高级数据库系统及其应用(清华大学出版社)-教学大纲.doc

一、教学大纲模板课程名称高级数据库系统及其应用课程编号英文名称The Advanced Database System and Application开课单位任课教师学时学分60学时，3.5学分预修课程数据库系统入门、操作系统考核方式内容简介数据库技术主要研究如何存储、使用和管理数据，是现代信息系统开发与应用中一项极为重要的基础技术。本课程将较全面介绍了数据库的基本原理、技术体系、实现方法和发展动态。课程讲授将主要分四大部分：（一）介绍数据库系统基础，涵盖数据库技术的基本原理、体系结构和应用方面的主题；（二）介绍数据库系统实现，涵盖关系数据库在系统实现方面的相关主题知识；（三）介绍对象数据及WEB数据库方面的相关主题知识；（四）涉及数据库的一些高级主题，介绍数据仓库、数据挖掘和演绎数据库方面的相关主题知识。课程讲述注重核心概念理解，力求以简明易懂、与实例结合的方式，来阐述重要概念或重要的主题知识。强调知识体系的完整性和一致性；注重内容的深入与实用的紧密结合。授课教材谢兴生 主编，高级数据库系统及其应用，清华大学出版社，2010.1适用学科计算机科学、信息科学参考文献二、教学建议与学时分配以下是针对研究生教学的教学建议，以及总学时为5060学时情况下的学时分配建议。第1部分 数据库系统基础第1章 1.11.3节，重点教授，分配46学时（23次课）。【1.4节是发展综述，难度偏大，学生也不容易理解消化。建议跳过不讲，等课程讲授快结束时，再建议学生自己阅读。通过该部分内容阅读有利于帮助学生更好梳理数据库系统知识脉络、发展特点和未来发展趋势动向。】第2章 是“关系数据库系统及其应用”的基础，不是高级数据库系统教学的重点。主要以学生自学为主，对以前未学过“数据库系统初级或入门”课程的同学，应特别向他们强调认真阅读该部分，以弥补基础知识的不足。如果学时比较紧张，这章可以不讲。如学时比较宽松，也可以安排1次课（2个学时），快速过一下，重点梳理一下其中重要核心概念和相关基本知识。第3章 “数据库设计”是数据库系统应用的基础，也不是高级数据库系统课程教学的重点，建议以学生自学阅读为主。但本章知识对实际应用（实际应用系统数据库设计）非常重要。如教学学时允许，也可安排24个学时，重点梳理一下知识体系、一些重要核心概念，侧重介绍以下难度相对较大的“关系模式求精和规范化部分”。第2部分 关系数据库系统实现 本部分共包括7章，是研究生课程教学的重点，建议学时分配如下：第4章 “数据存储与组织管理”。 46学时第5章 “数据库索引技术” 810学时第6章 “关系操作符号赋值” 810学时第7章 “查询处理与优化” 810学时第8章 “事务并发控制” 46学时第9章 “数据库恢复技术” 34学时第3部分 对象数据库和Web数据库本部分共包括2章，偏重于提供简明且翔实丰富的相关主题知识，知识信息量大且相对完整。建议不作为教学重点，而是根据需要安排学生自学阅读。第10章 “对象数据库”第11章 “Web数据库”第4部分 其他高级主题部分本部分共包括3章，也是教学可选部分，可根据需要安排学生自学阅读。第12章 “数据仓库与决策支持系统”第13章 “数据挖掘”第14章 “演绎数据库”三、本书的内容与结构编排第1部分 数据库系统基础，共包括三章。第1章“数据库系统导论”。本章中“数据模型”和“数据库体系结构”部分，是本书的主线和知识体系框架，是所有读者都要精读的部分。“数据库系统的发展与演化综述”部分以体系结构的完善和演化为主线，介绍了数据库系统近二十多年来的演化过程，以及较新的发展情况和发展趋势。