《數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱

1、數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)課程教學(xué)大綱課程英文名稱：Introduction to Database課程編號：HZ162490課程類別：學(xué)科（大類）教育平臺課程性質(zhì)：必修學(xué) 分：2.5學(xué) 時：40（其中：講課學(xué)時：32 實驗學(xué)時：8上機學(xué)時:8）適用專業(yè)：地理信息科學(xué)開課部門：環(huán)境與資源學(xué)院測繪與地理信息工程系先修課程：高等數(shù)學(xué)B1、大學(xué)計算機（理工A）后續(xù)課程：空間數(shù)據(jù)庫、GIS軟件工程、WebGIS技術(shù)、GIS二次開發(fā)等一、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)使學(xué)生具備以下能力：掌握數(shù)據(jù)庫技術(shù)的基礎(chǔ)理論，掌握關(guān)系數(shù)據(jù)庫和非關(guān)系數(shù)據(jù)庫的基本理論，能夠掌握查詢和索引，建立初步的計算思維。理解數(shù)據(jù)庫設(shè)計的核心任務(wù)和工程

2、化設(shè)計思想，能夠根據(jù)數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟和規(guī)范化要求進(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計。掌握主流數(shù)據(jù)庫管理軟件，以開源數(shù)據(jù)庫軟件PostgreSQL為例，掌握其基本操作方法，能夠運用PostgreSQL進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的建庫、查詢、數(shù)據(jù)操縱、窗體使用和數(shù)據(jù)訪問，在此基礎(chǔ)上了解數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)、并發(fā)控制和分布式部署等。了解數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具程序設(shè)計的基本原理和方法，引導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具（如C#）和PostgreSQL數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件完成一個簡單的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)。二、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)指標(biāo)點畢業(yè)要求課程目標(biāo)11.2建立計算思維基本概念和思維方法，具備較好的計算思維能力。1工程知識：掌握數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、地

3、理信息基礎(chǔ)和專業(yè)知識，具備地球空間數(shù)據(jù)采集、獲取與應(yīng)用能力、地球空間信息數(shù)據(jù)處理與建庫能力。課程目標(biāo)2、3、45.2能夠運用現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具進(jìn)行地理信息工程設(shè)計與技術(shù)開發(fā)。5能夠針對復(fù)雜地理信息工程問題，開發(fā)、選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具。三、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法和課程目標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系單元數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)理論教學(xué)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)實驗教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法課程目標(biāo)實驗項目課程目標(biāo)教學(xué)環(huán)節(jié)訓(xùn)練環(huán)節(jié)1緒論授課4學(xué)時作業(yè)12關(guān)系數(shù)據(jù)庫授課4學(xué)時作業(yè)13關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言SQL授課4學(xué)時作業(yè)2、3基于PostgreSQL的數(shù)據(jù)庫定義與操作語言（1學(xué)時）4數(shù)據(jù)庫安全性和完整性授課4學(xué)

4、時作業(yè)2、3基于PostgreSQL的安全性語言、完整性語言和觸發(fā)器（1學(xué)時）5關(guān)系規(guī)范化理論授課2學(xué)時作業(yè)26數(shù)據(jù)庫設(shè)計授課2學(xué)時作業(yè)37PostgreSQL數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建授課2學(xué)時作業(yè)338數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中查詢處理和事務(wù)管理的基本概念和基礎(chǔ)知識授課2學(xué)時作業(yè)4基于PostgreSQL查詢處理、查詢優(yōu)化、數(shù)據(jù)庫恢復(fù)、并發(fā)控制等操作（2學(xué)時）9數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)實例講解授課8學(xué)時作業(yè)4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)（4學(xué)時）四、課程的主要內(nèi)容及基本要求（一）理論學(xué)時部分第1單元緒論（4學(xué)時，支撐課程目標(biāo)1）知 識 點數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念；數(shù)據(jù)模型；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成；數(shù)據(jù)庫技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)。重 點數(shù)據(jù)庫

