數(shù)據(jù)庫原理教學大綱

1、數(shù)據(jù)庫原理與應用教學大綱課程名稱：數(shù)據(jù)庫原理與應用課程代碼：B0823005課程類別：學科基礎(chǔ)課開課系部：計算機與信息工程系適用專業(yè)：信息管理與信息系統(tǒng)總學時：64學時先修課程：大學計算機文化基礎(chǔ)、程序設(shè)計基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)后續(xù)課程：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分析與設(shè)計、Web系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)與應用、高級數(shù)據(jù)庫技術(shù)、系統(tǒng)開發(fā)案例、移動端系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)與應用、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應用、能源大數(shù)據(jù)挖掘與應用、信息系統(tǒng)開發(fā)方法與工具一、課程教學目標數(shù)據(jù)庫原理與應用課程是信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的一門專業(yè)必修課程之一，它系統(tǒng)、完整地講述了當前數(shù)據(jù)庫技術(shù)從基本原理到應用實踐的主要內(nèi)容。課程的任務是使學生掌握數(shù)據(jù)庫的基本理論和設(shè)計數(shù)據(jù)庫的基

2、本方法，使學生能夠利用所學的數(shù)據(jù)庫知識設(shè)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，支撐專業(yè)學習成果中相應指標點的達成。課程目標對學生能力要求如下：課程目標1.通過研究關(guān)系代數(shù)，函數(shù)依賴，多值依賴，Armstrong公理，關(guān)系模式的分解，關(guān)系模式的規(guī)范化讓學生建立扎實的關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論基礎(chǔ)。課程目標2.結(jié)合目前信息系統(tǒng)建設(shè)的實際，全面講授關(guān)系數(shù)據(jù)庫標準語言-SQL、關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程方法，使學生掌握現(xiàn)代信息系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術(shù)。課程目標3.在數(shù)據(jù)庫基本理論的基礎(chǔ)上，講授恢復技術(shù)、并發(fā)控制技術(shù)，數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)基本技術(shù)以及數(shù)據(jù)庫安全性和完整性控制，使學生掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)維護管理系統(tǒng)。課程目標4:對數(shù)據(jù)

3、庫技術(shù)的研究動態(tài)，如分布式數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)挖掘等也作簡略介紹，使學生簡單了解目前數(shù)據(jù)庫發(fā)展的前沿技術(shù)。二、課程教學目標對學習成果的支撐關(guān)系課程目標對學習成果的支撐關(guān)系學習成果學習成果指標點課程目標畢業(yè)能力G2.問題分析能夠應用數(shù)學、自然科學和工程科學的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析復雜信息管理和信息課程目標1系統(tǒng)問題，以獲得有效結(jié)論。畢業(yè)能力G3.設(shè)計/開發(fā)解決方案能夠設(shè)的對復雜工程問題的解決方案，設(shè)計滿足特定需求的系統(tǒng)，并能夠在設(shè)計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識課程目標2課程目標3畢業(yè)能力G4.研究能夠基于科學原理并米用科學方法對復雜信息管理和信息系統(tǒng)問題進行研究，包括設(shè)計實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)、并

4、通過信息綜合得到合理肩效的結(jié)論。課程目標4三、課程教學方法(或手段)1.課堂講授(1)采用啟發(fā)式教學，激發(fā)學生主動學習的興趣，培養(yǎng)學生獨立思考、分析問題和解決問題的能力，引導學生主動通過實踐和自學獲得自己想學到的知識。(2)采用電子教案，CAI課件，多媒體教學與傳統(tǒng)板書教學相結(jié)合，提高課堂教學信息量，增強教學的直觀性。(3)采用案例教學。理論教學與工程實踐相結(jié)合，引導學生應用基本理論知識進行信息系統(tǒng)設(shè)計。(4)采用互動式教學。課內(nèi)討論和課外答疑相結(jié)合。2、作業(yè)圍繞各章教學重點內(nèi)容，布置一定數(shù)量的課后作業(yè)。3.實驗教學實驗是本課程一個重要環(huán)節(jié)，對完成數(shù)據(jù)庫原理與應用教學具有重要的作用，通過實驗使

