《数据库原理》教学大纲.docx

数据库原理教学大纲课程编号：290304Z6课程名称：数据库原理（Database Principles）课程性质：必修（考试课）学分：2.5学分总学时：40学时理论学时：20学时实验学时：20学时先修课程：数据结构参考教材：1.王珊、萨师熠主编，数据库系统概论（第五版），高等教育出版社，2014.2. Abraham Silberschatz主编，数据库系统概念（第七版），机械工业出版社，2008.一、课程在培养方案中的地位、目的和任务数据库原理是数据管理的最新技术，是计算机科学的重要分支，它为计算机专业、管理 专业等众多学科提供利用计算机技术进行数据管理的基本理论知识，是计算机专业、管理专 业等学科的专业必修课。本课程主要介绍数据库的基本理论和应用方法。本课程的任务是通过各个教学环节，运用各 种教学手段和方法，使学生在掌握数据模型、数据库管理系统、数据库语言及数据库设计理 论等基本理论知识的基础上，逐步具有开发和设计数据库的能力，为进一步开发和设计大型 信息系统打下坚实基础。二、课程教学的基本要求.掌握数据库系统的基本原理，掌握数据库的实现技术。1 .能灵活使用关系数据库标准语言SQLo.掌握并能使用5个范式设计数据库。2 .掌握数据库的完整性、平安及并发控制等技术。3 .掌握基本的查询优化技术。4 .理解数据库恢复的实现技术。5 ,了解最新的数据库技术。三、课程学时分配四、考核理论局部实验局部讲授内容学时实验内容类型学时绪论2认识DBMS系统验证性2关系数据库2交互式SQL综合性6关系数据库标准语言SQL3平安性验证性2数据库平安性2完整性综合性2数据库的完整性2数据库设计设计型4关系数据理论2查询优化设计型2数据库设计3数据库备份与恢复验证型2关系查询处理和查询优化2数据库恢复技术2合计20201.考核方式：理论考核（笔试）、平时考核。2,成绩构成：平时成绩30%,理论考核70%。五、课程基本内容【理论课局部】第一章绪论（一）目的要求：1 .需要了解的：数据库管理技术产生和开展过程、数据库系统的优点和好处、层次数据模型 及网状数据模型的基本概念、数据库系统的组成、DBA的职责、数据库技术的主要研究领 域；.需要牢固掌握的：概念模型的基本概念及其主要建模方法一一E-R方法；通过E-R方法描 述现实世界的概念模型；关系数据模型的相关概念；数据库系统三级模式和两级映像的体系 结构；2 .重点：数据模型的概念；数据库系统体系结构；E-R方法；4,难点：E-R画法。（二）教学时数：2学时（三）教学内容：1 .数据库的基本概念；.数据管理技术的进展情况、数据模型、数据库技术产生和开展的背景；2 ,数据库系统的组成及数据库的体系结构；.数据库管理系统；3 ,数据库技术的研究领域。（四）教学方法：课堂讲授法。（五）教学手段：多媒体+板书。第二章关系数据库（一）目的要求：L需要了解的：关系数据库理论产生和开展的过程，关系数据库产品的开展；关系演算的概 念；2,需要牢固掌握的：关系模型的三个组成局部及各局部所包括的主要内容；牢固掌握关系数 据结构及其形式化定义；关系的三类完整性约束的概念；3.需要举一反三的：关系代数；关系代数中的各种运算，能够使用这些语言完成各种数据操 纵；4难点：本章的难点在于关系代数。由于关系代数较为抽象，因此在学习的过程中一定要结 合具体的实例进行学习。同时，要注意把握由具体语言到抽象语言的原那么。（二）教学时数：2学时（三）教学内容：1 .关系模型；.关系数据结构；2 ,关系的完整性;.关系代数。（四）教学方法：课堂讲授法。（五）教学手段：多媒体+板书。第三章关系数据库标准语言SQL（一）目的要求：L需要了解的：SQL产生和开展过程；SQL的特点；.需要牢固掌握的：SQL语言完成对数据库的查询、插入、删除、更新操作；2 .重点：SQL实现数据定义、数据更新、数据查询语句；4,难点：用SQL语言完成复杂查询。