《数据库原理与技术》教学大纲.docx

数据库原理与技术教学大纲、课程基本信息中文名称数据库原理与技术英文名称Database Principles and Technology适用专业物联网工程先修课程数据结构课程类别专业拓展课修读性质必修学分/学时3. 5学分/51学时（实践17学时）考核方式考试二、教学目标本课程是为物联网工程专业的本科生开设的学科基础课程之一，是毕业生从事信息技术工作的基础。本课程教学目标：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、方法和应用技术。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简单数据库应用系 统的基本能力。三、教学内容及基本要求第一章 绪论（6学时/2学时）（一）教学目标1 . 了解数据管理技术的开展；2 .理解常用的数据模型、数据库系统结构、数据库系统的组成；3 .掌握数据库系统的基本概念；4 .掌握实体-联系模型的概念和方法。（二）重点、难点重点：E-R方法、关系数据模型、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。难点：数据模型、数据库系统结构。（三）教学方法讲授法、演示法、实验法（四）教学内容1 .数据库系统概述（1）四个基本概念（2）数据管理技术的产生和开展（3）数据库系统的特点2 .数据模型（1）两大类数据模型（2）数据模型的组成要素（3）概念模型（4）最常用的数据模型（5）层次模型1 .并发控制概述2 .封锁3 .活锁和死锁（1）活锁（2）死锁4 .并发调度的可串行性（1）可串行化调度（2）冲突可串行化调度5 .两段锁协议6 .封锁的粒度（1）多粒度封锁（2）意向锁7 .小结（五）作业及要求习题H一： I, 2, 3, 9四、考核形式及成绩评定说明：（一）考核形式：期末考试为闭卷考试，考试范围和要求应符合本教学大纲对各章教学 内容的基本要求。（二）成绩评定：课程考核由平时作业及听课情况和期末考试成绩两局部组成，分别占 课程总成绩的30%和70%.五、教材与参考书教 材：王珊,萨师炮.数据库系统概论（第四版）.北京：高等教育出版社，2006参考书：1张瑜.数据库系统设计、实现与管理（第6版）.北京：清华大学出版社，2005.92施伯乐，丁宝康，汪卫.数据库系统教程（第2版）.北京：高等教育出版社，2003.73李春葆.数据库原理习题与解析（第3版）.北京：清华大学出版社，2006.94 Thomas Connolly,Caiolyn Begg.数据库系统-设计实现与管理.北京：电子工业出版 社，20035张迎新.数据库原理.、方法与应用.北京：高等教育出版社，2004.12六、其他需要使用多媒体教学，软件要求：Windows XP + PowerPoint + SQL Server七、课程学时分配表序号教学内容（章、节或篇名）学时分配作业、考查理论实践1第一章绪论62习题一：1,2, 7, 122第二章关系数据库62习题二：3,4,53第三章关系数据库标准语言SQL93习题三：3,4, 5, 114第四章数据库平安性31习题四:5,8,95第五章数据库完整性31习题五：2,3,66第六章关系数据理论62习题六：1,2,127第七章数据库设计62习题七：1,3,11,188第八章数据库编程21习题八：3,4,59第九章关系查询处理和查询优化21习题九：1,210第十章数据库恢复技术41习题十：125,811第十一章并发控制41习题H一： 1,2,3,9总课时5117（6）网状模型（7）关系模型.数据库系统结构（1）数据库系统模式的概念（2）数据库系统的三级模式结构（3）数据库的二级映像功能与数据独立性.数据库系统的组成.小结（五）作业及要求习题一:1, 2, 7, 12, 20, 22第二章 关系数据库（6学时/2学时）（一）教学目标. 了解元组关系演算和域关系演算：1 .理解笛卡尔积、关系、关系模式、关系数据库等重要概念；.掌握关系的实体完整性规那么和参照完整性规那么：2 .熟练掌握关系代数。（二）重点、难点重点：关系数据结构、完整性约束、关系代数、关系代数中的各种运算。难点：除、元组关系演算语言ALPHA及域关系演算语言QBE等。（三）教学方法讲授法、演示法、实验法（四）教学内容.