《數(shù)據(jù)庫原理》課程教學(xué)大綱

1、數(shù)據(jù)庫原理課程教學(xué)大綱數(shù)據(jù)庫原理課程教學(xué)大綱適用專業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、信息管理與信 息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)工程 學(xué)制：4年 學(xué)時(shí)/學(xué)分：講授51/3實(shí)驗(yàn)17/1 制定者：盧蕓 審核人：曹玉輝一、說明1、課程的性質(zhì)、地位和任務(wù):數(shù)據(jù)庫原理是計(jì)算機(jī)學(xué)科各專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)和信 息管理與信息系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)四年制本科 的必修課程。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(wù)是使學(xué)生掌握 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本原理，使學(xué)生能夠利用所學(xué) 的數(shù)據(jù)庫知識(shí)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序，解決數(shù)據(jù) 處理中的一些實(shí)際問題。通過本課程的學(xué)習(xí)， 要求學(xué)生了解數(shù)據(jù)庫的基本概念；掌握關(guān)系數(shù)據(jù)庫的理論；掌

2、握數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法；了解數(shù)據(jù) 庫的恢復(fù)技術(shù)、并發(fā)控制、安全性和完整性。2、課程教學(xué)的基本要求:全面介紹數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念，基本原理和基本技術(shù)。通過研究關(guān)系代數(shù)，函數(shù)依賴, 關(guān)系模式的規(guī)范化讓學(xué)生建立扎實(shí)的關(guān)系數(shù)據(jù) 庫理論基礎(chǔ)；結(jié)合目前信息系統(tǒng)建設(shè)的實(shí)際全 面講授關(guān)系數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)語言SQL、關(guān)系數(shù)據(jù) 庫設(shè)計(jì)過程方法，使學(xué)生掌握現(xiàn)代信息系統(tǒng)中 數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術(shù);在數(shù)據(jù)庫基本理論的基礎(chǔ)上, 講授恢復(fù)技術(shù)、并發(fā)控制技術(shù)，數(shù)據(jù)庫實(shí)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(xué) 生掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)維護(hù)管理系統(tǒng)；對數(shù)據(jù)庫技 術(shù)的研究動(dòng)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(xué)生簡單了解目前數(shù)據(jù)庫發(fā) 展的前

3、沿技術(shù)。在理論和實(shí)踐上為學(xué)生的后續(xù) 發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。多值依賴，Armstrong公理,關(guān)系模式的分解,此外，配合實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)中，學(xué)生應(yīng)理論 聯(lián)系實(shí)際，理論指導(dǎo)實(shí)踐，通過規(guī)范地完成一 系列數(shù)據(jù)庫原理實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步鞏固所學(xué)的相關(guān)書 本知識(shí)，在知識(shí)、能力、素質(zhì)上得到進(jìn)一步的3、教法特點(diǎn):本課程教學(xué)以理論和實(shí)踐并重，采用講授與 實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)相結(jié)合，與科研相結(jié)合的方法。同時(shí)有選擇地介紹學(xué)科的新進(jìn)展、新成果和新 規(guī)定。課堂講授采用多媒體教學(xué)或傳統(tǒng)教學(xué)方 法與投影、幻燈、演示相結(jié)合的方式。4、先修課程：學(xué)習(xí)本門課程之前，必須掌握計(jì)算機(jī)的相 關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，較為全面地了解和掌握計(jì)算機(jī)數(shù) 據(jù)表示、存儲(chǔ)、管理等方面

4、的專業(yè)知識(shí)，所以 本門課程的先修課程為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作 系統(tǒng)、離散數(shù)學(xué)等。5、課程學(xué)時(shí)分配:章 次內(nèi)容總 學(xué) 時(shí)講 授實(shí) 驗(yàn). 緒論330關(guān)系數(shù)據(jù)庫660關(guān)系數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)語言SQL1798數(shù)據(jù)庫安全性330五數(shù)據(jù)庫完整性532去關(guān)系數(shù)據(jù)理論990七數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)1697八數(shù)據(jù)庫編程（自學(xué)）000九關(guān)系查詢處理與查詢優(yōu)化330十?dāng)?shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)330十并發(fā)控制330合計(jì)6851176、考核方式:考試（平時(shí)成績20%,期末成績80%）； 實(shí)驗(yàn)按要求提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，指導(dǎo)教師根據(jù)上課情況和實(shí)驗(yàn)結(jié)論給出成績, 分為優(yōu)、良、中、及格、不及格五等。二、理論教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo)第一章緒論【課程內(nèi)容】1.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述：

