《数据结构与数据库》教学大纲.docx

1、数据结构与数据库教学大纲数据结构与数据库教学大纲课程编码：11272007课程名称：数据结构与数据库英文名称：Data Structure and Database开课学期：7学时/学分：90/5（其中实验学时：20 ） 课程类型：专业必修课开课专业：信息管理与信息系统选用教材：1、 严蔚敏编著：数据结构（C语言版） 清华大学出版社 2、 王珊编著：数据库系统原理教程，清华大学出版社，1998年7月版主要参考书：1、 陈志泊主编：数据库原理及应用教程，人民邮电出版社，2002年3月2、 刘瑞新主编：Visual Foxpro程序设计教程，机械工业出版社，2001年9月3、 教育部考试中心：全国

2、计算机等级考试三级教程数据库技术，高等教育出版社4、 刘大有主编：数据结构，吉林大学出版社，1994年版执笔人：牟冬梅一、 课程性质、目的与任务数据结构与数据库是信息管理与信息系统专业的骨干课程之一。其中数据结构是一门研究非数值计算的程序设计问题中计算机的操作对象以及它们之间的关系和操作等等的学科。数据库系统、完整地讲述了当前数据库技术从基本原理到应用实践的主要内容。数据库是数据管理的最新技术，是计算机科学的重要分支。数据库是在学生学习了数据结构、离散数学等技术基础课后的一门专业必修课。通过对本课程的讲授，一方面将进一步加深学生对各种计算机程序设计算法的理解，熟练运用所学算法及程序设计语言编写

3、满足不同要求的应用程序，启发并诱导学生独立思考及发现新算法的能力。另一方面使学生掌握数据库基础、数据库开发、数据库设计以及数据库管理与维护等方面的理论知识。二、 教学基本要求1、 了解数据的逻辑结构和物理结构之间的关系，数据结构和数据类型的关系，数据结构和算法的关系。2、 熟悉和掌握各种基本数据结构的概念、特点和存储结构，各种基本数据结构的运算及算法设计：根据实际问题提出的要求，选择和设计合理的数据结构。3、 熟悉和掌握排序和查找算法的分析方法，根据实际问题提出的要求学会如何选择合理的排序和查找算法。4、 注重算法的应用，提高学生学以致用的能力。5、 熟悉和掌握关系代数和数据库基础理论。6、

4、掌握数据库开发、数据库设计及数据库管理与维护等方面的理论与实践知识。7、 加强学生算法与程序实现结合和数据库理论与数据库实践结合的能力。要求学生编写程序，完成数据库设计，提高学生分析问题、解决问题的能力。三、 各章节内容及学时分配第一篇 数据结构（40学时）教学目的与要求了解数据的逻辑结构和物理结构之间的关系，数据结构和数据类型的关系，数据结构和算法的关系。熟悉和掌握各种基本数据结构的概念、特点和存储结构，各种基本数据结构的运算及算法设计：根据实际问题提出的要求，选择和设计合理的数据结构。熟悉和掌握排序和查找算法的分析方法，根据实际问题提出的要求学会如何选择合理的排序和查找算法。第一章 绪论（

5、2学时）教学目的与要求通过本部分的学习，要求学生重点掌握数据、类型、数据结构，理解算法的定义、描述、算法设计的要求及初步分析方法，数据结构的主要运算。教学内容第一节 什么是数据结构第二节 基本概念和术语第三节 抽象数据类型的表示与实现第四节算法和算法分析一、算法二、算法设计的要求三、算法效率的度量四、算法的存储空间需求考核要求了解：数据结构的主要运算理解：算法（定义、描述、算法设计的要求及分析初步）掌握：数据，类型，数据结构（逻辑结构和存储结构）第二章 线性表（4学时）教学目的与要求通过本部分的学习，学生应重点掌握顺序表、链表的插入和删除，链表的遍历、合并、查找等算法；数组的存储（例如数组元素

6、在内存位置的计算方法），广义表等，理解1、线性表定义和基础运算、线性表的存储结构、链式表的应用:多项式的表示与相加。教学内容第一节 线性表的类型定义第二节 线性表的顺序表示和实现第三节 线性表的链式表示和实现一、线性链表二、循环链表三、双向链表考核要求理解：线性表定义和基础运算，线性表的存储结构，链式表的应用:多项式的表示与相加掌握：顺序表、链表的插入和删除，链表的遍历、合并、查找等算法；数组的存储（例如数组元素在内存位置的计算方法），广义表第三章 栈和队列（4学时）教学目的与要求通过本部分的学习，学生应重点掌握栈的存储结构与实现、递归的实现、队列的基本运算，理解栈的定义、队列的定义 教学内容