关系数据结构及形式化定义（1）关系（2）关系模式（3）关系数据库.关系操作（1）基本关系操作（2）关系数据库语言的分类.关系的完整性（1）关系的三类完整性约束（2）实体完整性（3）参照完整性（4）用户定义的完整性0.关系代数（1）传统的集合运算（2）专门的关系运算.小结（五）作业及要求习题二：3, 4, 5第三章 关系数据库标准语言SQL （9学时/3学时）（一）教学目标1 .了解SQL语言的开展及其特点；2 .理解SQL语言的基本概念；3 .能熟练应用SQL语言表达各种数据操作（特别是数据查询）。（二）重点、难点重点：数据定义、数据查询、数据更新、数据插入。难点：带有EXISTS的相关子查询（三）教学方法讲授法、演示法、实验法（四）教学内容（1） SQL概述（1）SQL的产生与开展（2） SQL的特点（3） SQL的基本概念2 .学生-课程数据库3 .数据定义（1）数据库的定义与删除（2）基本表的定义、删除与修改6（3）索引的建立与删除4 .数据查询（1）单表查询（2）连接查询（3）嵌套查询（4）集合查询5 .数据更新（1）插入数据（2）修改数据（3）删除数据6 .视图（1）定义视图（2）查询视图（3）更新视图8（4）视图的作用7 .小结（五）作业及要求习题三：3, 4, 5, 11第四章 数据库平安性（3学时/I学时）（一）教学目标1 .了解计算机系统的平安性及可信计算机系统评测标准平安性;2 .理解数据库的平安性问题；3 .掌握数据库平安性控制的常用方法。（二）重点、难点重点:GRANT语句和REVOKE语句。难点：强制存取控制（MAC）机制中确定主体能否存取客体的存取规那么。（三）教学方法讲授法、演示法、实验法（四）教学内容1 .关系数据结构及形式化定义（1）关系（2）关系模式（3）关系数据库2 .计算机平安性概述（1）计算机系统的三类平安性问题（2）平安标准简介3 .数据库平安性控制概述（1）用户标识与鉴别（2）存取控制（3）自主存取控制方法（4）授权与回收（5）数据库角色（6）强制存取控制方法4 .视图机制5 .审计6 .数据加密7 .统计数据库平安性8 .小结（五）作业及要求习题四：5, 8, 9第五章 数据库完整性（3学时/I学时）（一）教学目标1 .掌握数据库完整性概念；2 .理解数据库完整性约束条件、联系关系系统深入理解DBMS的完整性控制；3 .掌握DBMS完整性控制机制的三个方面；4 .掌握SQL语言定义关系模式的完整性约束条件。（二）重点、难点重点：完整性约束条件的定义、完整性约束条件的检查和违约反响。难点：RDBYS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。（三）教学方法讲授法、演示法、实验法（四）教学内容1 .实体完整性（1）实体完整性定义（2）实体完整性检杳和违约处理2 .参照完整性（1）参照完整性定义（2）参照完整性检查和违约处理3 .用户定义的完整性（1）属性上的约束条件的定义（2）属性上的约束条件检查和违约处理（3）元组上的约束条件的定义（4）元组上的约束条件检查和违约处理4 .完整性约束命名子句5 .域中的完整性限制6 .触发器（1）定义触发器（2）激活触发器（3）删除触发器7 .小结（五）作业及要求习题五：2, 3, 6第六章 关系数据理论（6学时/2学时）（一）教学目标1 .理解数据依赖的公理系统；2 .掌握求关系模式侯选码的方法以及关系模式的范式级别的判定；3 .掌握保持函数依赖的3NF分解，保持无损连接的BCNE分解，以及同时保持函数依赖 和无损连接的3NF分解算法。（二）重点、难点重点：数据依赖的基本概念、范式的概念（1W, 2NF, 3NF, BCNF）、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、码的求解、 范式的判定。难点：多级依赖、4NF、数据依赖的公理系统。（三）教学方法讲授法、演示法、实验法（四）教学内容1 .关系数据结构及形式化定义（1）关系（2）关系模式（3）关系数据库2 .问题的提出3 .规范化（1）函数依赖（2）码（3）范式（4） 2NF（5） 3NF（6） BC 范式（BCNF）（7）多值依赖（8） 4NF（9）规范化小结3 .数据依赖的公理系统4 .模式的分解5 .小结（五）作业及要求习题六:1, 2, 12第七章 数据库设计（6学时/2学时）（一）教学目标1 . 