《数据库系统及应用》教学大纲

1、数据库系统及应用课程教学大纲课程编号：制定单位：信息管理学院制 定 人：数据库系统及应用课程组审 核 人：万常选、吴京慧、廖国琼制定（或修订）时间：2013年 8月 31 日 江西财经大学教务处数据库系统原理课程教学大纲课程总述本课程教学大纲是以2012级信息管理与信息系统、计算机科学与技术(信息系统专业方向)等专业的本科专业人才培养方案为依据编制的。课程名称数据库系统原理课程代码33024英文名称Database System Principles开课阶段第一阶段课程性质必修课先修课程操作系统、计算机网络、数据结构总学时数80周学时数5开课院系信息管理学院任课教师万常选、吴京慧、廖国琼、刘爱

2、红、刘喜平、钟敏娟编 写 人数据库系统及应用课程组编写时间2013年 8 月课程负责人万常选大纲主审人吴京慧、廖国琼使用教材 = 1 * GB3 万常选, 廖国琼, 吴京慧, 刘喜平. 数据库系统原理与设计(第2版). 清华大学出版社, 2012.9 吴京慧, 刘爱红, 廖国琼, 刘喜平. 数据库系统原理与设计实验教程(第2版). 清华大学出版社, 2012.10教学参考资料 = 1 * GB3 王珊, 萨师煊. 数据库系统概论(第四版). 高等教育出版社, 2006.5 = 2 * GB3 王珊. 数据库系统概论学习指导与习题解答. 高等教育出版社, 2000.2 = 3 * GB3 A.

3、Silberschatz, Henry F. Korth, S. Sudarshan. Database System Concepts (Fifth Edition). 高等教育出版社, 2006.6 A. Silberschatz, Henry F. Korth, S. Sudarshan. 杨冬青等译. 数据库系统概念(第5版). 机械工业出版社, 2006.9 R. Ramakrishnan, J. Gehrke. 周立柱, 张志强等译. 数据库管理系统原理与设计(第3版), 清华大学出版社, 2004.3 史嘉权. 数据库系统概论. 清华大学出版社, 2006.1 = 7 * GB3

4、 徐洁罄, 柏文阳, 刘奇志. 数据库系统实用教程. 高等教育出版社, 2006.6课程教学目的数据库系统原理课程是信息管理学院信息管理与信息系统、计算机科学与技术、信息与计算科学等专业学生必修的一门课程。数据库具有数据结构化、最低冗余度、较高的程序与数据独立性、易于扩充、易于编制应用程序等优点，目前绝大部分的信息系统都是建立在数据库之上的，因此，本课程强调数据库应用与设计能力的培养。本课程的教学目标：使学生会“用”数据库(会设计数据库，会管理数据库，会开发数据库应用程序)。具体目标有：(1) 使学生掌握数据库的基本知识、基本原理和基本技能三基要求；(2) 培养学生的数据库设计、数据库系统管理

5、、数据库应用开发能力数据库应用能力；(3) 培养学生的自主学习能力、创新意识、团队协作精神、写作表达能力等综合素质，以及从应用中发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力综合素质与问题求解能力。课程教学要求(1) 掌握数据库管理系统DBMS、数据库DB、数据模型、数据独立性、数据抽象、数据库的三层体系结构和两层映像、关系模型、数据库系统DBS、数据库管理员DBA等核心概念，以及DBMS的特点、组成和基本功能，理解数据模型三要素、三层次和三类基本逻辑模型，以及数据共享、数据冗余、数据孤立、完整性、原子性、并发访问、安全性等概念的内涵。(2) 掌握关系、关系模式、关系数据库、关系数据库模式等核心

6、概念，理解关系模型三要素、基于外码参照的数据库模式导航图的内涵，掌握关系代数运算，以及基于数据库模式导航图构造关系代数查询表达式的方法。(3) 掌握SQL语言，重点是如何表达选择条件和连接条件、如何通过聚合函数和分组运算实现聚集查询、如何表达子查询，理解各种关系代数运算在SQL查询语句中的表达方法。(4) 掌握数据库设计步骤及各步骤数据库设计的主要内容，概念模型(E-R模型)的相关核心概念，E-R建模的基本原则和基本方法，以及E-R模型转化为关系数据库模式的基本方法；掌握功能需求和业务流程描述方法，具有基于功能需求和业务流程分析数据需求、业务规则和性能需求的基本能力，具有较强的数据库概念建模和

7、逻辑建模的能力。(5) 掌握函数依赖和范式(1NF、2NF、3NF、BCNF)的相关概念，理解部分依赖与传递依赖所带来的问题，掌握属性集闭包、关系模式候选码的计算方法，以及将关系模式分解为满足BCNF或3NF关系模式的方法。(6) 理解计算机系统的三级存储体系、存储访问方式、文件中不同记录格式和不同记录组织方式、影响数据库物理设计的主要因素的内涵，掌握顺序索引、B+树索引和散列的概念和方法，以及数据库物理设计的主要内容。(7) 掌握查询处理、查询优化、启发式查询优化的主要思想，关系代数选择运算、连接运算的实现算法，理解表达式计算的物化和流水线技术。(8) 掌握数据库的安全性、完整性的相关概念及

8、主要防范措施，用户、角色的定义和权限的授予与收回，以及各类完整性约束条件的定义。(9) 理解事务、并发调度、冲突操作的概念及ACID性质，掌握冲突可串行化的概念和差别方法，并发控制的相关概念和两阶段封锁协议的基本原理，故障、日志、检查点与备份等相关概念以及各种类型故障的恢复策略。(10) 了解常用数据库应用开发技术和Web数据库、XML数据库技术。本课程的重点和难点重点：数据模型与数据库体系结构，DBMS特点，关系模型与关系代数，SQL语言与SQL编程，数据库设计，函数依赖与范式，数据库物理存储结构与索引，数据库完整性和安全性，事务管理、并发控制与故障恢复。难点：数据库设计、SQL子查询、函数

