數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用 課程教學(xué)大綱

1、數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用Theory and Application of Database System課程編號(hào)：B01052K2S學(xué) 分：3開(kāi)課學(xué)院： 管理學(xué)院課內(nèi)學(xué)時(shí)： 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(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)科學(xué)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(kù)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(kù)的理論，嚴(yán)格、安全地保護(hù)數(shù)據(jù)的管理措施，以及標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)用的SQL操縱語(yǔ)句技術(shù)。目的：通過(guò)對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)了解和

2、掌握數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)發(fā)展的過(guò)程，數(shù)據(jù)庫(kù)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(yùn)算理論，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)SQL語(yǔ)言的全貌和使用技術(shù)；了解和掌握關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)范化理論以及數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的全過(guò)程，能進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和簡(jiǎn)單應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)，掌握SQL語(yǔ)句的使用技術(shù)；了解數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的保護(hù)措施。二、課程教學(xué)內(nèi)容及基本要求（一）課程教學(xué)內(nèi)容及知識(shí)模塊順序1.數(shù)據(jù)庫(kù)概論（4學(xué)時(shí)）（1）知識(shí)點(diǎn)一：數(shù)據(jù)模型（2）知識(shí)點(diǎn)二：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（3）知識(shí)點(diǎn)三：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)組成教學(xué)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(kù)系統(tǒng)三級(jí)模式和兩層映像的體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)

3、的邏輯獨(dú)立性和物理獨(dú)立性等，對(duì)于如何通過(guò)ER方法描述現(xiàn)實(shí)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(xué)時(shí)）（1）知識(shí)點(diǎn)一：關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（2）知識(shí)點(diǎn)二：關(guān)系操作（3）知識(shí)點(diǎn)三：關(guān)系完整性（4）知識(shí)點(diǎn)四：關(guān)系代數(shù)教學(xué)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(yùn)算，能夠使用這些語(yǔ)言完成各種數(shù)據(jù)操縱。3.SQL語(yǔ)言（14學(xué)時(shí)）（1）知識(shí)點(diǎn)一：數(shù)據(jù)定義（2）知識(shí)點(diǎn)二：數(shù)據(jù)查詢（3）知識(shí)點(diǎn)三：數(shù)據(jù)更新（4）知識(shí)點(diǎn)四：視圖教學(xué)基本要求：關(guān)系模型和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)是本課程的重點(diǎn)，第

4、3章又是重點(diǎn)中的重點(diǎn)，要熟練正確的使用SQL完成對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢、插入、刪除、更新操作，在使用具體的SQL時(shí)，能有意識(shí)地和關(guān)系代數(shù)、關(guān)系演算等語(yǔ)言進(jìn)行比較，了解他們各自的特點(diǎn)。4.數(shù)據(jù)庫(kù)安全性和完整性（4學(xué)時(shí)）（1）知識(shí)點(diǎn)一：數(shù)據(jù)庫(kù)安全性控制（2）知識(shí)點(diǎn)二：完整性控制教學(xué)基本要求：了解計(jì)算機(jī)以及信息安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)展，數(shù)據(jù)庫(kù)安全性問(wèn)題和實(shí)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(jì)技術(shù)。牢固掌握DBMS完整性控制機(jī)制的三個(gè)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(yǔ)言定義關(guān)系模式的完整性約束條件，包括定義每個(gè)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(kù)理論（6學(xué)時(shí)）（1）知識(shí)點(diǎn)一：?jiǎn)栴}的提出（2）知識(shí)點(diǎn)二：規(guī)范化教學(xué)基本要求：了解什么是一個(gè)"不好"的數(shù)據(jù)庫(kù)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(gè)范式的理解與應(yīng)用，各級(jí)別范式的問(wèn)題和解決方法。6. 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)（4學(xué)時(shí)）（1）知識(shí)點(diǎn)一：需求分析（2）知識(shí)點(diǎn)二：概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（3）知識(shí)點(diǎn)三：邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（4）知識(shí)點(diǎn)四：數(shù)據(jù)庫(kù)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)教學(xué)基本要求：掌握數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)步驟和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程中的各級(jí)模式設(shè)計(jì)方法，特別是數(shù)據(jù)庫(kù)概念結(jié)構(gòu)的設(shè)

