《数据库原理及应用》课程教学大纲
一、 课程说明
课程编码 |
| 课程类别 | 学科基础课 |
修读学期 | 4学期 | 学 分 | 4 | 学 时 | 64 |
课程英文名称 | Database Principle and Application |
适用专业 | 软件工程 |
先修课程 | C语言、计算机基础 |
二、课程的地位及作用
数据库原理及应用是软件工程专业的一门专业基础课,面向软件工程专业本科学生开设。本课程的目的是向学生介绍数据库的基本概念和原理,掌握常用数据库系统的使用,使学生能够使用数据库技术进行数据库设计和系统开发。
本课程介绍数据库系统的基本原理和使用方法。主要包括讲授数据库系统的组成、结构和功能,数据模型和数据模式,关系数据模型的数学理论、规范化理论和关系数据库系统的国际标准化语言SQL,数据库系统的安全性保护、完整性保护、并发控制和系统设计的基本知识,介绍分布式数据库、面向对象数据库等数据库领域的新技术和知识库等。
三、课程教学目标
通过本课程的学习,使学生在知识、能力和素质等三方面达到如下要求:
1.知识目标
理解和掌握数据库的一些基本概念,各种数据模型的特点,关系数据库基本概念,SQL语言,关系数据理论,数据库的设计理论。掌握数据库应用系统的设计方法、了解数据库技术的发展动向。
2.能力目标
学会利用数据库的原理知识和实用工具动手开发数据库应用系统,培养学生运用数据库技术解决问题的能力。
3.素质目标
培养学生团队合作精神、交流沟通能力。
四、课程学时学分、教学要求及主要教学内容
(一)课程学时分配一览表
章节 | 主要内容 | 总学时 | 学时分配 |
讲授 | 实践 |
第1章 | 数据库概述 | 4 | 4 |
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第2章 | 关系数据库 | 6 | 6 |
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第3章 | 关系数据库标准语言SQL | 12 | 8 | 4 |
第4章 | 数据库完整性 | 4 | 2 | 2 |
第5章 | 数据库安全性 | 4 | 2 | 2 |
第6章 | 关系数据理论 | 10 | 8 | 2 |
第7章 | 数据库设计 | 10 | 6 | 4 |
第8章 | 数据库编程 | 4 | 2 | 2 |
第9章 | 关系系统及其查询优化 | 4 | 2 | 2 |
第10章 | 数据库恢复技术 | 4 | 2 | 2 |
第11章 | 并发控制 | 2 | 2 |
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(二)课程教学要求及主要内容
第1章 数据库概述
教学目的和要求:识记:数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统、概念模型和E-R模式,数据库系统的特点,数据模型的组成要素,常用的数据模型,关系模型,数据库系统的三级模式和二级映象的模式结构,数据库系统的组成;熟悉数据库系统的体系结构,数据库的二级映象功能与数据独立性。理解:数据库、数据库管理系统、数据库系统、概念模型和E-R模式;数据模型的组成要素;常用的数据模型;关系模型;数据库系统的三级模式和二级映象的模式结构。运用:概念模型和E-R模式;数据库的二级映象功能与数据独立性。
教学重点和难点:概念模型和E-R模式;数据库系统的三级模式和二级映象的模式结构;数据库的二级映象功能与数据独立性。
教学方法和手段:课堂讲授;研讨式教学;实例演示。
教学主要内容:要求掌握数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统、概念模型和E-R模式,数据库系统的特点,数据模型的组成要素,常用的数据模型,关系模型,数据库系统的三级模式和二级映象的模式结构,数据库系统的组成;熟悉数据库系统的体系结构,数据库的二级映象功能与数据独立性,数据管理技术的产生和发展;了解数据库技术的研究领域。
第2章 关系数据库
教学目的和要求:识记:关系数据结构及形式化定义(包括关系、关系模式和关系数据库),关系的完整性(包括实体完整性、参照完整性和用户定义完整性),关系代数和关系运算(包括并、交、差、笛卡尔积、选择、投影、连接和除)。理解:关系、关系模式和关系数据库;关系的实体完整性和参照完整性;并、交、差、笛卡尔积、选择、投影、连接和除。运用:关系的参照完整性;笛卡尔积、连接和除。
教学重点和难点:关系的参照完整性;笛卡尔积、连接和除。
教学方法和手段:课堂讲授;研讨式教学;实例演示。
