关系数据库理论 数据库原理教与学（教学大纲）

数据库原理教学大纲

数据库原理

正文/叶

课程名称:数据库原理

英文名:数据库原理

课程号。: 250013

学期:第四或第五学期

学时/学分:64学时/4学分

课程类型:专业必修课

课程专业:计算机学院所有专业

一、课程的目的和任务

数据库技术是计算机科学的一个重要分支，已经成为信息基础设施的核心技术和重要基础。数据库技术作为最有效的数据管理手段，极大地促进了计算机应用的发展。本课程系统讲述了数据库系统的基本理论、基本技术和基本方法，为软件和应用程序开发人员提供了必要的数据库知识。

通过本课程的学习，学生可以系统地掌握数据库系统的基本原理和技术。在掌握数据库系统基本概念的基础上，要求熟练使用SQL语言对某个数据库管理系统(如SQL Server、Oracle)进行数据库操作；掌握数据库设计方法和步骤，具备设计数据库模式和开发数据库应用系统的基本能力；通过具体案例了解数据库技术在电力企业信息化中的应用。

二、课程的基本要求和特点

通过本课程的学习，学生应掌握数据库系统的基本概念、基本原理、设计方法和实现技术，并具备初步分析实际数据库应用的能力。本课程培养学生分析问题和解决问题的基本能力，培养工程实践型人才，为以后从事相关领域的工作打下坚实的基础。

本课程包括课堂教学和实践教学。

课堂教学的主要内容:数据库系统的基本概念、数据模型和概念模型、关系数据库、关系数据库标准语言、关系数据库理论、数据库设计、数据库安全、数据库保护和数据库新技术介绍。

实践教学主要内容:通过SQL Server Management Studio创建和管理数据库，通过SQL语句创建和管理数据表，查询单个表，复杂查询，创建和使用视图，存储过程，触发器，实现数据完整性，数据库安全，数据库索引，电网设备抢修物资管理数据库设计。

三、本课程与其他课程的关系

本课程的前提课程为高级语言程序设计(C)、C++或JAVA)、数据结构、离散数学，后续课程为高级数据库技术、大数据系列课程等。

四、课程的主要内容

下表列出了课程的内容组织结构:

前言

关系数据库

关系数据库标准语言

数据库安全

存储过程、触发器和数据库完整性

基础文章

实验1:通过SQL Server管理工作室创建和管理数据库

实验2通过SQL语句创建和管理数据表

实验3单表查询

实验4复杂探究

实验5中视图的创建和使用

实验6存储过程

实验7触发器

实验8实现数据完整性

实验9数据库安全性

关系数据库设计理论

数据库设计

设计和

应用文章

实验11电网设备抢修物资管理数据库的设计

指数

数据库保护

系统章节

实验10指数

数据库新技术

新技术文章

每章的要求和内容如下:

第一章导言

教学要求:

理解:了解数据管理发展的历史，数据库系统的架构和功能，数据模型的基本概念。

硕士:掌握数据库系统的三级模式和二级镜像的架构，数据库系统的逻辑独立性和物理独立性，以及数据库、数据库管理系统和数据库系统的概念。

难点:本章的难点是掌握大量数据库领域的基本概念。有些概念刚开始会觉得很抽象，但没关系。随着学习的逐步推进，这些抽象的概念会在后面的章节中逐渐变得清晰具体。此外，数据库系统架构也是本章的难点。

教学要点:

1)数据管理技术的发展

2)数据库系统结构

3)数据库、数据库管理系统和数据库系统

4)数据库技术的发展

第二章:关系数据库

教学要求:

理解:关系演算的基本概念和操作

掌握:掌握关系数据结构及其定义；三种完整性约束关系的概念；关系代数和关系代数中的各种运算。

难点:因为关系代数比较抽象，所以在学习过程中一定要结合具体的例子。

教学要点:

1)关系模型(包括关系数据结构、关系操作集和关系完整性约束)

2)关系代数和关系运算(包括并、交、差、选择、投影、连接、除法、广义笛卡尔积等。)

第三章结构化查询语言

教学要求:

理解:SQL语言的历史和特点，视图的作用。

理解:在使用具体的SQL语句时，可以有意识地与关系代数进行比较，了解它们之间的关系以及各自的特点。

高手:熟练正确使用SQL完成数据库定义、查询、插入、删除、更新、查看等操作。

难点:用SQL语言正确完成复杂查询，掌握SQL语言强大的查询功能。

教学要点:关系数据库语言SQL，包括:

1)数据定义

2)数据查询

3)数据操作

4)视图

第四章存储过程、触发器和数据完整性

教学要求:

