《數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用》教學(xué)大綱

1、 數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用教學(xué)大綱前言數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用課程是信息專(zhuān)業(yè)高等教育的專(zhuān)業(yè)拓展選修課。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是當(dāng)前計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛、發(fā)展最迅速的技術(shù)。?/SPAN數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理?/SPAN是一門(mén)研究如何利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理的學(xué)科，研究的主要內(nèi)容是如何更合理地組織和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、更方便地維護(hù)數(shù)據(jù)、更嚴(yán)密地控制數(shù)據(jù)和更有效地利用數(shù)據(jù)。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)習(xí)者在全面了解數(shù)據(jù)庫(kù)歷史、現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)掌握數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和方法，具備一定的實(shí)際技能，從而能夠運(yùn)用一種流行的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)及其查詢操作。學(xué)習(xí)本課程的要求是：學(xué)習(xí)者應(yīng)理解數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本概念，提高理論知識(shí)和水平。基本的數(shù)據(jù)庫(kù)理論和概念包

2、括數(shù)據(jù)庫(kù)的特點(diǎn)、數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念、關(guān)系代數(shù)、數(shù)據(jù)查詢方法、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)理論等。掌握基本的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和方法，能夠運(yùn)用一種流行的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)及其查詢操作。了解數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展及其趨勢(shì)。先修課程要求：離散數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)本課程計(jì)劃54學(xué)時(shí)，2學(xué)分。選用教材：王珊、陳紅，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理教程，清華大學(xué)出版社，1998年教學(xué)手段：課堂講授和實(shí)驗(yàn)為主，習(xí)題課、課外輔導(dǎo)為輔考核方法：考試教學(xué)進(jìn)度安排表周次學(xué)時(shí)數(shù)教學(xué)主要內(nèi)容教學(xué)方法備注13引言，數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)講課23數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)工程與應(yīng)用，SQL Server介紹講課33關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)概述，關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，關(guān)系的完整性講課43關(guān)系代數(shù)，

3、關(guān)系演算講課53SQL概述，數(shù)據(jù)定義，單表查詢講課63連接查詢，嵌套查詢，集合查詢，數(shù)據(jù)更新講課73視圖、數(shù)據(jù)控制，嵌入式SQL講課83嵌入式SQL，數(shù)據(jù)依賴，范式講課93范式講課103關(guān)系模式的規(guī)范化、數(shù)據(jù)庫(kù)安全性講課113數(shù)據(jù)庫(kù)完整性講課123并發(fā)控制講課133數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)、復(fù)制與數(shù)據(jù)庫(kù)鏡象講課143數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)步驟、需求分析講課153數(shù)據(jù)庫(kù)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)講課163邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行與維護(hù)講課173數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)新進(jìn)展講課183數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)新進(jìn)展講課第一章緒論數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)本質(zhì)上是一個(gè)用計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存記錄的系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫(kù)本身被看作為一種電子文件柜，換句話說(shuō)，它是收集計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)文件的倉(cāng)庫(kù)或容

4、器，系統(tǒng)用戶可以對(duì)這些文件執(zhí)行一系列的操作，如：1.向數(shù)據(jù)庫(kù)中增加新的空文件；2.向現(xiàn)有文件中插入數(shù)據(jù)；3.從現(xiàn)有文件檢索數(shù)據(jù)；4.更改現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)中的文件。隨著數(shù)據(jù)管理規(guī)模的一再擴(kuò)大，數(shù)據(jù)量的急劇增加，多種語(yǔ)言、多種應(yīng)用相互覆蓋地共享數(shù)據(jù)的要求越來(lái)越高。為了提高效率，開(kāi)始人們對(duì)文件系統(tǒng)加以擴(kuò)充，在應(yīng)用文件中建立了許多輔助索引，形成倒排文件系統(tǒng)，但這并不能真正稱(chēng)為數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。本章介紹數(shù)據(jù)庫(kù)的有關(guān)概念以及為什么要發(fā)展數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，數(shù)據(jù)模型及數(shù)據(jù)模型的分類(lèi)，E-R圖，從中不難看出數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的重要性所在。通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)重點(diǎn)掌握：1.正確理解數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的基本概念；2.什么是數(shù)據(jù)模型及數(shù)據(jù)模型的分類(lèi)；

