課程簡介
Course Introduction
《數(shù)據(jù)庫原理及應用》是計算機類相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，主要系統(tǒng)講授數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎理論、基本技術(shù)和基本方法。內(nèi)容包括:數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)模型和關(guān)系運算等基本概念，并結(jié)合當前流行的大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)SQL SERVER平臺，通過實例講解和演示數(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、事務管理與恢復技術(shù),以及關(guān)系規(guī)范化理論和數(shù)據(jù)庫的設計，為進一步從事數(shù)據(jù)庫的應用開發(fā)和研究奠定堅實的基礎。
教學大綱
Teaching Syllabus
一、課程基本信息
學 時:56（理論38，實驗18）
學 分:3.5
考核方式: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)的一門專業(yè)基礎課程，主要系統(tǒng)講授數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎理論、基本技術(shù)和基本方法。內(nèi)容包括:數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)模型和關(guān)系運算等基本概念，并結(jié)合當前流行的大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)SQL SERVER平臺，通過實例講解和演示數(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、事務管理與恢復技術(shù),以及關(guān)系規(guī)范化理論和數(shù)據(jù)庫的設計，為進一步從事數(shù)據(jù)庫的應用開發(fā)和研究奠定堅實的基礎。
二、教學目的與要求
1．教學目的
數(shù)據(jù)庫技術(shù)是計算機科學技術(shù)中發(fā)展最快、應用最廣的領(lǐng)域之一，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，幾乎所有的軟件系統(tǒng)都需要數(shù)據(jù)庫支持。
《數(shù)據(jù)庫原理及應用》是本科計算機相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎課程，它是以數(shù)據(jù)庫設計理論為基礎，綜合利用程序設計、數(shù)據(jù)操縱語言、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)保護等技術(shù)解決數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)設計與實現(xiàn)問題的一門技術(shù)科學。通過本課程學習，應能使學生深刻理解和系統(tǒng)掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本原理和基本技術(shù)。在此基礎上，能夠熟練使用SQL語言在某一種大型數(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)庫的設計方法和步驟，具有設計數(shù)據(jù)庫模式以及開發(fā)數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的基本能力，養(yǎng)成團隊協(xié)作的意識。其最終目的是培養(yǎng)學生運用數(shù)據(jù)庫技術(shù)解決實際問題的能力，激發(fā)學生在該領(lǐng)域中繼續(xù)學習和研究的愿望。
2．教學要求
為了達到上述目的，《數(shù)據(jù)庫原理與應用》課程的教學中應采用理論和實踐相結(jié)合的方法，不僅要注重對學生理論知識的傳授，同時也要重點培養(yǎng)學生應用知識解決實際問題能力。本課程教學除了要求對關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念、原理和方法進行介紹之外，同時要加強基礎性實驗環(huán)節(jié)的教學，基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)Microsoft SQL Server和前端開發(fā)工具結(jié)合典型示例講解數(shù)據(jù)庫設計的全過程。
（1）明確本課程的地位、性質(zhì)與任務及主要研究對象，了解目前數(shù)據(jù)庫的流行趨勢和先進知識；
（2）重點掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本知識、基本原理與基本應用；
（3）掌握數(shù)據(jù)庫模型的概念及設計；
（4）重點掌握對關(guān)系的操作，包括關(guān)系運算和關(guān)系數(shù)據(jù)庫標準語言SQL；
（5）掌握對數(shù)據(jù)庫的保護機制，包括安全性控制、完整性控制、數(shù)據(jù)庫恢復和并發(fā)控制；
（6）掌握數(shù)據(jù)庫的關(guān)系規(guī)范化理論；
（7）掌握數(shù)據(jù)庫的設計步驟，重點是結(jié)合實際需求設計滿足要求的數(shù)據(jù)庫，并在此基礎上，選擇自己熟悉的開發(fā)語言，能夠完成對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設計與開發(fā)。
三、教學方法與手段
1．教學方法
《數(shù)據(jù)庫原理及應用》課程應遵循學生的認知規(guī)律，整體設計采用“項目導向，任務驅(qū)動，做是中心，創(chuàng)為目標”的教學方式組織開展教學。結(jié)合“數(shù)據(jù)存儲技術(shù)”課程群，以一個完整的項目“教學管理信息系統(tǒng)”對知識結(jié)構(gòu)進行序化和整理，并有效結(jié)合討論式教學、引導文教學等多種教學方法，從“教”學生，逐步過渡到學生“學”，充分體現(xiàn)“以學生為主體”的教學理念，將“教、學、做”融為一體，極大地調(diào)動了學生的學習熱情，提升了學生的自學能力，以進一步增強教學效果。