5、系統(tǒng)的基本概念；數(shù)據(jù)模型的常見類型；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式和二級映像。難 點數(shù)據(jù)模型的常見類型及其優(yōu)缺點；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三級模式和二級映像。基本要求識 記：數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理；數(shù)據(jù)庫；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；數(shù)據(jù)管理；數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)；數(shù)據(jù)倉庫；現(xiàn)實世界；概念世界；數(shù)據(jù)世界；聯(lián)系；層次模型；網(wǎng)狀模型；關(guān)系模型；外模式；內(nèi)模式；三級模式；二級映像。領(lǐng) 會：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成；數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展趨勢。簡單應(yīng)用：區(qū)別數(shù)據(jù)模型的常見類型；體會數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三個模式的關(guān)系。綜合應(yīng)用：根據(jù)數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)來分析訪問數(shù)據(jù)的過程。第2單元關(guān)系數(shù)據(jù)庫（4學(xué)時，支撐課程目標(biāo)1）知 識 點關(guān)系模型的組成；關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；關(guān)系操縱集合

6、；關(guān)系完整性約束；關(guān)系的完整性；關(guān)系代數(shù)；關(guān)系演算重 點關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；關(guān)系操作；關(guān)系代數(shù)；關(guān)系的完整性。難 點關(guān)系代數(shù)基本要求識 記：關(guān)系模型的組成；域；關(guān)系；候選碼；主碼；主屬性；非碼屬性；全碼；關(guān)系模式；選擇；投影；連接；除；并；差；交；笛卡爾積；實體完整性規(guī)則；參照完整性；用戶定義完整性。領(lǐng) 會：關(guān)系操縱；關(guān)系代數(shù)的運算規(guī)則；基本關(guān)系的性質(zhì)；關(guān)系的三類完整性約束。簡單應(yīng)用：能夠使用關(guān)系代數(shù)進(jìn)行關(guān)系間運算。綜合應(yīng)用：能夠設(shè)計E-R模型并根據(jù)規(guī)則轉(zhuǎn)化為表，并作關(guān)系間運算。第3單元關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言SQL（5學(xué)時，支撐課程目標(biāo)3）知 識 點查詢與表；常見的查詢；SQL語言的特點；創(chuàng)建選擇查詢；表達(dá)

7、式中的元素；在查詢中執(zhí)行計算；利用向?qū)Ы⒉樵?；?chuàng)建參數(shù)查詢；交叉表查詢；操作查詢；SQL查詢；SQL-SELECT命令的語法格式；查詢的打開與修改。重 點創(chuàng)建選擇查詢；創(chuàng)建參數(shù)查詢；交叉表查詢；操作查詢；SQL查詢；SQL-SELECT命令的語法格式。難 點在查詢中執(zhí)行計算；SQL查詢；SQL-SELECT命令的語法格式?；疽笞R 記：選擇查詢；參數(shù)查詢；交叉表查詢；操作查詢；SQL查詢；表達(dá)式；查詢準(zhǔn)則；操作符；文字；標(biāo)示符；函數(shù)；行標(biāo)題；列標(biāo)題。領(lǐng) 會：查詢與表的關(guān)系；利用查詢可以完成的功能；SQL語言的特點；選擇查詢中為哪個字段添加“準(zhǔn)則”和添加什么樣的“準(zhǔn)則”；創(chuàng)建參數(shù)查詢的步驟；

8、SQL的體系結(jié)構(gòu)；創(chuàng)建SQL查詢的步驟。簡單應(yīng)用：能夠操作查詢進(jìn)行刪除；更新；生成表；追加等工作。綜合應(yīng)用：能夠創(chuàng)建SQL查詢并進(jìn)行數(shù)據(jù)定義；SELECT語句數(shù)據(jù)查詢；數(shù)據(jù)更新操作。第4單元數(shù)據(jù)庫安全性和完整性（5學(xué)時，支撐課程目標(biāo)2）知 識 點數(shù)據(jù)庫的不安全因素；安全標(biāo)準(zhǔn)；數(shù)據(jù)安全性控制；用戶身份鑒別；存取控制；自主存取控制；授權(quán)；強制存取控制；視圖機制；審計；數(shù)據(jù)加密；推理控制；隱蔽信道；數(shù)據(jù)隱私；實體完整性；參照完整性；用戶定義完整性；完整性約束語句；斷言；觸發(fā)器。重 點數(shù)據(jù)安全性控制；數(shù)據(jù)完整性約束。難 點數(shù)據(jù)安全性控制；數(shù)據(jù)完整性約束?；疽笞R 記：存取控制；自主存取控制；授權(quán)；強