教学主要内容:掌握关系数据结构及形式化定义(包括关系、关系模式和关系数据库),关系的完整性(包括实体完整性、参照完整性和用户定义完整性),关系代数和关系运算(包括并、交、差、笛卡尔积、选择、投影、连接和除);熟悉关系数据模型的三要素,关系数据库系统;了解关系演算。
第3章关系数据库标准语言SQL
教学目的和要求:识记:数据定义(包括数据库的定义、删除和修改),数据库索引的建立和删除,数据查询(单表查询、连接查询、嵌套查询、集合查询)和SELECT语句的格式和用法,数据更新(插入数据、修改数据和删除数据),视图(定义视图、 查询视图和更新视图),数据控制(授权和收回授权);SQL语言(SQL语言的环境设置、语法和使用方法)。理解:数据的插入、修改和删除;视图的定义、查询和更新;数据控制:权限的授权和收回。运用:数据的单表查询、连接查询、嵌套查询、集合查询和SELECT语句的格式和用法;视图的定义、查询和更新。
教学重点和难点:数据的单表查询、连接查询、嵌套查询、集合查询和SELECT语句的格式和用法;视图的定义、查询和更新。
教学方法和手段:课堂讲授;研讨式教学;实例演示。
教学主要内容:掌握数据定义(包括数据库的定义、删除和修改),数据库索引的建立和删除,数据查询(单表查询、连接查询、嵌套查询、集合查询)和SELECT语句的格式和用法,数据更新(插入数据、修改数据和删除数据),视图(定义视图、 查询视图和更新视图),数据控制(授权和收回授权);熟悉SQL语言(SQL语言的环境设置、语法和使用方法),视图的作用;了解嵌入式SQL。
第4章 数据库安全性
教学目的和要求:识记:数据库安全性控制(用户标示与鉴别、存取控制、DAC方法、MAC方法、视图机制)、审计、数据加密(统计数据库安全性)。理解:数据库安全性;数据库安全性的控制技术和方法:用户标示与鉴别、存取控制、DAC方法、MAC方法、视图机制。运用:数据库的完整性控制技术。教学重点和难点:数据库安全性的控制技术和方法:存取控制、DAC方法、MAC方法。
教学方法和手段:课堂讲授;研讨式教学;实例演示。
教学主要内容:掌握数据库安全性;数据库安全性控制(用户标示与鉴别、存取控制、DAC方法、MAC方法、视图机制)、审计、数据加密(统计数据库安全性);要求熟悉计算机安全性及其技术;了解Oracle数据库的安全性。
第5章 数据库完整性
教学目的和要求:识记:数据库完整性约束条件(数据库完整性约束的概念和完整性约束原则),数据库的完整性控制。理解:数据库完整性约束条件:数据库完整性约束的概念和完整性约束原则;数据库的完整性控制技术。运用:数据库的完整性控制技术。
教学重点和难点:数据库完整性约束条件:数据库完整性约束的概念和完整性约束原则;数据库的完整性控制技术。
教学方法和手段:课堂讲授;研讨式教学;实例演示。
教学主要内容:掌握数据库完整性约束条件(数据库完整性约束的概念和完整性约束原则),数据库的完整性控制;熟悉数据库的完整性控制技术和方法;了解Oracle数据库的完整性。
第6章 关系数据理论
教学目的和要求:识记:关系模式的规范化(函数依赖、码、范式)、2NF、3NF、BCNF、多值依赖、4NF、函数依赖的公理系统。理解:函数依赖、范式、1NF、2NF、3NF、BCNF。运用:函数依赖、3NF、BCNF、4NF。
教学重点和难点:函数依赖、范式、1NF、2NF、3NF、BCNF。
教学方法和手段:课堂讲授;研讨式教学;实例演示。
教学主要内容:掌握关系模式的规范化(函数依赖、码、范式)、2NF、3NF、BCNF、多值依赖、4NF、函数依赖的公理系统;熟悉关系模式规范化理论研究的实际背景;了解模式的分解(模式分解的定义、分解的无损连接性和保持函数依赖性)。
第7章 数据库设计
教学目的和要求:识记:数据库设计的基本步骤。理解:数据库设计的基本步骤;需求分析;概念结构设计:概念结构、概念结构设计的方法与步骤、数据抽象与局部视图设计、视图的集成;逻辑结构的设计:E-R图向关系模型的转换、数据模型的优化、设计用户子模式;数据库的物理设计:数据库的物理设计的内容和方法、关系模式存取方法选择。运用:数据字典;数据抽象与局部视图设计;E-R图向关系模型的转换;数据模型的优化;设计用户子模式;关系模式存取方法选择。
教学重点和难点:数据字典;数据抽象与局部视图设计;E-R图向关系模型的转换;数据模型的优化;设计用户子模式;关系模式存取方法选择。
教学方法和手段:课堂讲授;研讨式教学;实例演示。
教学主要内容:掌握数据库设计的基本步骤,需求分析(需求分析的任务和方法、数据字典),概念结构设计(概念结构、概念结构设计的方法与步骤、数据抽象与局部视图设计、视图的集成),逻辑结构的设计(E-R图向关系模型的转换、数据模型的优化、设计用户子模式),数据库的物理设计(数据库的物理设计的内容和方法、关系模式存取方法选择、确定数据库的存储结构、评价物理结构),数据库的实施和维护(数据的载入和应用程序的调试、数据库试运行、数据库试运行和维护);要求熟悉数据库设计的特点、数据库设计方法;了解数据库和信息系统。
