《数据库基础》课程教学大纲.docx

数据库基础课程教学大纲课程英文名称：Introduction to Database课程编号：HZ 162490课程类别：学科（大类）教育平台课程性质：必修学 分：2.5学 时：40 （其中：讲课学时：32实验学时：8上机学时:8）适用专业：地理信息科学开课部门：环境与资源学院测绘与地理信息工程系先修课程：高等数学B1、大学计算机（理工A）后续课程：空间数据库、GIS软件工程、WebGIS技术、GIS二次开发等一、课程目标通过本课程的学习，应使学生具备以下能力：1 .掌握数据库技术的基础理论，掌握关系数据库和非关系数据库的基本理 论，能够掌握查询和索引，建立初步的计算思维。2 .理解数据库设计的核心任务和工程化设计思想，能够根据数据库设计的 基本步骤和规范化要求进行数据库设计。3 .掌握主流数据库管理软件，以开源数据库软件PostgreSQL为例，掌握其 基本操作方法，能够运用PostgreSQL进行数据库的建库、查询、数据操纵、窗 体使用和数据访问，在此基础上了解数据库恢复技术、并发控制和分布式部署等。4 . 了解数据库开发工具程序设计的基本原理和方法，引导学生利用数据库 开发工具（如C#）和PostgreSQL数据库管理系统软件完成一个简单的数据库系 统开发。二、课程目标与毕业要求的对应关系三、教学内容与教学方法和课程目标的对应关系课程目标指标点毕业要求课程目标11.2建立计算思维基本概念和思维 方法，具备较好的计算思维能力。1工程知识：掌握数学、自然科学、地理信息基础和专 业知识，具备地球空间数据采集、获取与应用能力、地 球空间信息数据处理与建库能力。课程目标2、3、45.2能够运用现代工程工具和信息 技术工具进行地理信息工程设计与 技术开发。5能够针对复杂地理信息工程问题，开发、选择与使用 恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具。单元数据库基础理论教学环节数据库基础实验教学环节教学内容教学方法课程目标实验工程课程目标犯教学环节训练环 节1绪论授课4学时作业12关系数据库授课4学时作业13关系数据库语言SQL授课4学时作业2、3基于PostgreSQL的数据库定义与操作语言（1学时）4数据库平安性和完 整性授课4学时作业2、3基于PostgreSQL的安 全性语言、完整性语 言和触发器（1学时）5关系规范化理论授课2学时作业26数据库设计授课2学时作业37PostgreSQL 数据库 创立授课2学时作业338数据库管理系统中 查询处理和事务管 理的基本概念和基 础知识授课2学时作业4基于PostgreSQL查询 处理、查询优化、数 据库恢复、并发控制 等操作（2学时）9数据库系统开发实 例讲解授课8学时作业4数据库系统开发（4 学时）、课程的主要内容及基本要求（一）理论学时局部第1单元绪论（4学时，支撑课程目标1）知识点数据库系统的基本概念；数据模型;数据库系统的结构；数据库系统的组成； 数据库技术面临的挑战。重 点数据库系统的基本概念；数据模型的常见类型；数据库系统的三级模式和二 级映像。难 点数据模型的常见类型及其优缺点；数据库系统三级模式和二级映像。基本要求.识 记：数据；数据处理；数据库；数据库系统；数据管理；数据库 管理系统；数据仓库；现实世界；概念世界；数据世界；联系；层次模 型；网状模型；关系模型；外模式；内模式；三级模式；二级映像。1 .领 会：数据库系统的结构；数据库系统组成；数据库技术的开展趋 势。2 .简单应用：区别数据模型的常见类型；体会数据库系统三个模式的关系。3 .综合应用：根据数据库的体系结构来分析访问数据的过程。第2单元关系数据库（4学时，支撑课程目标1）知识点关系模型的组成；关系数据结构；关系操纵集合；关系完整性约束；关系的 完整性；关系代数；关系演算重 点关系数据结构；关系操作；关系代数；关系的完整性。