《数据库原理》教学大纲

1《数据库原理》课程教学大纲一、说明（一）课程基本信息[课程代码］040254[课程类别］专业主干课[学分］4学分[总学时］64学时。其中理论48学时、实验8学时，习题8学时[适用对象］计算机科学与技术专业[先修课程与后续课程］先修课程：离散数学、数据结构、高级语言程序设计（二）课程介绍数据库的理论和技术是计算机科学和技术的一个重要分支，是构成信息系统的重要基础。它研究如何存储、使用和管理数据,有较强的理论性和实用性。《数据库原理》是计算机科学与技术专业的一门重要专业课。本课程以关系数据库为核心，系统讲述数据库系统的基础理论、基本技术和基本方法。内容包括：数据库系统的基本概念、数据模型、关系数据库及其标准语言SQL、数据库安全性和完整性的概念和方法、关系规范化理论、数据库设计方法和步骤，数据库恢复和并发控制等。（三）教学目的与要求通过本课程学习，使学生系统地掌握数据库系统的基本原理和基本技术。要求在掌握数据库系统基本概念的基础上，能熟练使用SQL语言在某一个数据库管理系统上进行数据库操作；掌握数据库设计方法和步骤，具有设计数据库模式以及开发数据库应用系统的基本能力，并为进一步学习数据库系统的应用、开发和研究数据库奠定坚实的基础。（四）主要教学方法、手段本课程以课堂教学为主，教学方法主要采用讲授法、案例教学法、及实验教学法等多种教学方法，注重启发式教学，使教学更加生动，更加深入浅出。在教学手段上主要采用多媒体设备，将影像、文字和声音等多种教学载体有效结合起来，既活跃了课堂气氛，又大大改善了教学效果。同时充分利用互联网技术，鼓励学生利用网络学习，扩展教学空间。（五）实验教学内容与要求本课程部分章节（结构化查询语言、数据库安全与保护）内容具有较强的实践性，通2过本课程实验教学，学生能够更好地掌握结构化查询语言SQL的功能及数据库安全保护的基本方法。要求在SQLServer2000数据库管理系统下，完成下面验证性实验：实验一数据定义（2学时）实验目的：1．掌握SQLServer2000中企业管理器、查询分析器、服务管理器的基本使用方法2．掌握在企业管理器中创建数据库的方法。3．熟练掌握使用SQL语句创建、修改、删除表的方法。4．学会定义索引实验条件：SQLServer2000及其企业管理器、查询分析器。实验内容及要求：1、在SQLServer2000中建立一个数据库，进行实验所要求的各种操作2、根据以下要求认真进行实验，记录所有的实验用例。(1)定义数据库(2)基本表的创建、修改和删除；(3)索引的创建和删除。实验二数据查询与数据更新（4学时）实验目的：1．熟练掌握SQL的单表查询操作2．熟练掌握SQL的连接查询操作3．掌握SQL的嵌套查询操作4.学会SQL的集合查询操作5.熟练掌握SQL的插入、修改和删除数据操作实验条件：SQLServer2000及其企业管理器、查询分析器实验内容及要求：1、在SQLServer2000中根据《实验一》建立的数据库，完成以下操作2、根据以下要求认真进行实验，记录所有的实验用例。(1)完成各类查询操作，包括：单表查询、连接查询、嵌套查询、集合查询。(2)完成各类更新操作，包括插入数据、修改数据、删除数据。实验三数据安全性控制（2学时）实验目的：31．掌握SQLServer的安全机制。2．掌握数据库用户管理方法。3．掌握用户权限管理方法。实验条件：SQLServer2000及其企业管理器、查询分析器实验内容和要求使用SQL对数据进行安全性控制，包括：授权和权力回收。操作完成后看看已授权的用户是否真正具有授予的数据操作的权力了；权力收回操作之后的用户是否确实丧失了收回的数据操作权力。