程教學(xué)大綱 - 質(zhì)量工程

1、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（雙語）課程教學(xué)大綱北京交通大學(xué) 軟件學(xué)院一、課程基本信息1、課程編號(hào)：A0L209Q 2、課程名稱（中文）：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 課程名稱（英文）：Database System3、課程層次/性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)必修課/專業(yè)主干課程4、學(xué)時(shí)/學(xué)分：48學(xué)時(shí)/3學(xué)分5、先修課程：面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、C+/C程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)6、適用專業(yè)：軟件工程專業(yè)二、課程教學(xué)目標(biāo)及學(xué)生應(yīng)達(dá)到的能力課程教學(xué)對(duì)象是軟件學(xué)院軟件工程專業(yè)大二學(xué)生，課程類別為軟件工程類專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)主干課。課程教學(xué)目標(biāo)是學(xué)生應(yīng)該了解DBMS的組成和功能，了解數(shù)據(jù)庫發(fā)展的趨勢(shì)。理解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)事務(wù)控制的機(jī)制和方法，理解數(shù)據(jù)庫并發(fā)控

2、制的機(jī)制和原理，以及數(shù)據(jù)庫備份的方法和原理。應(yīng)該掌握關(guān)系代數(shù)表達(dá)式和SQL語句的各種命令語法，掌握數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)過程和規(guī)范化方法。具備web數(shù)據(jù)庫的開發(fā)和實(shí)際應(yīng)用的能力。三、課程教學(xué)內(nèi)容和要求 課程教學(xué)內(nèi)容包括五部分：第一部分是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述、第二部分是關(guān)系代數(shù)與SQL語言、第三部分是數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、第四部分是數(shù)據(jù)庫保護(hù)、第五部分是數(shù)據(jù)庫新技術(shù)。這五部分的內(nèi)容與要求如下：第一部分：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述 ( 4學(xué)時(shí))教學(xué)內(nèi)容： 介紹數(shù)據(jù)庫的基本概念，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)用的場(chǎng)景，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成。 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的組成和功能，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)的獨(dú)立性。 數(shù)據(jù)模型的概念、特點(diǎn)、組成及類型，鍵的分類，關(guān)系

3、的性質(zhì)。基本要求： 了解數(shù)據(jù)庫的基本概念、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)用的場(chǎng)景，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成； 理解數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的組成和功能、體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)獨(dú)立性； 掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中鍵的分類，關(guān)系的性質(zhì)；教學(xué)重點(diǎn)：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的組成和功能、體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)獨(dú)立性；教學(xué)難點(diǎn)：鍵的分類、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。教學(xué)方法：采用基于案例的BOPPS (Bridge, Objective, Presentation, Participation and Summary)式教學(xué)方法課時(shí)分配：課堂教學(xué)4學(xué)時(shí)第二部分：關(guān)系數(shù)據(jù)庫 ( 28學(xué)時(shí))教學(xué)內(nèi)容： 關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的關(guān)系代數(shù)運(yùn)算，以及如何用關(guān)系代數(shù)運(yùn)算去表達(dá)查詢和實(shí)現(xiàn)查詢優(yōu)化。（

4、6學(xué)時(shí)） SQL中的數(shù)據(jù)定義語言DDL(create, alter, drop)和數(shù)據(jù)操縱語言DML（select, insert, update, delete）的語法和使用。（12學(xué)時(shí)） SQL完整性約束條件的作用和語法。（1學(xué)時(shí)） 視圖的建立、查詢、更新、視圖解析及視圖物化，索引的建立與用途。（2學(xué)時(shí)） 嵌入式SQL語句的使用（2學(xué)時(shí)） Web數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)方法和開發(fā)語言，以及如何通過JDBC或ODBC實(shí)現(xiàn)前端開發(fā)語言與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫的連接，實(shí)現(xiàn)web數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)。（1學(xué)時(shí)） SQL/CLI, PSM和PL/SQL編程的語法結(jié)構(gòu)。（2學(xué)時(shí)） 存儲(chǔ)過程、觸發(fā)器的概念和建立與測(cè)試的方法。