难 点关系代数基本要求1 .识 记：关系模型的组成；域；关系；候选码；主码；主属性；非码 属性；全码；关系模式；选择；投影；连接；除；并；差；交；笛卡尔 积；实体完整性规那么；参照完整性；用户定义完整性。2 .领 会：关系操纵；关系代数的运算规那么；基本关系的性质；关系的 三类完整性约束。3 .简单应用：能够使用关系代数进行关系间运算。4 .综合应用：能够设计E-R模型并根据规那么转化为表，并作关系间运算。第3单元关系数据库语言SQL（5学时，支撑课程目标3）知识点查询与表；常见的查询；SQL语言的特点；创立选择查询；表达式中的元 素；在查询中执行计算；利用向导建立查询；创立参数查询；交叉表查询；操作 查询；SQL查询；SQL-SELECT命令的语法格式；查询的翻开与修改。重 点创立选择查询；创立参数查询；交叉表查询；操作查询；SQL查询； SQL-SELECT命令的语法格式。难 点在查询中执行计算；SQL查询；SQL-SELECT命令的语法格式。基本要求.识 记：选择查询；参数查询；交叉表查询；操作查询；SQL查询; 表达式；查询准那么；操作符；文字；标示符；函数；行标题；列标题。1 .领 会：查询与表的关系；利用查询可以完成的功能；SQL语言的特 点；选择查询中为哪个字段添加“准那么”和添加什么样的“准那么”；创 建参数查询的步骤；SQL的体系结构；创立SQL查询的步骤。2 .简单应用：能够操作查询进行删除；更新；生成表；追加等工作。3 .综合应用：能够创立SQL查询并进行数据定义；SELECT语句数据查询； 数据更新操作。第4单元数据库平安性和完整性（5学时，支撑课程目标2）知识点数据库的不平安因素；平安标准；数据平安性控制；用户身份鉴别；存取控 制；自主存取控制；授权；强制存取控制；视图机制；审计；数据加密；推理控制；隐蔽信道； 数据隐私；实体完整性；参照完整性；用户定义完整性；完整性约束语句；断言； 触发器。重 点数据平安性控制；数据完整性约束。难 点数据平安性控制；数据完整性约束。基本要求.识 记：存取控制；自主存取控制；授权；强制存取控制；视图机制； 审计；数据加密；推理控制；隐蔽信道；数据隐私；实体完整性；参照 完整性；用户定义完整性；完整性约束语句。1 .领 会：数据库的不平安因素；平安标准；数据平安性控制；用户身 份鉴别；视图机制；审计；数据加密；断言；触发器。2 .综合应用：使用SQL中的DCL语句实现数据库平安性；掌握完整性设 计及完整性语言的使用方法，并设计SQL语句验证完整性约束是否起 作用。第5单元关系规范化理论（2学时，支撑课程目标2）知识点范式；第一范式；第二范式；数据依赖；函数依赖；多值依赖；码；规范化； Armstrong公理系统。重 点规范化；数据依赖的公理系统。难 点第一范式；第二范式；数据依赖。基本要求.识 记：范式；第一范式；第二范式；数据依赖；函数依赖；多值依 赖；码。1 .领会：规范化；Armstrong公理系统。2 .综合应用：按照关系模式的规范化基本思想融入数据库系统建设各个阶 段中。第6单元数据库设计（2学时，支撑课程目标2）知识点数据库设计思路；数据库设计的基本步骤；需求分析；概念结构设计；E-R 模型；逻辑结构设计；E-R模型转换为关系模型；物理设计。重 点数据库设计思路；数据库设计的基本步骤。难 点数据库设计思路；数据库设计的基本步骤；E-R图的集成。基本要求.识 记：模型转换；需求分析；概念结构设计；E-R模型；逻辑结构 设计；E-R模型转换为关系模型；物理设计。1 .领 会：数据库设计的思路；数据库设计的基本步躲。2 .简单应用：能够进行实体类型的转换和联系的转换。3 .综合应用：根据数据库设计步骤，设计一个简单的数据库系统方案。