《數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論》課程教學(xué)大綱

《數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論》教學(xué)大綱課程名稱：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論英文名稱：IntroductionofDatabaseSystem課程編號(hào)：F062092121學(xué)分：3總學(xué)時(shí)/課內(nèi)實(shí)踐學(xué)時(shí)：48/8課程性質(zhì)：必修課程開課單位：信息與電氣工程學(xué)院適應(yīng)對(duì)象：數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)一、課程簡(jiǎn)介《數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論》是數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)核心課。本課程主要介紹數(shù)據(jù)庫(kù)的基本理論和應(yīng)用，不僅需要學(xué)生掌握數(shù)據(jù)庫(kù)原理知識(shí)，對(duì)于動(dòng)手實(shí)踐能力要求也高。本課程重點(diǎn)講授數(shù)據(jù)模型、關(guān)系代數(shù)、結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)理論及數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)理論等基本理論知識(shí)，使學(xué)生逐步具有開發(fā)和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的能力，同時(shí)拓展講述當(dāng)前主流的ORM技術(shù)，為后續(xù)的大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)課程打下良好的數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)。本課程的教學(xué)任務(wù)：1．掌握數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)基本概念和體系架構(gòu)。2．掌握關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、關(guān)系操作、關(guān)系代數(shù)等基本概念。3．掌握結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言的方法、使用，能夠熟練對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行增刪改查；熟練掌握視圖和索引的使用方法。4．掌握數(shù)據(jù)庫(kù)安全、完整性約束和規(guī)范化理論。5.對(duì)象關(guān)系映射模型的原理及應(yīng)用6.能夠綜合運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行完整的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。本課程是全覆蓋的專業(yè)必修課程，在大學(xué)二年級(jí)開設(shè)。前驅(qū)課程包括離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和一定的編程能力，能夠?yàn)楹罄m(xù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)奠定數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)目標(biāo)1：掌握數(shù)據(jù)庫(kù)原理的基本概念、關(guān)系代數(shù)、完整性約束、工程規(guī)范化理論，深入理解數(shù)據(jù)模型。目標(biāo)2：熟練掌握SQL語(yǔ)法和MySQL的使用，能夠結(jié)合其他高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的初步開發(fā)。目標(biāo)3：熟練完整性約束規(guī)則和規(guī)范化理論，能夠針對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。三、課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系本課程的課程目標(biāo)對(duì)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐情況如表1所示：表1課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程教學(xué)目標(biāo)1.工程知識(shí)應(yīng)用能力：具有扎實(shí)的數(shù)學(xué)與自然科學(xué)知識(shí)和工程基礎(chǔ)，系統(tǒng)地掌握數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)領(lǐng)域的基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)，并綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決復(fù)雜工程問題。1-3能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的專業(yè)知識(shí)用于復(fù)雜工程問題的推演、分析和計(jì)算目標(biāo)13.設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案能力：能夠設(shè)計(jì)出大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題的解決方案，具有數(shù)據(jù)采集、處理、分析、挖掘的能力，并能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等多維度協(xié)同發(fā)展因素。3-1掌握大數(shù)據(jù)工程設(shè)計(jì)和產(chǎn)品開發(fā)全周期、全流程的基本設(shè)計(jì)/開發(fā)方法和技術(shù)，了解影響設(shè)計(jì)目標(biāo)和技術(shù)方案的各種因素目標(biāo)24.工程技術(shù)研究能力：能夠基于數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)原理并采用科學(xué)方法對(duì)大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題進(jìn)行研究，包括設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。