（六）学时分配表章/节/单元内容总学时其中讲授实践其它一绪论66二关系数据库642三关系数据库标准语言SQL201262四数据库安全性642五数据库完整性44六关系数据理论642七数据库设计862八数据库恢复技术44九并发控制44合计644888二、本文第一章绪论教学目的与要求本章主要阐述数据库的基本概念，介绍数据管理技术的进展情况、数据库技术产生和发展的背景，数据模型的基本概念、组成要素和主要的数据模型，概念模型的基本概念及ER方法，数据库系统的3级模式结构以及数据库系统的组成。本章讲解的数据库基本概念和基本知识是学习后续各个章节的基础。学习本章的目的在于了解基本知识，掌握基本概念，为以后的学习打好扎实的基础。4教学重点与难点教学重点：牢固掌握概念模型的基本概念及其主要建模方法ER方法；掌握关系数据模型的相关概念、数据库系统三级模式和两层映像的体系结构、数据库系统的逻辑独立性和物理独立性等。教学难点：1、需要掌握数据库领域大量的基本概念。2、数据模型及数据库系统的体系结构也是本章的难点。教学内容第一节数据库系统概述第二节数据模型第三节数据库系统的结构第四节数据系统的组成辅助教学环节习题、思考第二章关系数据库教学目的与要求了解关系数据库的理论基础，元组关系演算、域关系演算的含义、作用与内容；理解关系代数在数据库操作中的作用；掌握关系模型的组成部分，关系数据结构及形式化定义，特别是码的含义；熟练掌握关系完整性的含义和种类，关系代数运算方法。教学重点与难点教学重点：关系数据结构及其定义，关系的三类完整性约束的概念，关系代数中的各种运算（包括并、交、差、选择、投影、连接、除、及广义笛卡尔积等）。教学内容第一节关系数据结构及形式化定义第二节关系操作第三节关系的完整性第四节关系代数辅助教学环节作业、习题5第三章关系数据库标准语言SQL教学目的与要求了解SQL的组成与特点；理解SQL执行过程，即：将SQL语句与前一章的饿关系代数联系起来；掌握数据控制语句的使用方法，嵌入式SQL等；熟练掌握常用SQL语句，包括数据定义、数据操纵，视图等。教学重点与难点教学重点：熟练正确地使用SQL完成对数据库的查询、插入、删除、更新操作。在使用具体的SQL时，加深对关系代数的理解。教学难点：用SQL语言正确完成复杂查询，掌握SQL语言强大的查询功能。教学内容第一节SQL概述第二节学生-课程数据库第三节数据定义第四节数据查询第五节空值的处理第六节数据更新第七节视图辅助教学环节习题、实验第四章数据安全性教学目的与要求了解数据库安全控制的原理、范围，可信计算机系统评测标准。理解安全性控制的分类和一般方法，理解用户识别与鉴定、存取控制、自主存取控制、强制存取控制以及视图控制机制等。教学重点与难点教学重点：使用SQL中的GRANT语句和REVOKE语句来实现数据库的实现自主存取控制功能。使用SQL中CREATE?ROLE语句创建角色，用GRANT语句给角色授权。掌握视图机制在数据库安全保护中的作用。教学难点：强制存取控制机制中确定主体能否存取客体的存取规则。6教学内容第一节计算机完全概述第二节数据库安全性控制第三节视图机制第四节审计第五节数据加密辅助教学环节习题、实验第五章数据完整性教学目的与要求了解数据库完整性控制的作用；理解完整性约束的内容；掌握完整性约束的功能；熟练掌握典型数据库系统完整性约束的实现方法。教学重点与难点教学重点：掌握DBMS完整性控制机制的三个方面，即完整性约束条件的定义、完整性约束条件的检查和违约反应。教学难点：RDBMS如何实现完整性的策略，即当操作违反实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性约束条件时，RDBMS如何进行处理，以确保数据的正确与有效。