数据库原理及其应用

2011(1)学期数据库原理及应用课程授课指南课程名称：数据库原理及应用使用教材：数据库系统概论第四版 王珊等，高等教育出版社专业： 年级： 班级：1，2，3授课教师： 撰写人： 一、课程教学目标数据库系统原理及应用是数据管理的最新技术，是计算机科学的重要分支，它为计算机专业、管理专业等众多学科提供利用计算机技术进行数据管理的基本理论知识，是计算机专业、管理专业等学科的专业必修课。本课程主要介绍数据库的基本理论和应用方法。本课程的任务是通过各个教学环节，运用各种教学手段和方法，使学生在掌握数据模型、数据库管理系统、数据库语言及数据库设计理论等基本理论知识的基础上，逐步具有开发和设计数据库的能力，为进一步开发和设计大型信息系统打下坚实基础。二、主要讲述内容及知识体系组成1、理论教学大纲内容：第一章 绪论(一)课程内容1、数据库系统概述 2 、数据模型 3 、数据库系统结构 4 、数据库管理系统 5 、据库技术的研究领域 (二)学习目的和要求本章阐述了数据库的基本概念，介绍了数据库管理技术的进展情况、数据库技术产生和发展的背景、数据库系统的组成以及数据库技术的主要研究领域。学习本章的重点在于将注意力放在基本概念和基本知识的把握方面，从而为以后的学习打好扎实的基础。第二章 关系数据库 (一)课程内容1 、关系模型 2 、关系数据结构 3 、关系的完整性 4、 关系代数 (二)学习目的和要求1、需要了解的：产系统数据库理论产生和发展的过程，关系数据库产品的发展沿革；关系演算的概念；2、需要牢固掌握的：关系模型的三个组成部分及各部分所包括的主要内容；牢固关系数据结构及其形化定义；关系的三类完整性约束的概念。3、需要举一反三的：关系代数；关系代数中的各种运算、元组关系演算语言PLPHA及域关系演算语言QBE等，能够使用这些语言完成各种数据操纵。4、难点：本章的难点在于关系代数。由于关系代数较为抽象，因此在学习的过程中一定要结合具体的实例进行学习。同时，要注意把握由具体语言到抽象语言的原则，即通过对具体语言如ALPHA和QBE的学习过渡到对抽象的关系演算的把握。第三章 关系数据库标准语言SQL (一)课程内容1、 SQL概述 2 、数据定义 3 、查询 4 、数据更新 5、 视图 6、数据控制 (二)学习目的和要求1、 需要了解的：SQL语言发展的过程，从而进一步了解关系数据库技术和RDBMS产品的发展过程。2、 需要牢固掌握的：掌握SQL语言的特点、SQL语言与非关系模型数据语言的不同，从而体会SQL语言之所以能够为用户和业界所接受并成为国际标准的原因；体会面向过程的语言和SQL语言的区别和优点；体会关系数据库系统为数据库应用系统的开发提供良好的环境、减轻用户负担、提高用户生产率的原因。3、 需要举一反三的：熟练而正确的使用SQL语言完成对数据库的查询、插入、删除、更新操作，特别是各种各样的查询，掌握SQL语言强大的查询功能。4、 难点：本章的难点在于用SQL语言正确的完成复杂查询。因此在教学过程中一定求学生多加练习，要在某一个RDBMS产品上进行实际运行，检查查询的结果是否正确。第四章 关系统及其查询优化 (一)课程内容1、关系系统2、关系数据库系统查询优化(二)学习目的和要求为了提高关系数据库的系统执行效率，RDBMS必须进行查询优化；由于关系查询语言具有较高的语义层次，使RDBMS可以进行查询优化。这就是RDBMS查询优化的的必要性和可能性。1、 需要了解的：关系系统的定义和分类；全关系系统的十二条准则。2、 需要牢固掌握的：最小关系的系统、关系上的完备的系统和全关系型的关系系统等基本概念；什么是关系系统的查询优化。3、 需要举一反三的：能够画一个查询的语法树以及优化后的语法树4、 难点：本章的难点在于优化算法，包括代数优化算法和物理优化算法。第五章 关系数据理论 (一)课程内容1、基本概念 2、范式 3、关系模式的规范化 (二)学习目的和要求1、 需要了解的：什么是一个“不好”的数据库模式；什么是模式的插入异常和删除异常；规范化理论的重要意义。2、 需要牢固掌握的：关系的形式化定义；数据依赖的基本概念、范式的概念；从1NF到4NF的定义；规范化的含义和作用。3、 需要举一反三的：四个范式的理解与应用，各个级别范式中存在的问题和解决方法；能够根据应用语义，完整地写出关系模式的数据依赖集合，并能根据数据依赖分析某一个关系模式属于第几范式。4、 难点：各个级别范式的关系及其证明。第六章 数据库设计 (一)课程内容1、数据库设计概述 2、需求分析 3、概念结构设计 4、逻辑结构设计5、数据库的物理设计6、数据库实施和维护 7、数据库的运行和维护(二)学习目的和要求本章讲解数据库设计方法和技术，内容的实践性较强。1、 需要了解的：数据库设计的特点；数据库物理设计的内容和评价；数据库的实施和维护。2、 需要牢固掌握的：数据库设计的基本步骤；数据库设计过程中数据字典的内容；数据库设计各个阶段的具体设计内容提、设计描述、设计方法等。3、 需要举一反三的：E-R图的设计；E-R图向关系模型的转换。4、 难点：技术上的难点是E-R图的设计，数据模型的优化。