9、依赖理论、查询处理与优化。课程考试平时考核和期末考试各占50分。(1) 平时考核：共50分，具体安排如下：平时表现：4分；基础性实验与平时作业：14分，其中实验6分，作业8分；课堂测验(4次)：12分，每次3分，按实际考核成绩评定；大作业：20分，需求分析4分、概念设计6分、逻辑设计3分、物理设计2分、数据库脚本3分，其他(如团队合作、创新意识等)2分。(2) 期末考试：闭卷笔试，50分。教学时数分配章目教学内容教学时数分配课堂实验第0章课程导学理论讲授：1第1章 本章主要讲述数据库技术发展史、数据模型、数据库系统体系结构及数据库管理系统。学生通过本章的学习，掌握数据库系统的体系结构及数据独立

10、性，掌握数据抽象、数据模型、数据库模式等核心概念，并理解这些内容在数据库管理系统中的地位和作用理论讲授：3第2章本章主要讲述关系模型的数学定义、关系数据语言和关系代数运算。学生通过本章的学习，深入理解关系数据库中的基本概念；熟练掌握关系完整性约束条件，以及基于外码参照的关系数据库模式导航图；熟练掌握关系代数的主要操作，以及基于数据库模式导航图构造关系代数查询表达式。理论讲授：2习题课：1课堂测验：1第3章 本章主要讲述SQL语言的概况、应用领域、SQL数据定义语言DDL、SQL数据操纵语言DML、SQL数据控制语言DCL。学生通过本章的学习，掌握对数据库的基本操作，并了解数据库管理系统的基本功

11、能；熟练掌握SQL查询语句，并运用SQL语句完成对数据库的操作。理论讲授：6习题课：1课堂测验：18第4章 本章主要讲述实体-联系模型基本概念、概念设计过程以及如何将E-R模型转化为关系模型。学生通过本章学习，深入理解E-R模型的基本概念和约束；熟练掌握运用E-R模型进行数据库概念模型设计的方法和原则；能在独立分析现实世界应用需求基础上设计出正确的E-R图，并能熟练运用E-R模型转换规则，将设计出的E-R图转化为关系模型。 理论讲授：5习题课：1大作业点评：14第5章本章从如何构造一个好的关系模式这一问题出发，逐步深入介绍基于函数依赖的关系数据库规范化理论和方法，包括函数依赖定义、函数依赖集理

12、论、范式定义及分解算法等。学生通过本章学习，熟练掌握函数依赖和关系数据库各种范式的基本概念和定义，并能运用基本函数依赖理论对关系模式逐步求精，以满足最终应用需求。 理论讲授：4习题课：1课堂测验：1大作业点评：2第6章本章通过一个复杂的案例，详细讲述了如何进行数据库设计的步骤和方法，学生通过本章的学习，深刻体会需求分析对数据库设计的重要性，加深对E-R模型和关系数据理论的进一步理解，并熟练掌握关系数据库的设计步骤与方法，从而具备正确设计关系数据库的基本能力。并在学习过程中体会到正确的数据库设计是一个循序渐进和反复设计的过程。理论讲授：2大作业点评：14第7章本章从基本存储介质的特性和存储访问的

13、方式开始，重点介绍了数据库中数据的物理存储结构，学生通过本章的学习，掌握存储系统的层次，存储访问方式，文件的记录格式以及文件中记录的组织方式，理解不同文件组织方式的优缺点和维护方法；掌握各种不同索引的基本概念和主要特点，为数据库的物理设计打下基础。理论讲授：3大作业点评：1第8章本章主要讨论了关系代数运算的主要算法和查询优化问题。学生通过本章的学习，了解查询处理过程，掌握查询优化的基本概念，掌握执行计划选择的启发式规则。理论讲授：3习题课：1第9章本章主要讲授数据库的完整性约束、安全性约束以及相应的数据库编程技术。学生通过本章的学习，一是要求熟练掌握数据库管理系统安全性保护基本原理与方法，并能

14、熟练运用SQL中的GRANT和REVOKE语句进行授权；二是要求熟练掌握数据库管理系统完整性保护措施，并能熟练运用SQL中的DDL语句进行完整性约束定义；三是要求熟练掌握数据库编程中的游标概念及其使用方法，熟练运用触发器完成复杂的完整性约束和审计功能，熟练运用存储过程编写复杂的业务处理和查询统计工作。理论讲授：4习题课：1课堂测验：1大作业点评：110第10章本章主要讲述了事务的基本概念和事务特性，深入分析和讨论保证事务并发执行的隔离性、原子性和永久性的方法与策略。学生通过本章的学习，充分理解事务概念、事务特性、并发执行、调度和可串行化等基本概念；熟练掌握事务调度正确性准则及冲突可串行化判定方

15、法；深刻理解封锁协议的实现原理，并能正确运用封锁协议保证数据库的一致性要求；理解数据库故障种类及事务存取数据方式，并掌握基于日志的故障恢复策略。理论讲授：3习题课：1大作业点评：1第11章本章从开发者而不是管理者的角度来看待数据库，围绕数据库的应用开发展开，介绍数据库系统的体系结构的演变及其现状，讨论常见的数据库访问技术，并通过一些具体的代码介绍数据库开发的过程。学生通过本章的学习，了解软件开发体系结构和一些主要的数据库访问技术，并能够使用某种数据库访问技术进行简单的数据库应用开发。课外自学：0第12章本章介绍Web数据库的基本概念、基本原理和主要实现技术。学生通过本章的学习，了解Web数据库