5、（2學(xué)時(shí)）基本要求： 了解如何實(shí)現(xiàn)查詢優(yōu)化 理解嵌入式SQL語句的語法和應(yīng)用，SQL/CLI以及PL/SQL編程的知識(shí)。 掌握Web數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)方法和開發(fā)語言。掌握關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的各種關(guān)系運(yùn)算，以及如何用關(guān)系運(yùn)算去表達(dá)查詢。掌握SQL中數(shù)據(jù)定義語言DDL和數(shù)據(jù)操縱語言DML的語法和使用，視圖的建立和使用，索引的選擇、SQL完整性約束條件的作用和語法。掌握如何建立和測(cè)試存儲(chǔ)過程和觸發(fā)器。教學(xué)重點(diǎn)： 數(shù)據(jù)定義語言DDL和數(shù)據(jù)操縱語言DML的語法、視圖的建立和使用，SQL完整性約束條件的使用。通過JDBC實(shí)現(xiàn)前端開發(fā)語言與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫的連接。教學(xué)難點(diǎn)： 嵌入式SQL（即如何將SQL語句嵌入到高級(jí)

6、程序設(shè)計(jì)語言中，通過高級(jí)語言實(shí)現(xiàn)流程控制。通過SQL語句實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的存?。?shí)現(xiàn)web數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)。教學(xué)方法：采用基于案例的BOPPS式教學(xué)方式與“做中學(xué)”相結(jié)合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：本部分教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)了兩類實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。 驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)：參看實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中的實(shí)驗(yàn)要求，熟悉各種SQL命令 設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)：參看實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中的實(shí)驗(yàn)要求，設(shè)計(jì)四個(gè)數(shù)據(jù)庫觸發(fā)器、存儲(chǔ)過程、PL/SQL程序塊課時(shí)分配：課堂教學(xué)28學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)：自主學(xué)習(xí)16學(xué)時(shí)完成驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn) 第三部分：數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與開發(fā) （8學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容： 介紹數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)步驟和設(shè)計(jì)方法，包括概念設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)、物理設(shè)計(jì)等方法。 介紹概念

7、設(shè)計(jì)所使用的ER（實(shí)體關(guān)系）模型和ER模型的擴(kuò)充。同時(shí)介紹如何將ER模型中的實(shí)體和聯(lián)系轉(zhuǎn)換成關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的關(guān)系。 介紹UML建模。 介紹關(guān)系規(guī)范化的理論和方法，以及如何實(shí)現(xiàn)關(guān)系的規(guī)范化。基本要求： 了解規(guī)范化理論和方法 理解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟和方法。 掌握ER模型的三要素：實(shí)體、聯(lián)系、屬性，以及實(shí)體之間聯(lián)系的各種類型，掌握如何將ER模型轉(zhuǎn)換成關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的關(guān)系，以及如何實(shí)現(xiàn)關(guān)系的規(guī)范化。教學(xué)重點(diǎn)：ER模型的三要素，如何將ER模型轉(zhuǎn)換成關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的關(guān)系，如何實(shí)現(xiàn)關(guān)系的規(guī)范化。教學(xué)難點(diǎn)：規(guī)范化理論、ER模型的擴(kuò)充。教學(xué)方法：采用基于案例的BOPPS式教學(xué)與個(gè)性化項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的“做中學(xué)”相結(jié)合的方式

8、個(gè)性化綜合課程設(shè)計(jì)：要求學(xué)生自主選擇綜合課程設(shè)計(jì)題目，并設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的概念結(jié)構(gòu)和邏輯結(jié)構(gòu)。課時(shí)分配：課堂教學(xué)8學(xué)時(shí)第四部分：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)保護(hù)（6學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容： 介紹事物的四個(gè)特性：原子性、一致性、隔離性、持久性。 介紹數(shù)據(jù)庫恢復(fù)的原理和方法。 介紹并發(fā)控制的原理和實(shí)現(xiàn)并發(fā)控制的方法，以及隔離等級(jí)的設(shè)置。 介紹實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫完整性的原理和方法。 介紹實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫安全性的原理和方法?；疽螅?理解數(shù)據(jù)庫恢復(fù)的過程和策略 掌握并發(fā)控制的原理、實(shí)現(xiàn)并發(fā)控制的方法和隔離等級(jí)，掌握事務(wù)的特性和在程序中進(jìn)行事務(wù)控制的幾個(gè)措施。掌握實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫安全性和完整性的原理和方法。教學(xué)重點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫安全性和完整性的原