9、制存取控制；視圖機制；審計；數(shù)據(jù)加密；推理控制；隱蔽信道；數(shù)據(jù)隱私；實體完整性；參照完整性；用戶定義完整性；完整性約束語句。領(lǐng) 會：數(shù)據(jù)庫的不安全因素；安全標(biāo)準(zhǔn)；數(shù)據(jù)安全性控制；用戶身份鑒別；視圖機制；審計；數(shù)據(jù)加密；斷言；觸發(fā)器。綜合應(yīng)用：使用SQL中的DCL語句實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫安全性；掌握完整性設(shè)計及完整性語言的使用方法，并設(shè)計SQL語句驗證完整性約束是否起作用。第5單元關(guān)系規(guī)范化理論（2學(xué)時，支撐課程目標(biāo)2）知 識 點范式；第一范式；第二范式；數(shù)據(jù)依賴；函數(shù)依賴；多值依賴；碼；規(guī)范化；Armstrong公理系統(tǒng)。重 點規(guī)范化；數(shù)據(jù)依賴的公理系統(tǒng)。難 點第一范式；第二范式；數(shù)據(jù)依賴?；疽笞R

10、記：范式；第一范式；第二范式；數(shù)據(jù)依賴；函數(shù)依賴；多值依賴；碼。領(lǐng) 會：規(guī)范化；Armstrong公理系統(tǒng)。綜合應(yīng)用：按照關(guān)系模式的規(guī)范化基本思想融入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)建設(shè)各個階段中。第6單元數(shù)據(jù)庫設(shè)計（2學(xué)時，支撐課程目標(biāo)2）知 識 點數(shù)據(jù)庫設(shè)計思路；數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟；需求分析；概念結(jié)構(gòu)設(shè)計；E-R模型；邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計；E-R模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型；物理設(shè)計。重 點數(shù)據(jù)庫設(shè)計思路；數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟。難 點數(shù)據(jù)庫設(shè)計思路；數(shù)據(jù)庫設(shè)計的基本步驟；E-R圖的集成?；疽笞R 記：模型轉(zhuǎn)換；需求分析；概念結(jié)構(gòu)設(shè)計；E-R模型；邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計；E-R模型轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型；物理設(shè)計。領(lǐng) 會：數(shù)據(jù)庫設(shè)計的思路；數(shù)據(jù)

11、庫設(shè)計的基本步驟。簡單應(yīng)用：能夠進(jìn)行實體類型的轉(zhuǎn)換和聯(lián)系的轉(zhuǎn)換。綜合應(yīng)用：根據(jù)數(shù)據(jù)庫設(shè)計步驟，設(shè)計一個簡單的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)方案。第7單元PostgreSQL數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建（2學(xué)時，支撐課程目標(biāo)3）知 識 點PostgreSQL簡介；PostgreSQL基本功能；PostgreSQL(V.9.2.24)的工作界面；數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建；創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫；創(chuàng)建數(shù)據(jù)表；字段的數(shù)據(jù)類型；字段的屬性；字段大?。蛔侄蔚恼f明；表的視圖；數(shù)據(jù)表創(chuàng)建步驟；表間關(guān)系的創(chuàng)建；表的索引；修改表結(jié)構(gòu)；表中數(shù)據(jù)的操作；設(shè)置數(shù)據(jù)表格形式；數(shù)據(jù)的導(dǎo)入和導(dǎo)出。重 點數(shù)據(jù)表創(chuàng)建步驟；表間關(guān)系的創(chuàng)建；修改表結(jié)構(gòu)。難 點表間關(guān)系的創(chuàng)建；修改表結(jié)構(gòu)?；疽?/p>