2．教學手段
課程組教師根據(jù)計算機等相關(guān)專業(yè)實際培養(yǎng)需求，編寫《數(shù)據(jù)庫原理及應用》教材，目前已出版第二版，并據(jù)此編制課件。通過多媒體演示，使教學圖、文、聲并茂，并通過動畫為學生演示數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建、查詢、操作過程，增強教學的直觀性、生動性，使學生有融入項目的實際感受，激發(fā)學生的學習興趣和主動性，提高了教學質(zhì)量。
除此之外，一是建設了省級精品資源共享課“數(shù)據(jù)庫原理及應用”，網(wǎng)站內(nèi)容包括教學大綱、教案、多媒體課件、習題及解答等。通過上述網(wǎng)站，方便學生隨時隨地進行學習，并能與教師進行實時互動交流；二是充分利用專業(yè)優(yōu)勢，拓展信息獲取途徑，于“學者網(wǎng)”上建立《數(shù)據(jù)庫原理及應用》課程群，學生通過加入課程學習，可以在線提交作業(yè)和實驗等，并與本專業(yè)其他學者進行團隊協(xié)作學習，及時掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展動態(tài)，顯著開拓學生的視野。
四、教學內(nèi)容及目標
教學內(nèi)容 | 教學目標 | 學時分配 | |||||||
第一章 數(shù)據(jù)庫概論 | |||||||||
第一節(jié) 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述 | 理解 | 1 | |||||||
第二節(jié) 數(shù)據(jù)模型 | 掌握 | 1.5 | |||||||
第三節(jié) 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) | 掌握 | 0.5 | |||||||
重點: 1. 數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)； 2. 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展； 3. 數(shù)據(jù)模型:數(shù)據(jù)模型三要素； 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: 5. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)； 6. 數(shù)據(jù)的邏輯獨立性和物理獨立性。 | |||||||||
衡量學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)系模型與關(guān)系運算 | |||||||||
第一節(jié) 關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義 | 掌握 | 0.5 | |||||||
第二節(jié) 關(guān)系的完整性約束 | 掌握 | 0.5 | |||||||
第三節(jié) 關(guān)系操作 | 掌握 | 0.5 | |||||||
第四節(jié) 關(guān)系代數(shù) | 掌握 | 2.5 | |||||||
第五節(jié) 查詢優(yōu)化 | 理解 | 0.5 | |||||||
第六節(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、外碼、關(guān)系模式、關(guān)系數(shù)據(jù)庫； 3．關(guān)系的完整性約束:實體完整性、參照完整性、用戶自定義的完整性。 難點: 1．關(guān)系代數(shù):并、交、差、廣義笛卡爾積4種傳統(tǒng)的集合運算；選擇、投影、連接、除3種專門的關(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 | 2 | |||||||
第三節(jié) 數(shù)據(jù)查詢 | 掌握 | 6.5 | |||||||
第四節(jié) 數(shù)據(jù)更新 | 掌握 | 1 | |||||||
第五節(jié) 視圖 | 掌握 | 1 | |||||||
重點: 1．SQL的特點及SQL的體系結(jié)構(gòu)； 2．數(shù)據(jù)定義:創(chuàng)建、修改和刪除基本表，創(chuàng)建和刪除索引； 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。 | |||||||||
第四章 數(shù)據(jù)庫安全和完整性 | |||||||||
第一節(jié) 數(shù)據(jù)庫的安全性控制 掌握 2 | |||||||||
第三節(jié) 數(shù)據(jù)庫的完整性約束 | 掌握 | 2 | |||||||
重點: 1. 利用SQL及T-SQL實現(xiàn)授權(quán)、創(chuàng)建角色、建立視圖； 2. 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。需要舉一反三:用SQL語言定義關(guān)系模式的完整性約束條件； 3. 創(chuàng)建規(guī)則。 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，理解并掌握存取規(guī)則； 2. RDBMS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。其中比較復雜的是參照完整性的實現(xiàn)機制； 3. 理解觸發(fā)器的作用，掌握創(chuàng)建DML觸發(fā)器的方法。 | |||||||||
衡量學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)鍵是在實際應用中可以保證數(shù)據(jù)庫的安全和完整性。 | |||||||||
第五章 事務并發(fā)控制與恢復技術(shù) | |||||||||
第一節(jié) 事務的概念 掌握 0.5 | |||||||||
第二節(jié) 并發(fā)控制技術(shù) | 掌握 | 2 | |||||||
第三節(jié) 數(shù)據(jù)庫的恢復技術(shù) | 掌握 | 1.5 | |||||||
