Principles & Application of Database
一、课程基本信息
学 时:64(理论48,实验16)
学 分:4.0
考核方式:闭卷考试(期末考试成绩占70%,平时成绩占30%)
中文简介:本课程是计算机类相关专业学生学习的一门专业基础课程,主要讲授数据库的基本理论和应用方法。如数据库的基本知识和一些基本原理,包括数据库中的一些基本概念、数据模型、数据库的体系结构和关系代数等相关知识,并在此基础上,给学生讲述数据库的标准语言SQL、数据库的安全性和完整性控制、数据库系统的恢复和并发控制、以及数据库的设计和关系规范化理论,对数据库系统的开发也做介绍。
二、教学目的与要求
数据库技术是计算机科学技术中发展最快的领域之一,也是应用最广的技术之一。数据库技术是计算机科学的重要分支,数据库技术和数据库系统已经成为计算机信息系统的核心技术和重要基础。
《数据库原理及应用》是本科计算机专业和信息系统信息管理等相关专业的专业主干课程,是数据库系统的第一门课程。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。
本课程教学的基本要求是:
1.明确本课程的地位、性质与任务及主要研究对象,了解目前数据库的流行趋势和先进的知识。
2.重点掌握数据库系统的基本知识、基本原理与基本应用。
3.掌握数据库模型的概念及设计。
4.重点掌握对关系的操作,包括关系代数和关系数据库标准语言SQL。
5.掌握对数据库的控制,包括安全性控制、完整性控制、数据库恢复和并发控制。
6.掌握数据库的规范化理论。
7.掌握数据库的设计步骤,重点是结合实际需求设计满足要求的数据库,并在此基础上,选择自己熟悉的开发语言,可以完成对数据库系统的设计与开发。
三、教学方法与手段
授课主要采用多媒体授课的方式,并引用任务驱动方法,引导学生进行各章节的学习,再加上平时课堂的提问、抽查、作业等,目的是通过互动式个性化学习,培养学生的自学能力。授课过程中,针对某些重要问题,要求小组进行讨论,统一提交作业。同时,开放网上在线学习,帮助学生课余时间进行学习。
四、教学内容及目标
教学内容 | 教学目标 | 学时分配 |
第一章 绪论 | ||
第一节 数据库系统概述 | 理解 | 2 |
第二节 数据模型 | 掌握 | 2 |
第三节 数据库系统体系结构 | 掌握 | 1 |
第四节 数据库技术的新发展 | 了解 | 1 |
重点: 1.数据、数据库、数据库管理系统和数据库系统 2.数据库系统的特点 3.数据模型:数据模型的组成要素 4.概念模型的表示方法:实体-联系模型(E-R图的表示方法) 难点:数据库系统的三级模式结构 | ||
衡量学习是否达到目标的标准: 能否熟练掌握所要求的重点和难点。 | ||
第二章 关系数据库 | ||
第一节 关系 | 掌握 | 1.5 |
第二节 关系代数 | 掌握 | 3 |
第三节 查询优化 | 掌握 | 2 |
第四节 关系演算 | 了解 | 0.5 |
重点: 1.关系模型 2.关系数据结构及形式化定义:域、笛卡尔积、元组、关系、侯选码、主码、关系模式、关系数据库 3.关系的完整性:实体完整性、参照完整性、用户定义的完整性 难点: 1.关系代数:并、差、交、广义笛卡尔积等传统的集合运算;选择、投影、连接、除等专门的关系运算 2.关系演算:元组关系演算;域关系演算 3. 查询优化:关系代数的优化算法 | ||
衡量学习是否达到目标的标准: 能否熟练掌握所要求的重点和难点。 | ||
第三章 关系数据库标准语言SQL | ||
第一节 SQL概述 | 理解 | 0.5 |
第二节 数据定义 | 掌握 | 1.5 |
第三节 数据查询 | 掌握 | 5 |
第四节 数据更新 | 掌握 | 2 |
第五节 视图 | 掌握 | 2 |
第六节 数据控制 | 了解 | 0.5 |
第七节 不完善的SQL | 了解 | 0.5 |
重点: 1.SQL的特点及SQL语言的基本概念。 2.数据定义:定义表、删除表、修改表,建立和删除索引。 3.单表查询:选择表中的若干列、选择表中的若干元组、查询结果排序、分组。 4.连接查询:等值连接、自身连接、外连接、复合条件连接。 难点: 1.嵌套查询:带IN谓词的子查询;带比较运算符的子查询,带谓词的子查询。 2.数据更新:插入、删除、修改。 3.视图:定义视图、查询视图、更新视图、删除视图。 4.数据控制:授权与收回。 | ||
衡量学习是否达到目标的标准: 能否熟练掌握所要求的重点和难点,要求牢固掌握SQL,能够根据实际需要写出对应的SQL语句是最终目的。 | ||
第四章 关系规范化理论 | ||
第一节 问题的提出 | 理解 | 1 |
第二节 规范化理论 | 掌握 | 1.5 |
第三节 关系模式的分解 | 掌握 | 1.5 |
重点: 1. 规范化理论的重要意义。 2. 牢固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。 3. 需要举一反三的:四个范式的理解与应用,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。 难点: 1. 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。 2. 各个级别范式的关系及其证明。 | ||
衡量学习是否达到目标的标准: 能否熟练掌握所要求的重点和难点,要求能够对实际的应用进行规范化设计。 | ||
第五章 数据库设计 | ||
第一节 数据库设计概述 | 理解 | 0.5 |
第二节 需求分析 | 掌握 | 1 |
第三节 概念结构设计 | 掌握 | 1.5 |
第四节 逻辑结构设计 | 掌握 | 1 |
第五节 物理结构设计 | 理解 | 0.5 |
