10141207-何偉-教學(xué)設(shè)計(jì)新部編版方案

教師學(xué)科教案[20-20學(xué)年度第—學(xué)期]任教學(xué)科：任教年級(jí)：任教老師：

xx市實(shí)驗(yàn)學(xué)校.Uf.i0-L育人猶如春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰.Uf.i0-L育人猶如春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰精品教學(xué)教案設(shè)計(jì)精品教學(xué)教案設(shè)計(jì)|Excellentteachingplan育人猶如春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰育人猶如春風(fēng)化雨，授業(yè)不惜蠟炬成灰《數(shù)據(jù)庫(kù)——事務(wù)和并發(fā)控制》教學(xué)設(shè)計(jì)方案姓名何偉學(xué)號(hào)10141207班級(jí)10計(jì)2Z一、教學(xué)內(nèi)容分析事務(wù)與并發(fā)控制屬于數(shù)據(jù)庫(kù)保護(hù)的知識(shí)范疇，數(shù)據(jù)庫(kù)保護(hù)同時(shí)還包括安全管理、數(shù)據(jù)庫(kù)備份與恢復(fù)等部分。事務(wù)是數(shù)據(jù)庫(kù)中一系列的操作，這些操作是一個(gè)完整的執(zhí)行單元，它是保證數(shù)據(jù)一致性的基本手段。數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)多用戶的共享資源，因此當(dāng)多個(gè)用戶同時(shí)操作相同的數(shù)據(jù)時(shí)，如何保證數(shù)據(jù)的正確性，是并發(fā)控制要解決的問(wèn)題。數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)是共享的資源，因此，允許多個(gè)用戶同時(shí)訪問(wèn)相同的數(shù)據(jù)。當(dāng)多個(gè)用戶同時(shí)增、刪、改相同的數(shù)據(jù)時(shí)，如果不采取任何措施，則會(huì)造成數(shù)據(jù)異常。事務(wù)就是為防止這種情況發(fā)生而產(chǎn)生的概念。二、學(xué)習(xí)者分析數(shù)據(jù)庫(kù)的并發(fā)控制，并發(fā)控制帶來(lái)的三類問(wèn)題：（1）丟失更新的問(wèn)題（2）不一致分析問(wèn)題（3）“臟數(shù)據(jù)”的讀出。（在數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)中，未提交的隨后又被撤消的數(shù)據(jù)為“臟數(shù)據(jù)”。設(shè)T1,T2,T3是如下三個(gè)事務(wù)，其中R為數(shù)據(jù)庫(kù)中某個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)，設(shè)R的初值為0.T1：R：=R+5T2：R：=R*3T3：R：=2若允許三個(gè)事務(wù)并行執(zhí)行，試列出所有可能的正確結(jié)果。采用什么手段，可以解決并行調(diào)度的不一致問(wèn)題？以上三類問(wèn)題結(jié)合多事務(wù)的并行操作進(jìn)行理解。采用封鎖，可以解決并行調(diào)度的不一致問(wèn)題。為解決并發(fā)控制帶來(lái)的問(wèn)題，通常要采用封鎖（locking）技術(shù)，常用的封鎖有：排它型封鎖（X封鎖）和共享型封鎖（S封鎖）兩種。三、教學(xué)目標(biāo)1．知識(shí)與能力掌握事務(wù)的基本概念和事務(wù)處理模型，并且掌握并發(fā)控制，從而引發(fā)并發(fā)操作所帶來(lái)的數(shù)據(jù)不一致的四種情況，包括：丟失數(shù)據(jù)修改、讀“臟”數(shù)據(jù)、不可重復(fù)讀和產(chǎn)生“幽靈”數(shù)據(jù)。并且掌握并發(fā)控制措施（共享鎖和排他鎖）。還有了解封鎖協(xié)議。了解掌握并發(fā)控制引起活鎖和死鎖問(wèn)題。2．過(guò)程與方法先將理論知識(shí)灌輸?shù)酵瑢W(xué)們腦中，讓同學(xué)們知道并發(fā)控制和引發(fā)的活鎖和死鎖問(wèn)題；從而知道并發(fā)控制的措施。3．情感態(tài)度與價(jià)值觀了解數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用中的事務(wù)和并發(fā)控制，喜歡上數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用這門應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。通過(guò)本書(shū)的學(xué)習(xí)能夠具備一般的數(shù)據(jù)庫(kù)分析與設(shè)計(jì)能力。