7、第一节 栈一、抽象数据类型栈的定义二、栈的表示和实现第二节 栈的应用举例一、数制转换二、括号匹配的检验三、行编辑程序四、迷宫求解五、表达式求值第三节 栈与递归的实现第四节 队列一、抽象数据类型队列的定义二、链队列队列的链式表示和实现三、循环队列队列的顺序表示和实现第五节离散事件模拟考核要求理解：栈的定义、队列的定义掌握：栈存储结构与实现、递归的实现、队列的基本运算第四章 串（4学时）教学目的与要求通过本部分的学习，学生应重点掌握串的运算和存储结构，理解串的定义，概括了解串的模式匹配算法。掌握： 教学内容第一节 串类型的定义第二节 串的表示和实现一、定长顺序存储表示二、堆分配存储表示三、串的块链

8、存储表示第三节串的模式匹配算法一、求子串位置的定位函数Index(S,T,pos)二、模式匹配的一种改进算法第四节串操作应用举例一、文本编辑二、建立词索引表考核要求了解：串的模式匹配算法理解：串的定义掌握：串的运算和存储结构第五章 数组和广义表（3学时）教学目的与要求通过本部分的学习，学生应重点掌握数组的顺序存储结构及存储地址，理解数组的运算，广义表的基本运算，矩阵的压缩存储，了解数组的定义，广义表的定义。教学内容第一节 数组的定义第二节 数组的顺序表示和实现第三节矩阵的压缩存储 一、特殊矩阵 二、稀疏矩阵第四节广义表的定义第五节广义表的存储结构第六节m元多项式的表示第七节广义表的递归算法 一

9、、求广义表的深度 二、复制广义表 三、建立广义表的存储结构 考核要求了解：数组的定义，广义表的定义理解：数组的运算，广义表的基本运算，矩阵的压缩存储掌握：数组的顺序存储结构及存储地址第六章 树和二叉树（8学时）教学目的与要求通过本部分的学习，要求学生重点掌握树、森林和二叉树的概念，如何把树或森林转化为二叉树、二叉树的基本性质、存储结构、遍历、查找和穿线；了解满二叉树、完全二叉树、平衡二叉树的区别。教学内容第一节 树的定义和基本术语第二节 二叉树一、二叉树的定义二、二叉树的性质三、二叉树的存储结构第三节 遍历二叉树和线索二叉树一、遍历二叉树二、线索二叉树第四节树和森林一、树的存储结构二、森林与二

10、叉树的转换三、树和森林的遍历第五节树与等价问题第六节赫夫曼树及其应用一、最优二叉树（赫夫曼树）二、赫夫曼编码第七节回溯法与树的遍历第八节树的计数考核要求了解：树的定义二叉树的定义，性质理解：树的基本运算和存储结构二叉树基本运算和存储结构掌握：二叉树的遍历和线索二叉树第七章 图（5学时）教学目的与要求通过本部分的学习，学生应重点掌握图的遍历，理解图的定义、图的存储结构、连通性问题、有向无环图及其应用、最短路径问题。教学内容第一节 图的定义和术语第二节 图的存储结构 一、数组的表示法 二、邻接表三、十字链表四、邻接多重表第三节 图的遍历一、深度优先搜索二、广度优先搜索第四节 图的连通性问题 一、无

11、向图的连通分量和生成树 二、有向图的强连通分量三、最小生成树第五节 有向无环图及其应用 一、拓扑排序 二、关键路径 三、阶段评审第六节 最短路径 一、从某个源点到其余顶点的最短路径 二、每一对顶点之间的最短路径考核要求理解：1、图的定义2、图的存储结构3、连通性问题4、有向无环图及其应用5、最短路径掌握：图的遍历第八章 查找（4学时）教学目的与要求通过本部分的学习，学生应重点掌握哈希表，理解静态查找表和动态查找表中的二叉排序树和平衡二叉树，了解B树和B树。教学内容第一节 静态查找表一、顺序表的查找二、有序表的查找三、静态树表的查找四、索引顺序表的查找第二节 动态查找表 一、二叉排序树和平衡二叉