16、的运行原理和Web数据库的主要访问技术，熟悉XML和DTD的基本格式以及用途。课外自学：0合 计5426三、单元教学目的、教学重难点和内容设置第0章 课程导学【教学目的】 加深学生对本课程在专业人才培养方案中的定位、本课程的特点、就业对数据库应用能力的要求等方面的认识，提高学生学习本课程的目的性和学习的动力。【重点难点】重点：为什么需要学习数据库技术？如何学好数据库技术？难点：为什么需要学习数据库技术？如何学好数据库技术？【教学内容】 (1) 课程简介。包括本课程的主要教学内容、实验教学及课时安排，课程特点与考核方式。(2) 数据管理技术简介。包括数据管理技术的分类、数据管理技术与我们的生活、

17、数据管理技术的重要性、数据库系统的核心概念。(3) 教学目标。包括我校相关专业人才培养目标与特色、本课程教学目标；相关专业的人才需求、能力要求，以及与本课程教学目标的关系。(4) 学习方法与教学方法。【教学手段与方法】以课堂讲授为主，辅以课外围绕着“为什么需要学习数据库技术？与数据库技术相关的工作岗位有哪些？”撰写关于课程认识的报告，以实现教学目的的要求。第1章 数据库系统概论【教学目的】 掌握本课程的核心概念，理解数据模型的作用和数据库管理系统阶段数据管理的特点，初步构建本课程的内容体系架构，为本课程的学习打好扎实的基础。【重点难点】 重点：(1) 熟练掌握数据库管理系统DBMS、数据库DB

18、、数据模型、数据独立性(数据的逻辑独立性和物理独立性)、数据抽象、数据库的三层体系结构(外模式、模式和内模式)和两层映像，关系模型中的相关概念(关系、元组、属性、域、码、外码、关系模式等)，以及数据库系统DBS、数据库管理员DBA等核心概念。(2) 深刻理解数据库管理系统的特点、组成和基本功能。(3) 深刻理解数据模型三要素(数据结构、数据操作和数据完整性约束)、三层次(概念模型、逻辑模型和物理模型)以及不同逻辑模型(层次模型、网状模型和关系模型)的内涵。(4) 深刻理解数据独立性、数据库的三层体系结构和两层映像的内涵。(5) 深刻理解数据共享、数据冗余、数据孤立、完整性、原子性、并发访问、安

19、全性等概念的内涵。(6) 理解以上内容在数据库管理系统中的地位和作用。难点：(1) 本章的难点是深刻理解数据库管理系统的特点、数据模型的作用以及数据库三级模式和两层映像的作用。(2) 本章涉及数据库领域的大量基本概念。有些概念一开始接触会感到比较抽象，但不要紧，随着学习的逐渐推进，在后续章节中，这些抽象的概念会逐渐变得清晰具体起来。【教学内容】 本章主要讲述数据库技术发展史、数据模型、数据库系统体系结构及数据库管理系统。阐述数据库的基本概念，介绍数据管理技术的进展情况、数据库技术产生和发展的背景，数据模型的基本概念、组成要素和主要的数据模型，数据库系统的3级模式结构以及数据库系统的组成。1.1

20、 数据库系统的作用1.1.1 数据与数据管理1.1.2 数据管理技术的产生与发展1.1.3 数据库应用1.2 数据模型1.2.1 数据模型的分类1.2.2 数据模型的组成要素1.2.3 层次模型1.2.4 网状模型1.2.5 关系模型*1.2.6面向对象模型*1.2.7 XML模型1.3 数据抽象与数据库三级模式1.4 数据库系统1.4.1 数据库系统组成1.4.2 数据库管理系统1.4.3 数据库系统的相关人员【教学手段与方法】以课堂讲授为主，辅以课外作业、在线自测试题库系统网上自测、课堂测验等手段促进学生及时理解、消化并熟练掌握相关基本知识和基本原理，最后通过开展课堂讨论、网上讨论，提升学

21、生对本课程核心体系结构的认识，并要求进行归纳总结。第2章 关系模型与关系代数【教学目的】 掌握关系模型的基本概念、基本原理与基本方法，包括关系数据结构及其定义，三类关系完整性约束规则及基于参照约束的关系数据库模式导航图，关系代数运算及关系代数表达式。为学习后面关系数据库系统打好基础。【重点难点】 重点：(1) 熟练掌握关系、关系模式、关系数据库、关系数据库模式等概念，深刻理解域、笛卡尔积、元组、属性、超码、候选码、主码和外码等概念。(2) 熟练掌握实体完整性约束、参照完整性约束和用户自定义完整性约束的概念；深刻理解这3类完整性约束的规则，及其对应的现实世界数据完整性约束的要求，尤其是关系模型必

22、须满足的实体完整性约束、参照完整性约束这两个不变性；重点理解基于外码参照的数据库模式导航图。(3) 熟练掌握传统的集合运算(包括并、交、差、笛卡尔积等)和专门的关系运算(包括选择、投影、连接、除等)；深入理解交运算可以通过差运算来表示，连接运算可以通过笛卡尔积与选择运算、投影运算来表示的内涵。(4) 深刻理解非等值连接、等值连接、自然连接、外连接、左外连接和右外连接等概念，重点是基于外码参照的模式导航图的自然连接运算，以及如何基于数据库模式导航图来构造关系代数查询表达式。(5) 深刻理解应用领域中的哪些查询问题需要使用除运算？重点是如何表达除运算？难点：(1) 深刻理解应用领域中的哪些查询问题

23、需要使用除运算？如何表达除运算？(2) 深刻理解基于外码的关系数据库模式导航图的内涵？熟练掌握如何基于数据库模式导航图构造复杂的关系代数查询表达式。【教学内容】 本章主要讲述关系模型的数学定义、关系数据语言和关系代数运算。学生通过本章的学习，深入理解关系数据库中的基本概念；熟练掌握关系完整性约束条件，以及基于外码的关系数据库模式导航图；熟练掌握关系代数的主要操作，以及基于数据库模式导航图构造关系代数查询表达式。2.1 关系模型2.1.1 关系数据结构2.1.2 关系完整性约束条件2.1.3 关系操作2.2 关系代数2.2.1 传统的集合运算2.2.2 专门的关系运算2.2.3 关系代数查询综合

