数据库系统教学大纲.docx

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1、数据库系统Database System课程代码：15015190学 时 数：总学时56（讲课32、研讨0、实验24、实习实践0） 学 分 数：3.5课程类别：专业核心课 开课学期： 5主讲教师：专业核心课编写日期：2019年 5月 一、课程性质和目的 1.课程性质：数据库系统是计算机科学与技术、计算机科学与技术（创新实践班）、数据科学与大数据技术、网络工程专业的专业核心课。2.主要目的：讲解关系数据库的基本概念和基础理论，使学生掌握扎实的关系数据库理论基础。讲授关系的基本概念、关系数据模型、关系代数、关系演算、函数依赖、Armstrong公理、关系模式的分解、关系模式的规范化等内容。讲解关系

2、数据库操作语言SQL，使学生掌握通过SQL语句操纵和查询关系型数据库的方法。全面讲授SQL语言创建数据库、修改数据库、删除数据库、创建数据表、插入数据表、修改数据表、删除数据表、数据查询、视图、索引等方面的语言知识和应用方法。围绕Microsoft SQL Server，讲解关系数据安全管理相关知识，提升学生关系数据安全和运维方法。讲授数据库系统数据安全机制、完整性控制机制、并发控制技术和数据库的恢复技术。讲解关系数据设计方法，使学生掌握关系数据库的设计方法以及实现方法讲授关系数据库设计的步骤、方法。重点讲解使用E-R图进行数据库概念设计的方法以及数据库概念设计到物理设计的方法。讲解数据库技术

3、的前沿技术，拓展学生视野，为后续相关学习奠定基础。讲解有关分布式数据库、数据挖掘、大数据技术等内容，为学生后续开展大数据分析、数据挖掘、机器学习等内容的学习和研究奠定基础。通过实验环节，综合提高学生的数据库实际操作能力，为学生的后续发展打下坚实基础。二、课程教学内容、学时分配和课程教学基本要求 数据库系统课程的重点内容是数据库系统的基本概念和原理、关系数据模型、关系数据理论和关系数据库系统、SQL语言、数据库安全保护、数据库设计等内容。课程教学的基本要求是通过教学活动，使每一个学生较好地掌握课程的主要内容，能够运用数据库的理论、方法与技术解决一般的实际问题。课程的教学内容主要包括如下知识点：1

4、数据库系统概述 (理论4学时)教学内容：（1）数据库系统概论（数据和信息；数据库；数据库管理系统；数据库系统；数据管理技术的产生和发展；数据库系统的特点）。（2）数据库系统结构（数据库系统的体系结构；数据库系统的内部体系结构；数据库系统模式的概念；数据库系统的三级模式结构；数据库的二级映像功能与数据独立性；数据库系统的外部体系结构）。（3）数据模型（数据模型的组成要素；概念模型；层次模型；网状模型；关系模型；对象模型）。（4）数据库技术的研究领域。（数据挖掘、大数据、我国应用大数据提升政务治理能力、提升公众服务水平方面的案例等）基本要求：了解：信息、数据与数据处理的正确含义；数据管理技术发展的

5、3个阶段的特点；数据库系统的组成、结构；现实世界二级抽象和实体模型的基本概念和术语；层次、网状、关系和面向对象的模型的含义、特点和主要区别；大数据技术的特点。理解：数据库模式的概念；关系数据库的概念；数据库管理系统的三级模式结构的概念、原理和优势；数据逻辑独立性和独立性的含义。混合式教学方法：线上讲课教学2学时，线下讲课教学2学时。2关系模型 (理论6学时)教学内容：（1）关系模式及关系数据结构的形式化定义（关系的形式化定义；关系的性质；关系模式；关系数据库模式）。（2）关系的完整性（候选码和主码；关系的实体完整性；关系参照完整性；关系的用户自定义完整性）。（3）关系代数（关系代数的分类及运算

6、符；传统的集合运算；专门的关系运算）。（4）关系演算（元组关系演算；域关系演算）。基本要求：了解：域、笛卡尔积；关系的性质；关系模式定义；关系数据库模式定义；关系数据库定义；关系数据库语言的分类；域关系演算。理解：候选码、主码、外码的概念；实体完整性、参照完整性和用户定义完整性；元组关系演算。掌握：关系代数的传统集合运算；专门的关系运算（选择，投影，连接和除法）。混合式教学方法：线上讲课教学4学时，线下讲课教学2学时。3关系数据库标准语言-SQL语言 (实验12学时)教学内容：（1）SQL基本概念和特点（SQL标准化过程；SQL基本概念；SQL特点）。（2）SQL Server介绍（SQL发展