12、树 二、B树和B树 三、键树第三节哈希表 一、什么是哈希表 二、哈希函数的构造方法 三、处理冲突的方法四、哈希表的查找及其分析考核要求了解：树和树理解：静态查找表和动态查找表中的二叉排序树和平衡二叉树掌握：哈希表第九章 内部排序（4学时）教学目的与要求通过本部分的学习，学生应重点掌握插入排序、快速排序、选择排序的方法，理解：归并排序和基数排序的思想，了解各种内部排序方法的不同。教学内容第一节 概述第二节 插入排序 一、直接插入排序 二、其他插入排序 三、希尔排序第三节快速排序第四节选择排序一、简单选择排序二、树形选择排序三、堆排序第五节归并排序第六节基数排序一、多关键字的排序二、链式基数排序第

13、七节各种内部排序方法的比较讨论考核要求了解：各种内部排序方法的不同理解：归并排序和基数排序掌握：插入排序、快速排序、选择排序第十章 外部排序（1学时）教学目的与要求通过本部分的学习，学生应理解外部排序的方法，了解外部存储器，外部排序的特点和最佳归并树。教学内容第一节 外存信息的存取第二节 外部排序的方法第三节 多路平衡归并的实现第四节 置换选择排序第五节 最佳归并树考核要求了解：外部存储器，外部排序的特点，最佳归并树理解：外部排序的方法第十一章 文件（1学时）教学目的与要求通过本部分的实践教学，学生应理解基本概念，了解顺序文件、索引文件、ISAM文件和VSAM文件、直接存储文件等。教学内容第一

14、节文件第二节顺序文件第三节索引文件第四节ISAM文件和VSAM文件第五节直接存取文件（散列文件）第六七多关键字文件考核要求了解：文件组织理解：基本概念第二篇 数据库系统原理（30学时）教学目的与要求通过本部分的讲授，使学生掌握关系代数、关系数据库原理、关系数据库基础理论、数据库开发、数据库设计以及数据库管理与维护等方面的理论知识；通过数据库分析，掌握数据库设计方法、步骤和技巧，提高分析问题、解决问题的能力。第一章 绪论（4学时）教学目的与要求通过本部分的学习，学生应重点掌握数据模型，数据库系统三级模式和两层映象，理解数据库、数据库系统及数据库管理系统等基本概念算法，理解三种主要的数据库模型，理

15、解数据系统的组成，了解数据库技术的产生和发展。教学内容第一节 引言 一、数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统二、数据库技术的产生与发展三、数据库技术的研究领域第二节数据模型一、数据模型的要素二、概念模型三、数据模型第三节数据库系统的结构。一、数据库系统的模式结构二、数据库系统的体系结构第四节数据库管理系统一、数据库管理系统的功能与组成二、数据库管理系统的工作过程三、数据库管理系统的实现方法第五节数据库工程与应用一、数据库设计的目标与特点二、数据库设计方法三、数据库设计步骤四、数据库应用考核要求了解：数据库技术的产生和发展理解：（1） 数据库、数据库系统及数据库管理系统等基本概念算法（定义、

16、描述、算法设计的要求及分析初步）（2） 三种主要的数据库模型。（3） 数据库系统的组成掌握：（1）数据库系统的核心和基础数据模型，包括数据模型的三要素、概念模型（2）数据库系统三级模式和两层映象。第二章 关系数据库（6学时） 教学目的与要求通过本部分的学习，学生应重点掌握关系数据库的重要概念和关系代数，理解关系数据库模式和关系数据库，了解关系演算。教学内容第一节关系模型第二节关系的形式化定义第三节关系的性质第四节关系的键第五节关系数据库模式与关系数据库第六节关系代数一、传统的集合运算二、专门的关系运算第七节关系演算考核要求了解：关系演算理解：关系数据库模式与关系数据库掌握：（1） 关系数据库的

17、重要概念，包括关系模型的数据结构、关系的完整性以及关系操作。（2） 用关系代数表达查询。第三章 关系数据库标准语言SQL（8学时）教学目的与要求通过本部分的学习，学生应重点掌握SQL语言在数据定义、数据查询、数据更新、数据控制方面的功能，学会使用嵌入式SQL，理解SQL和视图的基本概念。教学内容第一节SQL语言的基本概念与特点第二节SQL数据定义一、定义、删除与修改基本表二、建立与删除索引第三节SQL数据查询一、单表查询二、连接查询三、嵌套查询四、集合查询第四节SQL数据更新一、插入数据二、修改数据三、删除数据第五节视图一、定义视图二、查询视图三、更新视图四、视图的用途第六节SQL数据控制第七