4-2能夠針對(duì)智能信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)、大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用等大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、構(gòu)建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和測(cè)試平臺(tái)、獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果目標(biāo)3課程教學(xué)安排課程共有8項(xiàng)教學(xué)內(nèi)容，具體安排如下。表2：課程教學(xué)安排表序號(hào)教學(xué)內(nèi)容思政元素課堂教學(xué)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)小計(jì)1數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感、民族自豪感。222關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和精益求精的工匠精神443關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言82104數(shù)據(jù)庫(kù)安全性225數(shù)據(jù)庫(kù)完整性226關(guān)系數(shù)據(jù)理論447數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)6288關(guān)系查詢處理和查詢優(yōu)化449MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用8412合計(jì)40848教學(xué)內(nèi)容及要求1．?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述（支撐教學(xué)目標(biāo)1）1)引言2)數(shù)據(jù)模型3)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)4)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成了解數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展歷史和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)等基本概念，掌握數(shù)據(jù)模型以及數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成。重點(diǎn)：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。難點(diǎn)：數(shù)據(jù)模型。思政元素：通過案例教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感、民族自豪感。2．關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)（支撐教學(xué)目標(biāo)1）1)關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義2)關(guān)系操作3)關(guān)系的完整性4)關(guān)系代數(shù)了解關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義，掌握關(guān)系操作的方法，以及關(guān)系的完整性約束和關(guān)系代數(shù)理論。重點(diǎn)：關(guān)系操作和關(guān)系完整性約束。難點(diǎn)：關(guān)系代數(shù)。思政元素：通過案例資料，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和精益求精的工匠精神。3．關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言SQL1)SQL概述2)數(shù)據(jù)定義3)數(shù)據(jù)查詢4)數(shù)據(jù)更新5)空值的處理6)視圖了解SQL語(yǔ)言的歷史，熟悉數(shù)據(jù)定義的方法，熟練掌握各種數(shù)據(jù)庫(kù)查詢方法，掌握數(shù)據(jù)更新和視圖的應(yīng)用。重點(diǎn)：數(shù)據(jù)查詢。難點(diǎn)：嵌套查詢、連接查詢和視圖。4．?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)安全性1)數(shù)據(jù)庫(kù)安全性概述2)數(shù)據(jù)庫(kù)安全性控制方法了解數(shù)據(jù)庫(kù)安全的重要性，掌握常見的數(shù)據(jù)庫(kù)安全控制方法。重點(diǎn)：數(shù)據(jù)庫(kù)安全性控制方法。難點(diǎn)：存取控制。5．?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)完整性1)實(shí)體完整性2)參照完整性3)用戶定義的完整性4)完整性約束命名子句、斷言5)觸發(fā)器了解數(shù)據(jù)庫(kù)完整性的基本概念，掌握數(shù)據(jù)庫(kù)完整性約束三要素，掌握觸發(fā)器的原理和使用。重點(diǎn)：數(shù)據(jù)庫(kù)完整性約束三要素。難點(diǎn)：數(shù)據(jù)庫(kù)完整性約束和觸發(fā)器。6．關(guān)系數(shù)據(jù)理論1)問題的提出2)規(guī)范化3)數(shù)據(jù)依賴的公理系統(tǒng)了解關(guān)系數(shù)據(jù)理論基本概念，掌握范式的規(guī)范化方法，了解數(shù)據(jù)依賴的公理系統(tǒng)。重點(diǎn)：數(shù)據(jù)依賴和范式。難點(diǎn)：常見范式的規(guī)范化。7．?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)1)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)概述2)需求分析3)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6)數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施和維護(hù)7)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)掌握數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的一般步驟，熟練掌握概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。