，数据库的试运行，数据库的运行和维护。
【教学目的和要求】
本章讲解数据库设计方法和技术，内容的实践性较强。
要求学生了解数据库设计的特点，数据库物理设计的内容和评价，数据库的实施和维护；牢固掌握数据库设计的基本步骤，数据库设计过程中数据字典的内容，数据库设计各个阶段的具体设计内容、设计描述、设计方法等。
熟练掌握E-R图的设计，E-R图向关系模型的转换。
【重点】
数据库设计的步骤，概念模型和逻辑模型的设计。
【难点】
需求分析，概念模型的设计，数据模型的优化。
第八章数据库编程（自学）
【课程内容】
8.1嵌入式SQL：
嵌入式SQL的处理过程，嵌入式SQL语句与主语言之间的通信，不用游标的SQL语句，使用游标的SQL语句，动态SQL；
8.2存储过程：
PL/SQL的块结构，变量常量的定义，控制结构，存储过程；
8.3ODBC编程：
数据库互连概述，ODBC工作原理概述，ODBCAPI基础，ODBC的工作流程。
【教学目的和要求】
了解嵌入式SQL的使用方式，什么是存储过程，数据库互连，ODBC工作原理。
【重点】
嵌入式SQL语句的使用，存储过程的使用，ODBC数据库连接。
【难点】
ODBC工作原理。
第九章关系查询处理与查询优化
【课程内容】
9.1关系数据库系统查询处理：
查询处理步，实现查询操作的算法示例；
9.2关系数据库系统的查询优化：
查询优化概述，一个实例；
9.3代数优化：
关系代数表达式等价变换规则，查询树的启发式优化；
9.4物理优化：
基于启发式规则的存取路径选择优化，基于代价的优化。
【教学目的和要求】
本章要求学生了解RDBMS必须进行查询优化的必要性和可能性，能够画一个查询的语法树以及优化后的语法树，会做简单的代数优化处理。
【重点】
查询处理步骤，查询优化的必要性。
【难点】
查询优化的过程。
第十章数据库恢复技术
【课程内容】
10.1事务的基本概念；
10.2数据库恢复概述；
10.3故障的种类；
10.4恢复的实现技术：
数据转储，登记日志文件；
10.5恢复策略：
事务故障的恢复，系统故障的恢复，介质故障的恢复；
10.6具有检查点的恢复技术；
10.7数据库镜像。
【教学目的和要求】
本章教学目的是要求学生了解什么是数据库不一致状态，数据库运行中可能产生的故障类型，他们如何影响事务的正常执行，如何破坏数据库数据，数据转储的概念及分类，什么是数据库镜像功能；牢固掌握事务的基本概念和事务的ACID性质，数据库恢复的实现技术，日志文件的内容及作用，登记日志文件所要遵循的原则，具有检查点的恢复技术，
恢复的基本原理，针对不同的故障的恢复策略和方法。
【重点】
数据库故障恢复的策略和方法。
【难点】
事务的特性，具有检查点的恢复技术。
第十一章并发控制
【课程内容】
11.1并发控制概述；
11.2封锁；
11.3活锁和死锁；
11.4并发调度的可串行性：
可串行化调度，冲突可串行化调度；
11.5两段锁协议；
11.6封锁的粒度：
多粒度封锁，意向锁。
【教学目的和要求】
并发控制机制的正确性和高效性是衡量一个DBMS性能的重要标志之一。
本章要求学生了解数据库并发控制技术的必要性，活锁死锁的概念；牢固掌握并发操作可能产生数据不一致性的情况及其确切含义，封锁的类型，不同封锁类型的性质和定义，相关的相容控制矩阵，封锁协议的概念，封锁粒度的概念，多粒度封锁方法，多粒度封锁协议的相容控制矩阵。
【重点】
并发控制的基本概念，可串行化调度。
【难点】
两段锁协议与串行性的关系。
升级会员 