教学内容第一节实体完整性第二节参照完整性第三节用户定义的完整性第四节完整性约束命名子句辅助教学环节习题第六章关系数据理论教学目的与要求了解关系数据理论体系，数据依赖的公理系统；理解函数依赖，模式分解算法分析，多值依赖的含义，关系规范化的重要性；掌握关系范式：1NF、2NF、3NF、BCNF的含义、特点、以及彼此之间的关系，关系规范化的方法，模式分解方法；熟练掌握1NF、2NF、3NF、7BCNF的生成方法。教学重点与难点教学重点：掌握数据依赖的基本概念，范式的概念，从1NF到4NF的定义，规范化的含义和作用。各个级别范式中存在的问题（插入异常、删除异常、数据冗余）和解决方法。教学难点：能够根据应用语义，完整地写出关系模式的数据依赖集合，并能根据数据依赖分析某一个关系模式属于第几范式。教学内容第一节问题的提出第二节规范化第三节函数依赖的公理系统辅助教学环节作业、习题第七章数据库设计教学目的与要求了解数据库设计的重要性和数据库设计在信息系统开发中的核心地位。掌握数据库设计方法和步骤，使学生具有设计数据库模式以及开发数据库应用系统的基本能力，能在实际工作中运用这些知识、技术和方法，设计符合应用需求的数据库及其应用系统；掌握典型用户调查的方法，数据字典的内容与设计方法，概念结构设计的步骤与方法，数据抽象与局部视图设计，E-R图绘制，关系模型的生成，数据模型的优化，掌握数据库的物理设计方法。教学重点与难点教学重点：掌握数据库设计步骤和数据库设计过程中的各级模式设计方法。特别是数据库概念结构的设计和逻辑结构的设计。牢固掌握用E-R图来表示概念模型的方法，掌握E-R图的设计，E-R图向关系模型的转换。教学难点：掌握E-R图的设计和数据模型的优化，包括对现实世界进行抽象的能力，提取实体、属性、实体型之间的联系，正确划分实体与属性的能力。教学内容第一节数据库设计概述第二节需求分析8第三节概念结构设计第四节逻辑结构设计第五节物理结构设计第六节数据库的实施和维护辅助教学环节作业、习题第八章数据库恢复技术教学目的与要求掌握事务的基本概念和事务的ACID性质。了解数据库恢复技术的重要性，针对不同的故障类型，掌握恢复数据库的策略和方法。教学重点与难点教学重点：牢固掌握事务的基本概念和事务的ACID性质。要掌握数据库故障恢复的策略和方法。教学难点：掌握日志文件的使用，系统故障、介质故障的恢复方法。教学内容第一节事务的基本概念第二节数据库恢复概述第三节故障的种类第四节恢复的实现技术第五节恢复策略第六节具有检查点的恢复技术第七节数据库镜像辅助教学环节习题第九章并发控制教学目的与要求了解的数据库并发控制技术的必要性和重要性。牢固掌握并发控制的基本概念。教学重点与难点教学重点：掌握并发操作产生的数据不一致性的确切含义。封锁协议与数据一致性的9关系；并发调度的可串行性概念。教学难点：两段锁协议与串行性的关系、与死锁的关系。教学内容第一节并发控制策略第二节封锁第三节封锁协议第四节活锁和死锁第五节并发调度的可串行性第六节两段锁协议辅助教学环节习题附录（一）考核方式及要求课程考核采用形成性考核与终结性考试相结合的方式。形成性考核包括出勤、作业、课堂表现，占课程总成绩的30%；终结性考试为期末闭卷考试，是对学生所学本课程知识的掌握程度而进行的考核，占总成绩的70%。课程总成绩按百分制记分，60分为及格。（二）建议使用的教材及教学参考资料建议教材：1、王珊，萨师煊主编《数据库系统概论》，高等教育出版社2014年9月第5版参考资料：1、刘金岭冯万利张有东，《数据库原理及应用》，清华大学出版社，2009年7月2、崔巍，《数据库系统及应用》（第二版），高等教育出版社，2003年7月3、王珊，《数据库系统概论学习指导与学习解答》，高等教育出版社，2003年8月4.唐不忠《SQLServer2000数据库教程》,电子工业出版社，2006年6月（三）教学大纲编写信息[制定单位][制定人][审核人][修订时间]