5、學生掌握有關(guān)數(shù)據(jù)庫技術(shù)方面的基本知識，基本操作和數(shù)據(jù)庫基本設(shè)計實現(xiàn)方法，鞏固課堂所講授的內(nèi)容，提高解決實際問題的能力。要求態(tài)度認真、原理清楚、方法正確、數(shù)據(jù)準確、實驗報告工整。4、思政進課堂每節(jié)課講述一個與本課或本專業(yè)相關(guān)的人物介紹、歷史事件或新聞事件，提高學生對本課程和本專業(yè)的學習興趣，增強民族自信心，自豪感，鼓勵學生勇于擔當民族復興的重任。四、課程教學內(nèi)容第一章緒論(4學時)1 .教學內(nèi)容(1)闡述數(shù)據(jù)庫的基本概念，介紹數(shù)據(jù)管理技術(shù)的進展情況，數(shù)據(jù)庫技術(shù)產(chǎn)生和發(fā)展的背景；思政：介紹中國人民大學信息學院教授王珊為我國數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展做出的突出貢獻。(2)數(shù)據(jù)模型的基本概念，組成要素和主要的數(shù)

6、據(jù)模型；(3)簡要介紹了概念模型的概念和ER方法；(4)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的3級模式結(jié)構(gòu)以及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成。2 .教學目的及要求本章講解數(shù)據(jù)庫基本概念和基本知識，是學習后續(xù)各個章節(jié)的基礎(chǔ)。學習本章的目的在于了解基本知識，掌握基本概念，為以后的學習打好扎實的基礎(chǔ)。了解：數(shù)據(jù)管理技術(shù)的進展情況，數(shù)據(jù)庫技術(shù)產(chǎn)生和發(fā)展的背景，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點，層次數(shù)據(jù)模型及網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的基本概念，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成和DBA的職責，數(shù)據(jù)庫技術(shù)的主要研究領(lǐng)域等。理解：關(guān)系數(shù)據(jù)模型的相關(guān)概念，如關(guān)系、屬性，域、元組、主馬、分量、關(guān)系模式；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三級模式和兩級印象的體系結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的邏輯獨立性和物理獨立性等。掌握：數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)

7、庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的概念；數(shù)據(jù)模型的概念、組成要素及常用的數(shù)據(jù)模型；概念模型的概念及其主要建模方法一一E-R方法；熟練掌握：通過E-R反方法來描述現(xiàn)實世界的概念模型。3 .對應的課程目標本章節(jié)對應課程目標1。第二章關(guān)系數(shù)據(jù)庫(4學時)4 .教學內(nèi)容(1)介紹關(guān)系數(shù)據(jù)模型，包括關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、關(guān)系操作集合、以及關(guān)系完整性約束三個組成部分；(2)講解關(guān)系代數(shù)以及元組關(guān)系演算。5 .教學目的及要求系統(tǒng)地講解關(guān)系數(shù)據(jù)庫的重要概念，并著重對關(guān)系數(shù)據(jù)模型進行講解。從具體到抽象，先講解實際的ALPHA語言(元組關(guān)系演算語言)然后講解抽象的元組關(guān)系演了解：關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論產(chǎn)生和發(fā)展的過程、關(guān)系數(shù)據(jù)庫產(chǎn)

8、品的發(fā)展、關(guān)系演算的概念；元組關(guān)系演算語言ALPHA理解：關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其形式化定義(域、關(guān)系、笛卡爾積、關(guān)系的分類、關(guān)系模式、關(guān)系數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式)。掌握；關(guān)系模型的三個組成部分及各部分所包括的主要內(nèi)容；關(guān)系的三類完整性約束。熟練掌握：關(guān)系代數(shù)中的各種運算(包括并、交、差、選擇、投影、連接、以及廣義笛卡爾積等)，并能夠使用這些運算完成各種數(shù)據(jù)操作。6 .對應的課程目標本章節(jié)對應課程目標1。第三章關(guān)系數(shù)據(jù)庫標準語言SQL(8學時)1 .教學內(nèi)容(1) SQL簡介；(2)數(shù)據(jù)查詢語句；(3)數(shù)據(jù)操縱語句；(4)數(shù)據(jù)控制語句。2 .教學目的及要求SQL語言是關(guān)系數(shù)據(jù)庫的標準語言，是本課程的一

9、個重點。本章總體要求是：全面掌握，深刻理解，熟練應用。了解：SQL®言的產(chǎn)生歷史，關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)和RDBMS品的發(fā)展過程；掌握：SQL語言的特點與兩種使用方式、SQL®言與非關(guān)系模型數(shù)據(jù)庫語言的不同、視圖的概念和作用、SQL®言對關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式的支持。熟練掌握：使用SQL語言完成對數(shù)據(jù)庫的增、刪、改、查操作，特別是SQL語言強大的查詢功能。3 .對應的課程目標本章節(jié)對應課程目標1。第四章數(shù)據(jù)庫安全性(2學時)1 .教學內(nèi)容(1)介紹計算機以及信息安全技術(shù)標準的進展；(2)詳細講解數(shù)據(jù)庫安全性問題和實現(xiàn)技術(shù)；(3)講解了用戶身份鑒別，自主存取控制和強制存取控制技術(shù)，