12、識 記：數(shù)據(jù)庫；數(shù)據(jù)庫對象；表和關(guān)系；查詢；窗體；表；數(shù)據(jù)訪問；模塊；功能區(qū)；導(dǎo)航窗格；視圖；命令選項；字段；索引；格式；導(dǎo)入；導(dǎo)出。領(lǐng) 會：數(shù)據(jù)表和元組的基本操作方法。簡單應(yīng)用：能夠正確確定數(shù)據(jù)表中數(shù)據(jù)間的關(guān)系；能夠?qū)σ粋€數(shù)據(jù)表進(jìn)行修改。綜合應(yīng)用：能夠基于PostgreSQL創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)庫并建立合適的數(shù)據(jù)表，并創(chuàng)建表間關(guān)系。第8單元數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中查詢處理和事務(wù)管理的基本概念和基礎(chǔ)知識（4學(xué)時，支撐課程目標(biāo)3）知 識 點查詢處理；查詢分析；查詢檢查；查詢執(zhí)行；查詢優(yōu)化；代數(shù)優(yōu)化；物理優(yōu)化。重 點查詢處理；查詢優(yōu)化。難 點查詢處理；查詢優(yōu)化?；疽笞R 記：查詢處理；查詢分析；查詢檢查；查詢執(zhí)

13、行；查詢優(yōu)化；代數(shù)優(yōu)化；物理優(yōu)化。領(lǐng) 會：啟發(fā)式代數(shù)優(yōu)化、基于規(guī)則的存取路徑優(yōu)化和基于代價估算的優(yōu)化。綜合應(yīng)用：使用命令分析查詢執(zhí)行計劃、利用索引優(yōu)化查詢性能、優(yōu)化SQL語句。第9單元數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)實例講解（12學(xué)時，支撐課程目標(biāo)3）知 識 點C#開發(fā)環(huán)境;窗體；常用控件；對話框的設(shè)計，菜單、工具欄和狀態(tài)條；數(shù)據(jù)庫前端開發(fā)；數(shù)據(jù)庫設(shè)計；系統(tǒng)設(shè)計；系統(tǒng)實現(xiàn)；系統(tǒng)測試；系統(tǒng)運行。重 點系統(tǒng)設(shè)計；系統(tǒng)實現(xiàn)難 點系統(tǒng)設(shè)計；系統(tǒng)實現(xiàn)。基本要求識 記：數(shù)據(jù)庫設(shè)計；查詢設(shè)計；表設(shè)計；窗體設(shè)計。領(lǐng) 會：系統(tǒng)設(shè)計的流程。簡單應(yīng)用：能根據(jù)需求進(jìn)行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計。綜合應(yīng)用：能夠結(jié)合這章和前面內(nèi)容的學(xué)習(xí)，完成一個簡單

14、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的開發(fā)，主要包括數(shù)據(jù)庫的建立；數(shù)據(jù)輸入；創(chuàng)建查詢；建立窗體；關(guān)系表操作等內(nèi)容?！緦W(xué)時分配】知識單元理論學(xué)時第1單元緒論4第2單元關(guān)系數(shù)據(jù)庫4第3單元關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言SQL4第4單元數(shù)據(jù)庫安全性和完整性4第5單元關(guān)系規(guī)范化理論2第6單元數(shù)據(jù)庫設(shè)計2第7單元PostgreSQL數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建2第8單元數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中查詢處理和事務(wù)管理的基本概念和基礎(chǔ)知識2第9單元數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)實例講解8合計32（二）實驗學(xué)時部分實驗教學(xué)環(huán)節(jié)作用及目的數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)是一門和計算機聯(lián)系緊密的課程，實驗教學(xué)是該課程重要的教學(xué)環(huán)節(jié)。通過實驗教學(xué)，既可以驗證、鞏固和補充課堂講授的理論知識，又可以鍛煉學(xué)生的動手操作能力，培養(yǎng)

15、學(xué)生的計算思維和系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)能力以及計算機編程基礎(chǔ)，為后續(xù)的空間數(shù)據(jù)庫、GIS軟件工程等課程打下良好的基礎(chǔ)。實驗教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生能力標(biāo)準(zhǔn)使學(xué)生能夠?qū)W會和掌握PostgreSQL數(shù)據(jù)庫語言，能夠運用PostgreSQL進(jìn)行數(shù)據(jù)庫操作，包括數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建、查詢、窗體、表等內(nèi)容；能夠基于C#和PostgreSQL進(jìn)行簡單的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)。實驗項目、內(nèi)容、學(xué)時分配及實驗類型1、必開實驗序號實驗項目實驗內(nèi)容學(xué)時實驗類型(演示；驗證；綜合；設(shè)計研究)每組學(xué)生人數(shù)支撐課程目標(biāo)1數(shù)據(jù)庫定義與操作語言基于PostgreSQL進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建、查詢、窗體、報表等操作1驗證132安全性語言、完整性語言和觸發(fā)器基于Pos

