課程簡介
Course Introduction
教學(xué)大綱
Teaching Syllabus
Principles & Application of Database
一、課程基本信息
學(xué) 時:64（理論48，實驗16）
學(xué) 分:4.0
考核方式:閉卷考試（期末考試成績占70%，平時成績占30%）
中文簡介:本課程是計算機類相關(guān)專業(yè)學(xué)生學(xué)習的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，主要講授數(shù)據(jù)庫的基本理論和應(yīng)用方法。如數(shù)據(jù)庫的基本知識和一些基本原理，包括數(shù)據(jù)庫中的一些基本概念、數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)和關(guān)系代數(shù)等相關(guān)知識，并在此基礎(chǔ)上，給學(xué)生講述數(shù)據(jù)庫的標準語言SQL、數(shù)據(jù)庫的安全性和完整性控制、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的恢復(fù)和并發(fā)控制、以及數(shù)據(jù)庫的設(shè)計和關(guān)系規(guī)范化理論，對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的開發(fā)也做介紹。
二、教學(xué)目的與要求
數(shù)據(jù)庫技術(shù)是計算機科學(xué)技術(shù)中發(fā)展最快的領(lǐng)域之一，也是應(yīng)用最廣的技術(shù)之一。數(shù)據(jù)庫技術(shù)是計算機科學(xué)的重要分支，數(shù)據(jù)庫技術(shù)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)已經(jīng)成為計算機信息系統(tǒng)的核心技術(shù)和重要基礎(chǔ)。
《數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用》是本科計算機專業(yè)和信息系統(tǒng)信息管理等相關(guān)專業(yè)的專業(yè)主干課程，是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的第一門課程。通過本課程學(xué)習，使學(xué)生系統(tǒng)地掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本原理和基本技術(shù)。要求在掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念的基礎(chǔ)上，能熟練使用SQL語言在某一個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)上進行數(shù)據(jù)庫操作；掌握數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法和步驟，具有設(shè)計數(shù)據(jù)庫模式以及開發(fā)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的基本能力。
本課程教學(xué)的基本要求是:
1.明確本課程的地位、性質(zhì)與任務(wù)及主要研究對象，了解目前數(shù)據(jù)庫的流行趨勢和先進的知識。
2.重點掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本知識、基本原理與基本應(yīng)用。
3.掌握數(shù)據(jù)庫模型的概念及設(shè)計。
4.重點掌握對關(guān)系的操作，包括關(guān)系代數(shù)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫標準語言SQL。
5.掌握對數(shù)據(jù)庫的控制，包括安全性控制、完整性控制、數(shù)據(jù)庫恢復(fù)和并發(fā)控制。
6.掌握數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化理論。
7.掌握數(shù)據(jù)庫的設(shè)計步驟，重點是結(jié)合實際需求設(shè)計滿足要求的數(shù)據(jù)庫，并在此基礎(chǔ)上，選擇自己熟悉的開發(fā)語言，可以完成對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)。
三、教學(xué)方法與手段
授課主要采用多媒體授課的方式，并引用任務(wù)驅(qū)動方法，引導(dǎo)學(xué)生進行各章節(jié)的學(xué)習，再加上平時課堂的提問、抽查、作業(yè)等，目的是通過互動式個性化學(xué)習，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。授課過程中，針對某些重要問題，要求小組進行討論，統(tǒng)一提交作業(yè)。同時，開放網(wǎng)上在線學(xué)習，幫助學(xué)生課余時間進行學(xué)習。