（二）教学时数：3学时（三）教学内容：LSQL产生和开展，SQL的特点；2.数据定义、数据更新、数据查询语句；3,表、索引、视图等数据库对象的定义、更新、查询语句。（四）教学方法：课堂讲授法。（五）教学手段：多媒体+板书。第四章数据库平安性（-）目的要求：数据库平安性问题和计算机系统的平安性是紧密联系的，计算机系统的平安性问题可分技术 平安类、管理平安类和政策法律类三大类平安性问题。我们讨论数据库的平安性，讨论数据 库技术平安类问题，即从技术上如何保证数据库系统的平安性；L需要了解的：什么是计算机系统平安性问题；什么是数据库的平安性问题；统计数据库的 平安性问题；2,需要牢固掌握的：TDITTCSEC标准的主要内容；C2级DBMS、Bl级DBMS的主要特征； 实现数据库平安性控制常用方法和技术有哪些;数据库中的自主存取控制方法和强制存取控 制方法；3,需要举一反三的：数据库平安型控制的常用方法和技术；使用SQL语言中的GRANT语 句和REVOKE语句来实现自主存取控制；难点：MAC机制中确定主体能否存取客体的存取规那么，读者理解并掌握存取规那么为什么要 这样规定，特别是规那么2。（二）教学时数：2学时（三）教学内容：1 .平安性概述（要求到达“理解”层次）；.数据库平安控制（要求到达“理解”层次）；2 .统计数据库平安性（要求到达“认识”层次）；.mysql数据库平安性（要求到达“认识”层次）。（四）教学方法：课堂讲授法。（五）教学手段：多媒体+板书。第五章数据库的完整性（一）目的要求：1 .需要了解的：什么是数据库的完整性约束条件；完整性约束条件的分类；数据库的完整性 与数据库的平安性概念的区别和联系；.需要牢固掌握的：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；用SQL 语言定义关系模式的完整性约束条件；2 .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；用SQL语言定义关 系模式的完整性约束条件；.难点：参照完整性的定义、检查及违约反响。（二）教学时数：2学时（三）教学内容：1 .关系模型三类完整性约束的定义机制；.关系模型三类完整性约束的检查机制；2 .关系模型三类完整性约束的违约反响。（四）教学方法：课堂讲授法。（五）教学手段：多媒体+板书。第六章关系数据理论（一）目的要求：1.需要了解的：什么是一个“不好”的数据库模式；什么是模式的插入异常和删除异常；规 范化理论的重要意义；2,需要牢固掌握的：关系的形式化定义；数据依赖及其相关术语的基本概念、范式的概念;从1NF到4NF的定义；规范化的含义和作用；3.重点：规范化的基本概念和1NF-4NF的规范化方法。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；4,难点：规范化方法的灵活运用。（二）教学时数：2学时（三）教学内容：1 .数据依赖、函数依赖、多值依赖等规范化基本概念；. 1NF-4NF范式的概念及规范化方法；2 ,模式分解的原那么和方法。（四）教学方法：课堂讲授法。（五）教学手段：多媒体+板书。第七章数据库设计（-）目的要求：本章讲解数据库设计方法和技术，内容的实践性较强；.需要了解的：数据库设计的特点；数据库物理设计的内容和评价；数据库的实施和维护;1 .需要牢固掌握的：数据库设计的基本步骤；数据库设计过程中数据字典的内容；数据库设 计各个阶段的具体设计内容、设计描述、设计方法等；.重点：数据库设计各阶段的主要任务和输出结果及各步骤的衔接与转化方法；2 .难点：E-R图的设计、E-R图向关系模型的转换和数据模型的优化。真正的难点是理论与 实际结合。（二）教学时数：3学时（三）教学内容：1 ,数据库设计概述；.需求分析；2 .概念结构设计；.逻辑结构设计；3 .