第7单元PostgreSQL数据库创立（2学时，支撑课程目标3） 知识点PostgreSQL 简介；PostgreSQL 基本功能；PostgreSQL（V. 9. 2. 24）的工作界 面；数据库创立；创立数据库；创立数据表；字段的数据类型；字段的属性；字 段大小；字段的说明；表的视图；数据表创立步骤；表间关系的创立；表的索引； 修改表结构；表中数据的操作；设置数据表格形式；数据的导入和导出。 重 点数据表创立步骤；表间关系的创立；修改表结构。难 点表间关系的创立；修改表结构。基本要求.识 记：数据库；数据库对象；表和关系；查询；窗体；表；数据访 问；模块；功能区；导航窗格；视图；命令选项；字段；索引；格式; 导入；导出。1 .领 会：数据表和元组的基本操作方法。2 .简单应用：能够正确确定数据表中数据间的关系；能够对一个数据表进 行修改。3 .综合应用：能够基于PostgreSQL创立一个数据库并建立合适的数据表， 并创立表间关系。第8单元数据库管理系统中查询处理和事务管理的基本概念和基础知识（4学时, 支撑课程目标3）知识点查询处理；查询分析；查询检查；查询执行；查询优化；代数优化；物理优 化。重 点查询处理；查询优化。难 点查询处理；查询优化。基本要求.识 记：查询处理；查询分析；查询检查；查询执行；查询优化；代 数优化；物理优化。1 .领 会：启发式代数优化、基于规那么的存取路径优化和基于代价估算 的优化。2 .综合应用：使用命令分析查询执行计划、利用索引优化查询性能、优化 SQL语句。第9单元数据库系统开发实例讲解（12学时，支撑课程目标3）知识点C#开发环境；窗体；常用控件；对话框的设计，菜单、工具栏和状态条；数 据库前端开发；数据库设计；系统设计；系统实现；系统测试；系统运行。重 点系统设计；系统实现难 点系统设计；系统实现。基本要求.识 记：数据库设计；查询设计；表设计；窗体设计。1 .领 会：系统设计的流程。2 .简单应用：能根据需求进行数据库系统设计。3 .综合应用：能够结合这章和前面内容的学习，完成一个简单数据库系统 的开发，主要包括数据库的建立；数据输入；创立查询；建立窗体；关 系表操作等内容。【学时分配】知识单元理论学时第1单元绪论4第2单元关系数据库4第3单元关系数据库语言SQL4第4单元数据库平安性和完整性4第5单元关系规范化理论2第6单元数据库设计2第7单元PostgreSQL数据库创立2第8单元数据库管理系统中查询处理和事务管理的基本概 念和基础知识2第9单元数据库系统开发实例讲解8合计32（二）实验学时局部实验教学环节作用及目的数据库基础是一门和计算机联系紧密的课程，实验教学是该课程重要的教学 环节。通过实验教学，既可以验证、巩固和补充课堂讲授的理论知识，又可以锻 炼学生的动手操作能力，培养学生的计算思维和系统设计开发能力以及计算机编 程基础，为后续的空间数据库、GIS软件工程等课程打下良好的基础。实验教学环节培养学生能力标准使学生能够学会和掌握PostgreSQL数据库语言，能够运用PostgreSQL进行 数据库操作，包括数据库创立、查询、窗体、表等内容；能够基于C#和PostgreSQL 进行简单的数据库系统开发。实验工程、内容、学时分配及实验类型1、必开实验序号实验工程实验内容学时实验类型（演示；验证；综 合；设计研究）每组学生 人数支撑课程 目标1数据库定义与操作语言基于PostgreSQL进行数据 库的创立、查询、窗体、报 表等操作1验证132平安性语言、完整性语言和触发器基于PostgreSQL进行数据 平安性、完整性和触发器等 设置1验证143查询处理和查询优化基于PostgreSQL查询处理、 查询优化、数据库恢复、并 发控制等操作2设计研究144数据库系统开发实;列基于PostgreSQL进行简单的数据库系统开发4设计研究4542、主要仪器设备电脑；PostgreSQL软件；C#软件等。五、教学方法与手段1 .