四、重點(diǎn)難點(diǎn)及處理重點(diǎn)：1、事務(wù)的特征2、并發(fā)操作所帶來(lái)的數(shù)據(jù)不一致的4種情況3、了解三級(jí)封鎖協(xié)議難點(diǎn)：1、并發(fā)控制的主要措施2、并發(fā)控制引發(fā)的活鎖和死鎖五、教學(xué)準(zhǔn)備采用PPT教學(xué)，以講授為主采集相關(guān)素材，制作相關(guān)PPT六、教學(xué)思路（教學(xué)策略等）先讓同學(xué)們知道什么是事務(wù)和并發(fā)控制，然后舉例說(shuō)明什么叫做數(shù)據(jù)不一致，從而引出并發(fā)操作所帶來(lái)的數(shù)據(jù)不一致的四種情況，包括：丟失數(shù)據(jù)修改、讀“臟”數(shù)據(jù)、不可重復(fù)讀和產(chǎn)生“幽靈”數(shù)據(jù)，并作出相應(yīng)的解釋，從而引出產(chǎn)生這四種情況的主要原因：并發(fā)操作破壞了事務(wù)的隔離性。并發(fā)控制就是要用正確的方法調(diào)度并發(fā)操作，使一個(gè)事務(wù)的執(zhí)行不受其他事務(wù)的干擾，避免造成數(shù)據(jù)的不一致情況。從并發(fā)控制帶來(lái)的數(shù)據(jù)不一致，提出并發(fā)控制措施，從而引出鎖的兩種類型（共享鎖和排他鎖）。然后向同學(xué)們解釋什么是加鎖協(xié)議，由于封鎖方式規(guī)定的不同，就有不同的封鎖協(xié)議，引出三級(jí)封鎖協(xié)議。然后由于并發(fā)控制的封鎖方法引起活鎖和死鎖。七、教學(xué)過(guò)程教學(xué)引入：當(dāng)多個(gè)用戶同時(shí)增、刪、改相同的數(shù)據(jù)時(shí)，如果不采取任何措施，則會(huì)造成數(shù)據(jù)異常。事務(wù)就是為防止這種情況發(fā)生而產(chǎn)生的概念。從而引出事務(wù)和并發(fā)控制的基本概念，以及三級(jí)封鎖協(xié)議和活鎖死鎖。知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)：1、事務(wù)的基本概念：用戶定義的數(shù)據(jù)操作系列。事務(wù)的特征：原子性（是指事務(wù)是數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯工作單位，事務(wù)聽(tīng)操作，要么都做，要么都不做）一致性（是指事務(wù)執(zhí)行的結(jié)果必須是使數(shù)據(jù)庫(kù)從一個(gè)一致性狀態(tài)變到另一個(gè)一致性狀態(tài)。）隔離性（是指數(shù)據(jù)庫(kù)中一個(gè)事務(wù)的執(zhí)行不能被其他事務(wù)干擾）持久性（是指事務(wù)一旦提交，則其對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的改變就是永久的，以后的操作不會(huì)對(duì)事務(wù)的操作結(jié)果產(chǎn)生任何影響）事務(wù)處理模型：一種是顯式事務(wù)，一種是隱式事務(wù)。隱式事務(wù)是指每一條數(shù)據(jù)操作語(yǔ)句都自動(dòng)地成為一個(gè)事務(wù)，顯式事務(wù)是有顯式的開(kāi)始和結(jié)束標(biāo)記的事務(wù)。教學(xué)引入：在同一時(shí)刻同時(shí)運(yùn)行的事務(wù)可達(dá)數(shù)百個(gè)，若對(duì)多用戶的并發(fā)操作不加控制，就會(huì)造成數(shù)據(jù)存取的錯(cuò)誤，破壞數(shù)據(jù)的一致性和完整性。知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)：2、并發(fā)操作帶來(lái)的數(shù)據(jù)不一致情況丟失數(shù)據(jù)修改：兩個(gè)事務(wù)T1和T2讀入同一數(shù)據(jù)并進(jìn)行修改，T2提交的結(jié)果破壞了T1提交的結(jié)果，導(dǎo)致T1的修改被T2覆蓋了。讀“臟”數(shù)據(jù)：事務(wù)T1修改了某一數(shù)據(jù)，并將修改結(jié)果寫回到磁盤，然后事務(wù)T2讀取了同一數(shù)據(jù)，但T1后來(lái)由于某種原因撤銷了它所做的操作，這樣被T1修改過(guò)的數(shù)據(jù)又恢復(fù)為原來(lái)的值，那T2讀到的值與數(shù)據(jù)庫(kù)中實(shí)際的數(shù)據(jù)值不一致了。不可重復(fù)讀：事務(wù)T1讀取數(shù)據(jù)后，事務(wù)T2執(zhí)行了更新抧，修改了T1讀取的數(shù)據(jù)，T1操作完數(shù)據(jù)后，又重新讀取了同樣的數(shù)據(jù)，但這次讀完之后，當(dāng)T1再對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行相同操作時(shí)，所得的結(jié)果與前一次不一樣。