第8章 数据库编程
教学目的和要求:识记:游标管理;存储过程管理。理解:嵌入式SQL的语句与主语言之间的通讯,游标管理;数据库互连,ODBC工作原理。运用:SQL与主语言的通讯,游标管理;数据库互连,ODBC API。
教学重点和难点:SQL与主语言的通讯,游标管理;数据库互连,ODBC API。
教学方法和手段:课堂讲授;研讨式教学;实例演示。
教学主要内容:掌握嵌入式SQL的处理过程,嵌入式SQL的语句与主语言之间的通讯,游标管理;存储过程管理;ODBC编程:数据库互连,ODBC工作原理,ODBC API基础,ODBC API工作流程。
第9章 关系系统及其查询优化
教学目的和要求:识记:关系数据库系统的查询优化,应用实例,查询优化的一般准则,关系代数等价变换规则,关系代数表达式的优化算法,查询优化的一般步骤。理解:关系数据库系统查询优化的一般准则;关系代数等价变换规则;关系代数表达式的优化算法;查询优化的一般步骤。运用:关系代数等价变换规则;关系代数表达式的优化算法。
教学重点和难点:关系代数等价变换规则;关系代数表达式的优化算法。
教学方法和手段:课堂讲授;研讨式教学;实例演示。
教学主要内容:掌握关系数据库系统的查询优化,应用实例,查询优化的一般准则,关系代数等价变换规则,关系代数表达式的优化算法,查询优化的一般步骤;熟悉关系系统(关系系统的定义和分类);了解关系系统的十二条基本准则。
第10章 数据库恢复技术
教学目的和要求:识记:事务的基本概念和特性,数据库恢复技术,故障的种类,恢复的实现技术(数据转储、登记日志文件),恢复策略(事务故障的恢复、系统故障的恢复、介质故障的恢复)。理解:事务的基本概念和特性;数据库恢复技术;恢复的实现技术:数据转储、登记日志文件;恢复策略:事务故障的恢复、系统故障的恢复、介质故障的恢复。运用:恢复策略:事务故障的恢复、系统故障的恢复、介质故障的恢复;具有检查点的恢复技术。
教学重点和难点:恢复策略:事务故障的恢复、系统故障的恢复、介质故障的恢复;具有检查点的恢复技术。
教学方法和手段:课堂讲授;研讨式教学;实例演示。
教学主要内容:掌握事务的基本概念和特性,数据库恢复技术,故障的种类,恢复的实现技术(数据转储、登记日志文件),恢复策略(事务故障的恢复、系统故障的恢复、介质故障的恢复),具有检查点的恢复技术,数据库镜像;熟悉事务处理技术;了解Oracle的恢复技术。
第11章 并发控制
教学目的和要求:识记:并发控制、封锁、封锁协议、活锁与死锁、并发调度的可串行性、两段锁协议、封锁的粒度;熟悉事务处理技术。理解:并发控制;封锁;封锁协议;活锁与死锁;并发调度的可串行性;两段锁协议。运用:并发调度的可串行性;两段锁协议。
教学重点和难点:并发调度的可串行性;两段锁协议。
教学方法和手段:课堂讲授;研讨式教学;实例演示。
教学主要内容:掌握并发控制、封锁、封锁协议、活锁与死锁、并发调度的可串行性、两段锁协议、封锁的粒度;熟悉事务处理技术;了解Oracle的并发控制技术。
五、选用教材及主要参考书目
教材:
王珊,萨师煊编著.数据库系统概论(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2014
参考书目:
[1] 王珊.数据库系统概论(第四版)学习指导与习题解析[M]. 北京:高等教育出版社,2010年
[2] 王亚平.数据库系统工程师教程[M](全国计算机技术与软件专业技术资格(水平)考试指定用书).北京:清华大学出版社,2010
[3] 汤庸,叶小平,汤娜.数据库理论及应用基础[M] (普通高等教育“十五”国家级规划教材).北京:清华大学出版社,2005
[4] 周志逵,郭贵锁.数据库系统原理[M]. 北京:清华大学出版社,2008
[5] 刘启芬,顾韵华.SQL Server 实用教程 [M] (第三版)(普通高等教育“十五”国家级规划教材).北京:电子工业出版社,2009
六、考核方式和成绩评定
1.考核方式:
本课程的考核方式为闭卷考试。
2.成绩评定:
成绩评定采用百分制,主要由以下三个部分构成:
第一部分(100分):平时成绩(出勤+作业)30%;
第二部分(100分):期末闭卷考试50%。
第三部分(100分):实践技能测试20%
七、其他说明
1、采用传统教学与研讨式教学相结合的方式,激发学生的学习主动性和加深对知识的理解。
2、利用多媒体教学手段,教师现场编制和演示部分程序。
3、学生分组讨论部分程序设计的方法,最后单独完成。
4、利用网络资源进行教学,积极建设网络资源,调动广大学生参与,提高学生的积极性和创造性。
大纲执笔人:黄伟
大纲审核人:软件学院教学指导委员会