本课程是一门理论与实践结合较强的课程，故要坚持理论联系实际的教 学方法，不断地吸收总结数据库先进理论知识和最新的实践动态，以重构教学流 程和创新教学方式为路径，以情境创设为手段，以整合教学资源和拓展教学空间 为保障，通过反复探索和实践，不断提高教学的质量和实用性。2 .坚持传统教学手段与现代教学手段相结合，理论教学应以多媒体为主； 板书配合的方式展开，实验教学应着重培养学生的动手操作能力。教学内容安排 要突出重点和难点，积极应用多媒体教学技术，尽可能把抽象的理论转化为具体 的图像，使复杂的理论变得简单、直观，力求化难为易，努力提高学生的学习兴 趣。3 .注重应用启发式教学，多开展课堂讨论，引导学生积极思考问题、分析 问题，培养学生独立思考的能力。4 .注重课后练习，实际操作较强的教学内容安排课后作业，大力培养学生 动脑、动手、独立解决问题的能力。六、考核要求、方式与成绩评定考核要求：考核内容需覆盖大纲中各知识单元全部教学内容，主要为教材中 重要的基本原理和方法，亦会少量涉及到补充内容和布置的参考资料内容。考核形式：考试+考查。成绩评定：采用百分制，实行结构评分，其中期末考试占50%,平时考查占 50%,期末考试和平时考查均采用百分制，按各自比重计算课程成绩。平时考查 包括课程实验、作业和课堂表现，课程实验占50%,作业占30%,课堂表现占 20%,具体评定如下：考核工程评价环节评估课程目标对应毕业要求平时考查（50分）课程实验（50%）课程目标3、45.2作业成绩（30%）课程目标2、3、45.2课堂表现（20%）课程目标1、 2、 3、 41.2、 5.2期末考试（50分）名词解释，填空，简 答题，综合等题型等课程目标1、 2、 3、 41.2、 5.2平时考查成绩评定分为课程实验成绩、作业成绩和课堂表现成绩,每项都按 百分制评分，最后按各自比重计算平时考查成绩，评定标准如下：评定工程评估课程目标内容分值总分值课程 实验课程目标 3、4未独立完成实验，实验方法不正 确，不能得到正确结果，未按要 求完成实验报告0-60100分独立完成实验，实验过程存在一 些错误，实验结果基本正确，实 验报告内容基本满足要求60-75独立完成实验，实验过程正确， 实验结果合理但不完美，实验报 告内容完整75-90独立完成实验，实验过程正确，90-100实验结果合理，实验报告内容充 实、总结深刻作业课程目标 2、3、4未独立完成作业，计算过程和结 论不正确0-60100分独立完成作业，方法运用正确， 计算过程有较多错误，计算结果 不正确60-75独立完成作业，计算过程有少许 错误，结论基本合理75-90独立完成作业训练题目，计算过 程正确，结论合理90-100课堂 表现课程目标1、 2、 3、 4不按时出勤，不能认真听讲，做 与上课无关的事，不参加课堂讨 论，不能正确回答课堂提问0-60100分按时出勤，课堂较认真听讲，被 动参与课堂讨论，不主动回答课 堂问题60-75按时出勤，课堂认真听讲，主动 参与课堂讨论，能够正确回答课 堂提问75-90按时出勤，课堂认真听讲，主持 小组的课堂讨论，能够积极主动 且正确地回答课堂提问90-100七、选用教材、讲义和主要参考书1 .推荐教材：数据库系统概论（第5版），王珊 萨师煌，高等教育出版社，2014年9 月。2 .推荐参考书：PostgreSQL数据库内核分析，彭智勇 彭煜玮，机械工业出版社，2012 年1月。八、大纲说明本大纲根据【西南科技大学本科人才培养方案2019版（修订）】中地理 信息科学专业培养方案制订。数据库基础是地理信息科学专业的一门专业核心课程，在教学中应将 重点放在关系数据库原理、数据库设计以及数据库系统开发，帮助学生打牢数据 库理论基础和编程基础，应力求使学生做到举一反三。同时要重视实验环节的教 学，将实验环节作为课程考核一个重要组成局部，努力提高学生的动手能力和专 业素养。