24、举例【教学手段与方法】以课堂讲授为主，辅以课外作业、在线自测试题库系统网上自测、习题课、课堂测验等手段促进学生及时理解、消化并熟练掌握相关基本知识、基本技能和基本原理。第3章 SQL语言【教学目的】掌握SQL语言，能够做到举一反三。同时通过实践，理解SQL语言与面向过程的语言的区别和优点；理解为什么关系数据库系统能够为数据库应用系统开发提供良好环境、减轻用户负担、提高用户生产率。【重点难点】重点：(1) 熟练掌握SQL查询语句的投影、笛卡尔积、选择、连接、排序、聚集等操作。重点是如何表达选择条件和连接条件(包括非等值连接、等值连接、自然连接、外连接、左外连接、右外连接等)？如何通过聚合函数和分

25、组运算实现聚集查询？(2) 深刻理解查询表的概念及作用、查询表与连接运算的区别，熟练掌握查询表的使用方法。(3) 深刻理解相关子查询和非相关子查询的概念，理解非相关子查询和连接查询的区别、查询表与子查询的区别？熟练掌握IN子查询，掌握使用比较运算符的子查询和使用存在量词的子查询。(4) 熟练掌握数据定义DDL语言，包括定义数据库模式、关系模式、每个属性的值域、完整性约束、关系的索引、视图和关系的物理存储结构。重点是定义数据库、基本表、视图、索引等。(5) 熟练掌握SQL更新语句，包括插入、删除、修改。重点是理解插入、删除、修改操作可能会破坏数据库的完整性，可参考第9.2节数据库完整性的相关内容

26、。(6) 深刻理解视图的基本概念，以及通过视图实现DBMS三级模式中的外模式的概念。建立视图的目的是什么？视图主要用于什么操作？难点：用SQL语言表达复杂查询，包括外连接、聚合查询、嵌套子查询等，特别是存在量词子查询、多层嵌套子查询、聚合查询与嵌套子查询相结合。【教学内容】 本章主要讲述SQL语言的概况、应用领域、SQL数据定义语言DDL、SQL数据操纵语言DML、SQL数据控制语言DCL。学生通过本章的学习，掌握对数据库的基本操作，并了解数据库管理系统的基本功能；熟练掌握SQL查询语句，并运用SQL语句完成对数据库的操作。3.1SQL概述3.1.1 SQL发展3.1.2 SQL特点3.1.3

27、 SQL查询基本概念3.2简单查询3.2.1 投影运算3.2.2 选择运算3.2.3 排序运算3.2.4 查询表3.3连接查询3.3.1 等值与非等值连接3.3.2 自表连接3.3.3 外连接3.4聚合查询3.4.1 聚合函数3.4.2 分组聚合3.5嵌套子查询3.5.4 复杂查询3.6 集合运算3.7SQL查询一般格式3.8SQL数据定义语言3.8.1 数据库的定义3.8.2 基本表的定义3.8.3 索引的定义3.9SQL数据更新语言3.9.1 插入数据3.9.2 删除数据3.9.3 修改数据3.10 视图3.10.1 定义视图3.10.2 查询视图3.10.3 更新视图3.10.4 删除视

28、图本章实验内容：实验1：单表查询。实验目的：(1) 掌握SQL查询语句的基本概念。(2) 掌握SQL Server查询语句的基本语法。(3) 熟练使用SQL的SELECT语句对单表进行查询。(4) 熟练掌握并运用SQL Server所提供的函数。(5) 熟练使用SQL语句进行单表聚合操作。实验2：多表查询。实验目的：(1) 熟练掌握SQL语句的使用。(2) 熟练使用SQL语句进行连接操作。实验3：复杂查询。实验目的：(1) 熟练掌握SQL语句的使用。(2) 熟练使用SQL语句进行嵌套子查询操作。实验4：数据库与数据表定义。实验目的：(1) 掌握数据库的建立、删除和修改操作。(2) 理解基本表之

29、间的关系，掌握表结构的建立、修改和删除操作，创建模式导航图。实验5：索引与视图定义。实验目的：(1) 掌握索引的建立和删除操作。(2) 掌握视图的创建和查询操作。实验6：数据更新操作。实验目的：掌握基本表的INSERT、UPDATE、DELETE操作。正确理解更新操作中涉及到的相关约束问题。【教学手段与方法】SQL查询语句以老师课堂讲授为主；数据定义DDL语言、SQL更新语句以学生课外自学为主，老师课堂串讲为辅；辅以上机实验、课外作业、在线自测试题库系统网上自测、习题课、课堂测验等手段促进学生及时理解、消化并熟练掌握相关基本知识和基本技能。最后要求学生对SQL语言进行归纳总结，并进行课堂讨论、

30、网上讨论，提升学生对SQL语言体系结构的认识和归纳总结能力。第4章 数据库建模(实体-联系模型)【教学目的】了解数据库设计的重要性、数据库设计在信息系统开发和建设中的核心地位，掌握数据库设计的步骤和基本方法，了解需求分析的基本内容和方法，具有设计数据库概念模型(E-R模型)、逻辑模型(关系数据库模式)的基本能力。【重点难点】重点：(1) 熟练掌握数据库设计步骤及各步骤数据库设计的主要内容。(2) 熟练掌握概念模型(E-R模型)的实体(集)、属性、联系(集)、映射约束(映射基数)、码约束(候选码和主码)、依赖约束、参与约束、多值联系、类层次、弱实体集、联系实体集、依赖实体集等核心概念；以及联系集

