数据库原理及应用教学大纲20110223.doc

课程编号: 084218课程名称: 数据库原理及应用（Principle and Application of Database）数据库原理及应用教学大纲适用专业计算机科学与技术（嵌入式技术方向）；计算机科学与技术（数字媒体技术方向）；网络工程；软件工程课程类别专业必修课开课学期5学分4总学时68理论51实践17先修课程：离散数学、数据结构与算法、程序设计方法和语言、操作系统后续课程：数据库系统开发技术、软件工程建议教材王珊,萨师煊.编著. 数据库系统概论（第四版）. 北京：高等教育出版社，2008胡孔法等编著. 数据库原理及应用学习与实验指导教程. 北京：机械工业出版社，2009主要参考书1 Patrick ONeil,Elizabeth ONeil. Database: Principles, Programming, and Performance. Morgan Kaufmann Publishers， 20002 Raghu Ramakrishnan, Johannes Gehrke.Database Management Systems（Third Edition）. 北京：清华大学出版社，20033 M. Tamer zsu,Patrick Valduriez. Principles of Distributed Database Systems （Second Edition）. 北京：清华大学出版社，20024 JiaWei Han,Micheline Kamber. Data Mining Concepts and Techniques. 北京：机械工业出版社，20065 胡孔法 数据库原理及应用. 北京：机械工业出版社出版社，20106 王能斌. 数据库系统原理北京：电子工业出版社，20027 施伯乐,丁宝康,汪卫编著. 数据库系统教程（第2版）.北京：高等教育出版社，2003一、课程的性质目的和基本要求（一）课程的性质与目的 数据库技术和系统已经成为信息基础设施的核心技术和重要基础，数据库技术作为数据管理的最有效的手段，极大的促进了计算机应用的发展。因此数据库原理及应用是计算机科学与技术、网络工程、软件工程等计算机相关专业的专业基础课程。本课程系统讲述数据库系统的基础理论、基本技术和基本方法。内容包括：数据库系统的基本概念、数据模型、关系数据库及其标准语言SQL、数据库安全性和完整性的概念和方法、关系规范化理论、数据库设计方法和步骤、数据库访问、数据库恢复和并发控制机制等知识。通过本课程学习，使学生系统地掌握数据库系统的基本原理、基本技术和基本方法，具备操纵数据库、设计数据库和开发简单数据库系统的基本能力。（二）课程的基本要求 1.知识要求 了解：数据库发展历史，关系代数的运算，数据库新进展。 理解：数据库的基本概念，数据库系统的三级模式结构，关系模型的基本概念，数据库的恢复技术和并发控制机制。掌握：SQL语言的使用、数据库的完整性控制、数据库的安全管理、关系的规范化理论、数据库设计、数据库访问。2.能力要求： 简单应用：关系代数运算描述查询；数据库设计工具的使用；通过数据访问接口ADO访问数据库，实现增、删、改、查询功能；数据库系统设计开发过程。熟练应用：SQL语言操作数据库；数据库的完整性控制；数据库的安全控制；数据库的设计方法二课程章节及学时分配（一）理论教学序号章节教学内容理论学时1绪论62关系数据库43关系数据库标准语言SQL84数据库的完整性45数据库的安全性46关系规范化理论47数据库设计88数据库开发技术基础79数据库事务技术410数据库技术新发展2合计51学时（二）实践教学序号 实验项目名称 学时 内容提要 实验 类型 1数据库和表的创建与管理2创建数据库；利用企业管理器创建学生信息表、课程表、成绩表；创建关系；数据库备份和恢复操作设计性2SQL数据更新 2利用INSERT、UPDATE、DELETE等SQL语句进行元组的增删操作 验证性 3SQL数据查询 2用SELECT对数据表进行检索，运用聚集函数对数据表进行统计计算查询，对查询结果进行排序验证性 4数据完整性控制2三类完整性，check短语，触发器等完整性的定义和验证设计性5数据安全管理2创建用户，进行用户权限授权与收回设计性6需求分析与数据流图绘制 2掌握Visio等数据流图绘制工具,编写数据库系统需求分析报告 设计性 7数据库E-R模型设计 2PowerDesigner 等E-R辅助设计工具,编写数据库系统设计报告 设计性 8通过ADO访问数据库2使用数据访问接口ADO编程访问数据库，实现数据的更；新和查询 设计性9课程设计：数据库应用系统实例开发1+课外20综合Visio、E-R等辅助设计开发工具和SQL Server2000、Oracle数据库管理系统、以及VS.net开发工具，完成一个数据库应用软件系统的设计与开发综合性合计17学时三、章节教学目的与要求、基本内容和重难点1绪论（6学时）（1）教学基本要求了解：数据库技术的产生和发展；数据模型的组成，识记数据模型的发展，一般了解面向对象模型；DBMS数据存取层的有关知识。