10、視圖技術(shù)和審計技術(shù)、數(shù)據(jù)加密存儲和加密傳輸?shù)龋?4)講解存取控制機制中，用戶存取權(quán)限的授權(quán)與回收，合法權(quán)限檢查，數(shù)據(jù)庫角色的概念和定義等。2 .教學目的及要求了解：什么是計算機系統(tǒng)安全性問題；什么是數(shù)據(jù)庫的安全性問題；統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫的安全性問題掌握：實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫安全性控制的常用方法和技術(shù)有哪些；數(shù)據(jù)庫中自主存取控制方法和強制存取控制方法。熟練掌握：使用SQL語言中的GRAN和REVOK踣句來實現(xiàn)自主存取控制。3 .對應的課程目標本章節(jié)對應課程目標3。第5章數(shù)據(jù)庫完整性(2學時)1 .教學內(nèi)容(1)詳細講解數(shù)據(jù)庫的完整性概念；2 2)RDBM的數(shù)據(jù)庫完整性實現(xiàn)機制(包括實體完整性、參照完整性和用戶自己

11、定義的完整性約束)；3 3)約束的定義機制、完整性檢查機制和違背完整性約束條件時RDBM家取的預防措施，觸發(fā)器的概念，及其在數(shù)據(jù)庫完整性檢查中的應用。4 .教學目的及要求理解并牢固掌握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。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；定義與應用有關(guān)的完整性。了解：什么是數(shù)據(jù)庫的完整性約束條件。完整性約束條件的分類，數(shù)據(jù)庫的完整性，概念與數(shù)據(jù)庫的安全性概念的區(qū)別和聯(lián)系掌握：實體完整性、參照完整性、用戶定義的完整性。熟練掌握：用SQL語言定義關(guān)系模式的完整性約束條件，包括

12、定義每個模式的主碼、定義參照完整性、定義與應用有關(guān)的完整性、完整性約束命名子旬、使用觸發(fā)器定義完整性。5 .對應的課程目標本章節(jié)對應課程目標3第6章關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論(8學時)1 .教學內(nèi)容(1)數(shù)據(jù)依賴的基本概念(包括，函數(shù)依賴、平凡函數(shù)依賴、非平凡函數(shù)依賴、部分函數(shù)依賴、完全函數(shù)依賴、傳遞函數(shù)依賴的概念；碼，候選碼、外碼的概念，多值依賴的概念)；(2)范式的概念、1NF2NF3NFBCNF4NF的概念和判定方法；2 .教學目的及要求關(guān)系數(shù)據(jù)理論既是關(guān)系數(shù)據(jù)庫的重要理論基礎(chǔ)也是數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計的理論指南和有力工具。要掌握規(guī)范化理論和優(yōu)化數(shù)據(jù)庫模式設(shè)計的方法。了解：規(guī)范化理論的重要意義；數(shù)據(jù)庫模式的

13、插入異常和刪除異常的概念；數(shù)據(jù)庫模式好與壞的衡量標準。熟練掌握：關(guān)系的形式化定義。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。熟練掌握：四個范式的理解和應用，各個級別范式中存在的問題和解決辦法；能夠依據(jù)應用語義完整地寫出關(guān)系模式的數(shù)據(jù)依賴集合，并能根據(jù)數(shù)據(jù)依賴分析某一個關(guān)系模式屬于第幾范式。3 .對應的課程目標本章節(jié)對應課程目標1。第7章數(shù)據(jù)庫設(shè)計(6學時)1 .教學內(nèi)容(1)數(shù)據(jù)庫設(shè)計的特點，數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟；(2)數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程中，數(shù)據(jù)字典的內(nèi)容；(3)數(shù)據(jù)庫設(shè)計各個階段的設(shè)計目標、方法等。2 .教學目的及要求本章實用性較強，學完本章，學習者應具有設(shè)計簡