31、的候选码或主码的确定原则、联系集的属性安置原则。(3) 深刻理解映射约束、码约束、依赖约束和多值联系等概念对E-R建模的影响，以及E-R建模的基本原则(忠实性、简单性、避免冗余、选择实体集还是属性、选择实体集还是联系集)的内涵。(4) 熟练掌握E-R建模的基本方法，包括类层次的建模方法、联系实体集的建模方法、依赖约束的建模方法(包括弱实体集和依赖实体集)、多值联系的建模方法以及多元联系转化为二元联系的方法。(5) 熟练掌握将E-R模型转化为关系数据库模式的基本方法，主要包括强实体集转化方法、弱实体集转化方法、联系集转化方法、复合属性及多值属性转化方法、类层次转化方法和聚合转化方法等。难点：(1

32、) 依赖约束与多值联系的概念，以及联系集的候选码和主码的确定原则。(2) 选择实体集还是属性、选择实体集还是联系集的建模原则。(3) 联系实体集的建模方法、依赖约束的建模方法(包括弱实体集和依赖实体集)、多值联系的建模方法以及多元联系转化为二元联系的方法。(4) E-R模型中的聚合(联系实体集)转化为关系数据库模式的方法。本章真正的难点是理论与实际的结合。同学们一般缺乏应用领域的相关知识，缺乏对实际业务背景的了解，特别是缺乏对业务需求理解的能力。而数据库设计需要设计人员对应用环境、专业业务有具体深入的了解，这样才能设计出符合具体领域要求的数据库及其应用系统。要在完成本章习题的基础上认真完成大作

33、业。体会这些要点，从而真正掌握本章讲解的知识、方法和技术。【教学内容】 本章主要讲述实体-联系模型(E-R模型)的基本概念，概念建模的基本原则和方法，以及如何将E-R模型转化为关系数据库模式。学生通过本章学习，深入理解E-R模型的基本概念和约束；熟练掌握运用E-R模型进行数据库概念模型设计的原则和方法；通过教学案例，了解需求分析的基本内容和方法，具有设计数据库概念模型(E-R模型)、逻辑模型(关系数据库模式)的基本能力。4.1 数据库设计过程4.2 E-R模型基本概念及表示4.2.1 实体与实体集4.2.2 属性4.2.3 联系与联系集4.3 约束4.3.1 映射约束.3依赖约

34、束4.3.4参与约束4.3.5多值联系4.4弱实体集4.5 扩展E-R特征4.6E-R建模问题4.6.1E-R建模的基本原则4.6.2依赖约束的建模4.6.3多值联系的建模4.7 数据库概念设计实例大学选课系统4.74.8 逻辑设计E-R模型转化为关系模型4.84.8课程大作业数据库设计(1)：以某个部门或单位的业务(子)系统为背景，学习相关知识，了解相关业务，完成数据库设计的需求调查(以网上调查为主、实地调查为辅)，并进行初步的需求分析，包括功能需求、业务流程、数据需求、业务规则和性能需求。【教学手段与方法】以课堂讲授为主，辅以课外作业、在线自测试题库系统网上自测、习题课、课堂测验等手段促进

35、学生及时理解、消化并熟练掌握相关基本知识、基本方法和基本原理。为了提升学生对教学案例的业务理解，要求学生带着问题去使用学校的学分制系统，充分了解功能需求、理解业务流程。最后，通过课堂点评与讨论、网上讨论等手段，提升学生对业务需求分析、E-R建模的理解和认识水平，提高学生数据库需求分析、概念建模和逻辑建模能力。在整个数据库设计的大作业阶段，将安排7次课堂集中点评与讨论，同时要求每个大作业小组每周至少安排一次课外讨论。数据库设计的教学以“创设情境、设疑激趣，提出问题、分析需求，设计模型、分析论证，反思评价、表达交流”为实现途径开展探究式教学，重点是提高学生的需求分析能力和概念建模能力，特别是引导学

36、生学会通过团队讨论、反思评价等手段来提高自己发现问题、分析问题、解决问题的能力，同时也锻炼了团队合作、表达交流的能力。第5章 关系数据理论与模式求精【教学目的】掌握函数依赖的基本理论、基于函数依赖的范式体系、关系模式的规范化方法以及关系数据库模式求精的步骤和方法。【重点难点】重点：(1) 深刻理解一个“不好”的数据库模式的特点，理解什么是插入异常、删除异常和修改异常，以及模式分解可能导致的问题。(2) 熟练掌握函数依赖及函数依赖理论的相关核心概念，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、传递函数依赖、函数依赖集闭包、Armstrong公理、属性集闭包、无关属性、

37、正则覆盖、无损连接分解、保持依赖分解等概念。(3) 熟练掌握属性集闭包、关系模式候选码的计算方法，无损连接分解的判断方法、保持依赖分解的判断方法及作用。掌握左、右无关属性的差别方法，正则覆盖的计算方法。(4) 熟练掌握1NF、2NF、3NF和BCNF的概念，并深刻理解它们的内涵。(5) 熟练掌握如何判断一个关系模式是否属于3NF或BCNF，并掌握如何将一个不满足3NF或BCNF的关系模式分解为满足3NF或BCNF要求。(6) 掌握模式求精的基本步骤和基本方法。难点：(1) 关系模式候选码的计算。(2) 无关属性的检测算法以及正则覆盖的计算。(3) 深刻理解2NF、3NF和BCNF的内涵。(4)

38、 3NF的分解算法。(5) 如何根据应用语义完整地发现关系模式的函数依赖集合。【教学内容】本章从如何构造一个好的关系模式这一问题出发，逐步深入介绍基于函数依赖的关系数据库规范化理论和方法，包括函数依赖定义、函数依赖集理论、范式定义及分解算法等。学生通过本章学习，熟练掌握函数依赖和关系数据库各种范式的基本概念和定义，并能运用基本函数依赖理论对关系模式逐步求精，以满足最终应用需求。5.1 问题的提出5.2 函数依赖定义5.3 函数依赖理论5.3.1 函数依赖集闭包5.3.2 属性集闭包*5.3.3 正则覆盖5.3.4 无损连接分解5.3.5 保持依赖分解5.4范式5.4.1 第一范式(1NF)码5