理解：数据库、数据库系统及数据库管理系统等基本概念；三种主要的数据库模型；数据库系统的组成； 掌握：数据库系统的核心和基础数据模型，特别是 E-R概念模型；掌握数据库系统三级模式和两层映像与数据独立性的关系，数据库系统的组成。灵活运用：会根据现实世界事物及其联系分析并设计E-R图模型。（2）教学内容1.1 数据库系统概述1.1.1 数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统1.1.2 数据管理技术的产生和发展1.1.3 数据库系统的特点1.2 数据模型1.2.1 数据模型的组成要素1.2.2 概念模型1.2.3 最常用的数据模型1.2.4 层次模型1.2.5 网状模型1.2.6 关系模型1.3 数据库系统结构1.3.1 数据库系统模式的概念1.3.2 数据库系统的三级模式结构1.3.3 数据库的两级映像功能与数据独立性1.4 数据库系统的组成1.5 数据库技术的研究领域（3）重点和难点重点：数据、数据库；概念模型、E-R图、关系数据模型；数据库的三级模式两级映像难点：冗余度、一致性、共享性、独立性；概念模型、E-R图、关系数据模型、面向对象数据模型；数据库管理系统、数据库系统的系统结构2. 关系数据库（4学时）（1）教学基本要求了解：关系数据语言的有关知识理解：关系代数的各种运算掌握：关系数据库的基本概念。灵活运用：综合运用关系代数描述数据查询。（2）教学内容2.1 关系模型概述2.2 关系数据结构及形式化定义2.2.1 关系2.2.2 关系模式2.2.3 关系数据库2.3 关系完整性2.4 关系代数2.4.1 传统的集合运算2.4.2 专门的关系运算（3）重点和难点重点：关系数据库的基本概念、关系代数中的关系运算难点：关系数据库的基本概念、关系代数中的关系运算3关系数据库标准语言SQL（8学时） （1）教学基本要求了解：SQL语言的特点，索引和视图的功能。掌握：数据定义、更新、查询及视图的基本操作。灵活运用：数据查询语句SELECT。（2）教学内容3.1 SQL概述3.1.1 SQL的特点3.1.2 SQL语言的基本概念3.2 数据定义3.2.1 定义、删除与修改基本表3.2.2 建立与删除索引3.3 查询3.3.1 单表查询3.3.2 连接查询3.3.3 嵌套查询3.3.4 集合查询3.3.5 SELECT语句一般格式 3.4 数据更新3.4.1 插入数据3.4.2 修改数据3.5 视图3.5.1 定义视图3.5.2 查询视图3.5.3 更新视图3.5.4 视图的作用（3）重点和难点重点：SQL数据查询、SQL数据更新、视图难点：SQL数据查询、SQL数据更新4.数据库的完整性（4学时）（1）教学基本要求了解：保证数据完整性的意义。理解：数据三类完整性的概念。掌握：数据三类完整性定义、check约束、简单触发器的创建。（2）教学内容4.1实体完整性；4.2参照完整性；4.3用户定义的完整性；4.4触发器；（3）重点和难点重点：数据三类完整性定义、check约束、触发器难点：触发器5.数据库的安全性（4学时）（1）教学基本要求了解：数据库安全性机制。理解：数据库安全性控制，登录账号、用户、角色的概念及它们之间的区别与联系。掌握：登录账号、用户、角色的创建，权限的授予、回收。（2）教学内容5.1 安全控制5.1.1安全控制模型5.1.2 数据库权限的种类及用户的分类5.2 SQL Server的安全控制5.3 管理SQL Server登录账号5.3.1 建立登录账号5.3.2修改登录账号的属性5.3.3删除登录账号5.4 管理数据库用户5.4.1 建立数据库用户5.4.2删除数据库用户5.5 管理权限5.5.1 SQL Server权限种类5.5.2 权限的管理5.6 角色5.6.1 固定的服务器角色5.6.2 固定的数据库角色5.6.3 用户自定义的角色（3）重点和难点重点：数据库安全性机制，登录账号、用户、角色的创建，权限的授予与回收难点：登录账号、用户、角色的创建，权限的授予与回收6关系规范化理论（4学时）（1）教学基本要求了解：规范化的目的和过程理解：关系模式的优化分解方法。掌握：函数依赖的概念及规范化理论。灵活运用：可根据要求将关系模式优化分解为符合某种要求的范式，或分析、判断给定的关系模式所满足的范式级别，将其规范到3NF。