數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用 課程教學大綱

1、數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用Theory and Application of Database System課程編號：B01052K2S學 分：3開課學院： 管理學院課內(nèi)學時： 48課程類別：跨專業(yè)大類選修課程課程性質(zhì)： 選修一、課程的性質(zhì)和目的課程性質(zhì)：隨著計算機應(yīng)用的普及和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)量急劇地增加，如今人們是借助計算機和數(shù)據(jù)庫技術(shù)科學地保存和管理大量的、復(fù)雜的數(shù)據(jù)，以便能方便而充分地利用這些寶貴的信息資源，數(shù)據(jù)庫技術(shù)已成為基礎(chǔ)能力和核心應(yīng)用。本課程全面闡述了正確、高效地建立數(shù)據(jù)庫的理論，嚴格、安全地保護數(shù)據(jù)的管理措施，以及標準、實用的SQL操縱語句技術(shù)。目的：通過對本課程的學習，學生應(yīng)了解和

2、掌握數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)發(fā)展的過程，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念、體系結(jié)構(gòu)和全局結(jié)構(gòu)；掌握關(guān)系模型的關(guān)系運算理論，關(guān)系數(shù)據(jù)庫SQL語言的全貌和使用技術(shù)；了解和掌握關(guān)系數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化理論以及數(shù)據(jù)庫設(shè)計的全過程，能進行數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的設(shè)計和簡單應(yīng)用程序的設(shè)計，掌握SQL語句的使用技術(shù)；了解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的保護措施。二、課程教學內(nèi)容及基本要求（一）課程教學內(nèi)容及知識模塊順序1.數(shù)據(jù)庫概論（4學時）（1）知識點一：數(shù)據(jù)模型（2）知識點二：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（3）知識點三：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成教學基本要求：牢固掌握概念模型的基本概念及其主要建模方法ER方法，掌握關(guān)系數(shù)據(jù)模型的相關(guān)概念、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三級模式和兩層映像的體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

3、的邏輯獨立性和物理獨立性等，對于如何通過ER方法描述現(xiàn)實世界的概念模型要做到能夠舉一反三的程度。2.關(guān)系模型（6學時）（1）知識點一：關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（2）知識點二：關(guān)系操作（3）知識點三：關(guān)系完整性（4）知識點四：關(guān)系代數(shù)教學基本要求：掌握關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其定義，關(guān)系的三類完整性約束的概念，需要舉一反三的是：關(guān)系代數(shù)（包括并、交、差、選擇、投影、連接、除、及廣義笛卡爾積等），關(guān)系代數(shù)中的各種運算，能夠使用這些語言完成各種數(shù)據(jù)操縱。3.SQL語言（14學時）（1）知識點一：數(shù)據(jù)定義（2）知識點二：數(shù)據(jù)查詢（3）知識點三：數(shù)據(jù)更新（4）知識點四：視圖教學基本要求：關(guān)系模型和關(guān)系數(shù)據(jù)庫是本課程的重點，第

4、3章又是重點中的重點，要熟練正確的使用SQL完成對數(shù)據(jù)庫的查詢、插入、刪除、更新操作，在使用具體的SQL時，能有意識地和關(guān)系代數(shù)、關(guān)系演算等語言進行比較，了解他們各自的特點。4.數(shù)據(jù)庫安全性和完整性（4學時）（1）知識點一：數(shù)據(jù)庫安全性控制（2）知識點二：完整性控制教學基本要求：了解計算機以及信息安全技術(shù)標準的進展，數(shù)據(jù)庫安全性問題和實現(xiàn)技術(shù)，要求掌握最重要的存取控制技術(shù)、視圖技術(shù)和審計技術(shù)。牢固掌握DBMS完整性控制機制的三個方面，即完整性約束條件的定義、完整性約束條件的檢查和違約反應(yīng)，需要舉一反三的：用SQL語言定義關(guān)系模式的完整性約束條件，包括定義每個模式的主碼，定義參照完整性，定義與應(yīng)

5、用有關(guān)的完整性。5.關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論（6學時）（1）知識點一：問題的提出（2）知識點二：規(guī)范化教學基本要求：了解什么是一個"不好"的數(shù)據(jù)庫模式，什么是模式的插入異常和刪除異常，規(guī)范化理論的重要意義，牢固掌握數(shù)據(jù)依賴的基本概念，范式的概念，從1NF到4NF的定義，規(guī)范化的含義和作用，需要舉一反三的：四個范式的理解與應(yīng)用，各級別范式的問題和解決方法。6. 數(shù)據(jù)庫設(shè)計（4學時）（1）知識點一：需求分析（2）知識點二：概念結(jié)構(gòu)設(shè)計（3）知識點三：邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計（4）知識點四：數(shù)據(jù)庫物理結(jié)構(gòu)設(shè)計教學基本要求：掌握數(shù)據(jù)庫設(shè)計步驟和數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程中的各級模式設(shè)計方法，特別是數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)的設(shè)