9、理和方法。教學(xué)難點(diǎn)：恢復(fù)的原理和過程、隔離等級(jí)的設(shè)置。教學(xué)方法：基于案例的BOPPS式教學(xué)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：參看實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書完成驗(yàn)證安全性、并發(fā)控制、完整性方法課時(shí)分配：課堂教學(xué)6學(xué)時(shí)第五部分：數(shù)據(jù)庫新技術(shù) （2學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容： 了解數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 了解與數(shù)據(jù)庫密切相關(guān)的新技術(shù)，例如OLAP和數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)倉庫的概念。 介紹XML數(shù)據(jù)庫及其查詢語言。基本要求： 了解數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 理解OLAP、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)倉庫的基本概念。理解XML數(shù)據(jù)庫及其查詢語言。教學(xué)重點(diǎn)：OLAP和數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)倉庫、XML.教學(xué)方法：采用研究型教學(xué)課時(shí)分配：課堂教學(xué)2學(xué)時(shí)四、課程教學(xué)安排（1）課堂教學(xué)采用基于案例

10、的BOPPS(Bridge, Objective, Presentation, Participation and Summary)式教學(xué)方法，教學(xué)手段采用電子教案。Bridge，即warming up，溫習(xí)以前的知識(shí)，同時(shí)引出本次課要解決的問題；Objective，說明本次授課的目的，使學(xué)生清楚所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的用處；Presentation，以英文案例為載體，深入淺出地講解本次授課的知識(shí)點(diǎn)；Participation，與學(xué)生互動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，積極參與到教學(xué)過程中來；Summary，對(duì)本次課所講的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)。（2）課后訓(xùn)練作業(yè)-重點(diǎn)復(fù)習(xí)關(guān)系代數(shù)、SQL命令以及數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本概念、主要原

11、理、應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)步驟和語法結(jié)構(gòu)。書面作業(yè)安排見教學(xué)日歷。五、實(shí)踐環(huán)節(jié)（共48學(xué)時(shí)） 1. 基本操作實(shí)驗(yàn)（學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書自主學(xué)習(xí)，16學(xué)時(shí)）自主選擇所使用的英文版數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)產(chǎn)品及應(yīng)用開發(fā)工具，學(xué)習(xí)并實(shí)踐數(shù)據(jù)庫安裝與設(shè)置、交互式SQL、數(shù)據(jù)庫安全性和完整性、SQL編程及JDBC、ODBC等數(shù)據(jù)庫互連技術(shù)。按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書完成以下內(nèi)容，并提交英文實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的安裝與設(shè)置（2學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^該實(shí)驗(yàn)了解數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，掌握利用SQL SERVER2000或MYSQL或ORACLE等對(duì)數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫表、數(shù)據(jù)庫用戶授權(quán)的設(shè)置。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：根據(jù)選擇使用的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，熟悉SQL SER

12、VER2000控制臺(tái)的使用和查詢分析器的使用；或者M(jìn)YSQL的前端界面的使用；或ORACLE數(shù)據(jù)庫的SQLPLUS及OEM的使用。實(shí)驗(yàn)2 SQL語言的使用（2學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆誗QL語言的基本功能實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：數(shù)據(jù)定義語句（create, drop, alter）的使用；數(shù)據(jù)查詢語句(select)的使用；數(shù)據(jù)更新語句(insert, delete, update)的使用；數(shù)據(jù)控制語句（grant, revoke）的使用。實(shí)驗(yàn)3 數(shù)據(jù)庫編程（2學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆沼|發(fā)器、存儲(chǔ)過程的建立過程和使用方法。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：編寫以及激發(fā)Insert, Update和Delete觸發(fā)器，創(chuàng)建并調(diào)用存儲(chǔ)過程。實(shí)驗(yàn)