这部分内容综合程度较高，难度较大，读者可先跳过或先粗略过一遍，等全书其它部分内容基本学完后再回头细读。第2章“关系模型和关系数据库”。是数据库系统应用的最基础部分，介绍关系模型的基本概念、关系模型语言和关系数据库应用等基本知识。这部分介绍以概念为主，辅以适度的具体应用小实例来说明。之前未接触过数据库的读者，应细读本章。已有一定数据库基础的读者，可跳过本章，但仍建议浏览一遍，梳理一下关系数据库的基本概念和知识体系。第3章“数据库设计”。这部分是数据库应用的高层次环节，是数据库应用系统设计必备知识。有别于其它教科书，本书对这部分知识采用了一种更自然的特殊编排：DB设计综述结合应用实例片段的循序渐进介绍各种概念模型汇合实例片段产生一个较完整的实例概念模式映射DB概念模式到DB模式用数据规范理论求精DB逻辑模式和反馈改进概念模式设计。整章基本只用一个实例贯穿，注重实用、强调关键，比如，在规范理论介绍方面，不介绍很少用到且难懂的5NF，突出介绍3NF和BCNF。第23章一般都不作为教学重点，以学生自学阅读为主。第2部分 关系数据库系统实现，共包括六章。本部分以一定的深度和广度，覆盖当前主流数据库系统关系数据库系统(RDBMS)在实现方面的相关主题，它们是本书的主体部分，也是课程教学的重点部分。其中，第4章 “数据存储与组织”、第5章 “数据库索引技术”介绍存储管理方面主题；第6章 “关系操作符赋值”、第7章 “查询处理与优化”介绍查询处理方面的主题；第8章 “事务并发控制”、第9章 “数据库恢复技术”介绍事务管理方面的主题。第3部分 对象数据库和WEB数据库，共包括2章。与关系模型只支持固定的一些基本数据类型相比，对象模型具有更强的表达能力，可以直接表达任意复杂对象，支持任意复杂数据类型处理。对象数据库标准ODMG是对象数据库系统健壮发展的基石；遵循ODMG3.0标准的对象-关系数据库系统，已逐渐成为近几年以及今后DBMS发展的重要方向。我们将在第10章 “对象数据库系统”，较详细介绍ODMG3.0标准，并讨论 “纯面向对象数据库系统”和“对象-关系数据库系统”应用和实现的相关主题。Internet的广泛应用给DB系统发展带来了重要影响，数据库与WEB结合是当代电子商务/动态网站技术的基石。目前，几乎所有DBMS开发商都在他们的产品中增加了更适合在Internet上部署的特性。我们将在第11章 “WEB数据库”，介绍与WEB应用相关的一些基本概念，讨论从WEB存取DB的典型体系结构；还将介绍与XML、互联网文本搜索处理方面的知识。第1011章偏重于提供简明且翔实丰富的相关主题知识，知识信息量大且相对完整，适合学生自学阅读，建议不作为教学重点。第4部分 其它高级主题部分，共包括3章。数据库的其它高级主题很多、范围也非常广泛，限于篇幅，我们只选择那些已在主流商业DBMS产品中实现的一些实用性主题，或数据库系统当前发展的热点主题。随着数据库应用的深入和数据资料积累增多，对大量数据进行分析和探索，以支持管理决策这类应用，已迅速发展为拥有巨大市场的IT产业。当前几乎所有主流RDBMS产商，都已在他们的产品中增加了支持数据分析的功能特性，或增加了专门的分析处理工具。我们将在第12章“数据仓库与决策支持系统”介绍OLAP和数据仓库方面的相关主题，在第13章“数据挖掘”部分，讨论从大数据集中探索发现有趣、意外趋势或数据模式的数据挖掘相关主题，这类数据分析探索通常难以只用一个或几个查询来捕获。关系模型不能表达递归语义，这使得DBMS在处理包含递归语义的复杂数据结构，如描述复杂设备装置结构时，