6、計和邏輯結(jié)構(gòu)的設(shè)計，這是數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程中最重要的兩個環(huán)節(jié)，牢固掌握用E-R圖來表示概念模型的方法，掌握E-R圖的設(shè)計，E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換。7.關(guān)系系統(tǒng)及其查詢優(yōu)化（2學時）（1）知識點一：關(guān)系系統(tǒng)（2）知識點二：查詢優(yōu)化教學基本要求：了解關(guān)系數(shù)據(jù)庫查詢優(yōu)化的重要性和可能性，了解關(guān)系數(shù)據(jù)庫查詢優(yōu)化的重要性，掌握查詢處理各個步驟的主要功能，能夠把SQL語句轉(zhuǎn)換成查詢樹，對查詢樹進行代數(shù)優(yōu)化，轉(zhuǎn)換成優(yōu)化的查詢樹，掌握物理優(yōu)化的基本方法。8.數(shù)據(jù)庫恢復(fù)（2學時）（1）知識點一： 事務(wù)（2）知識點二：數(shù)據(jù)庫恢復(fù)的實現(xiàn)教學基本要求：牢固掌握事務(wù)的基本概念和事務(wù)的ACID性質(zhì)，要掌握數(shù)據(jù)庫故障恢復(fù)的策

7、略和方法，數(shù)據(jù)庫恢復(fù)的基本原理是數(shù)據(jù)備份，數(shù)據(jù)庫的事務(wù)管理策略（不僅有數(shù)據(jù)庫恢復(fù)策略，還有并發(fā)控制策略）和DBMS緩沖區(qū)管理策略、事務(wù)一致性級別密切相關(guān)。9.并發(fā)控制 （6學時）（1）知識點一：封鎖協(xié)議（2）知識點二：活鎖和死鎖（3）知識點三：兩段鎖協(xié)議教學基本要求：并發(fā)控制機制用于協(xié)調(diào)并發(fā)用戶的并發(fā)操作以保證并發(fā)事務(wù)的隔離性和一致性，要求掌握并發(fā)控制的基本概念和實現(xiàn)技術(shù)，包括封鎖技術(shù)、封鎖協(xié)議、活鎖和死鎖的概念、并發(fā)調(diào)度的可串行性、沖突可串行化調(diào)度。（二）課程的重點、難點及解決辦法重點：規(guī)范化理論范式，能夠判斷幾個范式的標準，低范式分解成高階范式的方法。SQL語言。要求熟練正確的使用SQL完

8、成對數(shù)據(jù)庫的查詢、插入、刪除、更新操作。在使用具體的SQL時，要能夠與關(guān)系代數(shù)、關(guān)系演算等語言進行比較，了解它們各自的特點。難點：（1）理論：并發(fā)控制。封鎖協(xié)議與數(shù)據(jù)一致性的關(guān)系；并發(fā)調(diào)度的可串行性概念。兩段鎖協(xié)議與串行性的關(guān)系、與死鎖的關(guān)系。具有意向鎖的多粒度封鎖方法的封鎖過程。（2）應(yīng)用：SQL語句的嵌套查詢、子查詢的應(yīng)用方法。解決辦法：通過對實例的學習和習題的練習來正確理解和掌握基本概念，多講解習題，并與上機實驗相結(jié)合。三、實驗實踐環(huán)節(jié)及基本要求1實驗實踐教學環(huán)節(jié)在本課程中的作用及要求（實驗教學大綱單獨編寫）。作用：幫助學生掌握SQL語言使用方法，并能開發(fā)簡單的應(yīng)用系統(tǒng)。要求：獨立完成實

9、驗，切實掌握數(shù)據(jù)庫軟件的操作方法，并撰寫實驗報告。2實驗項目(具體要求見實驗教學大綱)實驗一：SQL語言使用（4學時）實驗二：小型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計（4學時）注：實驗教學大綱的編寫務(wù)必保證與本部分內(nèi)容的一致性。四、本課程與其它課程的聯(lián)系與分工先修課程：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，必須具備數(shù)據(jù)管理的基本知識才可進行數(shù)據(jù)庫的學習。高級程序設(shè)計語言（C、VC、JAVA、VB等），能夠使用高級語言操縱數(shù)據(jù)庫。后續(xù)課程：系統(tǒng)分析與設(shè)計，統(tǒng)一建模語言（UML）等，通常系統(tǒng)分析與設(shè)計必須考慮到數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用環(huán)境。五、對學生能力培養(yǎng)的要求通過課程學習，使學生在掌握數(shù)據(jù)管理基本原理的基礎(chǔ)上，具有使用常用數(shù)據(jù)庫軟件，例如小型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)A

10、CCESS、大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)SQL SERVER或My SQL等，進行小型應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的能力。 六、課程學時分配總學時48，其中講課40學時，上機8學時。課程主要內(nèi)容和學時分配見課程學時分配表。課程學時分配表教學環(huán)節(jié)時數(shù)課程內(nèi)容講課上機實驗習題及討論小計1.數(shù)據(jù)庫概論442.關(guān)系模型663.SQL語言及應(yīng)用技術(shù)64104.數(shù)據(jù)庫安全性和完整性445.關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論666.數(shù)據(jù)庫設(shè)計4487.關(guān)系系統(tǒng)及其查詢優(yōu)化228.數(shù)據(jù)庫恢復(fù)229.并發(fā)控制 66總 計40848七、建議教材和教學參考書目1教材 王珊，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論（第五版），高等教育出版社，2014年2主要參考書1 郭勝、王志、丁忠俊. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理及應(yīng)用（第2版）M. 北京: 清華大學出版社,2016 2 蔣秀英、遲慶云、呂加國. 數(shù)據(jù)庫技術(shù)實訓教程（第2版）以SQL Ser