5、3.什么是概念模型，概念模型的表示方法；4.數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及組成；5.ER圖。重點(diǎn)和難點(diǎn)：數(shù)據(jù)模型，ER圖課時(shí):9節(jié)思考與練習(xí)：6，9，13，15，16，17，18，19，20，21，22第二章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)本章實(shí)際上研究的是關(guān)系的運(yùn)算。為什么要學(xué)習(xí)本章及學(xué)習(xí)的目的：關(guān)系運(yùn)算是設(shè)計(jì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)操作語(yǔ)言的基礎(chǔ)，因?yàn)槠渲械拿恳粋€(gè)詢問(wèn)往往表示成一個(gè)關(guān)系運(yùn)算表達(dá)式，在我們的課程中，數(shù)據(jù)及聯(lián)系都是用關(guān)系表示的，所以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)間的聯(lián)系也可以用關(guān)系運(yùn)算來(lái)完成。通過(guò)本章學(xué)習(xí)，應(yīng)重點(diǎn)掌握：1.關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念；2.如何用關(guān)系代數(shù)表達(dá)式來(lái)表達(dá)實(shí)際查詢問(wèn)題；3.如何用元組演算表達(dá)式來(lái)表達(dá)實(shí)際查詢問(wèn)題；4.如何用域演

6、算表達(dá)式來(lái)表達(dá)實(shí)際查詢問(wèn)題；5.如何將關(guān)系代數(shù)表達(dá)式轉(zhuǎn)換為元組演算表達(dá)式或轉(zhuǎn)換為域演算表達(dá)式。難點(diǎn)：關(guān)系操作和關(guān)系的完整性。課時(shí):9節(jié)思考與練習(xí)：2，3，6，7，8。第三掌關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言SQL關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言SQL有許多版本，是介于關(guān)系代數(shù)和元組演算之間的一種結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言，廣泛應(yīng)用在商用系統(tǒng)中。一個(gè)SQL數(shù)據(jù)庫(kù)是表的匯集，它是一個(gè)或多個(gè)SQL模式定義?；颈硎菍?shí)際存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的表，而視圖是由若干個(gè)基本表或其他視圖導(dǎo)出的表，稱(chēng)為?#34394;表?#12290;作為SQL的用戶可以是應(yīng)用程序，也可以是終端用戶。通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)重點(diǎn)掌握：1.SQL的功能特點(diǎn)體系結(jié)構(gòu)；2.如何利用SQL

7、定義、修改、刪除表、視圖、索引；3.如何利用SQL的SELECT完成數(shù)據(jù)的查詢；4.如何利用SQL的UPDATE、INSETER完成數(shù)據(jù)的修改、插入操作；5.嵌入式SQL的使用方法；6.給定一個(gè)關(guān)系代數(shù)表達(dá)式如何用SQL語(yǔ)句描述。難點(diǎn)：SQL語(yǔ)句。課時(shí):12節(jié)思考與練習(xí)：2，3，4，7，8，9。第四章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)理論關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)中，一個(gè)非常重要的被視為理論問(wèn)題的內(nèi)容是如何構(gòu)造合理的關(guān)系，使之能準(zhǔn)確的反應(yīng)現(xiàn)實(shí)世界，有利于應(yīng)用和具體的操作。這一問(wèn)題就是關(guān)系規(guī)范化要研究的問(wèn)題。通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)重點(diǎn)掌握：1.函數(shù)依賴及Armstrong公理系統(tǒng)；2.為什么要對(duì)模式進(jìn)行分解，如何分解？3.如何