四、教學(xué)內(nèi)容及目標
教學(xué)內(nèi)容 | 教學(xué)目標 | 學(xué)時分配 |
第一章 緒論 | ||
第一節(jié) 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述 | 理解 | 2 |
第二節(jié) 數(shù)據(jù)模型 | 掌握 | 2 |
第三節(jié) 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) | 掌握 | 1 |
第四節(jié) 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的新發(fā)展 | 了解 | 1 |
重點: 1．數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 2．數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點 3．數(shù)據(jù)模型:數(shù)據(jù)模型的組成要素 4．概念模型的表示方法:實體-聯(lián)系模型（E-R圖的表示方法） 難點:數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu) | ||
衡量學(xué)習是否達到目標的標準: 能否熟練掌握所要求的重點和難點。 | ||
第二章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫 | ||
第一節(jié) 關(guān)系 | 掌握 | 1.5 |
第二節(jié) 關(guān)系代數(shù) | 掌握 | 3 |
第三節(jié) 查詢優(yōu)化 | 掌握 | 2 |
第四節(jié) 關(guān)系演算 | 了解 | 0.5 |
重點: 1．關(guān)系模型 2．關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義:域、笛卡爾積、元組、關(guān)系、侯選碼、主碼、關(guān)系模式、關(guān)系數(shù)據(jù)庫 3．關(guān)系的完整性:實體完整性、參照完整性、用戶定義的完整性 難點: 1．關(guān)系代數(shù):并、差、交、廣義笛卡爾積等傳統(tǒng)的集合運算；選擇、投影、連接、除等專門的關(guān)系運算 2．關(guān)系演算:元組關(guān)系演算；域關(guān)系演算 3. 查詢優(yōu)化:關(guān)系代數(shù)的優(yōu)化算法 | ||
衡量學(xué)習是否達到目標的標準: 能否熟練掌握所要求的重點和難點。 | ||
第三章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫標準語言SQL | ||
第一節(jié) SQL概述 | 理解 | 0.5 |
第二節(jié) 數(shù)據(jù)定義 | 掌握 | 1.5 |
第三節(jié) 數(shù)據(jù)查詢 | 掌握 | 5 |
第四節(jié) 數(shù)據(jù)更新 | 掌握 | 2 |
第五節(jié) 視圖 | 掌握 | 2 |
第六節(jié) 數(shù)據(jù)控制 | 了解 | 0.5 |
第七節(jié) 不完善的SQL | 了解 | 0.5 |
重點: 1．SQL的特點及SQL語言的基本概念。 2．數(shù)據(jù)定義:定義表、刪除表、修改表，建立和刪除索引。 3．單表查詢:選擇表中的若干列、選擇表中的若干元組、查詢結(jié)果排序、分組。 4．連接查詢:等值連接、自身連接、外連接、復(fù)合條件連接。 難點: 1．嵌套查詢:帶IN謂詞的子查詢；帶比較運算符的子查詢，帶謂詞的子查詢。 2．數(shù)據(jù)更新:插入、刪除、修改。 3．視圖:定義視圖、查詢視圖、更新視圖、刪除視圖。 4．數(shù)據(jù)控制:授權(quán)與收回。 | ||
衡量學(xué)習是否達到目標的標準: 能否熟練掌握所要求的重點和難點，要求牢固掌握SQL，能夠根據(jù)實際需要寫出對應(yīng)的SQL語句是最終目的。 | ||
第四章 關(guān)系規(guī)范化理論 | ||
第一節(jié) 問題的提出 | 理解 | 1 |
第二節(jié) 規(guī)范化理論 | 掌握 | 1.5 |
第三節(jié) 關(guān)系模式的分解 | 掌握 | 1.5 |
重點: 1. 規(guī)范化理論的重要意義。 2. 牢固掌握數(shù)據(jù)依賴的基本概念，范式的概念，從1NF到4NF的定義，規(guī)范化的含義和作用。 3. 需要舉一反三的:四個范式的理解與應(yīng)用，各個級別范式中存在的問題（插入異常、刪除異常、數(shù)據(jù)冗余）和解決方法。 難點: 1. 能夠根據(jù)應(yīng)用語義，完整地寫出關(guān)系模式的數(shù)據(jù)依賴集合，并能根據(jù)數(shù)據(jù)依賴分析某一個關(guān)系模式屬于第幾范式。 2. 各個級別范式的關(guān)系及其證明。 | ||
衡量學(xué)習是否達到目標的標準: 能否熟練掌握所要求的重點和難點，要求能夠?qū)嶋H的應(yīng)用進行規(guī)范化設(shè)計。 | ||