39、.4.2 第二范式(2NF)全部是码5.4.3 第三范式(3NF)仅仅是码5.4.4 Boyce-Codd范式5.5 模式分解算法5.5.1 BCNF分解算法*5.5.2 3NF分解算法5.6 数据库模式求精【教学手段与方法】以课堂讲授为主，辅以课外作业、在线自测试题库系统网上自测、习题课、课堂测验等手段促进学生及时理解、消化并熟练掌握相关基本知识、基本方法和基本原理。第6章 关系数据库设计实例【教学目的】掌握功能需求和业务流程的描述方法，具有基于功能需求和业务流程分析数据需求、业务规则和性能需求的基本能力，具有较强的数据库概念建模和逻辑建模的能力。【重点难点】重点：(1) 熟练掌握功能需求、

40、业务流程、数据需求、业务规则和性能需求等相关概念。(2) 深入理解应用案例业务背景的功能需求、业务流程、数据需求、业务规则描述，并学会如何从业务规则描述中抽取数据库应该满足的完整性约束规则。(3) 较熟练地掌握如何从业务背景的功能需求、业务流程、数据需求、业务规则描述中发现实体(集)及属性，并分析实体(集)之间存在的联系(集)及属性。(4) 较熟练地运用E-R建模的基本方法，包括类层次的建模方法、联系实体集的建模方法、依赖约束的建模方法(包括弱实体集和依赖实体集)、多值联系的建模方法以及多元联系转化为二元联系的方法，对应用案例进行E-R建模。(5) 学会如何分析所建立的E-R模型是否符合各种需

41、求描述的要求，并初步学会如何进一步对前面的需求分析结果进行反思。难点：(1) 如何根据自己掌握的某应用案例业务背景的调查资料，描述该系统的功能需求、业务流程、数据需求和业务规则，特别是业务规则的描述，因为它必须要包含数据库应该满足的所有完整性约束规则。(2) 如何从业务背景的功能需求、业务流程、数据需求、业务规则描述中发现实体(集)及属性，并分析实体(集)之间存在的联系(集)及属性。(3) 如何分析所建立的E-R模型是否符合各种需求描述的要求，并如何进一步对前面的需求分析结果进行反思。真正的难点是，同学们应该努力在较短的时间内，熟悉应用领域的相关知识，了解实际业务背景，特别是提升对业务需求理解

42、的能力。【教学内容】 本章通过一个较复杂的案例，详细讲述如何进行数据库设计的步骤和方法，学生通过本章的学习，加深对E-R模型和关系数据理论的进一步理解，并熟练掌握关系数据库的设计步骤与方法，从而具备正确设计关系数据库的基本能力。并在学习过程中体会到正确的数据库设计是一个循序渐进和反复设计的过程。6.1 需求描述和系统边界6.2 需求分析6.2.1 业务需求及处理流程6.2.2 功能需求及数据需求分析6.2.3 业务规则分析6.3 主要业务的概念建模分析6.4 确定实体集及属性6.5 确定联系集及E-R图6.6 检查是否满足需求6.7 逻辑数据库设计6.8 模式求精课程大作业数据库设计(2)：在

43、前面完成的关于某个部门或单位的业务(子)系统需求调查和初步需求分析的基础之上，完成需求分析、概念模型设计和逻辑模型设计。【教学手段与方法】以课堂讲授为主，辅以课外作业、在线自测试题库系统网上自测、习题课、课堂测验等手段促进学生及时理解、消化并熟练掌握相关基本知识、基本方法和基本原理。为了提升学生对教学案例的业务理解，要求学生带着问题去登录卓越亚马逊网、当当图书、京东商城图书、99网上书城或中国图书网等网站浏览，并进行购书体验，充分了解功能需求、理解业务流程。最后，通过课堂点评与讨论、网上讨论等手段，提升学生对业务需求分析、E-R建模的理解和认识水平，提高学生数据库需求分析、概念建模和逻辑建模能

44、力。在整个数据库设计的大作业阶段，将安排7次课堂集中点评与讨论，同时要求每个大作业小组每周至少安排一次课外讨论。数据库设计的教学以“创设情境、设疑激趣，提出问题、分析需求，设计模型、分析论证，反思评价、表达交流”为实现途径开展探究式教学，重点是提高学生的需求分析能力和概念建模能力，特别是引导学生学会通过团队讨论、反思评价等手段来提高自己发现问题、分析问题、解决问题的能力，同时也锻炼了团队合作、表达交流的能力。第7章 数据库存储结构【教学目的】掌握存储系统的体系结构和存储访问原理、文件中记录格式和记录组织方式，掌握数据库的顺序索引、B+树索引和散列技术，掌握数据库物理设计的主要内容和方法。【重点

45、难点】重点：(1) 深入理解计算机系统的三级存储体系、存储访问方式；熟练掌握文件中不同记录组织方式的概念和特点。(2) 熟练掌握索引的相关概念；深刻理解顺序索引、B+树索引、散列索引的基本原理。(3) 掌握数据库物理设计的主要内容，并学会如何根据某个业务背景应用案例的性能需求，合理设计该应用案例的物理数据库结构。难点：(1) 对比分析顺序索引、B+树索引、散列索引的基本原理。(2) 根据某个业务背景应用案例的性能需求，合理设计该应用案例的物理数据库结构。【教学内容】 本章从基本存储介质的特性和存储访问的方式开始，重点介绍数据库中数据的物理存储结构，学生通过本章的学习，了解存储系统的层次、文件的

