數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用教程（第5版）（微課版）章四 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)篇 自學(xué)與教學(xué)指導(dǎo)

篇章四數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)篇混合式教學(xué)指導(dǎo)本篇章學(xué)習(xí)目標(biāo)【知識(shí)層面】概述數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的條件、輸入內(nèi)容和輸出內(nèi)容；列舉數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的主要階段、各階段的聯(lián)系和主要關(guān)系；理解數(shù)據(jù)庫(kù)3種主要設(shè)計(jì)方法及適用范圍；概述需求分析的主要任務(wù)以及數(shù)據(jù)流圖的主要圖元；列出不規(guī)范關(guān)系包含的4種異常；理解函數(shù)依賴的語(yǔ)義特點(diǎn)以及函數(shù)依賴的分類方法；掌握第一范式、第二范式和第三范式的定義以及驗(yàn)證方法；概述概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)及E-R圖的圖元；概述邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)及關(guān)系模式轉(zhuǎn)換規(guī)則；概述物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)；概述數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施運(yùn)維階段的主要任務(wù)?！灸芰用妗磕軌蚋鶕?jù)業(yè)務(wù)需要，通過(guò)自頂向下方法，繪制分層的數(shù)據(jù)流圖，并可根據(jù)數(shù)據(jù)流圖，抽象系統(tǒng)邊界涉及的數(shù)據(jù)字典；能夠根據(jù)需求分析抽象的數(shù)據(jù)字典以及規(guī)范化理論，構(gòu)建滿足第三范式的關(guān)系模式或?qū)ΜF(xiàn)有范式進(jìn)行分析，對(duì)于不滿足第三范式的關(guān)系模式，可以通過(guò)簡(jiǎn)單的模式分解方法將其轉(zhuǎn)換為第三范式；能夠根據(jù)業(yè)務(wù)需要，使用經(jīng)典E-R圖和UML類圖繪制業(yè)務(wù)的局部E-R圖、合成全局E-R圖并對(duì)全局E-R圖進(jìn)行評(píng)價(jià)和驗(yàn)證；能夠根據(jù)業(yè)務(wù)需要，將全局E-R圖根據(jù)關(guān)系模式轉(zhuǎn)換規(guī)則，轉(zhuǎn)化為關(guān)系模式，并可對(duì)關(guān)系模式進(jìn)行優(yōu)化和規(guī)范化驗(yàn)證；能夠根據(jù)業(yè)務(wù)需要，選擇合適的DBMS，綜合運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)維管理和優(yōu)化方法，開展數(shù)據(jù)庫(kù)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。【素養(yǎng)層面】能夠深刻理解數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)各步驟的關(guān)系并認(rèn)同在需求分析后，引入概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的必要性；能夠系統(tǒng)運(yùn)用E-R設(shè)計(jì)方法和規(guī)范化理論，開展數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化設(shè)計(jì)；能夠認(rèn)同在實(shí)際設(shè)計(jì)中，不滿足規(guī)范化要求但滿足性能要求的折中設(shè)計(jì)方案；具備運(yùn)用各類建模工具輔助開展規(guī)范化數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的素質(zhì)；具備團(tuán)隊(duì)協(xié)作開發(fā)復(fù)雜大型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的團(tuán)隊(duì)協(xié)作素質(zhì)；通過(guò)思政教學(xué)，讓學(xué)生深刻領(lǐng)會(huì)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)在解決疫情防控排查效率過(guò)程中的重要意義，深刻感悟國(guó)家在疫情防控下的執(zhí)行能力和防控取得的卓著成果。本篇章學(xué)習(xí)重點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)主要階段的輸入、輸出、主要任務(wù)和聯(lián)系；使用自頂向下方法開展需求分析，獲得業(yè)務(wù)涉及的數(shù)據(jù)字典；使用E-R設(shè)計(jì)方法完成數(shù)據(jù)庫(kù)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；使用關(guān)系模式轉(zhuǎn)換規(guī)則將E-R圖轉(zhuǎn)換為優(yōu)化后的關(guān)系模式；能夠運(yùn)用規(guī)范化理論驗(yàn)證關(guān)系模式的范式級(jí)別；開展數(shù)據(jù)庫(kù)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、測(cè)試、部署和運(yùn)維實(shí)施；數(shù)據(jù)庫(kù)建模工具的使用。本篇章學(xué)習(xí)難點(diǎn)理解引入概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的必要意義，實(shí)際數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中E-R圖中常見的錯(cuò)誤畫法；關(guān)系模式轉(zhuǎn)換中，不同類型關(guān)系模式最終是否產(chǎn)生新的關(guān)系模式；涉及2個(gè)以上實(shí)體的多對(duì)多關(guān)系模式的分解和優(yōu)化方法；驗(yàn)證關(guān)系模式的范式等級(jí)以及將不規(guī)范關(guān)系轉(zhuǎn)換為規(guī)范關(guān)系的分解方法。本篇章學(xué)習(xí)需具備的前序知識(shí)軟件工程中面向過(guò)程的開發(fā)方法；本篇章學(xué)習(xí)特點(diǎn)本篇章內(nèi)容屬于能力和經(jīng)驗(yàn)并重型篇章，需要學(xué)生不僅能夠掌握數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)各個(gè)階段的方法、輸入輸出和主要任務(wù)，還能夠在實(shí)際數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)環(huán)境中，活學(xué)活用E-R圖，設(shè)計(jì)出既滿足業(yè)務(wù)需求，又兼顧范式理論且滿足性能要求的關(guān)系模式，同時(shí)，能夠運(yùn)用流行的數(shù)據(jù)庫(kù)建模工具開展高效的數(shù)據(jù)庫(kù)建模工作。本篇章混合式學(xué)習(xí)建議建議將數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)階段、需求分析、數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施及運(yùn)維等概念相關(guān)內(nèi)容等通過(guò)在線教學(xué)呈現(xiàn)?；旌鲜街黝}：主題1：通過(guò)復(fù)雜業(yè)務(wù)案例，系統(tǒng)總結(jié)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的各階段主要任務(wù)、輸入輸出相關(guān)關(guān)系；主題2：通過(guò)復(fù)雜業(yè)務(wù)案例，以分組方式，讓學(xué)生循序漸進(jìn)基于E-R圖開展協(xié)同設(shè)計(jì)，并開展組間評(píng)價(jià)和討論；主題3：通過(guò)復(fù)雜業(yè)務(wù)案例，以分組方式，以運(yùn)維過(guò)程中數(shù)據(jù)的水平增長(zhǎng)和垂直增長(zhǎng)為討論主題，引導(dǎo)學(xué)生是否可以對(duì)轉(zhuǎn)換后的關(guān)系模型進(jìn)行優(yōu)化；本篇章教學(xué)拓展思考對(duì)比軟件工程中面向過(guò)程的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，思考數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和行為設(shè)計(jì)的關(guān)系，在實(shí)際開發(fā)中，考慮是否應(yīng)首先開展數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，還是應(yīng)先開展行為設(shè)計(jì)；對(duì)比面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方法，思考基于E-R的設(shè)計(jì)方法如何與面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方法結(jié)合