了解数据库设计的重要性；2 .熟悉数据库设计中每个阶段的设计内容、设计方法和工具；3 .重点掌握概念设计和逻辑设计两个阶段；4 .掌握E-R图的设计，E-R图向关系模型的转换。（二）重点、难点重点：概念设计和逻辑设计。难点：E-R图的设计和数据模型的优化、理论与实际的结合。（三）教学方法讲授法、演示法、实验法（四）教学内容1 .数据库设计概述（1）数据库设计的特点（2）数据库设计方法（3）数据库设计的基本步骤（4）数据库设计过程中的各级模式2 .需求分析（1）需求分析的任务（2）需求分析的方法（3）数据字典3 .概念结构设计（1）概念结构（2）概念结构设计的方法与步骤（3）数据抽象与局部视图设计（4）视图的集成4 .逻辑结构设计（1）E-R图向关系模型的转换（2）数据模型的优化（3）设计用户子模式5 .数据库的物理设计（1）数据库物理设计的内容和方法（2）关系模式存取方法选择（3）确定数据库的存储结构（4）评价物理结构6 .数据库实施和维护（1）数据的载入和应用程序的调试（2）数据库的试运行（3）数据库的运行与维护7 .小结（五）作业及要求习题七：1, 3, 11, 18第八章数据库编程（2学时/I学时）（一）教学目标1 .了解嵌入SQL中游标的概念和使用方法；2 .了解PL/SQL和存储过程的基本概念，基本结构，语句语法和用法;3 .了解使用ODBC开发应用系统的体系结构。（二）重点、难点重点：游标、存储过程、ODBC。难点：数据库应用程序设计。（三）教学方法讲授法、演示法、实验法（四）教学内容1 .关系数据结构及形式化定义（1）关系（2）关系模式（3）关系数据库2 .嵌入式SQL（1）嵌入式SQL的处理过程（2）嵌入式SQL语句与主语言之间的通信（3）不用游标的SQL语句（4）使用游标的SQL语句3 .存储过程（1）PL/SQL的块结构（2）变量常量的定义（3）控制结构（4）存储过程4 . ODBC编程（1）数据库互连概述（2） ODBC工作原理概述5 .小结（五）作业及要求习题八：3, 4, 5第九章关系查询处理和查询优化（2学时/I学时）（一）教学目标1 . /解关系数据库查询优化的重要性；2 . 了解查询处理各个步骤的主要功能；3 .能够把SQL语句转换成查询树，对查询树进行代数优化，转换成优化的查询树;4 .了解物理优化的基本方法。（二）重点、难点重点：代数优化和物理优化。难点：代数优化和物理优化。（三）教学方法讲授法、演示法、实验法（四）教学内容1 .关系数据结构及形式化定义（1）关系（2）关系模式（3）关系数据库2 .关系数据库系统的查询处理（1）查询处理步骤（2）实现查询操作的算法例如3 .关系数据库系统的查询优化（1）查询优化概述2 2） 一个实例3 .代数优化（1）关系代数表达式等价变换规那么（2）查询树的启发式优化（增）4 .物理优化（1）基于启发式规那么的存取路径选择优化（2）基于代价的优化5 .小结（五）作业及要求习题九：1, 2第十章数据库恢复技术（4学时/I学时）（一）教学目标1 .了解恢复的实现技术；2 .掌握事务及其特性；3 .掌握事务故障、系统故障、介质故障的恢复策略。（二）重点、难点重点：事务及其特性、实现数据库恢复的技术及策略难点：实现数据库恢复的技术及策略（三）教学方法讲授法、演示法、实验法（四）教学内容1 .关系数据结构及形式化定义（1）关系（2）关系模式（3）关系数据库2 .事务的基本概念3 .数据库恢复概述4 .故障的种类5 .恢复的实现技术（1）数据转储（2）登记日志文件6 .恢复策略（1）事务故障的恢复（2）系统故障的恢复（3）介质故障的恢复7 .具有检查点的恢复技术8 .数据库镜像9 .小结（五）作业及要求习题十：1, 2, 5, 8第十一章并发控制（4学时/I学时）（一）教学目标1 .了解封锁的粒度；2 .理解并发操作引起数据不一致性的三种情形：3 .熟悉活锁、死锁及死锁的预防方法；4 .掌握X锁、S锁和三级封锁协议；5 .掌握并发调度的可串行性、两段锁协议。（二）重点、难点重点：数据不一致性（丧失修改、不可重复读、读“脏数据”）、封锁技术、封锁协议、 活锁和死锁、并发调度的可串行性难点：两段锁协议、并发调度的可串行性、意向锁（三）教学方法讲授法、演示法、实验法（四）教学内容1.关系数据结构及形式化定义（1）关系（2）关系模式（3）关系数据库