（2）教学内容6.1关系模式设计中的问题；6.2函数依赖；6.3关系模式的分解及其问题；6.4关系模式的规范化；（3）重点和难点重点：函数依赖，范式难点： 关系模式的分解，关系规范化7数据库设计（8学时）（1）教学基本要求了解：数据库的设计方法和设计步骤，需求分析的实现方法。数据库运行与维护的概念，以及常用数据库设计工具。理解：数据库逻辑结构设计、物理结构设计、数据库设计评价的有关知识及方法。掌握：数据库概念结构设计的要求及方法。灵活运用：根据需求分析设计E-R模型，并将E-R模型转换为关系模式。（2）教学内容7.1数据库设计概述；7.2规划；7.3需求分析；7.4概念设计；7.5数据库逻辑结构设计及优化；7.6数据库的物理设计；7.7数据库的实现；7.8数据库的运行与维护；7.9数据库设计工具介绍。（3）重点和难点重点：概念结构设计、逻辑结构设计难点：概念结构设计、逻辑结构设计8.数据库开发技术基础（7学时）（1）教学基本要求了解：数据库应用结构，SQL编程技术可以有效克服SQL实现复杂应用方面的不足，提高应用系统和RDBMS间的互操作性。常用的数据库访问接口。理解：数据访问接口ADO的基本原理掌握：ADO访问数据库。（2）教学内容8.1数据库应用结构8.1.1 集中式应用结构8.1.2 文件服务器结构8.1.3 客户/服务器结构8.1.4 互联网应用结构8.2数据库访问接口8.2.1 ODBC8.2.2 OLE DB和ADO8.3 存储过程8.3.1常量和变量的定义8.3.2控制结构8.3.3存储过程（3）重点和难点重点：数据库应用结构，ADO访问数据库难点：ADO访问数据库9数据库事务技术（4学时）（1）教学基本要求了解：事务的基本概念，数据恢复和数据并发控制的基本概念。掌握：数据库故障的类型以及数据库恢复技术和策略，数据库并发控制的有关概念和基于封锁的并发控制技术。（2）教学内容9.1事务的基本概念9.2 数据库恢复技术9.2.1故障的种类9.2.2 恢复策略9.2.3 具有检查点的恢复技术9.2.4 数据库镜像9.3数据库并发控制技术9.3.1 并发控制概述9.3.2 封锁9.3.3 活锁和死锁9.3.4 并发调度的可串行性9.3.5 两段锁协议（3）重点和难点重点：事务的概念和特点，数据库并发控制机制难点：数据库并发控制机制四本课程实践能力要求与实验内容（一）实验教学实践能力要求本课程实验教学主要包括数据库和表的创建、SQL语言、数据完整性、数据安全性、数据库设计、使用数据访问接口ADO访问数据库和简单的数据库系统开发。实践能力要求是熟练使用SQL语言进行数据定义、数据操纵、数据查询和数据控制，掌握数据库设计的方法和步骤，熟悉常用工具的使用，具备简单数据库系统的设计、开发、运行和维护的能力。（二）实验内容1实验一 (2课时)（1）实验名称：数据库和表的创建与管理（2）实验目的：了解一个常用的数据库管理系统的框架及基本应用，掌握数据库和表的创建，数据库的备份和恢复操作。（3）实验内容：利用Create DATABASE创建一个数据库，创建学生信息表、课程表、成绩表，数据库备份和恢复。2实验二 (2课时)（1）实验名称：数据更新（2）实验目的：掌握SQL数据操纵语句的使用。（3）实验内容：利用INSERT、UPDATE、DELETE等SQL语句进行元组的增删改操作3实验三 (2课时)（1）实验名称：数据查询（2）实验目的：掌握SQL数据查询语句的使用。（3）实验内容：用SELECT对数据表进行检索，运用聚集函数对数据表进行统计计算查询，对查询结果进行排序。4实验四 (2课时)（1）实验名称：数据完整性控制（2）实验目的：使用SQL对数据进行完整性控制。（3）实验内容：使用SQL对数据进行完整性控制（三类完整性；check短语；触发器）。用实验验证当操作违反了完整性约束条件时，系统是如何处理的。5实验五 (2课时)（1）实验名称：数据安全管理（2）实验目的：了解数据库管理系统的安全机制，掌握用户权限授予与回收。（3）实验内容：创建不同级别的用户，进行用户权限授予与回收。6实验六 (2课时)（1）实验名称：需求分析撰写与数据流图绘制（2）实验目的：了解并掌握数据库系统需求分析报告国家规范，掌握Visio等数据流图绘制工具的使用。（3）实验内容：做出课程设计所选课题的需求分析。 7实验七 (2课时)（1）实验名称：数据库E-R模型设计（2）实验目的：了解E-R辅助设计工具的使用，掌握E-R模型向关系模型转换的一般原则。（3）实验内容：利用PowerDesigner 等E-R辅助设计工具，做出课程设计所选课题的E-R模型和关系模型。8实验八 (2课时)（1）实验名称：通过ADO访问数据库（2）实验目的：通过数据访问接口ADO编程访问数据库（3）实验内容： 使用ADO，实现对数据的更新和查询。9. 课