46、记录格式，掌握存储访问方式、文件中记录的组织方式，理解不同文件组织方式的优缺点和维护方法；掌握各种不同索引的基本概念和主要特点，为数据库的物理设计打下基础。7.1文件存储与记录格式7.1.1存储介质7.1.2存储访问7.1.3定长记录与变长记录7.2文件中的记录组织方式7.3顺序索引7.3.1索引基本概念7.3.2索引顺序文件7.3.3多级索引7.3.4索引的更新7.3.5辅助索引7.4B+树索引7.4.1B+树索引的结构7.4.2B+树索引的查询7.4.3B+树文件组织7.5散列7.5.1散列文件组织7.5.2散列索引7.5.3动态散列7.5.4散列与顺序索引的比较7.6 物理数据库设计课程

47、大作业 数据库设计(3)：根据前面完成的需求分析和逻辑模型设计的结果，完成数据库的物理模型设计。【教学手段与方法】以课堂讲授为主，辅以课外作业、在线自测试题库系统网上自测、习题课等手段促进学生及时理解、消化并熟练掌握相关基本知识和基本原理。第8章 查询处理【教学目的】掌握关系数据库管理系统查询处理的基本步骤和基本方法、查询优化的基本策略和基本方法，为数据库应用开发中提高查询效率和系统性能打下基础。【重点难点】重点：(1) 熟练掌握查询处理的步骤，并深入理解各步骤的主要任务。(2) 熟练掌握关系代数选择运算、连接运算的基本实现原理，掌握基本实现算法；深入理解表达式计算的物化技术和流水线技术。(3

48、) 深入理解查询优化的基本原理，熟练掌握启发式优化的基本准则。难点： (1) 关系代数选择运算、连接运算的基本实现算法，特别是算法的代价估算。(2) 查询优化的基本原理，特别是基于代价估算的查询优化的基本原理。【教学内容】 本章主要讨论查询处理和查询优化技术。学生通过本章的学习，了解查询处理过程，掌握关系代数选择运算、连接运算的基本算法，理解表达式计算的物化与流水线技术，掌握查询优化的基本概念以及基于启发式规则的查询优化原则。8.1 查询处理8.1.1查询处理过程8.1.2查询代价度量8.1.3选择运算8.1.4连接运算*8.1.5其他运算8.1.6表达式计算8.2 查询优化8.2.1查询优化

49、概述*8.2.2关系表达式转换*8.2.3结果集大小估计8.2.4选择执行计划8.2.5查询优化实例【教学手段与方法】以课堂讲授为主，辅以课外作业、在线自测试题库系统网上自测、习题课等手段促进学生及时理解、消化并熟练掌握相关基本知识和基本原理。第9章 数据库完整性与安全【教学目的】掌握实现数据库安全性控制和完整性约束的常用方法和技术；掌握游标、存储过程和触发器的编程技术，具有较强的基于应用需求编写存储过程和触发器程序的能力。【重点难点】重点：(1) 掌握数据库安全性的相关概念及主要措施，熟练掌握利用GRANT 和 REVOKE等语句完成用户、角色的定义和权限的授予与收回。(2) 熟练掌握完整性

50、的相关概念及主要措施，熟练掌握列约束、元组约束及关系约束等完整性约束条件的定义。(3) 熟练掌握游标、存储过程和触发器的基本概念及编程方法。(4) 结合应用案例的安全性要求，设计数据库应用系统的安全性策略和措施，并合理完成用户、角色的定义和权限的分配与授予。(5) 结合应用案例的完整性与安全性要求编写复杂完整性约束、安全性检查的触发器程序；结合应用案例的功能需求编写自动计算、报表统计的存储过程。难点：(1) 如何结合应用案例的安全性要求设计数据库应用系统的安全性策略和措施。(2) 结合应用案例的完整性与安全性要求编写复杂完整性约束、安全性检查的触发器程序；结合应用案例的功能需求编写自动计算、报

51、表统计的存储过程。【教学内容】 本章主要讲授数据库的完整性约束、安全性约束以及相应的数据库编程技术。学生通过本章的学习，一是要求熟练掌握数据库管理系统安全性保护基本原理与方法，并能熟练运用SQL中的GRANT和REVOKE语句进行授权；二是要求熟练掌握数据库管理系统完整性保护措施，并能熟练运用SQL中的DDL语句进行完整性约束定义；三是要求熟练掌握数据库编程中的游标概念及其使用方法，熟练运用触发器完成复杂的完整性约束和审计功能，熟练运用存储过程编写复杂的业务处理和查询统计工作。9.1数据库安全性9.1.1 数据库安全的基本概念9.1.2 安全标准9.1.3 SQL存取控制机制9.1.4 审计机

52、制9.2数据库完整性9.2.1 完整性约束条件9.2.2 实体完整性9.2.3 参照完整性9.2.4 用户自定义完整性9.2.5 完整性约束的修改9.3游标9.3.1 游标的使用9.3.2 当前游标集的修改9.4 存储过程9.4.1 创建存储过程9.4.2 执行存储过程9.4.3 修改和删除存储过程9.5触发器9.5.1 创建触发器9.5.2 修改和删除触发器9.5.3 触发器的作用9.6应用与安全设计本章实验内容：实验7：安全性定义。实验目的：(1) 掌握登录账号的创建、修改、删除和禁止操作。(2) 掌握数据库用户的添加和删除操作。(3) 掌握数据库角色的创建、删除；数据库角色成员的添加和删