重點(diǎn)：概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。難點(diǎn)：E-R圖構(gòu)建和關(guān)系規(guī)范化。8．關(guān)系查詢處理和查詢優(yōu)化1)關(guān)系查詢處理2)查詢優(yōu)化了解關(guān)系查詢處理的原理，掌握查詢優(yōu)化的方法。重點(diǎn)：查詢優(yōu)化。難點(diǎn)：查詢優(yōu)化的方法和實(shí)現(xiàn)。9.MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用1)MySQL的數(shù)據(jù)類型和函數(shù)2)MySQL數(shù)據(jù)定義、查詢、更新與視圖3)MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)4)熟練掌握MySQL的數(shù)據(jù)類型和常用函數(shù)，能夠熟練使用SQL語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的增刪改查，熟練掌握MySQL中視圖的使用。5)ORM原理及應(yīng)用6)熟練掌握J(rèn)ava/Python連接MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)的方法，能夠熟練在高級(jí)語(yǔ)言中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的增刪改查，熟練掌握ORM的基本原理，能夠建立數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)應(yīng)的類和對(duì)象。重點(diǎn)：MySQL數(shù)據(jù)定義、查詢、更新與視圖。難點(diǎn)：MySQL與高級(jí)語(yǔ)言的聯(lián)合開發(fā)。五、課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容及要求表3：課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容及要求序號(hào)教學(xué)類型教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求1上機(jī)SQL數(shù)據(jù)庫(kù)定義與查詢(1)MySQL的安裝、使用，熟悉MySQL常用數(shù)據(jù)類型和函數(shù)(2)熟悉常見的MySQL命令，能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)系型數(shù)據(jù)表的創(chuàng)建(3)建立多個(gè)表，能夠?qū)崿F(xiàn)多表之間的關(guān)聯(lián)(外鍵)(4)熟練使用select語(yǔ)句進(jìn)行簡(jiǎn)單查詢操作，練習(xí)條件查詢。(5)熟悉常見的聚集函數(shù)，能夠?qū)Σ樵兘Y(jié)果的求和、最大值等操作；(6)熟練掌握模糊查詢2上機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)(1)能夠根據(jù)用戶需求抽象出概念模型(E-R圖)(2)根據(jù)E-R圖對(duì)關(guān)系模式進(jìn)行規(guī)范化，進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì)(3)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)3上機(jī)MySQL應(yīng)用(1)熟練掌握J(rèn)ava/Python連接數(shù)據(jù)庫(kù)的方法；(2)能夠使用Java/Python進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的增刪改查；(3)基于ORM模型，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)庫(kù)增刪改查(4)設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的B/S或者C/S軟件界面及其后臺(tái)服務(wù)，能夠通過界面實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的增刪改查六、課程考核與評(píng)價(jià)1.課程考核方式及具體要求本課程的總成績(jī)?yōu)?00分，由平時(shí)考核、實(shí)驗(yàn)考核和期末考核三部分組成，平時(shí)考核占總成績(jī)的15%，實(shí)驗(yàn)考核占總成績(jī)的20%，期末考核占總成績(jī)的65%。(1)平時(shí)考核滿分100分，貫穿整個(gè)學(xué)習(xí)期間，考核內(nèi)容包括章節(jié)知識(shí)點(diǎn)掌握情況，特別是涉及不易在限定時(shí)間內(nèi)完成的作業(yè)，需要查閱相關(guān)資料，需要考慮非技術(shù)因素，需要考慮對(duì)問題的分析與建模能力的內(nèi)容。由日常表現(xiàn)、測(cè)試成績(jī)及實(shí)驗(yàn)成績(jī)組成。(2)實(shí)驗(yàn)考核滿分100分，主要考核學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，學(xué)生可根據(jù)任課教師提出的項(xiàng)目題目，通過結(jié)合理論與實(shí)際進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。由上機(jī)實(shí)驗(yàn)中的項(xiàng)目過程和項(xiàng)目成果兩部分組成。(3)期末考核滿分100分，主要考核對(duì)本課程講授內(nèi)容的掌握程度，使學(xué)生掌握數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用的基本概念原理等基礎(chǔ)理論知識(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與分析的基本方法、SQL編程等。期末考試采用閉卷形式，主要題型為：選擇題、填空題、簡(jiǎn)答題等?？己朔绞皆谡n程目標(biāo)中的比例序號(hào)課程目標(biāo)（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)）考核方式（占比）總成績(jī)（占比）平時(shí)考核閉卷考試上機(jī)考核1目標(biāo)1：掌握數(shù)據(jù)庫(kù)原理的基本概念、關(guān)系代數(shù)、完整性約束、規(guī)范化理論，深入理解數(shù)據(jù)模型5205302目標(biāo)2：熟練掌握SQL語(yǔ)法和MySQL的使用，能夠結(jié)合其他高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行系統(tǒng)的初步開發(fā)52010353目標(biāo)3：熟練完整性約束規(guī)則和規(guī)范化理論，能夠針對(duì)實(shí)際工程問題進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)5201035按占比合計(jì)1560251002.