第五章 數(shù)據(jù)庫設(shè)計 | ||
第一節(jié) 數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述 | 理解 | 0.5 |
第二節(jié) 需求分析 | 掌握 | 1 |
第三節(jié) 概念結(jié)構(gòu)設(shè)計 | 掌握 | 1.5 |
第四節(jié) 邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計 | 掌握 | 1 |
第五節(jié) 物理結(jié)構(gòu)設(shè)計 | 理解 | 0.5 |
第六節(jié) 數(shù)據(jù)庫實施、運行和維護 | 理解 | 0.5 |
重點: 1. 掌握數(shù)據(jù)庫設(shè)計步驟和數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程中的各級模式設(shè)計方法。特別是數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)的設(shè)計和邏輯結(jié)構(gòu)的設(shè)計，這是數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程中最重要的兩個環(huán)節(jié)。 2. 牢固掌握用E-R圖來表示概念模型的方法，掌握E-R圖的設(shè)計，E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換。 難點:技術(shù)上的難點是E-R圖的設(shè)計和數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化，包括對現(xiàn)實世界進行抽象的能力，提取實體、屬性、實體型之間的聯(lián)系，正確劃分實體與屬性的能力。真正的難點是理論與實際的結(jié)合。 | ||
衡量學(xué)習是否達到目標的標準: 能否熟練掌握所要求的重點和難點，關(guān)鍵是能夠?qū)嶋H的應(yīng)用進行數(shù)據(jù)庫設(shè)計。 | ||
第六章 數(shù)據(jù)庫安全和完整性 | ||
第一節(jié) 概述 | 理解 | 0.5 |
第二節(jié) 數(shù)據(jù)庫的安全 | 掌握 | 1 |
第三節(jié) 數(shù)據(jù)庫的完整性約束 | 掌握 | 2 |
第四節(jié) SQL的完整性控制 | 掌握 | 1.5 |
重點: 1. 使用SQL中的GRANT 語句和 REVOKE 語句來實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的自主存取控制功能。 2. 使用SQL中CREATE ROLE語句創(chuàng)建角色，用GRANT 語句給角色授權(quán)。 3. 掌握視圖機制在數(shù)據(jù)庫安全保護中的作用。 4. 牢固掌握DBMS完整性控制機制的三個方面，即完整性約束條件的定義、完整性約束條件的檢查和違約反應(yīng)。需要舉一反三的:用SQL語言定義關(guān)系模式的完整性約束條件。包括定義每個模式的主碼；定義參照完整性；定義與應(yīng)用有關(guān)的完整性。 難點: 1. 強制存取控制（MAC）機制中確定主體能否存取客體的存取規(guī)則，同學(xué)們要理解并掌握存取規(guī)則為什么要這樣規(guī)定。 2. RDBMS如何實現(xiàn)完整性的策略，即當操作違反實體完整性、參照完整性和用戶定義的完整性約束條件時，RDBMS如何進行處理，以確保數(shù)據(jù)的正確與有效。其中比較復(fù)雜的是參照完整性的實現(xiàn)機制。 | ||
衡量學(xué)習是否達到目標的標準: 能否熟練掌握所要求的重點和難點，關(guān)鍵是在實際應(yīng)用中可以保證數(shù)據(jù)庫的安全和完整。 | ||
第七章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的恢復(fù)和并發(fā)控制技術(shù) | ||
第一節(jié) 事務(wù)的基本概念和特性 | 掌握 | 0.5 |
第二節(jié) 數(shù)據(jù)庫恢復(fù) | 掌握 | 1 |
第三節(jié) 并發(fā)控制 | 掌握 | 1 |
第四節(jié) 基于封鎖的并發(fā)控制技術(shù) | 掌握 | 2 |
第五節(jié) 死鎖 | 理解 | 0.5 |
重點: 1. 事務(wù)的ACID屬性 2. 并發(fā)操作產(chǎn)生的數(shù)據(jù)不一致性 3. 并發(fā)調(diào)度的可串行性概念 4. 封鎖協(xié)議與數(shù)據(jù)一致性的關(guān)系 難點:在實際的DBMS中，封鎖的使用。 | ||
衡量學(xué)習是否達到目標的標準: 能否熟練掌握所要求的重點和難點，關(guān)鍵是把所學(xué)的知識和第六章所學(xué)習的知識聯(lián)系起來，在實際的應(yīng)用中，提升對這些技術(shù)的理解和掌握，保證數(shù)據(jù)的完整性、安全性和一致性，保證數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)24小時正確運行，保證數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在遇到故障時能及時恢復(fù)正常運行，提高抗故障抗災(zāi)難的能力。 | ||