数据库的物理设计；,数据库实施和维护；4 .数据库的运行和维护；（四）教学方法：课堂讲授法。（五）教学手段：多媒体+板书。第八章关系查询处理和查询优化（一）目的要求：1 .为了提高关系数据库的系统执行效率，RDBMS必须进行查询优化；由于关系查询语言具 有较高的语义层次，使RDBMS可以进行查询优化。这就是RDBMS查询优化的必要性和可 能性；.需要牢固掌握的：关系数据库的查询处理和查询优化；3,需要举一反三的：能够画一个查询的语法树以及优化后的语法树；难点：本章的难点在于优化算法，包括代数优化算法和物理优化算法。（二）教学时数：2学时（三）教学内容：L关系数据库系统查询处理；.关系数据库系统查询优化。（四）教学方法：课堂讲授法。（五）教学手段：多媒体+板书。第九章数据库恢复技术（-）目的要求：1.需要了解的：什么是数据库一致状态。数据库运行中可能产生的故障类型，他们如何影响 事务的正常执行，如何破坏数据库数据。数据转储的概念及分类。什么是数据库镜像功能; 2,需耍牢固掌握的：事务的基本概念和事务的ACID性质。数据库恢复的实现技术。日志文 件的内容及作用。登记日志文件所要遵循的原那么。具有检查点的恢复技术；.重点：恢复的基本原理，针对不同故障的恢复策略和方法；3 .难点：日志文件的使用和介质故障恢复策略。（二）教学时数：2学时（三）教学内容：1 ,数据库恢复的概念和常用术语；.数据库故障的分类和恢复步骤。（四）教学方法：课堂讲授法。（五）教学手段：多媒体+板书。【实验课局部】实验一认识DBMS系统（-）目的要求：1 .通过对某个商用数据库管理系统的使用，了解DBMS的工作原理和系统构架；.熟悉对DBMS的操作；2 .搭建今后实验的平台，推荐MYSQL。（二）教学内容：1 根据安装文件的说明安装数据库管理系统。在安装过程中记录安装的选择，并且对所作的 选择进行思考，为何要进行这样的配置，对今后运行数据库管理系统会有什么影响；.学会启动和停止数据库服务，思考可以用哪些方式来完成启动和停止；2 .了解数据库系统的组件。实验二交互式SQL（一）目的要求：1 .熟悉数据库的交互式SQL工具；.熟悉通过SQL对数据库进行操作；2 .完成作业的上机练习。（二）教学内容：在MYSQL中建立一个数据库，进行实验所要求的各种操作，所有的SQL操作均在此建立 的新库里进行；.数据定义；1 .数据操作；.视图的操作。实验三平安性（一）目的要求：1 .熟悉通过SQL对数据进行平安性控制；,完成书本上习题的上机练习。（二）教学内容：使用SQL对数据进行平安性控制，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 据操作的权力。实验四完整性（-）目的要求：1 ,熟悉通过SQL对数据进行完整性控制；.完成书本上习题的上机练习。（二）教学内容：使用SQL对数据进行完整性控制（3类完整性、CHECK短语、CONSTRAIN子句、触发器）。用实验证实，当操作违反了完整性约束条件时，系统是如何处理的。实验五数据库设计（一）目的要求：综合运用各章的知识，完成小型数据库系统底层的全面设计，初步掌握数据库系统开发的基 本方法。（二）教学内容：1 .需求分析，画出E-R图；.将E-R图转换为关系；2 .建立数据库表，设置实体完整性、域完整性和参照完整性；.建立视图。实验六查询优化（-）目的要求：L 了解数据库查询优化方法；2.学会分析查询的代价，并通过建立索引或者修改SQL语句来降低查询代价。（二）教学内容：查询优化可以考虑以下方法：1 .建立索引；.重写SQL语句（即查询重写）；2 .其他优化方法（调整参数，建立视图或临时表等）。实验七数据库备份与恢复（一）目的要求：1 .了解MYSQL的数据备份和恢复机制；.掌握MYSQL的数据备份和恢复的方法。（二）教学内容：备份数据库和恢复数据库的命令。在学生数据库中备份数据库，再恢复数据库。