据库系统原理理论教学大纲Word格式.docx

1、课时分配：4课时教学要求：通过本章的学习，使学生了解数据库产生和发展的背景，了解层次数据库和网状数据库模型和 系统原理，掌握关系型数据库模型。掌握数据库的体系结构。教学内容：第一节绪论一、 数据与信息。二、 数据处理与数据管理。第二节数据库系统的产生与发展一、 人工管理阶段。二、 文件管理阶段。三、 数据库管理阶段第三节数据描述一、 槪念设计中的数据描述。二、 逻辑设计中的数据描述。三、 物理设计中的数据描述。四、 数据联系的描述。第四节数据模型一、 数据模型的窪义。二、 实体联系模型。三、 层次模型。四、 网状模型。五、 关系模型。六、 对象模型。第五节数据库体系结构一、 数据库三级体系结构

2、。二、 体系结构中的要素。三、 两级数据独立性。第六节数据库管理系统一、 DBMS的工作原理。二、 DBMS的主要功能。三、 DBMS的组成。第七节数据库系统一、 DBS的组成。二、 DBS的全局结构。三、 DBS结构的分类。思考题：1.文件管理阶段的数据管理有什么缺陷，举例说明？2.数据库管理数据产生的标志有哪些？3.数据独立与数据联系这两个槪念有什么区别？第二章关系模型和关系运算理论通过本章的学习，使学生掌握关系模型的有关概念，掌握关系代数和关系演算的方法。第一节关系模型的基本概念一、 基本术语二、 关系定义及性质。三、 关系模型的完整性。四、 ER模型向关系模型的转换方法。五、 关系模型

3、的三级体系结构。六、 关系查询语言和关系运算。第二节关系代数一、关系代数的基本运算。二、 关系代数的组合运算。三、 关系代数的扩充运算。第三节关系演算一、 元组关系演算。二、 域关系演算。三、 关系运算的安全约束和等价性。第四节关系代数表达式的优化一、 关系代数表达式的优化问题。二、 关系代数表达式的等价变换规则。三、 关系代数表达式的优化算法。1.设有关系R和S,如图所示。AB计 算3452.设有三个关系：72S（S#,SNA 卜 1E.AGE,SEX）SRo S、R- S、R cS、R*S3.2（S）,歼C6RSC（S#,C #.CNAME）C（C#.CNAME,TEACHER）试用关系代

4、数表示式表示下列查询语句：（1）检索LIU老师所授课程的课程号和课程名。（2）检索年龄大于23岁的男学生的学号和姓名。（3） 检索学号为S3学生所学课程的课程名和授课老师姓名。（4） 检索至少选修LIU老师所授课中一门课的女学生姓爼。（5） 检索WANG同学不学的课程的课程号。（6） 检索至少选修两门课学生的学号。（7） 检索全部学生都选修的课程的课程号与课程名。（8） 检索选修课程中包含LIU老师所授全部课程的学生学号。3.试用元组表达式表示第2题的各个查询语句。第三章关系数据库语言SQL8课时通过本章的学习，使学生掌握SQL语言中表、视图、索引等的建立和撤消语句，掌握数据的查 询和更新方法

5、。第一节SQL的数据定义一、 SQL模式的创建和撤消。二、 SQL中的基本数据类型。三、 基本表的创建、修改和撤消。四、 索引的创建和撤消。第二节SQL的操作一、 数据査询。二、 SQL中的数据更新。三、 视图的泄义和操作。四、 嵌入式SQL。1.设数据库中有三个表：S （S#, SNAME, AGE, SEX）SC （S#, C#, GRADE）C （C#, CNAME, TEACHER）试用SQL语句查询：（1） 检索LIU老师所授课程的课程号和课程需。（2） 检索年龄大于23岁的男学生的学号和姓冬。（3） 检索学号为S3学生所学课程的课程划和授课老师姓名。（4） 检索至少选修LIU老师所

6、授课中一门课的女学生姓兔。第四章关系数据库的规范化设计通过本章的学习，使学生掌握函数依赖的推理规则和最小依赖集的讣算方法，掌握模式的无损分解方法。掌握将模式分解成3NF和BCNF范式的算法，了解多值依赖、4NF和5NEF。第一节关系模式的设计问题一、 冗余。二、 不一致性。第二节函数依赖一、 函数依赖的左义。二、 函数依赖的逻辑蕴涵。三、 函数依赖的推理规则。四、 函数依赖和关键码的联系。五、 属性集的闭包。六、 函数依赖推理规则的完备性。七、 最小依赖集。第三节关系模式的分解问题一、 无损分解。二、 无损分解的测试方法。三、 保持函数依赖的分解。四、模式分解与模式等价问题。第四节关系模式的范