5、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)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)管理 技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn);1.2 數(shù)據(jù)模型：兩大類數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)模型的組成要素，概念模型;1. 3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的 概念，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)、兩級(jí)映像 與數(shù)據(jù)獨(dú)立性；2. 4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成?！窘虒W(xué)目的和要求】本章教學(xué)目的是使學(xué)生了解數(shù)據(jù)庫的基本概念，了解數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)的進(jìn)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)的組成 以及數(shù)據(jù)庫技術(shù)的主要研究領(lǐng)域等。學(xué)習(xí)本章應(yīng)該將注意力放在基本概念和基 本知識(shí)的把握方面，從而為以后的學(xué)習(xí)打好扎 實(shí)的基礎(chǔ)。【重點(diǎn)】數(shù)據(jù)庫的定義，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成及特點(diǎn), 數(shù)據(jù)庫的三

6、級(jí)模式結(jié)構(gòu)?！倦y點(diǎn)】數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點(diǎn)，三級(jí)模式和兩級(jí)映像如何保證數(shù)據(jù)的獨(dú)立性。第二章關(guān)系數(shù)據(jù)庫【課程內(nèi)容】3. 1關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義：關(guān)系的 形式化定義，關(guān)系模式，關(guān)系數(shù)據(jù)庫；4. 2關(guān)系操作：基本的關(guān)系操作，關(guān)系數(shù) 據(jù)語言的分類；4.3 關(guān)系的完整性：關(guān)系的三類完整性約束，實(shí)體完整性，參照完整性，用戶定義的完 整性；4.4 關(guān)系代數(shù)：傳統(tǒng)的集合運(yùn)算（交、并、差、笛卡爾積），專門的關(guān)系運(yùn)算（投影、選擇、 連接、除）。【教學(xué)目的和要求】本章教學(xué)目的是使學(xué)生了解數(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)品的發(fā)展沿革;牢固掌握關(guān)系模型的三個(gè)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

7、束的概 念。要求學(xué)生能夠熟練掌握關(guān)系代數(shù)，會(huì)使用 關(guān)系代數(shù)完成各種數(shù)據(jù)查詢?！局攸c(diǎn)】關(guān)系的三類完整性約束，關(guān)系代數(shù)?！倦y點(diǎn)】除運(yùn)算第三章關(guān)系數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)語言SQL【課程內(nèi)容】3.1 SQL概述：SQL的產(chǎn)生與發(fā)展，SQL的特點(diǎn)，SQL的基本概念;5. 2學(xué)生一課程數(shù)據(jù)庫；3. 3數(shù)據(jù)定義：模式的定義與刪除，基本 表的定義、刪除與修改，索引的建立于刪除；3.4 套查詢,3.5 除數(shù)據(jù);3.6數(shù)據(jù)查詢：單表查詢，連接查詢，嵌 集合查詢；數(shù)據(jù)更新：插入數(shù)據(jù)，修改數(shù)據(jù)，刪視圖：定義視圖，查詢視圖，更新視圖，視圖的作用?！窘虒W(xué)目的和要求】本章教學(xué)目的是使學(xué)生了解SQL語言發(fā)展的過程，從而進(jìn)一步了解關(guān)系數(shù)據(jù)

8、庫技術(shù)和RDBMS產(chǎn)品的發(fā)展過程。掌握SQL語言的特點(diǎn)、SQL語言與非關(guān)系模型數(shù)據(jù)語言的不同，從而 體會(huì)SQL語言之所以能夠?yàn)橛脩艉蜆I(yè)界所接受 并成為國際標(biāo)準(zhǔn)的原因；體會(huì)面向過程的語言 和SQL語言的區(qū)別和優(yōu)點(diǎn)；要求學(xué)生熟練而正 確的使用SQL語言完成對數(shù)據(jù)庫的查詢、插入、刪除、更新操作，特別是各種各樣的查詢，掌 握SQL語言強(qiáng)大的查詢功能。【重點(diǎn)】SQL語言的數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)更新功能，視圖的概念及作用?！倦y點(diǎn)】連接查詢、嵌套查詢，視圖的概念及作用。第四章數(shù)據(jù)庫安全性【課程內(nèi)容】4. 1計(jì)算機(jī)安全性概述：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三 類安全性問題，安全標(biāo)準(zhǔn)簡介；5. 2數(shù)據(jù)庫安全性控制：用戶標(biāo)識(shí)與鑒