重點: 1. 事務的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)鍵是把所學的知識和上章的知識聯(lián)系起來，在實際應用中，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，提高抗故障、抗災難的能力。 | |||||||||
第六章 關(guān)系數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化理論 | |||||||||
第一節(jié) 問題的提出 | 理解 | 1 | |||||||
第二節(jié) 關(guān)系規(guī)范化 | 掌握 | 3.5 | |||||||
第三節(jié) 關(guān)系模式的分解準則 | 掌握 | 0.5 | |||||||
重點: 1. 規(guī)范化理論的重要意義。 2. 深刻理解數(shù)據(jù)依賴、范式等的基本概念，牢固掌握從1NF、2NF、 3NF和BCNF的定義，從而明確規(guī)范化的含義和作用。 3. 需要舉一反三:四個范式的理解與應用，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； 4. 關(guān)系模式分解的“等價”性準則。 難點: 1. 能夠根據(jù)應用語義，完整地寫出關(guān)系模式的數(shù)據(jù)依賴集合，分析出關(guān)系模式的候選碼、主屬性、非主屬性等，據(jù)此分析出某個關(guān)系模式屬于第幾范式； 2. 掌握低級范式規(guī)范化為高級范式的方法。 | |||||||||
衡量學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，要求能夠針對實際應用進行規(guī)范化設計。 | |||||||||
第七章 數(shù)據(jù)庫設計 | |||||||||
第一節(jié) 需求分析 | 掌握 | 0.5 | |||||||
第二節(jié) 概念結(jié)構(gòu)設計 | 掌握 | 1.5 | |||||||
第三節(jié) 邏輯結(jié)構(gòu)設計 | 掌握 | 1 | |||||||
第四節(jié) 物理結(jié)構(gòu)設計 | 掌握 | 0.5 | |||||||
第五節(jié) 數(shù)據(jù)庫的實施、運行和維護 | 掌握 | 0.5 | |||||||
重點: 1. 掌握數(shù)據(jù)庫設計步驟和數(shù)據(jù)庫設計過程中的各級模式設計方法。特別是數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)的設計和邏輯結(jié)構(gòu)的設計，這是數(shù)據(jù)庫設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圖的設計，E-R圖向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換原則。 難點:技術(shù)上的難點是E-R圖的設計和數(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。 | |||||||||
第八章 數(shù)據(jù)庫編程 | |||||||||
第一節(jié) T-SQL基礎 | 掌握 | 0.5 | |||||||
第二節(jié) ODBC和ADO編程 | 掌握 | 0.5 | |||||||
第三節(jié) JDBC編程 | 掌握 | 1 | |||||||
重點和難點: 本章不需要重點講述，關(guān)鍵是在前面章節(jié)學習中，逐步熟悉VS.NET、Eclipse與SQL Server相結(jié)合的系統(tǒng)開發(fā)。 | |||||||||
衡量學習是否達到目標的標準:可否利用VS.NET、Eclipse與SQL Server數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進行小型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)。 | |||||||||
五、推薦教材和教學參考資源
選用教材:
1. 閆大順、石玉強.《數(shù)據(jù)庫原理及應用》.北京:中國農(nóng)業(yè)大學出版社,2017
相關(guān)教材:
1. 王珊，薩師煊.《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論（第5版）》.北京:高等教育出版社，2014
2. 何玉潔.《數(shù)據(jù)庫原理與應用教程（第4版）》.北京:機械工業(yè)出版社，2016
3. [美]戴維·M·克倫克，戴維·J·奧爾.《數(shù)據(jù)庫原理（英文版第6版）》. 北京: 中國人民大學出版社，2017
4. 石玉強.《數(shù)據(jù)庫原理及應用實驗指導》.北京:中國水利水電出版社，2010
5. 王珊，張俊.《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論（第5版）習題解析與實驗指導》.北京:高等教育出版社，2015
相關(guān)學習網(wǎng)站:
1. 仲愷農(nóng)業(yè)工程學院《數(shù)據(jù)庫原理及應用》網(wǎng)絡課程網(wǎng)站:http://jpkc.zhku.edu.cn/dbcourse/index.asp
2. 學者網(wǎng)課程頻道《數(shù)據(jù)庫原理及應用》課程學習網(wǎng)站:
http://www.1061937.com/course/zkdbms
3. 中國人民大學數(shù)據(jù)庫精品課程網(wǎng)站:http://www.chinadb.org/
4. 哈佛大學數(shù)據(jù)庫課程網(wǎng)站:http://sites.fas.harvard.edu/~cs165/
5. 微軟SQL Server 2014教程: http://www.microsoft.com
6. ITPUB數(shù)據(jù)庫技術(shù)社區(qū):http://www.itpub.net/forum.php?gid=1
7. CSDN數(shù)據(jù)庫頻道:http://database.csdn.net/
8. 51CTO數(shù)據(jù)庫頻道:http://database.51cto.com/
9. 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:史婷婷 修訂日期:2018.1.11
大綱審定人: 審定日期:
