《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》教學大綱

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理PAGE1《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》教學大綱目錄一、教學目的和要求 1二、本課程與其它課程的聯(lián)系和分工 1三、教學中應注意的問題 2四、教學內(nèi)容 2五、教學課時分配 8六、參考書目 9課程名稱：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理 學時：48學時課程類型：必修 課程性質(zhì)：學科基礎課開課學期：第3學期先修課程：程序設計基礎、程序設計基礎II、數(shù)據(jù)結(jié)構、離散數(shù)學適用專業(yè)：網(wǎng)絡工程專業(yè)一、教學目的和要求《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)》課程是計算專業(yè)的一門實用性、理論性很強的主干課程，是專業(yè)基礎必修課。本課程主要講述數(shù)據(jù)庫的基本概念、原理和方法。本課程的任務是使學生掌握數(shù)據(jù)庫設計的基本原理，使學生能夠利用所學的數(shù)據(jù)庫知識設計數(shù)據(jù)庫應用程序，解決數(shù)據(jù)處理中的一些實際問題。本課程的主要內(nèi)容為：數(shù)據(jù)庫模型、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構、關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、SQL語言、復雜數(shù)據(jù)理論、數(shù)據(jù)庫維護、數(shù)據(jù)庫設計、關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫技術新進展、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等。通過本課程的學習使學生獲得以下幾方面的能力：1、對數(shù)據(jù)庫的基本概念、基本結(jié)構有一個比較全面的了解2、了解層次數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫的特點與體系結(jié)構，3、熟悉關系數(shù)據(jù)庫的基本概念、基本結(jié)構，并能熟練地使用關系數(shù)據(jù)庫語言對數(shù)據(jù)庫進行各種操作4、了解數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構5、熟練地掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的實現(xiàn)技術，例如：并發(fā)控制、數(shù)據(jù)庫的恢復、以及安全性等等。6、將所學知識靈活地運用于實際，采用數(shù)據(jù)庫規(guī)范化設計理論解決實際問題7、對分布式數(shù)據(jù)庫、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫、對象關系數(shù)據(jù)庫都有一個全面的了解。二、本課程與其它課程的聯(lián)系和分工先修課程：程序設計基礎、程序設計基礎II、數(shù)據(jù)結(jié)構、離散數(shù)學。后續(xù)課程：Oracle數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、Java高級應用及網(wǎng)絡編程、軟件工程。本課程是一個專業(yè)核心課程，使學生具備較好的數(shù)據(jù)庫設計和實現(xiàn)能力。三、教學中應注意的問題本課程是計算機的專業(yè)課，應重點講授數(shù)據(jù)庫的基本概念、基本原理和體系結(jié)構重點講授關系數(shù)據(jù)庫的概念、結(jié)構、有關的關系運算、關系數(shù)據(jù)庫語言、關系數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化設計、數(shù)據(jù)庫設計的過程及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的實現(xiàn)技術可簡單介紹數(shù)據(jù)庫的存儲技術，有針對性的向?qū)W生介紹分布式數(shù)據(jù)庫、面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫和對象關系數(shù)據(jù)庫每一章結(jié)束后都要布置具有代表性的習題，以加強學生的理解和掌握上機也是不可缺少的環(huán)節(jié)，建議課程結(jié)束后搞一次課程設計，綜合應用所學知識。該課程的先修課程：離散數(shù)學、數(shù)據(jù)結(jié)構和一門數(shù)據(jù)庫設計語言四、教學內(nèi)容第一章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述本章重點：1、了解數(shù)據(jù)庫技術發(fā)展的的過去、現(xiàn)在和未來2、熟悉數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念，包括數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)庫的體系構、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的全局結(jié)構引言本節(jié)重點：1、基本概念：數(shù)據(jù)與信息；數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)數(shù)庫。2、數(shù)據(jù)庫技術的幾個基本概念。數(shù)據(jù)庫的由來和發(fā)展本節(jié)重點：1、數(shù)據(jù)庫發(fā)展的四個階段及各自的特點。數(shù)據(jù)描述本節(jié)重點：1、基本概念。2、物理存儲中的數(shù)據(jù)描述。3、邏輯數(shù)據(jù)和物理數(shù)據(jù)。4、數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系和實體之間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)模型本節(jié)重點：1、數(shù)據(jù)模型的定義。2、實體聯(lián)系模型、關系模型。數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構本節(jié)重點：1、數(shù)據(jù)庫的三級模式結(jié)構。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)本節(jié)重點：1、DBMS的主要功能。2、DBMS的主要組成。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)本節(jié)重點：1、DBS的主要組成。2、DBS的全局結(jié)構。3、DBS結(jié)構的分類。本章習題：習題一：1、2、4、5、6、8、13、14、15、18關系模型本章重點：掌握有關關系模型的基本概念熟悉關系模型的運算理論：關系代數(shù)和關系演算掌握查詢優(yōu)化的策略和算法關系模型的基本概念本節(jié)重點：1、有關關系模型的基本概念。2、關系模型的三類完整性規(guī)則。3、關系模型的定義形式及優(yōu)點。第二節(jié)關系代數(shù)本節(jié)重點：1、關系查詢語言和關系運算關系代數(shù)的五種基本操作及其他操作。第三節(jié)關系演算本節(jié)重點：1、元組關系演算和域關系演算。第四節(jié)查詢優(yōu)化本節(jié)重點：1、關系代數(shù)表達式的優(yōu)化。2、等價變換規(guī)則。3、優(yōu)化的一般策略及優(yōu)化算法。本章作業(yè)：習題二：3、4、5、6、14、17第三章關系數(shù)據(jù)庫語言SQL和QBE本章重點：1、SQL的體系結(jié)構2、SQL的數(shù)據(jù)定義和數(shù)據(jù)操作3、熟悉視圖的的定義和基本操作4、了解SQL語言的運行環(huán)境、和宿主語言的接口及嵌入式SQL5、了解QBE的結(jié)構、定義和操作第一節(jié)SQL的體系結(jié)構本節(jié)重點：1、SQL數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構。2、SQL的組成。SQL的數(shù)據(jù)查詢本節(jié)重點：1、SQL的查詢語句。2、SQL的聚合涵數(shù)。SQL的數(shù)據(jù)更新本節(jié)重點：1、SQL的插入、更新和刪除操作。SQL的數(shù)據(jù)定義本節(jié)重點：1、模式的定義和撤消。2、關系（基本表）的定義、修改和撤消。3、索引的定義和撤消。視圖的定義和對視圖的操作本節(jié)重點：1、視圖的定義和撤消。2、視圖的更新操作。3、視圖的優(yōu)點。嵌入式SQL本節(jié)重點：1、SQL的運行環(huán)境。2、SQL和宿主語言的接口。3、嵌入式SQL的使用技術及動態(tài)SQL語句。QBE的數(shù)據(jù)查詢本節(jié)重點：1、QBE概述2、QBE的查詢。QBE的數(shù)據(jù)更新本節(jié)重點：1、QBE的數(shù)據(jù)更新操作。本章習題：習題三：1、2、5、6、7關系系統(tǒng)及其查詢優(yōu)化本章重點：1、了解關系系統(tǒng)的定義2、關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的查詢優(yōu)化第一節(jié)1關系系統(tǒng) 本節(jié)重點：1關系系統(tǒng)的定義 2關系系統(tǒng)的分類3全關系系統(tǒng)的十二條基本準則2關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的查詢優(yōu)化 本節(jié)重點：1關系系統(tǒng)及其查詢優(yōu)化 2查詢優(yōu)化的一般準則 3關系代數(shù)等價變換規(guī)則 4關系代數(shù)表達式的優(yōu)化算法 5優(yōu)化的一般步驟本章習題：習題四：1、2、3、5關系數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化設計本章重點：1、了解有關關系數(shù)據(jù)庫規(guī)范化設計的有關問題2、了解函數(shù)依賴的定義及有關規(guī)則3、了解關系模式的分解特性4、熟悉關系模式的幾個范式、數(shù)據(jù)依賴及范式的規(guī)范化處理5、熟悉數(shù)據(jù)庫設計的全過程第一節(jié)關系模式的設計問題本節(jié)重點：1、關系數(shù)據(jù)庫設計理論的主要內(nèi)容。2、關系模式的存儲異常問題。第二節(jié)函數(shù)依賴本節(jié)重點：1、函數(shù)依賴的定義。第三節(jié)關系模式的分解特性本節(jié)重點：1、模式分解存在的幾個問題。第四節(jié)關系模式的范式本節(jié)重點：1、關系模式的幾種范式的定義。2、模式分解的算法。3、模式設計方法的原則。第五節(jié)數(shù)據(jù)依賴和模式的規(guī)范化處理本節(jié)重點：1、多值依賴的定義。2、第四范式的定義及分解成第四范式的算法。第六節(jié)數(shù)據(jù)庫設計的全過程本節(jié)重點：1、數(shù)據(jù)庫設計的方法。2、在數(shù)據(jù)庫設計的各個階段應做的具體工作。