18、节嵌入式SQL一、 嵌入式SQL的一般形式二、 嵌入式SQL语句与主语言之间的通信三、 不用游标的SQL语句四、 使用游标的SQL语句考核要求理解：SQL的基本概念，视图的概念掌握：SQL语言在数据定义、数据查询、数据更新、数据控制方面的功能。 学会使用嵌入式SQL。第四章 关系数据库理论（4学时）教学目的与要求通过本部分的学习，使学生重点掌握关系规范化理论，理解函数依赖的有关概念，第一范式、第二范式和第三范式的定义，了解规范化理论的研究背景及其数据依赖的公理系统及模式分解。教学内容第一节数据依赖一、 关系模式中的数据依赖二、 数据依赖对关系模型的影响三、 有关概念第二节范式一、 第一范式二、

19、 第二范式三、 第三范式四、 BC范式五、 多值依赖与第四范式第四节关系模式的规范化一、 关系模式规范化的步骤二、 关系模式的分解考核要求了解：数据依赖的公理系统及模式分解，了解关系规范理论研究的背景理解：函数依赖的基本概念、一范式、二范式、三范式的定义掌握：关系规范化理论第五章数据库保护（4学时）教学目的与要求通过本部分的学习，使学生重点掌握DBMS完整性实现的机制，包括完整性约束定义机制、完整性检查机制和违背完整性约束条件时DBMS应采取的动作，重点掌握事务的概念和特点及并发控制的三级封锁协议，理解数据库系统安全性技术和方法，了解数据库故障的种类和恢复技术。教学内容第一节数据库的安全性一、

20、 安全性控制的一般方法二、 ORACLE数据库的安全性措施第二节完整性控制一、 完整性约束条件二、 完整性控制三、 ORACLE的完整性第三节并发控制与封锁一、 并发控制概述二、 并发控制的调度三、 封锁四、 死锁和活锁五、 ORACLE的并发控制第四节数据库的恢复一、 恢复的原理二、 恢复的实现技术三、 ORACLE的恢复技术考核要求了解：故障的种类和恢复技术理解：数据库系统安全性技术和方法掌握：完整性实现机制事务的概念和特点并发控制三级封锁协议第六章数据库设计（4学时）教学目的与要求通过本部分的学习，使学生重点掌握概念结构的设计和逻辑结构的设计，理解数据库设计和步骤，了解数据库设计的任务、

21、内容。教学内容第一节数据库设计概述（任务、内容、特点、方法、步骤）第二节系统需求分析一、 需求分析的任务二、 需求分析的方法三、 数据字典第三节概念结构设计一、 概念结构设计的方法与步骤二、 数据抽象与局部视图设计三、 视图的集成第四节逻辑结构设计一、 ER图向数据模型的转换二、 数据模型的优化三、 设计用户子模式第五节数据库物理设计第六节数据库实施第七节数据库运行和维护考核要求了解：数据库设计的任务和特点理解：数据库设计的方法和步骤。掌握：概念结构的设计和逻辑结构的设计。四、 实验：1. 实验目的与任务 数据库结构与数据库课程是高等院校信息管理与信息系统专业（医药信息专业方向）的一门重要的专

22、业课程，信息管理与信息专业的一门基础课程。本课程实验教学的主要任务是加深学生对关系代数、SQL和数据库分析与设计理论的理解，使学生掌握数据库分析和设计的基本方法和技能，学会利用数据库技术组织信息，从而为以后的建立管理信息系统打下基础。2. 实验教学基本要求（1） 通过实验，学生应掌握关系代数在数据库管理系统的实现方式；（2） 通过实验，学生应掌握SQL语言在具体软件中的实现；（3） 通过实验，学生应运用数据库分析和设计理论的方法，设计数据库并在Visual Foxpro数据库管理系统中加以实现。3. 实验教材或指导书刘海莎编著：数据库应用与程序设计，人民邮电出版社，2004年8月版4. 实验项

23、目一览表序号实验项目内容提要实验类型学时分配主要仪器设 备实验地点备注1关系代数(1)利用Visual Foxpro实现关系代数的交、并、差(2)利用Visual Fxopro实现关系代数的选择、投影运算验证性实验4计算机计算机实习室必修2SQL数据定义、数据操纵实验(1)利用SQL进行数据库、数据库表、视图和索引的定义、删除(2)利用SQL进行数据的插入、修改、删除验证性实验4计算机计算机实习室必修3SQL数据查询功能实验利用SQL进行数据的各种查询验证性实验4计算机计算机实习室必修4学生管理信息系统的数据库设计(1) 进行该系统的数据分析，绘制数据流图(2) 建立数据字典(3) 进行数据库定义综合设计性实验8计算机计算机实习室开放实验五、 考核方式：1. 理论考试：笔试（闭卷，占总成绩70%）2. 技能测试：实验报告，占总成绩30%六、 备注：