了解:了解在SQL Server中实现数据完整性的方式方法，包括默认值约束和规则。

理解:理解存储过程和触发器的概念和功能，进一步理解数据完整性的概念。

掌握:掌握在SQL Server中用SQL语句实现存储过程和触发器的过程，掌握DBMS完整性控制机制的三个方面，即完整性约束的定义、完整性约束的检查和默认响应。

难点:存储过程和触发器的实现。

教学要点:

1)1)SQL Server的编程结构

2)存储过程

3)触发

4)数据完整性，包括约束、默认值、规则和用户定义的完整性

第五章是关系数据库的设计理论

教学要求:

理解:了解什么是“坏”数据库模式，模式的插入异常和删除异常是什么，规范化理论的意义。

大师:牢牢把握数据依赖的基本概念，范式的概念，从1NF到4NF的定义，标准化的意义和作用。需要举一反三:对四种范式的理解和应用，各级范式中的问题(插入异常、删除异常、数据冗余)和解决方案，分解成第三种范式而不丢失并保持功能依赖的算法。

难点:根据应用语义，可以完整写出关系模式的数据依赖集，根据数据依赖分析某个关系模式属于哪个范式；不同层次范式之间的关系及其证明。

教学要点:

1)关系数据库逻辑设计中可能出现的问题

2)数据依赖的基本概念(包括函数依赖、平凡函数依赖、非平凡函数依赖、部分函数依赖、完全函数依赖、转移函数依赖的概念；代码、候选代码和外部代码的概念和定义；多值依赖的概念)

3)范式的概念、1NF、2NF、3NF、BCNF、4NF的概念及其判断方法

4)阿姆斯特朗的数据依赖公理系统

5)模式分解算法

第六章指标

教学要求:

了解:索引的概念，包括聚簇索引、非聚簇索引、聚簇索引和非聚簇索引的不同结构，主键和索引的关系，以及DBMS在查询中应用索引的基本原理。

高手:SQL Server中索引操作的实现。

教学要点:

1)指数的概念

2)2)SQL Server中的索引结构及其实现

第七章数据库设计

教学要求:

理解:数据库设计的步骤，设计目标，具体设计内容，设计描述，每一步的设计方法。

掌握:掌握数据库的概念结构和逻辑结构的设计是数据库设计过程中最重要的两个环节。牢牢掌握用E-R图表示概念模型的方法，掌握E-R图的设计以及从E-R图到关系模型的转换。

难点:技术难点是E-R图的设计和数据模型的优化，包括抽象现实世界的能力，提取实体、属性和实体之间的关系，正确划分实体和属性的能力。真正的难点在于理论和实践的结合。学生普遍缺乏解决实际问题的实践经验和能力，尤其缺乏应用领域的知识。但数据库设计需要设计人员对应用环境和专业业务有具体深入的了解，才能设计出符合特定领域要求的数据库及其应用系统。

教学要点:

1)数据库设计的概念和特点

2)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，数据库设计各阶段的设计目标、具体设计内容、设计描述和设计方法。

第八章数据库安全

教学要求:

理解:了解数据库安全的概念，实现安全的基本途径和方法，以及视图机制在数据库安全保护中的作用。

掌握:在SQL Server中实现安全性的方法，包括用户管理、角色管理，以及在SQL中使用GRANT语句和REVOKE语句实现数据库的独立访问控制功能。

难点:SQL Server中数据库用户和登录用户的区别和联系。

教学要点:

1)数据库安全的概念

2)访问控制技术、视图技术和审计技术

3)安全在3)SQL Server中的实现，包括数据库用户和登录用户的概念、用户管理、角色管理、权限管理、架构。

第九章数据库保护

教学要求:

理解:了解并发控制子系统和数据恢复子系统对DBMS的重要性，了解不同故障的类型和恢复方法。

掌握:牢牢掌握事务的基本概念和ACID属性，用SQL语句掌握事务的定义、提交或回滚；把握并发操作导致的数据不一致的确切含义(修改丢失、不可重复读取、读取“脏数据”)；封锁协议与数据一致性的关系；并发调度的可串行化概念；掌握日志文件在数据库恢复中的重要作用；系统故障和媒体故障的恢复技术和方法；掌握SQL Server提供的数据恢复技术和方法；能够正确制定系统的恢复策略，保证数据库系统在遇到故障时能够及时恢复正常运行，提高抵御故障和灾难的能力。

难点:两级锁协议与序列化的关系，两级锁协议与死锁的关系。数据库的事务管理策略(数据库恢复策略和并发控制策略)与DBMS缓冲区管理策略和事务一致性水平密切相关。

教学要点:

1)交易的概念和定义

2)数据库并发控制的基本概念和实现技术，包括阻塞技术、阻塞协议、活锁和死锁的概念、并发调度的可串行化、冲突可串行化调度、两阶段锁定协议、阻塞粒度和有意锁定。

3)数据库恢复技术，包括内存结构、数据恢复原理和实现方法、故障类型和实现方法。

4)SQL Server数据库备份和恢复技术。

第十章数据库技术的新发展

教学要求:

了解:了解数据仓库的概念、多维数据模型和设计方法，了解数据挖掘的概念、分析方法和常用技术，了解数据库技术的研究热点和发展方向。

教学要点:

1)数据仓库

2)数据挖掘

3)数据库技术的研究与发展

动词 （verb的缩写）时间分配(64小时4学分，包括48小时讲课和16小时实验)

章节

内容

授课时间

实验时间

一个

前言

2

2

关系数据库

六

三

结构化查询语言

六

11

四

存储过程、触发器和数据完整性

四

四

五

关系数据库设计理论

六

六

指数

2

一个

七

数据库设计

六

6(课后完成)

八

数据库安全

2

九

数据库保护

六

10

数据库新技术

六

运动

2

总计

48

课内16，课后6

六、考核方法和评分方法

考核方式:闭卷考试；

评分方法:

1)书面作业、计算机实验和考勤20%

2) 80%的期末闭卷笔试(包括70%的期末闭卷笔试和30%的计算机基础考试)。

数据库原理实验教学大纲

数据库原理

课程号。: 1305013

总课时:64总学分:4

总实验学时:16个总实验学分:

计算机科学与技术。开学时间:初三，第一学期

一、实验班的性质和目的

实验性质:专业课

课程性质:辅助课程

实验目的:

数据库原理是一门实践性很强的专业课。本实验课程的目的是让学生掌握数据库系统的基本概念、原理和技术，理论联系实际，应用现有的数据建模工具和数据库管理系统软件，以规范、科学的方式完成一个小型数据库的设计和实现。

本课程实验的主要任务是:

1.通过学习，学生可以加深对理论知识的理解，掌握数据库设计和使用的基本技能。

2.把实际应用相关问题贯穿于每个实验，重点培养学生的数据库设计能力和实践能力，培养良好的实验习惯。

3.通过验证实验，学生熟悉并使用SQL SERVER数据库管理系统，掌握如何使用SQL Server建立数据库、关系表、数据完整性、索引、视图、数据查询、数据更新、用户权限管理、数据备份和恢复等。通过综合设计实验，学生可以灵活运用所学知识，按照给定的要求实现图书馆管理系统的数据库设计，基本掌握数据库系统分析与设计的基本方法；掌握使用面向对象编程语言开发数据库应用的过程。

4.掌握数据库应用系统分析设计的基本方法，利用学生掌握一门面向对象编程语言开发数据库应用的过程，进一步提高学生分析问题和解决问题的综合能力。

二、实验方法和手段

本实验课以计算机实验为主，每个学生独立完成每个实验。要求学生在实验前认真预习实验内容和要求，实验课未完成的实验可以课后在实验室或个人电脑上完成。每个实验都需要完成相应的实验报告。

三.实验项目汇总表

序列号

实验项目

上课时间

实验

类型

每组

总人数

实验要求

一个

SQLServer2005的设置和配置

一个

测试和验证

一个

选择成为

2

数据库的建立和管理

2

测试和验证

一个

必须做

三

数据表的创建和管理

2

测试和验证

一个

必须做

四

实现数据完整性和安全性

2

测试和验证

一个

必须做

五

单表查询

2

测试和验证

一个

必须做

六

复杂查询

2

测试和验证

一个

必须做

七

视图的创建和使用

一个

测试和验证

一个

必须做

八

存储过程

2

测试和验证

一个

必须做

九

引发

2

测试和验证

一个

必须做

10

索引和数据库安全性

一个

测试和验证

一个

必须做

11

图书馆管理系统的数据库设计

四

全面的

一个

选择为

总计

16(必需)

四、实验内容

实验1安装SQLServer2005

一、实验目的

第1-2天

系统分析和设计

上课8小时，课外8小时

第三天

系统设计与实现

上课4小时，课外4小时

第4-8天

系统实现

上课40小时，课外40小时

第9天

系统实现，报告编写

上课4小时，课外4小时

第10天

报告撰写和答辩

上课四小时

总课时

上课40小时

第四，评估方法

课程设计的等级评定以所选科目的难度、完成情况、设计报告为依据，等级评定采用优、良、中、及格、不及格五级制或百分制。一般来说，设计的系统应满足设计要求，并在设计过程的每个阶段提供正确的文件(设计报告)。此外，设计的系统应具有友好清晰的界面；系统的数据库要有一定的数据来验证系统的正确运行；方案的整体结构和局部结构要合理；操作说明书(书)应清晰；设计报告应符合规范。

提供PPT课件、Word教案、习题答案、教学大纲、试卷库、课程设计

定价:39.50元

书号:9787302410294