8、判斷關(guān)系模式達(dá)到幾范式？4.如何求屬性的閉包及如何求最小函數(shù)依賴集？5.判斷分解后的關(guān)系模式是不是無(wú)損連接或保持函數(shù)依賴？6.判斷分解后的關(guān)系模式既無(wú)損連接又保持函數(shù)依賴？難點(diǎn)：數(shù)據(jù)依賴和范式。課時(shí):9節(jié)思考與練習(xí)：2，3，5，6。第五章數(shù)據(jù)庫(kù)保護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性是指保護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)以防止不合法的使用所造成的數(shù)據(jù)泄漏、更改或破壞。通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)，應(yīng)重點(diǎn)掌握：1.安全性基本概念；2.方法與實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性是指數(shù)據(jù)庫(kù)正確性和相容行，是防止合法用戶使用數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)向數(shù)據(jù)庫(kù)加入不符合語(yǔ)義的數(shù)據(jù)。保證數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)是正確的，避免非法的更新，通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)，應(yīng)重點(diǎn)掌握：1.完整性約束條件的分類(lèi)；（2）完整性控制應(yīng)具備

9、的功能。數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)和并發(fā)控制的是數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的重要組成部分。通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)，應(yīng)重點(diǎn)掌握：1.并發(fā)控制帶來(lái)的新問(wèn)題；2.封鎖及封鎖協(xié)議3.并發(fā)調(diào)度的可串行性4.兩段鎖協(xié)議。數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)技術(shù)是數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的重要組成部分。通過(guò)本節(jié)學(xué)習(xí)，應(yīng)重點(diǎn)掌握：(1)事務(wù)的基本概念；(2)事務(wù)的特性(3)故障的類(lèi)型和恢復(fù)方法(4)恢復(fù)的策略難點(diǎn)：并發(fā)控制和恢復(fù)課時(shí)：9節(jié)思考與練習(xí)：2，3，6，7，8，10，13，14，16，18第六章 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)中，涉及的知識(shí)面廣，研制的周期長(zhǎng)，是一門(mén)綜合性的技術(shù)，需要數(shù)據(jù)庫(kù)的基本知識(shí)和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)技術(shù)，計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)及程序設(shè)計(jì)技巧，軟件工程的原理和方法，應(yīng)用

10、領(lǐng)域的知識(shí)等。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是指對(duì)一個(gè)給定的應(yīng)用環(huán)境下，構(gòu)造最優(yōu)的數(shù)據(jù)庫(kù)模式，建立數(shù)據(jù)庫(kù)及應(yīng)用系統(tǒng)，使之能有效地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，滿足各用戶的需求（信息要求和處理要求）。通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)重點(diǎn)掌握：1.數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的概念；2.需求分析階段的任務(wù)；3.概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段的任務(wù)與實(shí)現(xiàn)方法；4.邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段的任務(wù)與實(shí)現(xiàn)方法；5.物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段要考慮的任務(wù)；6.數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)與維護(hù)。難點(diǎn)：數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)課時(shí):3節(jié)*第七章關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)實(shí)例本章介紹關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)產(chǎn)品，可選講。課時(shí):1節(jié)第八章 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)新進(jìn)展數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)已從第一代的網(wǎng)狀、層次數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，第二代的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，發(fā)展到第三代以面向?qū)ο竽Ｐ蜑橹饕卣鞯臄?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、人工智能技術(shù)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)、并行計(jì)算技術(shù)等互相滲透，互相結(jié)合，成為當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展的主要特征。第三代數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的特點(diǎn)：支持面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型。面向?qū)ο竽Ｐ偷母拍钍牵簩?duì)象標(biāo)識(shí)，封裝，類(lèi)和類(lèi)層次，繼承。一個(gè)面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是一個(gè)持久的、可共享的對(duì)象庫(kù)的存儲(chǔ)和管理者，一個(gè)對(duì)象庫(kù)是由一個(gè)面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型所定義的對(duì)象的集合體。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（OODBS）是數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法相結(jié)合的產(chǎn)物。通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)重點(diǎn)掌握：1.面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本概念；2.對(duì)象聯(lián)系圖；3.對(duì)象關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)（ORDB）。難點(diǎn)：對(duì)象聯(lián)