第八章 數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展動態(tài) | 了解 | 1 |
重點和難點:本章主要是開闊學(xué)生的視野，了解前沿的知識。 | ||
衡量學(xué)習是否達到目標的標準:對數(shù)據(jù)庫發(fā)展的前沿知識有所了解即可。 | ||
第九章 SQL Server 2005概述 | 理解 | 1 |
重點和難點:本章不需要重點講述，關(guān)鍵是在前面的學(xué)習中，熟悉SQL Server 2005的環(huán)境。 | ||
衡量學(xué)習是否達到目標的標準:對SQL Server 2005可否熟練使用。 | ||
第十章 SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā) | 掌握 | 1 |
重點和難點:本章不需要重點講述，關(guān)鍵是在前面的學(xué)習中，熟悉ASP.NET環(huán)境及與SQL Server 2005的系統(tǒng)開發(fā)。 | ||
衡量學(xué)習是否達到目標的標準:可否利用ASP.NET 軟件和SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫進行小型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)。 | ||
第十一章 基于ASP.NET的圖書管理系統(tǒng) | 掌握 | 1 |
重點和難點: 在實際應(yīng)用中，掌握具體的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)。 | ||
衡量學(xué)習是否達到目標的標準: 能否運用所學(xué)知識實現(xiàn)具體的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)。 | ||
五、推薦教材和教學(xué)參考資源
相關(guān)教材:
1.石玉強、閆大順.《數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用》,北京:中國水利水電出版社出版,2009
2．王珊，薩師煊. 《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論（第四版）》. 北京:高等教育出版社，2006
3．苗雪蘭. 《數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用》.北京:機械工業(yè)出版社,2006
4．J.D.Ullman, 《J Widom.A First Course in Database Systems》，Pretice Hall, 1997
5．聶瑞華. 《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》.北京:高等教育出版社出版社,2001
6．苗雪蘭. 《數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用實驗指導(dǎo)與習題解答》.北京:機械工業(yè)出版社，2006
7．王珊，朱青. 《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論學(xué)習指導(dǎo)與習題解答》.北京:高等教育出版社，
相關(guān)學(xué)習網(wǎng)站:
1、仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院數(shù)據(jù)庫原理網(wǎng)絡(luò)課程網(wǎng)站:http://jpkc.zhku.edu.cn/dbcourse/index.asp
2. 中國人民大學(xué)數(shù)據(jù)庫精品課程網(wǎng)站:http://www.chinadb.org/
3. 哈佛大學(xué)數(shù)據(jù)庫課程網(wǎng)站:http://sites.fas.harvard.edu/~cs165/
4. ITPUB數(shù)據(jù)庫技術(shù)社區(qū):http://www.itpub.net/forum.php?gid=1
5. CSDN數(shù)據(jù)庫頻道:http://database.csdn.net/
6. 51CTO數(shù)據(jù)庫頻道:http://database.51cto.com/
7. 動態(tài)網(wǎng)站制作指南之數(shù)據(jù)庫:http://www.knowsky.com/sql.asp
大綱修訂人:石玉強 修訂日期:2014年9月
大綱審定人:張世龍，曾憲貴，黃洪波 審定日期:2014年10月
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