《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》教學大綱

適用專業(yè):信息與計算科學專業(yè)

課程類別:專業(yè)核心課程 課程編號: 0601008120

課內(nèi)學時:48(含16個實驗學時) 開課學期:4

一、教學大綱說明

（一）課程性質(zhì)與目的

本課程是信息與計算科學專業(yè)學生都必須學習的專業(yè)核心課程。本課程的設置目的是為了使學生系統(tǒng)地掌握數(shù)據(jù)庫的基本原理、方法和應用技術，能應用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和軟件開發(fā)工具，掌握數(shù)據(jù)庫結(jié)構的設計和數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的開發(fā)方法。了解數(shù)據(jù)庫技術的最新發(fā)展和一些相關的研究領域、研究方法，為從事數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的開發(fā)和數(shù)據(jù)庫理論的研究等提供堅實的理論基礎。

（二）課程的基本要求

本課程的教學與學習要側(cè)重于準確理解和掌握數(shù)據(jù)庫技術的基本概念和基本理論；能熟練運用關系數(shù)據(jù)庫標準語言SQL進行數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)操縱和數(shù)據(jù)控制；能綜合運用數(shù)據(jù)庫技術進行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設計，提高學生的自學與更新本專業(yè)知識的能力。

二、課程內(nèi)容及學時分配

第一章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)引論

1．數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念、數(shù)據(jù)管理技術的產(chǎn)生和發(fā)展、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點。

2．數(shù)據(jù)模型

數(shù)據(jù)模型的組成要素、概念模型、層次模型簡介、網(wǎng)狀模型簡介、關系模型簡介。

3．數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式的概念、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構、數(shù)據(jù)庫的二級映象功能和數(shù)據(jù)獨立性。

4．數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成

5．數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) *

6．數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的開發(fā) *

基本要求:了解數(shù)據(jù)管理技術的發(fā)展、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點、數(shù)據(jù)庫技術的研究領域，理解層次模型、網(wǎng)狀模型、關系模型，掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構和二級映象功能，熟悉E-R圖的方法并學會應用。

重 點:準確理解層次模型、網(wǎng)狀模型、關系模型、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構和二級映象功能，掌握E-R圖的方法和運用。

難 點:需要掌握數(shù)據(jù)庫領域大量的基本概念。準確理解數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構。

第二章 關系數(shù)據(jù)庫

1．關系模型概述

2．關系數(shù)據(jù)結(jié)構及形式化定義

關系基本概念、關系模式、關系數(shù)據(jù)庫。

3．關系的完整性

4．關系代數(shù)

傳統(tǒng)的集合運算、專門的關系運算

基本要求:掌握選擇、投影、連接和除關系運算，準確理解和掌握關系模式、關系數(shù)據(jù)結(jié)構、關系完整性等基本概念和內(nèi)容。

重 點:掌握關系模式、關系數(shù)據(jù)結(jié)構、關系完整性；選擇、投影、連接和除關系運算。

難 點:選擇、投影、連接和除關系運算。

第三章 關系數(shù)據(jù)庫標準語言SQL

1．SQL概述

SQL的特點、SQL語言的基本概念。

2．數(shù)據(jù)定義

定義、刪除和修改基本表；建立和刪除索引。

3．數(shù)據(jù)查詢

單表查詢、連接查詢、嵌套查詢、集合查詢。

4．數(shù)據(jù)更新

插入數(shù)據(jù)、修改數(shù)據(jù)

5．視圖

定義視圖、查詢視圖、更新視圖

基本要求:熟練掌握和運用SQL語言進行數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)操作和數(shù)據(jù)控制。

重 點:熟練掌握和運用SQL語言，特別是SQL語言的查詢功能。

難 點:SQL語言的連接查詢、嵌套查詢和集合查詢。

第四章 數(shù)據(jù)庫安全性

1．計算機安全性概述

計算機系統(tǒng)的三類安全性問題、安全標準簡介。

2．數(shù)據(jù)庫安全性控制

用戶標識與鑒定、存取控制、自主存取控制方法、授權與回收、數(shù)據(jù)庫角色、強制存取控制

3．視圖機制

4．審計

5．數(shù)據(jù)加密。

6．統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫安全性

基本要求:掌握數(shù)據(jù)庫安全性控制機制，統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫安全性控制。

重 點:掌握數(shù)據(jù)庫安全性控制機制。使用SQL中的GRANT 語句和 REVOKE 語句來實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)自主存取控制功能。