7、式一、 第一范式（1NF）。二、 第二范式（2NF）O三、 第三范式（3NF）。四、 BCNFo五、 分解成BCNF的算法。六、 分解成3NF的算法。第五节多值依赖一、 多值依赖的定义。二、 推理规则。三、 第四范式。四、 连接依赖和第五范式。1.已知关系模式R （ ABC）, F是R上成立的FD集，F=A-B.B-C,试写出F的闭包F+。2.设关系模式 R（ABCD）,F 是 R 上成立的 FD 集,F=（ AC.A-D.D-C.p=AB,AC.BD 是R上的一个分解。（1）相对于F, p是无损分解吗？为什么？（2）试求F在p的每个模式上的投影。（3）P保持F吗？第五章数据库设计与ER模型通

8、过本章的学习，使学生掌握数据库设计的步骤和主要方法，掌握ER模型的建立方法和转换成关系模型的方法。第一节数据库设计概述一、 软件工程和软件生命周期。二、 数据库工程与数据库生存周期。三、 数据库设计的输入和输出。第二节数据库设计的主要过程一、 规划。二、 需求分析。三、 槪念设计。四、 逻辑设计。五、 物理设计。六、 数据库实现。七、 数据库的运行和维护。第三节ER模型一、 ER模型的基本元素。二、 属性分类。三、 联系设计。四、 ER模型的操作。五、 采用ER方法的数据库。六、 槪念设计。第四节ER模型到关系模型的转换一、 ER图到关系模型的转换规则。二、 采用ER方法的逻借设讣步骤1.数据

9、库系统的生存周期分成哪几个阶段？数据库结构设讣的设计在生存期的地位如何？2.数据库设计的规划阶段应做哪些事情？3.数据库设计的需求分析阶段是如何实现的？目标是什么？4.设某商业集团数据库中有三个实体集。一是公司”实体集，属性有公司编号、公司爼、地 址等。二是仓库”实体集，属性有仓库编号、仓库划、地址等。三是“职工”实体集，属性有职 工编号、姓名、性别等。公司与仓库之间存在“隶属”联系，每个公司管辖若干个仓库，每个仓库 只能属于一个公司管辖：仓库与职工之间存在“聘用”联系，每个仓库可聘用多个职工，每个职工 只能在一个仓库工作，仓库聘用职工有聘期和工资。试画岀ER图，并在图上注明属性、联系类型，

10、再转换成关系模式集，指出每个关系模式的主键和外键。第六章数据库的存储结构4课时 教学要求:通过本章的学习，使学生了解数据库中物理存储介质的性能，掌握堆文件、顺序文件、散列文 件和聚集文件的结构，掌握各种索引文件的原理。第一节物理存储介质一、 磁盘。二、 磁带。三、 光盘。第二节文件组织一、 定长记录。二、 变长记录。第三节文件结构一、 四中文件结构。二、 顺序文件。三、 聚集文件。第四节索引技术一、 索引技术的分类。二、 有序索引的分类。三、 主索引。四、 辅助索引。五、 B+树索引文件。六、 B树索引文件。第五节散列技术一、 散列机制。二、 散列索引。三、 静态散列中的问题。四、 可扩充的散

11、列结构。1.设关系数据库中有两个关系：COURSE（COURSE_NAME.TEACHER）ENROLLMENT（COURSE_NAME.STUDENT_NAME.GRADE）设有三门课程，五个学生，学生与课程之间有选修联系。试用聚集文件表示这两个关系文件结构。2.在关系数据库存储时，试说岀下而每种存储技术的两个优点和两个缺点：（1） 每个文件中只存储一个关系；（2） 每个文件中存储多个关系（或整个数据库）。3.设查找键值集为2, 3, 5, 7, 11, 17, 19, 23, 29, 31。假设初始时B+树为空，按升序 次序插入键值，就下而三种情况建立三棵B+树：（1） 4 阶（2） 6

12、阶（3） 8 阶第七章系统实现技术通过本章的学习，使学生了解数据库管理系统目录，掌握数据库系统故障恢复原理和实现方法, 掌握数据库系统的并发控制原理和实现方法。掌握数据库系统的完整性和安全性的控制原理以及实 现方法。第一节系统目录一、 关系DBMS的目录。二、 系统目录的扩充ER图。三、 系统目录和DBMS %系统的联系。第二节事务一、 事务的定义。二、 事务的ACID性质。三、 事务的状态变迁图。第三节数据库的恢复一、 存储器结构。二、 恢复的基本原理和实现方法。三、 故障类型和恢复方法。四、 检查点技术。五、 阴影页技术。第四节数据库的并发控制一、并发操作带来的四个问题。二、 封锁技术。三