7、与版本；SQL Server主要组件）。（3）创建和使用数据库（数据库的结构；SQL Server数据库；数据库的创建；数据库的修改；数据库的删除；查看数据库信息）。（4）创建和使用数据表（数据类型；创建数据表；定义数据表约束；修改数据表；删除数据表；查看数据表）。（5）创建和使用索引（索引概述；索引类型；索引设计；索引使用和优化）。（6）数据查询(SELECT命令格式；条件查询；常用库函数；分组查询；查询排序；数据库连接查询；子查询；合并查询；存储查询结果到表中)。（7）数据操纵（修改数据；添加数据；删除数据）。（8）视图（创建视图；修改视图；删除视图；查询视图；更新视图）。（9）数据控制（

8、权限与角色；系统和数据库的授权；系统和数据库回收权限）。基本要求：了解：SQL基本概念和特点；SQL Server介绍；SQL发展与版本；索引使用和优化；SQL Server主要组件。理解：权限与角色；系统和数据库的授权；系统和数据库回收权限；索引概述；索引类型；SELECT命令格式；存储查询结果到表中；常用库函数；数据类型；视图的概念；使用Management Studio进行数据库、数据表的常用操作。掌握：使用SQL语句进行数据表的创建、修改、删除和查询；使用SELECT语言进行数据库的条件查询、分组查询、查询排序、数据库连接；子查询；使用SQL语句创建视图、删除视图；使用SQL语句修改数

9、据；添加数据和删除数据。混合式教学方法：线上实验教学4学时，线下实验教学8学时。实验一：建立数据库、表和数据完整性、查询操作（4学时）：了解SQL Server的安装方法和使用环境，掌握SQL语句进行数据库和数据表操作方法，了解Management Studio的工作环境，掌握SQL语言进行数据条件查询、分组查询、查询排序、连接查询、子查询的方法。实验二：数据更新、索引和视图操作（2学时）：掌握使用SQL语言进行数据更新的方法，掌握定义和使用视图的方法，掌握索引的使用方法实验三：使用程序设计语言连接数据库和数据库持久层构建方法（2学时）：理解通过程序设计语言连接及操纵数据库的方法，理解使用程序

10、设计语言构建关系数据库简单持久层的方法。4关系数据库理论 (理论8学时)教学内容：（1）规范化问题的提出。（2）函数依赖（定义；逻辑蕴含；函数依赖的推理规则；完全函数依赖；部分函数依赖；传递函数依赖；属性集闭包算法；候选码求解算法；函数依赖集的等价性；最小函数依赖）。（3）关系模式的分解（问题概述；无损连接分解；无损分解测试算法；保持函数依赖的分解）。（4）关系模式的范式（第一范式；第二范式；第三范式；BC范式）。（5）关系模式的规范化（关系模式规范化的步骤；关系模式规范化的要求）。基本要求：了解：规范化问题的提出；BC范式；函数依赖的形式化定义；函数依赖推理规则。理解：完全函数依赖；部分函数

11、依赖；传递桉树依赖；函数依赖集的等价性；无损连接分解；保持函数依赖的分解；关系模式规范化的步骤；关系模式规范化的要求。掌握：属性集闭包算法；候选码求解算法；最小函数依赖集；无损分解测试算法；第一范式；第二范式；第三范式。混合式教学方法：线上讲课教学4学时，线下讲课4学时。5数据库安全保护 (理论4学时，实验4学时)教学内容：（1）数据库安全性控制（数据库安全性含义；安全性控制一般方法；SQL Server安全性机制；SQL Server身份验证模式；SQL Server登录账号；SQL Server数据库账号）。（2）数据库完整性控制（数据完整性含义；完整性规则的组成；完整性约束条件的分类；数

12、据库完整性的实施；规则；默认）。（3）数据库并发控制（数据库并发性含义；事务性质；并发操作与数据不一致性；封锁）。（4）数据库的恢复（数据库恢复的含义；数据库恢复及其实现技术；数据库的故障和恢复的策略）。基本要求：了解：数据库安全性含义；安全性控制一般方法；SQL Server安全性机制；数据完整性含义；完整性约束条件的分类；数据库并发性含义；。理解：SQL Server身份验证模式；SQL Server登录账号；SQL Server数据库账号；完整性规则的组成；默认；事务性质；并发操作与数据不一致性；封锁；数据库恢复的含义；数据库的故障和恢复的策略。掌握：规则；数据库恢复及其实现技术。混合式