產(chǎn)生“幽靈”數(shù)據(jù)：屬于不可重復(fù)讀的范疇。3、并發(fā)控制措施：共享鎖（S鎖）排他鎖（X鎖）加鎖類型的相容矩陣T1XS無(wú)鎖X否否是S否是是無(wú)鎖是是是教學(xué)引入：在加鎖時(shí)，還需要一些規(guī)則，如何時(shí)申請(qǐng)X鎖或S鎖，持鎖時(shí)間等，這些規(guī)則為封鎖協(xié)議知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)：一級(jí)封鎖協(xié)議：對(duì)事務(wù)T要修改的數(shù)據(jù)加X(jué)鎖，直到事務(wù)結(jié)束時(shí)才釋放。二級(jí)封鎖協(xié)議：在一級(jí)封鎖協(xié)議基礎(chǔ)上增加事務(wù)T對(duì)要讀取的數(shù)據(jù)加S鎖，讀完后釋放S鎖三級(jí)封鎖協(xié)議：一級(jí)封鎖協(xié)議加上事務(wù)T對(duì)要讀取的數(shù)據(jù)加S鎖，并直到事務(wù)結(jié)束才釋放不同級(jí)別白勺封鎖協(xié)議封鎖協(xié)議X鎖（對(duì)寫數(shù)據(jù)）S鎖（對(duì)讀數(shù)據(jù)）不丟失數(shù)據(jù)修改不讀臟數(shù)據(jù)可重復(fù)讀一級(jí)事務(wù)全程加鎖不加對(duì)二級(jí)事略全程加鎖開(kāi)始加鎖，釋放對(duì)對(duì)三級(jí)事務(wù)全程加鎖事務(wù)全程加鎖對(duì)對(duì)對(duì)教學(xué)引入：和操作系統(tǒng)一樣，并發(fā)控制的封鎖方法可能會(huì)引起活鎖和死鎖等問(wèn)題。知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)：活鎖：避免活鎖的簡(jiǎn)單方法就是采用先來(lái)先服務(wù)的策略。當(dāng)多個(gè)事務(wù)請(qǐng)求封鎖同一數(shù)據(jù)對(duì)象時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)按先請(qǐng)求先滿足的事務(wù)排隊(duì)策略，當(dāng)數(shù)據(jù)對(duì)象上的鎖被釋放后，讓事務(wù)隊(duì)列中第一個(gè)事務(wù)獲得鎖。死鎖：解決死鎖問(wèn)題的方法主要有兩類：一類是采取一定的措施來(lái)預(yù)防死鎖的發(fā)生，另一類是允許死鎖的發(fā)生，但采用一定的手段定期診斷系統(tǒng)中有無(wú)死鎖，若有則解除之。預(yù)防死鎖：一次性鎖法和順序封鎖法死鎖的診斷和解除：超時(shí)法和事務(wù)等待法思考與探究：一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)封鎖協(xié)議對(duì)讀和寫分別加什么鎖？加鎖范圍分別是什么？能避免哪些干擾？教學(xué)總結(jié)：事務(wù)在數(shù)據(jù)庫(kù)中是非常重要的一個(gè)概念，它是保證數(shù)據(jù)并發(fā)控制的基礎(chǔ)。事務(wù)的特點(diǎn)是事務(wù)中的操作是作為一個(gè)完整的工作單元，這些操作，或者全部成功，或者全部不成功。并發(fā)控制指當(dāng)同時(shí)執(zhí)行多個(gè)事務(wù)時(shí)，為了保證一個(gè)事務(wù)的執(zhí)行不受其他事務(wù)的干據(jù)所采取的措施。并發(fā)控制的主要方法是加鎖，根據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)操作的不同，鎖分為共享鎖和排他鎖兩種，當(dāng)只對(duì)數(shù)據(jù)讀取操作時(shí)，加共享鎖，當(dāng)需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改操作時(shí)，需要加排他鎖。在一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象上可以同時(shí)存在多個(gè)共享鎖，但只能同時(shí)存在一個(gè)排他鎖。對(duì)操作相同數(shù)據(jù)的事務(wù)來(lái)說(shuō)，則于一個(gè)事務(wù)的執(zhí)行會(huì)影響到其他事務(wù)的執(zhí)行，因此，為盡可能保證數(shù)據(jù)操作的效率，尤其保證并發(fā)操作的效率，事務(wù)中包括的操作應(yīng)該盡可能的少，而且最好是只包括修改數(shù)據(jù)的操作，另外需要說(shuō)明的是，事務(wù)所包含的操作是由用戶的業(yè)務(wù)需求決定的，而不是由數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員隨便放置的。八、形成性評(píng)價(jià)試題1、設(shè)有三個(gè)事務(wù)：Tl、T2和T3,其所包含的動(dòng)作為：T1:A=A+2;T2:A=A+2;T3:A=A-1設(shè)A的初值為3,若這3個(gè)