第六节 数据库实施、运行和维护 | 理解 | 0.5 |
重点: 1. 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,这是数据库设计过程中最重要的两个环节。 2. 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。 难点:技术上的难点是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。真正的难点是理论与实际的结合。 | ||
衡量学习是否达到目标的标准: 能否熟练掌握所要求的重点和难点,关键是能够对实际的应用进行数据库设计。 | ||
第六章 数据库安全和完整性 | ||
第一节 概述 | 理解 | 0.5 |
第二节 数据库的安全 | 掌握 | 1 |
第三节 数据库的完整性约束 | 掌握 | 2 |
第四节 SQL的完整性控制 | 掌握 | 1.5 |
重点: 1. 使用SQL中的GRANT 语句和 REVOKE 语句来实现数据库的自主存取控制功能。 2. 使用SQL中CREATE ROLE语句创建角色,用GRANT 语句给角色授权。 3. 掌握视图机制在数据库安全保护中的作用。 4. 牢固掌握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。需要举一反三的:用SQL语言定义关系模式的完整性约束条件。包括定义每个模式的主码;定义参照完整性;定义与应用有关的完整性。 难点: 1. 强制存取控制(MAC)机制中确定主体能否存取客体的存取规则,同学们要理解并掌握存取规则为什么要这样规定。 2. 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。其中比较复杂的是参照完整性的实现机制。 | ||
衡量学习是否达到目标的标准: 能否熟练掌握所要求的重点和难点,关键是在实际应用中可以保证数据库的安全和完整。 | ||
第七章 数据库系统的恢复和并发控制技术 | ||
第一节 事务的基本概念和特性 | 掌握 | 0.5 |
第二节 数据库恢复 | 掌握 | 1 |
第三节 并发控制 | 掌握 | 1 |
第四节 基于封锁的并发控制技术 | 掌握 | 2 |
第五节 死锁 | 理解 | 0.5 |
重点: 1. 事务的ACID属性 2. 并发操作产生的数据不一致性 3. 并发调度的可串行性概念 4. 封锁协议与数据一致性的关系 难点:在实际的DBMS中,封锁的使用。 | ||
衡量学习是否达到目标的标准: 能否熟练掌握所要求的重点和难点,关键是把所学的知识和第六章所学习的知识联系起来,在实际的应用中,提升对这些技术的理解和掌握,保证数据的完整性、安全性和一致性,保证数据库系统24小时正确运行,保证数据库系统在遇到故障时能及时恢复正常运行,提高抗故障抗灾难的能力。 | ||
第八章 数据库技术发展动态 | 了解 | 1 |
重点和难点:本章主要是开阔学生的视野,了解前沿的知识。 | ||
衡量学习是否达到目标的标准:对数据库发展的前沿知识有所了解即可。 | ||
第九章 SQL Server 2005概述 | 理解 | 1 |
重点和难点:本章不需要重点讲述,关键是在前面的学习中,熟悉SQL Server 2005的环境。 | ||
衡量学习是否达到目标的标准:对SQL Server 2005可否熟练使用。 | ||
第十章 SQL Server 2005数据库系统开发 | 掌握 | 1 |
重点和难点:本章不需要重点讲述,关键是在前面的学习中,熟悉ASP.NET环境及与SQL Server 2005的系统开发。 | ||
衡量学习是否达到目标的标准:可否利用ASP.NET 软件和SQL Server 2005数据库进行小型的数据库系统开发。 | ||
第十一章 基于ASP.NET的图书管理系统 | 掌握 | 1 |
重点和难点: 在实际应用中,掌握具体的数据库系统的设计及实现。 | ||
衡量学习是否达到目标的标准: 能否运用所学知识实现具体的数据库应用系统。 |
五、推荐教材和教学参考资源
相关教材:
1.石玉强、闫大顺.《数据库原理及应用》,北京:中国水利水电出版社出版,2009
2.王珊,萨师煊. 《数据库系统概论(第四版)》. 北京:高等教育出版社,2006
3.苗雪兰. 《数据库技术及应用》.北京:机械工业出版社,2006
4.J.D.Ullman, 《J Widom.A First Course in Database Systems》,Pretice Hall, 1997
5.聂瑞华. 《数据库系统概论》.北京:高等教育出版社出版社,2001
6.苗雪兰. 《数据库技术及应用实验指导与习题解答》.北京:机械工业出版社,2006
7.王珊,朱青. 《数据库系统概论学习指导与习题解答》.北京:高等教育出版社,
相关学习网站:
1、仲恺农业工程学院数据库原理网络课程网站:http://jpkc.zhku.edu.cn/dbcourse/index.asp
2. 中国人民大学数据库精品课程网站:http://www.chinadb.org/
3. 哈佛大学数据库课程网站:http://sites.fas.harvard.edu/~cs165/
4. ITPUB数据库技术社区:http://www.itpub.net/forum.php?gid=1
5. CSDN数据库频道:http://database.csdn.net/
6. 51CTO数据库频道:http://database.51cto.com/
7. 动态网站制作指南之数据库:http://www.knowsky.com/sql.asp
大纲修订人:石玉强 修订日期:2014年9月
大纲审定人:张世龙,曾宪贵,黄洪波 审定日期:2014年10月