14、單數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的能力。了解：數(shù)據(jù)庫設(shè)計的特點；數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計的內(nèi)容和評價；數(shù)據(jù)庫的實施和維護。掌握：數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟；數(shù)據(jù)庫設(shè)計的過程中數(shù)據(jù)字典的內(nèi)容；數(shù)據(jù)庫設(shè)計各個階段的具體設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計描述、設(shè)計方法等。熟練掌握：E-R圖的設(shè)計；E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換。3 .對應的課程目標本章節(jié)對應課程目標2。第8章數(shù)據(jù)庫編程(4學時)1 .教學內(nèi)容(1)嵌入式SQL游標的概念；(2) SQL過程化擴展PL/SQL(3)存儲過程和自定義函數(shù)；(4) ODBC的工作原理和工作流程；(5)簡要講解DBCf口OLDB®程與ODBCS?。2 .教學目的及要求掌握數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的各種編程方法，具有正確

15、選擇不同的方法和技術(shù)開發(fā)應用系統(tǒng)的能力。了解：SQW程技術(shù)可以有效克服SQL實現(xiàn)復雜應用方面的不足，提高應用系統(tǒng)和RDBMS間的互操作性。掌握：嵌入式SQL中游標的概念和使用方法；T-SQL和存儲過程的基本概念、基本結(jié)構(gòu)、語句語法和用法。熟練掌握：能在實際安裝的RDBMSE通過編程的方式開發(fā)應用程序，完成對數(shù)據(jù)庫的各種操作。3 .對應的課程目標本章節(jié)對應課程目標2。第9章關(guān)系查詢處理和查詢優(yōu)化(4學時)1 .教學內(nèi)容(1)通過實例講解關(guān)系數(shù)據(jù)庫查詢優(yōu)化的重要性和可能性；(2)講解RDBM的查詢處理步驟。2 .教學目的及要求能運用本章學習的查詢優(yōu)化知識，對于復雜的查詢，尤其是涉及連接和嵌套的查詢

16、，寫出適合RDBM國動優(yōu)化的SQL語句。對于RDBMS能優(yōu)化的查詢需要重寫查詢語句。進行手工調(diào)整以優(yōu)化性能。不能把優(yōu)化的任務全部交給RDBMS了解：關(guān)系系統(tǒng)的定義和分類；全關(guān)系系統(tǒng)的12條準則。掌握：最小關(guān)系系統(tǒng)、關(guān)系完備系統(tǒng)、全關(guān)系系統(tǒng)和關(guān)系系統(tǒng)查詢優(yōu)化的概念。熟練掌握：畫出一個查詢的語法樹，以及優(yōu)化后的標準語法樹。3 .對應的課程目標本章節(jié)對應課程目標3.第10章數(shù)據(jù)庫恢復技術(shù)(2學時)4 .教學內(nèi)容(1)首先講解事務的基本概念和事務的ACID性質(zhì)；(2)數(shù)據(jù)庫運行中，可能發(fā)生的故障類型；(3)數(shù)據(jù)庫恢復中，最經(jīng)常使用的技術(shù)一一數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲和登錄日志文件；(4)詳解日志文件的內(nèi)容及作用，日志文

17、件所要遵循的原則；(5)針對事務故障、系統(tǒng)故障和介質(zhì)故障等不同故障的恢復策略和恢復方法；(6)具有檢查點的恢復技術(shù)，數(shù)據(jù)庫鏡像功能。5 .教學目的及要求掌握事務的基本概念和事務的ACID性質(zhì)。了解數(shù)據(jù)庫恢復技術(shù)的重要性，針對不同的故障類型，掌握恢復數(shù)據(jù)庫的策略和方法了解：什么是數(shù)據(jù)庫的一致性狀態(tài)；數(shù)據(jù)庫運行中可能產(chǎn)生的故障類型及它們對數(shù)據(jù)庫的破壞；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲的概念和分類；什么是數(shù)據(jù)庫鏡像功能；具有檢查點的恢復技術(shù)。掌握：事物的基本概念和事物的ACID性質(zhì)；數(shù)據(jù)庫恢復的實現(xiàn)技術(shù)；日志文件的內(nèi)容和作用；登記日志文件所要遵循的準則。熟練掌握：恢復的基本原理；針對不同故障的恢復的策略和方法。6 .對應的