13、教学：线上教学2学时，线下理论2学时，实验4学时。实验一：数据库的安全性管理（2学时）：理解SQL Server登录账号建立、授权和删除方法；理解SQL Server数据库账号的关联、授权和删除方法。实验二：数据库完整性控制（2学时）：理解数据库完整性控制实施中规则和默认的创建、绑定、解除绑定、删除方法。6关系数据库的设计 (理论6学时，实验4学时）教学内容：（1）数据库设计的概述（数据库设计任务；数据库设计方法；数据库设计步骤；华人科学家在数据库设计领域中的贡献）。（2）系统需求分析（需求分析的任务；需求分析的方法）。（3）概念结构设计（概念结构设计的必要性；概念模型的特点；概念模型的E-R

14、表示方法；概念结构设计的方法和步骤）。（4）逻辑结构设计（逻辑结构设计的任务和步骤；关系模式的规范化；模式的评价和改进；）。（5）物理结构设计（物理结构设计的内容；评价物理结构）。（6）数据库实施与维护（数据库实施的重点；数据库运行维护的重点）。基本要求：了解：数据库设计任务；数据库设计方法；需求分析的任务；概念结构设计的必要性；概念模型的特点；关系模式的规范化；物理结构设计的内容；数据库实施的重点；数据库运行维护的重点。理解：数据库设计步骤；需求分析的方法；概念模型的E-R表示方法；逻辑结构设计的任务和步骤；模式的评价和改进；评价物理结构。掌握：概念结构设计的方法和步骤；概念结构设计到逻辑结

15、构设计的转换方法；逻辑结构设计到物理结构设计的转化方法。混合式教学：线上教学4学时，线下理论2学时，实验4学时。实验：业务应用系统的数据库设计以及数据库设计工具的使用（实验：4学时）：掌握使用E-R图进行业务应用系统概念结构设计的步骤、方法和注意事项；掌握概念结构设计向逻辑结构设计的转换方法；掌握逻辑结构设计向物理结构设计的转化方法；理解使用数据库建模工具进行概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计的自动化转化过程。7SQL Server 高级应用 (理论4学时，实验4学时)教学内容：（1）Transact-SQL程序设计（变量、批处理、流程控制命令、常用命令和常用函数）。（2）存储过程和触发

16、器（存储过程的概念；创建存储过程；查看存储过程；执行存储过程；修改存储过程；触发器概述；触发器工作原理；创建触发器；查看触发器；修改触发器；）。（3）备份和还原（数据库备份和还原概述；备份数据库的方法；还原数据库的方法）。基本要求：了解：T-SQL的常用命令和常用函数；存储过程的概念；触发器概述；数据库备份和还原概述。理解：T-SQL的变量和批处理；流程控制语句；查看和修改存储过程；触发器工作原理；查看和修改触发器。掌握：创建和执行存储过程；创建触发器；备份和还原数据库的方法。混合式教学：线上讲课教学2学时，线下讲课教学2学时、线下实验教学4学时。实验一：存储过程和触发器（2学时）：掌握存储过

17、程的创建和执行方法；掌握触发器的创建方法。实验二：数据库的备份和还原（2学时）：掌握数据库的备份和还原方法。三、本课程与其它课程的联系和分工 先导课程：离散数学（笛卡尔积和关系的相关概念）；数据结构（线性数据结构和树状数据结构）；操作系统（操作系统的作用）。后续课程：软件工程；No SQL数据库原理；机器学习；Java Web技术。四、本课程的考核方式 期末考试形式为笔试。总评成绩由平时成绩和期末成绩组成。平时成绩占30%-40%，期末考试占70%-60%。平时成绩由实验成绩、出勤成绩、随堂作业和课堂表现组成。五、建议教材与教学参考书 建议教材：1陈志泊，许福，韩慧，崔晓晖等. 数据库原理及应

18、用教程（第四版）. 北京：人民邮电出版社.建议教学参考书：1王珊，萨师煊.数据库系统概论（第四版）.北京：高等教育出版社.2David M. Kroenke等著，赵艳等译，数据库原理（第5版）. 北京：清华大学出版社.3Abraham Silberschatz，Henry F.Korth，S.Sudarshan著，杨冬青，唐世渭等译. 数据库系统概念. 北京：机械工业出版社.4Jeffrey D.Ullman,JenniferWidom著，史嘉权等译. 数据库系统基础教程. 北京：清华大学出版社.5Viktor Mayer-Schnberger著，盛扬燕，周涛译.大数据时代. 浙江：浙江人民出版社.执笔人：崔晓晖 审核人：李冬梅 教学副院长：孙楠 院学术委员会：淮永建 院长： 陈志泊7