9、別，存取控制，自主存取控制（DAC）方法,授權(quán)與回收,數(shù)據(jù)庫角色，強(qiáng)制存取控制（MAC）方法；4.34.44.54.6視圖機(jī)制；審計(jì)；數(shù)據(jù)加密；統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫安全性?！窘虒W(xué)目的和要求】本章討論數(shù)據(jù)庫的安全性，主要是數(shù)據(jù)庫 技術(shù)安全類問題，即從技術(shù)上如何保證數(shù)據(jù)庫 系統(tǒng)的安全性。要求學(xué)生了解什么是計(jì)算機(jī)系 統(tǒng)安性問題，什么是數(shù)據(jù)庫的安全性問題，統(tǒng) 計(jì)數(shù)據(jù)庫的安全性問題；牢固掌握實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫 安全性控制常用方法和技術(shù)有哪些，數(shù)據(jù)庫中 的自主存取控制方法和強(qiáng)制存取控制方法；熟 練運(yùn)用SQL語言中的GRANT語句和REVOKE語 句來實(shí)現(xiàn)自主存取控制。【重點(diǎn)】數(shù)據(jù)庫中的兩種存取控制方式：自主存取控制方法（授

10、權(quán)的SQL語句）和強(qiáng)制存取控制 方法。【難點(diǎn)】MAC機(jī)制中確定主體能否存取客體的存取 規(guī)則。第五章數(shù)據(jù)庫完整性【課程內(nèi)容】5.1 實(shí)體完整性：實(shí)體完整性定義，實(shí)體 完整性檢查和違約處理；5.2 參照完整性：參照完整性定義，參完整性檢查和違約處理；5.3 用戶定義的完整性：屬性上的約束條 件的定義，屬性上的約束條件的檢查和違 約處理，元組上的約束條件的定義，元組 上的約束條件檢查和違約處理；5.45.5完整性約束命名子句;域中的完整性限制；5.6觸發(fā)器：定義觸發(fā)器，激活觸發(fā)器,刪除觸發(fā)器?！窘虒W(xué)目的和要求】本章教學(xué)目的要求學(xué)生掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的三大類完整性約束，實(shí)體完整性和參照完整 性的規(guī)則，各

11、類完整性檢查和違約處理，掌握 觸發(fā)器的用法?！局攸c(diǎn)】實(shí)體完整性和參照完整性規(guī)則，觸發(fā)器?！倦y點(diǎn)】參照完整性的檢查和違約處理，觸發(fā)器的使 用。第六章關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論【課程內(nèi)容】6.1問題的提出;6. 2規(guī)范化：函數(shù)依賴、碼、范式、2NF、3NF、BCNF、多值依賴、4NF；6. 4數(shù)據(jù)依賴的公理系統(tǒng)；6. 5模式分解?！窘虒W(xué)目的和要求】本章教學(xué)目的是要求學(xué)生了解什么是一個(gè) “不好”的數(shù)據(jù)庫模式，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 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；深入理 解各個(gè)級(jí)別范式中存在的問題和解決方法，能 夠根據(jù)應(yīng)用語義

12、，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(gè)關(guān)系 模式屬于第幾范式?！局攸c(diǎn)】關(guān)系數(shù)據(jù)庫規(guī)范化理論，從1NF到4NF的 定義?！倦y點(diǎn)】函數(shù)依賴、多值依賴、模式分解。第七章數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)【課程內(nèi)容】7.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)概述：數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟, 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)過程中的各級(jí)模式；7. 2需求分析：需求分析的任務(wù)，需求分 析的方法，數(shù)據(jù)字典；7. 3概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：概念結(jié)構(gòu)，概念結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)的方法與步驟,數(shù)據(jù)抽象與局部視圖設(shè)計(jì), 視圖的集成；7.4邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：E-R圖向關(guān)系模型的 轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化，設(shè)計(jì)用戶子模式；7. 5數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計(jì)：數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)

13、計(jì)的內(nèi)容和方法，關(guān)系模式存取方法選擇，確定數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，評(píng)價(jià)物理結(jié)構(gòu);7.6數(shù)據(jù)庫實(shí)施和維護(hù)：數(shù)據(jù)的載入和應(yīng)用程序的調(diào)試，數(shù)據(jù)庫的試運(yùn)行，數(shù)據(jù)庫的運(yùn) 行和維護(hù)?！窘虒W(xué)目的和要求】本章講解數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)方法和技術(shù)，內(nèi)容的 實(shí)踐性較強(qiáng)。要求學(xué)生了解數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的特點(diǎn), 數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計(jì)的內(nèi)容和評(píng)價(jià)，數(shù)據(jù)庫的實(shí)施 和維護(hù)；牢固掌握數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的基本步驟，數(shù) 據(jù)庫設(shè)計(jì)過程中數(shù)據(jù)字典的內(nèi)容，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) 各個(gè)階段的具體設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)描述、設(shè)計(jì)方 法等。熟練掌握E-R圖的設(shè)計(jì)，E-R圖向關(guān)系 模型的轉(zhuǎn)換。【重點(diǎn)】數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的步驟，概念模型和邏輯模型的設(shè)計(jì)?！倦y點(diǎn)】需求分析，概念模型的設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)模型的 優(yōu)化。第八章