6、計(jì)和邏輯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，這是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程中最重要的兩個(gè)環(huán)節(jié)，牢固掌握用E-R圖來(lái)表示概念模型的方法，掌握E-R圖的設(shè)計(jì)，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(xué)時(shí)）（1）知識(shí)點(diǎn)一：關(guān)系系統(tǒng)（2）知識(shí)點(diǎn)二：查詢優(yōu)化教學(xué)基本要求：了解關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)查詢優(yōu)化的重要性和可能性，了解關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)查詢優(yōu)化的重要性，掌握查詢處理各個(gè)步驟的主要功能，能夠把SQL語(yǔ)句轉(zhuǎn)換成查詢樹(shù)，對(duì)查詢樹(shù)進(jìn)行代數(shù)優(yōu)化，轉(zhuǎn)換成優(yōu)化的查詢樹(shù)，掌握物理優(yōu)化的基本方法。8.數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)（2學(xué)時(shí)）（1）知識(shí)點(diǎn)一： 事務(wù)（2）知識(shí)點(diǎn)二：數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)教學(xué)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(kù)故障恢復(fù)的策

7、略和方法，數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)的基本原理是數(shù)據(jù)備份，數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)管理策略（不僅有數(shù)據(jù)庫(kù)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(jí)別密切相關(guān)。9.并發(fā)控制 （6學(xué)時(shí)）（1）知識(shí)點(diǎn)一：封鎖協(xié)議（2）知識(shí)點(diǎn)二：活鎖和死鎖（3）知識(shí)點(diǎn)三：兩段鎖協(xié)議教學(xué)基本要求：并發(fā)控制機(jī)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(shí)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(diǎn)、難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：規(guī)范化理論范式，能夠判斷幾個(gè)范式的標(biāo)準(zhǔn)，低范式分解成高階范式的方法。SQL語(yǔ)言。要求熟練正確的使用SQL完

8、成對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢、插入、刪除、更新操作。在使用具體的SQL時(shí)，要能夠與關(guān)系代數(shù)、關(guān)系演算等語(yǔ)言進(jìn)行比較，了解它們各自的特點(diǎn)。難點(diǎn)：（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(guò)程。（2）應(yīng)用：SQL語(yǔ)句的嵌套查詢、子查詢的應(yīng)用方法。解決辦法：通過(guò)對(duì)實(shí)例的學(xué)習(xí)和習(xí)題的練習(xí)來(lái)正確理解和掌握基本概念，多講解習(xí)題，并與上機(jī)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。三、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)及基本要求1實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)在本課程中的作用及要求（實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱單獨(dú)編寫(xiě)）。作用：幫助學(xué)生掌握SQL語(yǔ)言使用方法，并能開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單的應(yīng)用系統(tǒng)。要求：獨(dú)立完成實(shí)

9、驗(yàn)，切實(shí)掌握數(shù)據(jù)庫(kù)軟件的操作方法，并撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。2實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目(具體要求見(jiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱)實(shí)驗(yàn)一：SQL語(yǔ)言使用（4學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)二：小型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（4學(xué)時(shí)）注：實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱的編寫(xiě)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(shí)才可進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的學(xué)習(xí)。高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（C、VC、JAVA、VB等），能夠使用高級(jí)語(yǔ)言操縱數(shù)據(jù)庫(kù)。后續(xù)課程：系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)，統(tǒng)一建模語(yǔ)言（UML）等，通常系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)必須考慮到數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用環(huán)境。五、對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)的要求通過(guò)課程學(xué)習(xí)，使學(xué)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(kù)軟件，例如小型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)A

10、CCESS、大型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)SQL SERVER或My SQL等，進(jìn)行小型應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的能力。 六、課程學(xué)時(shí)分配總學(xué)時(shí)48，其中講課40學(xué)時(shí)，上機(jī)8學(xué)時(shí)。課程主要內(nèi)容和學(xué)時(shí)分配見(jiàn)課程學(xué)時(shí)分配表。課程學(xué)時(shí)分配表教學(xué)環(huán)節(jié)時(shí)數(shù)課程內(nèi)容講課上機(jī)實(shí)驗(yàn)習(xí)題及討論小計(jì)1.數(shù)據(jù)庫(kù)概論442.關(guān)系模型663.SQL語(yǔ)言及應(yīng)用技術(shù)64104.數(shù)據(jù)庫(kù)安全性和完整性445.關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)理論666.數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)4487.關(guān)系系統(tǒng)及其查詢優(yōu)化228.數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)229.并發(fā)控制 66總 計(jì)40848七、建議教材和教學(xué)參考書(shū)目1教材 王珊，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論（第五版），高等教育出版社，2014年2主要參考書(shū)1 郭勝、王志、丁忠俊. 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理及應(yīng)用（第2版）M. 北京: 清華大學(xué)出版社,2016 2 蔣秀英、遲慶云、呂加國(guó). 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)實(shí)訓(xùn)教程（第2版）以SQL Ser