13、4 實(shí)用數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)（10學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆諗?shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)過程，熟悉數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、界面設(shè)計(jì)、開發(fā)語言的使用，以及開發(fā)語言與數(shù)據(jù)庫的接口。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、應(yīng)用界面的設(shè)計(jì)、基本腳本的編寫以及利用JDBC、ODBC或?qū)Ｓ玫臄?shù)據(jù)接口創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫連接。最后完成應(yīng)用程序包，建立安裝程序。2個(gè)性化綜合課程設(shè)計(jì)（32學(xué)時(shí)）綜合設(shè)計(jì)的目的是鼓勵(lì)學(xué)生充分發(fā)揮其主觀能動(dòng)性和想象力，培養(yǎng)學(xué)生的個(gè)性化創(chuàng)新思維和團(tuán)隊(duì)合作能力，提高學(xué)生分析、設(shè)計(jì)和開發(fā)能力以及自主學(xué)習(xí)的能力。實(shí)施過程包括如下三個(gè)階段：開學(xué)之初，教師即布置本課程綜合設(shè)計(jì)任務(wù)：學(xué)生以組為單位，設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)一個(gè)小型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)，并提交相關(guān)

14、文檔。學(xué)生可以自由組合，每組不超過3人，選定一個(gè)組長，所有組員分工協(xié)作。每組自主選擇題目（題目不得重復(fù)）、開發(fā)工具和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)產(chǎn)品。學(xué)期的第五周，各組提交并當(dāng)眾闡述項(xiàng)目選題報(bào)告，由老師與全體同學(xué)共同評(píng)審選題的合理性和可行性，評(píng)審合格的小組可以開始設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。評(píng)審不合格的小組需要重新申報(bào)題目。期末，每組提交英文的技術(shù)文檔和使用說明書，由老師與同學(xué)一起驗(yàn)收，給項(xiàng)目（而非個(gè)人）評(píng)分，再由組長根據(jù)組員的工作情況給個(gè)人打分。六、課程的考核課程考核采用平時(shí)成績、課程設(shè)計(jì)與期末閉卷考試相結(jié)合： 平時(shí)書面作業(yè)、實(shí)驗(yàn)作業(yè)（均用英文書寫）占10%。要求學(xué)生獨(dú)立并正確完成書面作業(yè)（5分）和實(shí)驗(yàn)作業(yè)（5分）。課程

15、設(shè)計(jì)，個(gè)性化綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目占30%。要求學(xué)生具備自主學(xué)習(xí)的能力以及檢索專業(yè)文獻(xiàn)的能力，選題新穎、實(shí)用（4分），用戶界面友好（3分），功能完善（18分），使用英文撰寫的分析報(bào)告、規(guī)范的設(shè)計(jì)報(bào)告和使用報(bào)告（5分）。期末采用閉卷考試（英文命題，學(xué)生英文答題）占60%?？疾鞂W(xué)生對(duì)基本知識(shí)的掌握情況以及運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力。七、本課程與其它課程的聯(lián)系與分工先修課程：面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、C+/C程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)因?yàn)樵撜n程強(qiáng)調(diào)實(shí)踐，實(shí)踐的內(nèi)容是用JAVA語言或C+/C開發(fā)一個(gè)小型的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)，所以必須有JAVA 或C+/C編程基礎(chǔ)。由于數(shù)據(jù)庫課程需要用到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)與運(yùn)算方法，數(shù)據(jù)庫索引要用到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的B樹的概念，所以必須先修數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)。后續(xù)課程：系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)、軟件過程管理、軟件體系結(jié)構(gòu)等課程八、建議教材及教學(xué)參考書1Jeffrey D.Ullman，Jennifer Widom. A First Course in Datab