真正的难点是理论与实际结合。第七章 数据库恢复技术(一)课程内容1、事务处理2、恢复策略3、数据库镜像(二)学习目的和要求1、 需要了解的：什么是数据库一致状态。数据库运行中可能产生的故障类型，他们如何影响事务的正常执行，如何破坏数据库数据。数据转储的概念及分类。什么是数据库镜像功能。2、 需要牢固掌握的：事务的基本概念和事务的ACID性质。数据库恢复的实现技术。日志文件的内容及作用。登记日志文件所要遵循的原则。具有检查点的恢复技术。3、 需要举一反三的：恢复的基本原理，针对不同的故障的恢复策略和方法。4、 难点：日志文件的使用，系统故障恢复策略。第八章 并发控制技术(一)课程内容1、单用户和多用户数据库系统（要求达到“理解”层次）2、并发控制的必要性（要求达到“理解”层次）3、基于锁的并发控制协议（要求达到“理解”层次）4、活锁和死锁（要求达到“理解”层次）5、并发调度的可串性（要求达到“理解”层次）6、两段锁协议（要求达到“认识”层次）7、封锁的粒度（要求达到“认识”层次）(二)学习目的和要求并发控制机制的正确性和高效性是衡量一个DBMS性能的重要标志之一。1、 需要了解的：数据库并发控制技术的必要性，活锁死锁的概念。2、 需要牢固掌握的：并发操作可能产生数据不一致性的情况及其确切含义；封锁的类型；不同封锁类型的性质和定义，相关的相容控制矩阵；封锁协议的概念；封锁粒度的概念；多粒度封锁方法；多粒度封锁协议的相容控制矩阵。第九章 数据库的安全与保护 (一)课程内容1、安全性概述 （要求达到“理解”层次）2、数据库安全控制 （要求达到“理解”层次）3、统计数据库安全性 （要求达到“认识”层次）4、Oracle数据库安全性 （要求达到“认识”层次）(二)学习目的和要求数据库安全性问题和计算机系统的安全性是紧密联系的，计算机系统的安全性问题可分技术安全类、管理安全类和政策法律类三大类安全性问题。我们讨论数据库的安全性，讨论数据库技术安全类问题，即从技术上如何保证数据库系统的安全性。1、要了解的：什么是计算机系统安性问题；什么是数据库的安全性问题；统计数据库的安全性问题。2、需要牢固掌握的：TDI/TCSEC标准的主要内容；C2级DBMS、B1级DBMS的主要特征；实现数据库安全性控制常用方法和技术有哪些；数据库中的自主存取控制方法和强制存取控制方法。3、需要举一反三的：使用SQL语言中的GRANT语句和REVOKE语句来实现自主存取控制。4、难点：MAC机制中确定主体能否存取客体的存取规则，读者理解并掌握存取规则为什么要这样规定，特别是规则（2）。第十章 数据库的完整性(一)课程内容1、 整性约束条件2、 整性控制3、 Oracle的完整性(二)学习目的和要求第十一章数据库技术新进展 (一)课程内容1、数据库技术发展概述 2、数据模型及数据库系统的发展 3、数据库技术与其它相关技术相结合4、 面向应用领域的数据库新技术(二)学习目的和要求了解当数据库技术的进展，研究数据库发展的动向，分析各种新型数据库的特点，对数据库技术的研究和应用具有重大意义，本章以数据模型、数据库应用、数据库管理系统开发技术三个方面为主线概述数据库发展历程，展示数据库学科在理论、应用和系统开发等研究和应用领域的主要内容和发展方向，目的在于提供一个宏观的、总体的数据库学科视图，使读者即能了解数据库的新进展又能了解数据库技术的来龙去脉；即能了解新的数据库分支的基础，又能了解这些分支之间的相互联系。三、授课计划周次章节讲授内容11绪论22关系数据库2.1 2.433SQL语言3.1 3.4433.53.6视图564数据库安全性4.14.3754数据库安全性4.44.7 5 数据库完整性 5.15.3865 数据库完整性 5.4 6关系数据理论96627 6.3101177.1数据库设计概述，7.2需求分析，7.3概念设计1277.3.4，7.4逻辑结构设计，7.5 , 7.61388.1嵌入式SQL 8.2储存过程148、98.3 ODBC编程 9.1关系查询处理步骤 关系查询处理和查询优化151010数据库恢复技术，111，112161111.311.61766.数据库公理系统18复习四、实践课程拟达到目标、技能，组织形式(1)、掌握数据库系统的基本原理，掌握数据库的实现技术(2)、掌握并能使用5个范式设计数据库(3)、掌握数据库的完整性、安全及并发控制等技术(4)、了解最新的数据库技术五、考核方式（考核组成、方法、内容）课程考核办法 期末考试 笔试 闭卷（1）.本课程考试分为期末和平时两部分。期末采用闭卷方式，时间为120分钟，占总成绩的80%左右；平时成绩以出勤率和作业记录为占20%左右。 （2）.本大纲各章所规定的基本要求，知识点及知识点下的知识细目，都属于期末考试的内容。考试命题覆盖各章，并适当突出重点，加大重点内容的覆盖密度。 (3).本课程在期末考试试卷中对不能力层次的要求的分数比例大致为：“识记”占20%，“领会”占30%,“简单应用”占30%，“综合应用”占20%。 （4）.要合理安排试题的难易程度。试题难度可分为易、较易、较难和难四个等级。每份试卷