14、數(shù)據(jù)庫編程（自學(xué)）【課程內(nèi)容】8.1 嵌入式SQL：嵌入式SQL的處理過程, 嵌入式SQL語句與主語言之間的通信,不用游 標(biāo)的SQL語句，使用游標(biāo)的SQL語句，動(dòng)態(tài) SQL；8.2 存儲(chǔ)過程：PL/SQL的塊結(jié)構(gòu)，變量常 量的定義，控制結(jié)構(gòu)，存儲(chǔ)過程；8.3 ODBC編程：數(shù)據(jù)庫互連概述，ODBC 工作原理概述，ODBC API基礎(chǔ)，ODBC的工 作流程。【教學(xué)目的和要求】了解嵌入式SQL的使用方式，什么是存儲(chǔ) 過程，數(shù)據(jù)庫互連，ODBC工作原理?！局攸c(diǎn)】嵌入式SQL語句的使用，存儲(chǔ)過程的使 用，ODBC數(shù)據(jù)庫連接。【難點(diǎn)】ODBC工作原理。第九章關(guān)系查詢處理與查詢優(yōu)化【課程內(nèi)容】9.1關(guān)系數(shù)

15、據(jù)庫系統(tǒng)查詢處理：查詢處理步,實(shí)現(xiàn)查詢操作的算法示例9. 2關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的查詢優(yōu)化：查詢優(yōu)化概述,一個(gè)實(shí)例;9. 3代數(shù)優(yōu)化：關(guān)系代數(shù)表達(dá)式等價(jià)變換 規(guī)則，查詢樹的啟發(fā)式優(yōu)化；9.4物理優(yōu)化：基于啟發(fā)式規(guī)則的存取路 徑選擇優(yōu)化，基于代價(jià)的優(yōu)化?！窘虒W(xué)目的和要求】本章要求學(xué)生了解RDBMS必須進(jìn)行查詢 優(yōu)化的必要性和可能性，能夠畫一個(gè)查詢的語 法樹以及優(yōu)化后的語法樹，會(huì)做簡單的代數(shù)優(yōu) 化處理。【重點(diǎn)】查詢處理步驟，查詢優(yōu)化的必要性?！倦y點(diǎn)】查詢優(yōu)化的過程。第十章數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)【課程內(nèi)容】10.1事務(wù)的基本概念;10. 2數(shù)據(jù)庫恢復(fù)概述;10. 3故障的種類;10.4恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)，登

16、記日志文件;10.5 恢復(fù)策略：事務(wù)故障的恢復(fù)，系統(tǒng)故障的恢復(fù)，介質(zhì)故障的恢復(fù);10.6 具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù);10.7 數(shù)據(jù)庫鏡像?！窘虒W(xué)目的和要求】本章教學(xué)目的是要求學(xué)生了解什么是數(shù)據(jù)庫不一致狀態(tài)，數(shù)據(jù)庫運(yùn)行中可能產(chǎn)生的故障 類型，他們?nèi)绾斡绊懯聞?wù)的正常執(zhí)行，如何破 壞數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)的概念及分類，什么 是數(shù)據(jù)庫鏡像功能；牢固掌握事務(wù)的基本概念 和事務(wù)的ACID性質(zhì)，數(shù)據(jù)庫恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù),日志文件的內(nèi)容及作用，登記日志文件所要遵 循的原則，具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù), 恢復(fù)的基本原理，針對不同的故障的恢復(fù)策略 和方法?！局攸c(diǎn)】數(shù)據(jù)庫故障恢復(fù)的策略和方法。【難點(diǎn)】事務(wù)的特性，具有檢查點(diǎn)的恢復(fù)技術(shù)。第十一章并發(fā)控制【課程內(nèi)容】11.1并發(fā)控制概述;11.2 封鎖；11.3 活鎖和死鎖；11.4 并發(fā)調(diào)度的可串行性：可串行