成績(jī)?cè)u(píng)定辦法及依據(jù)(1)平時(shí)考核評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)目標(biāo)要求權(quán)重（15%）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)評(píng)分依據(jù)目標(biāo)1：掌握數(shù)據(jù)庫(kù)原理的基本概念、關(guān)系代數(shù)、完整性約束、規(guī)范化理論，深入理解數(shù)據(jù)模型5網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)按照設(shè)定的分值自動(dòng)計(jì)算成績(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上課堂表現(xiàn)（搶答、提問）目標(biāo)2：熟練掌握SQL語(yǔ)法和MySQL的使用，能夠結(jié)合其他高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行系統(tǒng)的初步開發(fā)5網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)按照設(shè)定的分值自動(dòng)計(jì)算成績(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)布置的作業(yè)、測(cè)試成績(jī)目標(biāo)3：熟練完整性約束規(guī)則和規(guī)范化理論，能夠針對(duì)實(shí)際工程問題進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)5網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)按照設(shè)定的分值自動(dòng)計(jì)算成績(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)布置的作業(yè)、測(cè)試成績(jī)(2)實(shí)驗(yàn)考核評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)目標(biāo)要求權(quán)重（20%）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)評(píng)分依據(jù)90-10080-9060-790-59目標(biāo)1：掌握數(shù)據(jù)庫(kù)原理的基本概念、關(guān)系代數(shù)、完整性約束、規(guī)范化理論，深入理解數(shù)據(jù)模型5熟練掌握數(shù)據(jù)建模的理論，能夠完整的給出概念模型，并給出正確的關(guān)聯(lián)關(guān)系。熟練掌握數(shù)據(jù)建模的理論，能夠給出基本的概念模型及屬性。熟練掌握數(shù)據(jù)建模的理論，能夠給出基本的概念模型。熟練掌握數(shù)據(jù)建模的理論，不能基本的給出概念模型。上機(jī)課根據(jù)課程目標(biāo)設(shè)計(jì)布置的上機(jī)操作題目標(biāo)2：熟練掌握SQL語(yǔ)法和MySQL的使用，能夠結(jié)合其他高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行系統(tǒng)的初步開發(fā)10(1)MySQL的安裝、使用，能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)系型數(shù)據(jù)表的創(chuàng)建，能夠?qū)崿F(xiàn)多表之間的關(guān)聯(lián)(外鍵)；(2)熟練使用select語(yǔ)句進(jìn)行簡(jiǎn)單查詢、聚集函數(shù)、掌握模糊查詢；(3)能夠結(jié)合Java/Python進(jìn)行SQL的嵌入式使用；(4)能夠根據(jù)需求設(shè)計(jì)出初步的B/S或者C/S應(yīng)用1)MySQL的安裝、使用，能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)系型數(shù)據(jù)表的創(chuàng)建，能夠?qū)崿F(xiàn)多表之間的關(guān)聯(lián)(外鍵)；(2)熟練使用select語(yǔ)句進(jìn)行簡(jiǎn)單查詢、聚集函數(shù)、掌握模糊查詢；(3)能夠結(jié)合Java/Python進(jìn)行SQL的嵌入式使用1)MySQL的安裝、使用，能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)系型數(shù)據(jù)表的創(chuàng)建，能夠?qū)崿F(xiàn)多表之間的關(guān)聯(lián)(外鍵)；(2)熟練使用select語(yǔ)句進(jìn)行簡(jiǎn)單查詢、聚集函數(shù)、掌握模糊查詢；無法完成下列基本要求1)MySQL的安裝、使用，能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)系型數(shù)據(jù)表的創(chuàng)建，能夠?qū)崿F(xiàn)多表之間的關(guān)聯(lián)(外鍵)；(2)熟練使用select語(yǔ)句進(jìn)行簡(jiǎn)單查詢、聚集函數(shù)、掌握模糊查詢；目標(biāo)3：熟練完整性約束規(guī)則和規(guī)范化理論，能夠針對(duì)實(shí)際工程問題進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)10(1)能夠根據(jù)用戶需求正確抽象出概念模型(E-R圖)(2)根據(jù)E-R圖對(duì)關(guān)系模式進(jìn)行規(guī)范化，進(jìn)行合理的邏輯設(shè)計(jì)(3)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)物理設(shè)計(jì)，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)(1)能夠根據(jù)用戶需求正確抽象出概念模型(E-R圖)(2)根據(jù)E-R圖對(duì)關(guān)系模式進(jìn)行規(guī)范化，進(jìn)行合理的邏輯設(shè)計(jì)(1)能夠根據(jù)用戶需求基本給出概念模型(E-R圖)(2)根據(jù)E-R圖對(duì)關(guān)系模式進(jìn)行規(guī)范化，進(jìn)行基本正確的邏輯設(shè)計(jì)無法完成下列基本要求(1)能夠根據(jù)用戶需求基本給出概念模