18、課程目標本章節(jié)對應課程目標3。第11章并發(fā)控制(4學時)1 .教學內(nèi)容(1)數(shù)據(jù)庫并發(fā)控制的基本概念;(2) 了解數(shù)據(jù)庫并發(fā)控制技術(shù)的必要性和重要性；(3)數(shù)據(jù)庫并發(fā)控制的實現(xiàn)技術(shù)：包括封鎖技術(shù)、封鎖協(xié)議、活鎖和死鎖的概念；(4)并發(fā)調(diào)度的可用行性、沖突可用行化調(diào)度，兩段鎖協(xié)議，封鎖的粒度、意向鎖。2 .教學目的及要求數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)必須提供并發(fā)控制機制，來協(xié)調(diào)并發(fā)用戶的并發(fā)操作，并保證并發(fā)事務的隔離性和一致性，保證數(shù)據(jù)庫的一致性。掌握：并發(fā)控制的基本概念；理解：并發(fā)操作產(chǎn)生的數(shù)據(jù)不一致性(丟失修改、不可重復讀、讀“臟數(shù)據(jù)”的確切含義；理解；數(shù)據(jù)庫并發(fā)控制技術(shù)的必要性和重要性；掌握：數(shù)據(jù)庫并發(fā)控

19、制的實現(xiàn)技術(shù)。3.對應的課程目標本章節(jié)對應課程目標3。五、實驗教學內(nèi)容實驗項目(一)數(shù)據(jù)庫和基本表操作(2學時)：(1)項目類別：必做(2)項目性質(zhì)：驗證性(3)項目主要目的要求：熟悉SQLServer2012系統(tǒng)環(huán)境，了解SQLServer基本管理工具、實用程序的使用。掌握利用對象資源管理器和TransactSQL語句進行數(shù)據(jù)庫及基本表的定義、修改和刪除。掌握主馬，外碼及約束的創(chuàng)建和應用。(4)主要儀器：計算機(5)實驗考核方法：過程評價和實驗報告評價相結(jié)合。實驗項目(二)數(shù)據(jù)操作(1學時)：(1)項目類別：必做(2)項目性質(zhì)：綜合(3)項目主要目的要求：熟悉數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)更新操作，能夠使用S

20、QL語句對數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)的插入、修改、刪除操作。(4)主要儀器：計算機(5)實驗考核方法：過程評價和實驗報告評價相結(jié)合。實驗項目(三)表單查詢(2學時)：(1)項目類別：必做(2)項目性質(zhì)：綜合(3)項目主要目的要求：掌握SQL查詢語句的一般格式，熟練運用SQL語言實現(xiàn)表單數(shù)據(jù)基本查詢。(4)主要儀器：計算機(5)實驗考核方法：過程評價和實驗報告評價相結(jié)合。實驗項目(四)多表連接查詢(1學時)：(1)項目類別：必做(2)項目性質(zhì)：綜合(3)項目主要目的要求：掌握SQL查詢語句的一般格式，熟練運用SQL語言實現(xiàn)表單數(shù)據(jù)基本查詢。(4)主要儀器：計算機(5)實驗考核方法：過程評價和實驗報告評價相結(jié)

21、合。實驗項目(五)嵌套查詢與集合查詢(2學時)：(1)項目類別：必做(2)項目性質(zhì)：綜合(3)項目主要目的要求：掌握SQL嵌套查詢和集合查詢等各種高級查詢的設(shè)計方法等。(4)主要儀器：計算機(5)實驗考核方法：過程評價和實驗報告評價相結(jié)合。實驗項目(六)索引及視圖(2學時)：(1)項目類別：必做(2)項目性質(zhì)：驗證(3)項目主要目的要求：掌握索引設(shè)計原則和技巧，能夠創(chuàng)建合適的索引以提高數(shù)據(jù)庫查詢、統(tǒng)計分析效率。熟悉SQL語言有關(guān)視圖的操作，能夠熟練使用SQL語句來創(chuàng)建需要的視圖，并能使用所創(chuàng)建的視圖實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理。(4)主要儀器：計算機(5)實驗考核方法：過程評價和實驗報告評價相結(jié)合。實驗項目(七)T-SQL程序設(shè)計(2學時)：(1)項目類別：選做(2)項目性質(zhì)：設(shè)計(3)項目主要目的要求：掌握數(shù)據(jù)庫T-SQL編程語言的基礎(chǔ)知識，以及T-SQL程序設(shè)計的控制結(jié)構(gòu)、自定義函數(shù)和程序設(shè)計方法。(4)主要儀器：計算機(5)實驗考核方法：過程評價和實驗報告評價相結(jié)合。實驗項目(八)存儲過程(2學時)：(1)項目類別：必做(2)項目性質(zhì)：設(shè)計(3)項目主要目的要求：掌握數(shù)據(jù)庫T-SQL編程語言，以及數(shù)據(jù)庫存儲過程的設(shè)計和使用方法。(4)主要儀器：計算機(5)實驗考核方法：過程評價和實驗報告評價相結(jié)合。實驗項目(九)觸發(fā)器(2學時)：(1)項目類別：必做(2)項目性質(zhì)：設(shè)計