難 點:強制存取控制，統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫安全性控制。

第五章 數(shù)據(jù)庫完整性

1．實體完整性

實體完整性定義、實體完整性檢查和違約處理

2．參照完整性

參照完整性定義、參照完整性檢查和違約處理

3．用戶定義的完整性

屬性上的約束條件的定義、屬性上的約束條件檢查和違約處理、元組上的約束條件的定義、元組上的約束條件檢查和違約處理

4．完整性約束命名子句

5．域中的完整性限制 *

6．觸發(fā)器

定義觸發(fā)器、激活觸發(fā)器、刪除觸發(fā)器

基本要求:掌握什么是數(shù)據(jù)庫的完整性，掌握用SQL語言定義關系模式的完整性約束條件。

重 點:掌握DBMS完整性控制機制: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。熟練掌握用SQL語言定義關系模式的完整性約束條件。

難 點:數(shù)據(jù)完整性的實現(xiàn)策略。

第六章 關系數(shù)據(jù)理論

1．問題的提出

2．規(guī)范化

函數(shù)依賴、碼、范式、2NF、3NF、BCNF、多值依賴、4NF

基本要求:掌握規(guī)范化理論和關系數(shù)據(jù)庫模式規(guī)范化設計方法。

重 點:規(guī)范化理論和關系數(shù)據(jù)庫模式規(guī)范化設計方法。

難 點:關系數(shù)據(jù)庫規(guī)范化方法的運用。

第七章 數(shù)據(jù)庫設計

1．數(shù)據(jù)庫設計概述

數(shù)據(jù)庫設計的特點、方法、基本步驟和數(shù)據(jù)庫設計中的各級模式。

2．需求分析

需求分析的任務、需求分析的方法、數(shù)據(jù)字典。

3．概念結(jié)構設計

概念結(jié)構、概念結(jié)構設計的方法和步驟、數(shù)據(jù)抽象和局部視圖設計、視圖的集成。

4．邏輯結(jié)構設計

E-R圖向關系模型的轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化、設計用戶子模式。

5．數(shù)據(jù)庫的物理設計

數(shù)據(jù)庫物理設計的內(nèi)容和方法、關系模式存取方法選擇、確定數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構、評價物理結(jié)構

6．數(shù)據(jù)庫的實施和維護

數(shù)據(jù)的載入和應用程序的調(diào)試、數(shù)據(jù)庫的試運行、數(shù)據(jù)庫的運行和維護。

基本要求:熟練掌握數(shù)據(jù)庫設計的方法和基本步驟，并學會運用。

重 點:數(shù)據(jù)庫設計的方法和基本步驟，特別是概念結(jié)構設計和邏輯結(jié)構設計。

難 點:數(shù)據(jù)庫設計方法的運用。

第八章 數(shù)據(jù)庫編程

1. 存儲過程

2. ODBC編程

基本要求:了解數(shù)據(jù)庫編程的幾種方式。

第九章 查詢優(yōu)化

第十章 數(shù)據(jù)庫恢復技術

1．事務的基本概念

2．數(shù)據(jù)庫恢復概述

3．故障的種類

4．恢復的實現(xiàn)技術

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲、登記日志文件。

5．恢復策略

事務故障的恢復、系統(tǒng)故障的恢復、介質(zhì)故障的恢復。

基本要求:準確理解事務的基本概念和性質(zhì)及恢復的實現(xiàn)技術，掌握針對各種故障的恢復策略和具有檢查點的恢復技術。

重 點:掌握事務的基本概念和事務的ACID特性；不同故障的恢復技術的區(qū)別。

難 點:具有檢查點的恢復技術。

第十一章 并發(fā)控制

1．并發(fā)控制概述

2．封鎖和封鎖協(xié)議

封鎖類型、三級封鎖協(xié)議

3．死鎖和活鎖

活鎖、死鎖

基本要求:準確理解數(shù)據(jù)不一致性的原因、活鎖和死鎖的產(chǎn)生原因和預防，掌握三級封鎖協(xié)議、兩段鎖協(xié)議、并發(fā)事務正確性準則、不同封鎖類型的相容準則。

重 點:死鎖的原因和預防；三級封鎖協(xié)議；兩段鎖協(xié)議；并發(fā)控制的可串行性；不同封鎖類型的相容準則。

難 點:并發(fā)控制的可串行性；不同封鎖類型的相容準則。

三、教材及參考書

1．王珊，薩師煊．數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論（第5版）．高等教育出版社，2012

2．施伯樂，丁寶康．數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程（第二版）．高等教育出版社，2003

3．丁寶康，董健全．數(shù)據(jù)庫實用教程(第二版,配有習題解答)．清華大學出版社，2004

4．王珊，陳紅．數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理教程．清華大學出版社，2000

5．金林樵．Mysql程序設計實訓教程．科學出版社，2003