本章習題：習題四：2、3、5、15、19、21、23、25、27、28、29、31第六章系統(tǒng)實現(xiàn)技術本章重點：熟悉系統(tǒng)目錄和數(shù)據(jù)字典的定義及作用熟悉有關事務的基本概念、執(zhí)行方式和的數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制熟悉數(shù)據(jù)庫的安全性和完整性第一節(jié)系統(tǒng)目錄本節(jié)重點：1、數(shù)據(jù)字典和系統(tǒng)目錄。2、關系DBMS的目錄。3、系統(tǒng)目錄的擴充ER圖。4、系統(tǒng)目錄和DBMS各子系統(tǒng)的聯(lián)系。第二節(jié)事務本節(jié)重點：1、事務的基本概念。2、事務的ACID性質(zhì)。3、事務的狀態(tài)變遷。4、事務的并發(fā)執(zhí)行、并發(fā)事務的可串行化和可恢復性。第三節(jié)數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制本節(jié)重點：1、數(shù)據(jù)庫的并發(fā)操作所帶來的問題。2、幾種可用的封鎖技術。第四節(jié)數(shù)據(jù)庫的恢復本節(jié)重點：1、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)遭遇的故障類型。2、基于日志的恢復技術。3、并發(fā)事務的恢復。第五節(jié)數(shù)據(jù)庫的完整性本節(jié)重點：1、完整性子系統(tǒng)和完整性規(guī)則。2、SQL2的完整性約束。3、SQL3中的觸發(fā)器。第六節(jié)數(shù)據(jù)庫的安全性本節(jié)重點：1、數(shù)據(jù)庫的安全性和使用權限。2、SQL中的安全機制。3、數(shù)據(jù)加密法。4、統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫的安全性。本章習題：習題六：2、3、6、7、10、11、14、15、20、22、31、33、37、39、40、41、44、46、47、48分布式數(shù)據(jù)庫本章重點：掌握分布式數(shù)據(jù)庫的定義、特點、分類及存在的問題掌握分布式數(shù)據(jù)庫的設計及系統(tǒng)的體系結(jié)構了解分布式數(shù)據(jù)庫的查詢處理和優(yōu)化了解分布式事務管理和恢復及并發(fā)控制分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)本節(jié)重點：1、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的定義和特點。2、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的分類。3、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中存在的問題。第二節(jié)分布式數(shù)據(jù)庫設計及系統(tǒng)的體系結(jié)構本節(jié)重點：1、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設計的任務。2、數(shù)據(jù)分片和數(shù)據(jù)分配。3、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構。4、分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能和組成。第三節(jié)查詢處理及優(yōu)化本節(jié)重點：1、分布式查詢處理的任務。2、全局查詢到片段查詢的變換。3、片段查詢的簡化。4、查詢優(yōu)化的目標。分布式事務管理及恢復本節(jié)重點：1、分布式事務管理及相關問題。2、事務管理的目標。3、分布式事務的結(jié)構。4、分布式事務的恢復。分布式并發(fā)控制本節(jié)重點：1、基于封鎖的并發(fā)控制方法。2、基于時標的并發(fā)控制方法。3、分布式并發(fā)控制的樂觀方法。事務處理管理器本節(jié)重點：1、TP管理器的概念。2、TP管理器的體系結(jié)構。本章習題：習題七：2、3、5、6、7、8、910、11、14、17、19、20、22、23、25、30面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫本章重點：：掌握面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫的應用掌握面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型的結(jié)構和特點了解面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫的生成方法第一節(jié)新型數(shù)據(jù)庫的應用本節(jié)重點：1、新型數(shù)據(jù)庫的特點。面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型本節(jié)重點：1、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型的幾個基本概念。面向?qū)ο笳Z言持久化程序設計語言持久化C++語言本章習題：習題八：1、2、3對象關系數(shù)據(jù)庫本章重點：了解對象關系數(shù)據(jù)庫的特點了解對象關系數(shù)據(jù)庫中的一些嵌套關系和復雜類型及查詢嵌套關系本節(jié)重點：1、嵌套關系的定義。復雜類型和嵌套關系本節(jié)重點：1、結(jié)構類型和聚集類型。2、繼承、及引用類型。復雜類型查詢本節(jié)重點：1、關系值的屬性。2、嵌套化和非嵌套化。3、函數(shù)、復雜值和對象的生成。五、教學課時分配授課學時分配表