53、除。(4) 掌握权限管理中语句权限和对象权限的管理。实验8：安全性检查。实验目的：(1) 掌握数据库是如何进行身份检查和权限检查的。(2) 熟练运用数据库的安全机制操作数据库。实验9：完整性定义。实验目的：(1) 充分理解关系数据库中关于数据库完整性的概念。(2) 掌握实体完整性的定义方法。(3) 掌握参照完整性定义的方法。(4) 掌握用户自定义完整性的方法。实验10：完整性检查。实验目的：(1) 充分理解关系数据库中关于数据库完整性的概念。(2) 掌握实体完整性检查方法。(3) 掌握参照完整性检查方法。(4) 掌握用户自定义完整性检查方法。实验11：游标与存储过程。实验目的：(1) 掌握游标

54、的定义和使用方法。(2) 掌握存储过程的定义、执行和调用方法。(3) 掌握游标和存储过程的综合应用方法。实验12：触发器。实验目的：(1) 掌握触发器的创建和使用方法。(2) 掌握游标和触发器的综合应用方法。课程大作业 数据库设计(4)：根据前面完成的需求分析和逻辑模型设计的结果，完成数据库的应用与安全设计。【教学手段与方法】本章以学生课外自学为主，老师课堂串讲为辅；辅以上机实验、课外作业、在线自测试题库系统网上自测、习题课、课堂测验等手段促进学生及时理解、消化并熟练掌握相关基本知识、基本技能和基本原理。最后要求学生对数据库安全性与完整性进行归纳总结，并进行课堂讨论、网上讨论，使学生对数据库安

55、全性保护的策略和措施、数据库完整性维护的机制和方法有一个比较充分、全面和系统的认识。第10章 事务管理与恢复【教学目的】掌握事务、事务调度的概念及基本原理，掌握并发控制的概念、基本原理和两阶段封锁协议的基本思想，掌握故障与备份的概念以及各种故障恢复的策略和方法。【重点难点】重点：(1) 熟练掌握事务、事务并发、事务调度、冲突操作、冲突可串行化等相关概念，深刻理解事务的ACID性质、事务并发操作可能产生的问题。(2) 深入理解并发控制的基本概念和主要措施，熟练掌握两阶段封锁协议的基本原理。(3) 熟练掌握故障、日志、检查点、恢复、备份等相关概念，以及各种类型故障的恢复策略。难点：(1) 深刻理解

56、事务的ACID性质。(2) 两阶段封锁协议与冲突可串行化的关系，与死锁的关系。(3) 系统故障、介质故障的恢复策略。【教学内容】本章主要讲述了事务的基本概念和事务特性，深入分析和讨论保证事务并发执行的隔离性、原子性和永久性的方法与策略。学生通过本章的学习，充分理解事务概念、事务特性、并发执行、调度和可串行化等基本概念；熟练掌握事务调度正确性准则及冲突可串行化判定方法；深刻理解封锁协议的实现原理，并能正确运用封锁协议保证数据库的一致性要求；理解数据库故障种类及事务存取数据方式，并掌握基于日志的故障恢复策略。10.1 事务10.1.1 问题背景10.1.2 事务概念10.1.3 事务特性10.1.

57、4 事务并发执行与调度10.1.5 事务调度及正确性准则10.2 并发控制10.2.1 基于封锁的协议10.2.2 两阶段封锁协议10.3 恢复与备份10.3.1 故障分类及恢复策略10.3.2 事务访问数据方式10.3.3 基于日志的故障恢复策略10.3.4 检查点10.3.5 备份与介质故障恢复【教学手段与方法】以课堂讲授为主，辅以课外作业、在线自测试题库系统网上自测、习题课、网上讨论等手段促进学生及时理解、消化并熟练掌握相关基本知识和基本原理。*第11章 数据库应用开发【教学目的】理解软件开发体系结构变迁的驱动力，理解当前主要的软件开发体系结构的思想，了解一些主要的数据库访问技术。【重点

58、难点】重点：最常用的两种软件开发体系结构：C/S和B/S结构，每种体系结构中又可以有两层(三层)结构或者是多层结构。常用的数据库访问技术ADO.NET、JDBC等。难点：对比分析C/S、B/S、MVC、多层体系结构的区别和优缺点；C/S结构和B/S结构结合的体系结构。【教学内容】本章从开发者而不是管理者的角度来看待数据库，围绕数据库的应用开发展开，介绍数据库系统的体系结构的演变及其现状，讨论常见的数据库访问技术，并通过一些具体的代码介绍数据库开发的过程。学生通过本章的学习，了解软件开发体系结构和一些主要的数据库访问技术，并能够使用某种数据库访问技术进行简单的数据库应用开发。11.1 数据库系统

59、的体系结构11.1.1 软件开发体系结构概述11.1.2 C/S体系结构11.1.3 B/S体系结构11.1.4 C/S与B/S结构的结合11.1.5 常用开发体系结构11.2 数据库访问技术11.2.1 ODBC API和ODBC库11.2.2 MFC DAO11.2.3 RDO11.2.4 OLE DB11.2.511.2.6 11.2.7 JDBC11.2.8 数据库访问技术小结11.3 数据库应用开发实践11.3.1 11.3.2 直接使用ADO Data控件访问数据库11.3.3 使用智能指针访问数据库11.3.4 使用VC+ Extensions for ADO访问数据库【教学手段

60、与方法】本章为学生课外自学，可通过在线自测试题库系统、网上讨论等手段辅助学生自学。本章内容不作考核要求。*第12章 Web数据库【教学目的】理解Web数据库的运行原理，了解Web数据库的主要访问技术，熟悉XML和DTD的基本格式以及用途。【重点难点】重点：Web数据库的基本概念、基本原理和主要实现技术；XML和DTD的基本格式以及用途。难点：Web数据库、B/S模式、N层体系结构之间的关系；XML数据库与关系数据库的不同之处。【教学内容】本章介绍Web数据库的基本概念、基本原理和主要实现技术。学生通过本章的学习，了解Web数据库的运行原理和Web数据库的主要访问技术，熟悉XML和DTD的基本格