13、、 封锁带来的问题。四、 并发操作调度。第五节数据库的安全性和完整性一、 安全性问题。二、 权限问题。三、 常用的安全措施。四、 数据库的完整性。1.在下图表示事务T1和T2的并发执行，在下列条件下各会发生什么情况？（1）PSC协议（并执行两段封锁法）。（2）PSC 协议。（3）时标顺序协议。时间事务Tl事 务 T2tl*startt2T3HNDAt4FINDBt5HNDBt6FIND At7UPD Bt8UPD A2.设教学数据库的关系如下：S （S# SNAME, AGE, SEX）试用多种方法左义下列完整性约束：（1） 在关系S中插入的学生年龄值应在16至25岁之间。（2） 在关系SC中

14、插入元组时，其S#值和C#值必须分别在S和C中岀现。（3） 在关系C中删除一个元组时，首先要把关系SC中具有同样C#值的元组全部删除。第八章对象数据库系统通过本章的学习，使学生了解对象关系数据库与关系数据库之间的区別，了解对象关系数据库 的建义语言和査询语言，了解而向对象数据库与对象数据库之间的异同。第一节对象联系图一、 从关系到嵌套关系、复合对象。二、 引用类型。三、 对象联系图的成分。四、 数据的概化/特化。第二节面向对象的数据类型系统第三节ORDB的定义语言一、 ORDBS的泄义。二、 数据类型的左义。三、 继承性的泄义。四、 引用类型的泄义。五、 SQL3中的宦义语言。第四节ORDB的

15、查询语言一、 以关系为值的属性。二、 路径表达式。三、 嵌套与解除嵌套。四、 函数的泄义和使用。五、 复合值的创建和査询。第五节OODBS概述第六节0DMG1.0标准一、 持久化程序设计语言。二、 ODMG C+对象左义语言。三、 ODMGC卄对象操纵语言。第七节ODMG2. 0标准一、 ODMG对象模型二、 ODMG对象定义语言三、 ODMG对象査询语言（OQL）第八节OODB与ORDB的比较1.名词解释:平而关系模型、嵌套关系模型、复合对象模型、对象关系模型、数据的概化和特化、类型级 继承、表级继承、引用类型、对象、类。2.在OO的类型系统中，有哪些基本数据类型，有哪些复合数据类型？3.试

16、用ODMG OQL表示下列数据库的查询：（1） 检索教师人数超过1000人的大学。要求显示大学校划、校长姓名。（2） 检索每个大学里的教师平均年龄。（3） 检索上海地区与非上海地区的教师平均年龄。（4） 检索开设MATHS课的教师姓名。（5） 检索至少有20位教师年龄超过80岁的大学编号、校名和超过80岁的人数。第九章分布式数据库系统通过本章的学习，使学生了解集中与分布式计算的概念，掌握分布式数据库系统的结构和特点,掌握分布式数据库的查询、并发控制、故障恢复和安全系统的原理和实现技术。第一节C/S系统一、 C/S系统的计算模式。二、 C/S系统的体系结构。三、 网络服务器的类型。第二节分布式数

17、据库系统概述一、 从集中式、分散式到分布式。二、 DDBS的泄义。三、 DDBS的特点。四、 DDBS的分类。1.试对C/S结构的两层模型、三层模型、多层模型作详细解释并展望其发展趋势。2.在DDBS中为什么需要适当地增加数据冗余度？3.基于半连接的优化策路的基本原理是什么？4.与集中式DBMS比较，DDBS环境中在并发控制和恢复方而遇到哪些新问题？附录:参考书目1.A.Silbcrschaiz etc,杨冬淸等译.数搦库系统概念M.北京：机械工业出版社，20022.施伯乐,丁宝康.数据库技术M.北京：科学出版社,20023.C. J. Data,孟晓蜂,王珊译.数据库系统导论（第7版）M.北

18、京：机械工业岀版社，20004.D.M.Kroenke,施伯乐等译.数据库处理-基础、设计与实现（第7版）M.北京：电子工业出版社, 20025.A.Silbcrschatz&tc,杨冬青等译.数据库系统概念M匕京：机械工业出版社，20006.,etc,邵佩英等译.数据库系统基础（第3版）M.北京：人民邮电出版社，20027.李建中，王珊.数据库系统原理M.北京：电子工业出版社，19988.郑若忠等.数据库原理M.长沙：国防科技大学出版社，19989.闪四淸.数据库系统原理与应用教程M.北京：淸华大学出版社，200110.丁宝康，董健全.数据库实用教程M.北京：执笔人： 程国达 2004年5月审能人： 曹聪 2004年6月院（系、部）负责人：韩忠愿 2004年7月