16、tgreSQL進(jìn)行數(shù)據(jù)安全性、完整性和觸發(fā)器等設(shè)置1驗證143查詢處理和查詢優(yōu)化基于PostgreSQL查詢處理、查詢優(yōu)化、數(shù)據(jù)庫恢復(fù)、并發(fā)控制等操作2設(shè)計研究144數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)實例基于PostgreSQL進(jìn)行簡單的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)4設(shè)計研究4542、主要儀器設(shè)備電腦；PostgreSQL軟件;C#軟件等。五、教學(xué)方法與手段本課程是一門理論與實踐結(jié)合較強的課程，故要堅持理論聯(lián)系實際的教學(xué)方法，不斷地吸收總結(jié)數(shù)據(jù)庫先進(jìn)理論知識和最新的實踐動態(tài)，以重構(gòu)教學(xué)流程和創(chuàng)新教學(xué)方式為路徑，以情境創(chuàng)設(shè)為手段，以整合教學(xué)資源和拓展教學(xué)空間為保障，通過反復(fù)探索和實踐，不斷提高教學(xué)的質(zhì)量和實用性。堅持傳統(tǒng)教學(xué)手段

17、與現(xiàn)代教學(xué)手段相結(jié)合，理論教學(xué)應(yīng)以多媒體為主；板書配合的方式展開，實驗教學(xué)應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力。教學(xué)內(nèi)容安排要突出重點和難點，積極應(yīng)用多媒體教學(xué)技術(shù)，盡可能把抽象的理論轉(zhuǎn)化為具體的圖像，使復(fù)雜的理論變得簡單、直觀，力求化難為易，努力提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。注重應(yīng)用啟發(fā)式教學(xué)，多開展課堂討論，引導(dǎo)學(xué)生積極思考問題、分析問題，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的能力。注重課后練習(xí)，實際操作較強的教學(xué)內(nèi)容安排課后作業(yè)，大力培養(yǎng)學(xué)生動腦、動手、獨立解決問題的能力。六、考核要求、方式與成績評定考核要求：考核內(nèi)容需覆蓋大綱中各知識單元全部教學(xué)內(nèi)容，主要為教材中重要的基本原理和方法，亦會少量涉及到補充內(nèi)容和布置的參考資料

18、內(nèi)容。考核形式：考試+考查。成績評定：采用百分制，實行結(jié)構(gòu)評分，其中期末考試占50%，平時考查占50%，期末考試和平時考查均采用百分制，按各自比重計算課程成績。平時考查包括課程實驗、作業(yè)和課堂表現(xiàn)，課程實驗占50%，作業(yè)占30%，課堂表現(xiàn)占20%，具體評定如下：考核項目評價環(huán)節(jié)評估課程目標(biāo)對應(yīng)畢業(yè)要求平時考查（50分）課程實驗（50%）課程目標(biāo)3、45.2作業(yè)成績（30%）課程目標(biāo)2、3、45.2課堂表現(xiàn)（20%）課程目標(biāo)1、2、3、41.2、5.2期末考試（50分）名詞解釋，填空，簡答題，綜合等題型等課程目標(biāo)1、2、3、41.2、5.2平時考查成績評定分為課程實驗成績、作業(yè)成績和課堂表現(xiàn)成績,每項都按百分制評分，最后按各自比重計算平時考查成績，評定標(biāo)準(zhǔn)如下：評定項目評估課程目標(biāo)內(nèi)容分值總分值課程實驗課程目標(biāo)3、4未獨立完成實驗，實驗方法不正確，不能得到正確結(jié)果，未按要求完成實驗報告0-60100分獨立完成實驗，實驗過程存在一些錯誤，實驗結(jié)果基本正確，實驗報告內(nèi)容基本滿足要求60-75獨立完成實驗，實驗過程正確，實驗結(jié)果合理但不完美，實驗報告內(nèi)容完整75-90獨立完成實驗，實驗過程正確