数据库原理 教学大纲

第页数据库原理一、课程说明课程编号：090194X10课程名称：数据库原理/DatabasePrinciples课程类别：学科基础课学时/学分：48/3先修课程：程序设计语言适用专业：智能科学与技术教材、教学参考书：[1]王珊主编.数据库系统概论(第五版).北京：高等教育出版社.2014年[2](美)奥尼尔著，周傲英译.数据库：原理、编程与性能.北京：机械工业出版社.2004年[3](美)西尔伯沙茨等著,杨冬青等译.数据库系统概念(原书第6版).北京：机械工业出版社.2012年二、课程设置的目的意义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。数据库作为数据管理的最有效的手段，极大地促进了计算机应用的发展。数据库技术在信息管理领域得到了广泛应用，也仍将是今后计算机数据处理活动的主要内容和研究课题。数据库原理课程是为计算机相关专业设立的专业必修课，课程设置的目的是让学生通过该门课程的学习，系统地掌握数据库的基础理论、实现方法、设计过程和应用开发方法，培养针对特定应用领域的数据管理和数据处理需求提供解决方案的能力，为从事信息系统的开发、管理及相关工作奠定基础。三、课程的基本要求知识：掌握数据库系统的体系结构与特点，数据库管理系统的功能，关系模型的基本概念，关系代数语言，结构化查询语言，关系数据库规范化理论，数据库编程方法，数据库设计方法，关系系统查询优化准则及相关算法，数据库系统维护的相关概念和方法，包括数据库恢复、并发控制、安全性控制和完整性控制等知识。能力：掌握关系代数语言的特点，熟练使用结构化查询语言解决具体的应用问题；掌握数据库编程方法，培养针对具体问题编写程序的能力；掌握数据库设计方法以及解决应用领域中特定问题的方法，熟练进行需求分析、数据库设计和数据库实施，培养针对具体应用的需求分析问题、解决问题的能力；了解数据库技术的发展趋势，积极探索新概念、新技术和新方法，培养创新与发展的能力。素质：通过基本原理的学习和引入实际案例，结合课程实验，培养对具体问题进行抽象并建模的基本素质；通过实施问题教学和任务驱动教学方法，达到培养学生计算思维的目标。四、教学内容、重点难点及教学设计章节教学内容总学时学时分配教学重点教学难点教学方案设计（含教学方法、教学手段）讲课(含研讨)实践第1章数据库系统概述220文件系统与数据库；数据库技术发展史；数据库管理系统的功能数据库系统与文件系统的对比；数据的逻辑独立性和物理独立性的概念教学思路：结合程序设计语言课程中基于文件系统构建信息管理系统的例子，分析文件系统的缺陷，引出数据库管理系统的优势和必要性。通过这个例子，深入讲解数据的逻辑独立性和物理独立性的含义。第2章关系数据库660各种数据模型；关系模型三要素；关系代数关系的形式化定义；关系代数基本运算及关系代数表达式的构造。教学思路：简要介绍层次模型和网状模型，通过对比说明关系模型的由来及优点；设计一个贯穿整个课程的典型案例，基于这个案例讲解关系模型的基本概念和关系代数的基本运算。教学模式：5个学时的课堂讲解，1个学时的课内练习及讨论，并通过课外作业强化练习关系代数表达式的构造；通过阅读经典文献深入理解关系模型的特点。第3章SQL语言1064SQL语言概述；数据定义；数据查询；数据更新；视图内外相关子查询；带分组的查询教学思路：说明关系代数和SQL语言的关系，结合关系代数的基本运算讲解SQL语言的结构，基于典型案例，模拟应用需求，给出相应的解决方案。教学模式：5个学时的课堂讲解、1个学时的课内练习及讨论，4个学时的上机实验。第4章数据库安全性440数据库安全控制机制：用户身份鉴别及授权、审计、加密；SQL注入攻击及防御角色、授权机制；视图的作用教学思路：结合历史事件说明数据库系统安全的重要性；结合具体案例，讲解SQL注入攻击的基本原理和防御手段。教学模式：由两位学生在互联网上搜索有SQL注入漏洞的系统或者自行搭建一个模拟的系统，一位同学讲解如何进行SQL注入攻击，另一位针对攻击手段讲解相应的防御技术。第5章数据库完整性220实体完整性、参照完整性、域完整性、用户自定义完整性参照完整性教学思路：结合典型案例，讲解数据完整性的分类、作用及实现机制。第6章关系数据理论660规范化、数据依赖公理系统、模式分解算法函数依赖、阿氏公理系统、属性闭包、无损分解、范式教学思路：通过分析不良的数据库设计实例引入规范化理论的作用；通过对比规范化之前的模式和规范化之后的模式，说明不同级别的范式的特点。教学模式：课堂讲解结合课内研讨及课外作业。第7章数据库设计642概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计ER建模；ER模型向关系模型的转换规则教学思路：结合主流的数据库辅助设计工具，讲解数据库设计各阶段的任务及方法。教学模式：3个学时课堂讲解，1个学时由学生讲解数据库辅助设计工具的使用方法，2个学时的上机实验。第8章数据库编程862过程性SQL程序的基本元素；存储过程、触发器；游标。触发器概念教学思路：选择一个主流的数据库产品，介绍其编程语言以及如何使用该语言实现各种程序对象。教学模式：6个小时课堂讲解，2个小时上机实验。课堂讲解采用任务驱动的教学方法。第9章关系查询处理和查询优化220查询处理；索引机制；查询优化；数据库监控及性能优化索引的概念和分类；教学思路：回顾先导课程中的相关知识，介绍各种索引的数据结构，对比分析不同类型索引的特点及适用场景；结合一个数据库产品，了解其查询优化的功能。教学模式：课堂讲解结合课内研讨。第10章数据库系统维护220数据库恢复；并发控制故障分类和恢复策略；封锁；并发调度的可串行化；两阶段封锁协议教学思路：通过一个课堂演示的实例，体验数据库的加锁机制；结合实例，讲解并发调度的意义，引入相关调度算法。教学模式：课堂讲解结合课内研讨。注：实践包括实验、上机等五、实践教学内容和基本要求实验名称实验内容学时基本要求数据定义与操作语言SQL语言：DDL，DML2了解RDBMS的工作环境和系统架构。熟悉交互式SQL工具，通过SQL语言建库、建表、查询以及更新数据。数据库安全视图及DCL语言2建立视图、查询和更新视图；用户管理与授权。数据库编程存储过程、触发器、游标、事务2编写存储过程、触发器、进行事务定义。数据库设计数据库设计方法实践及工具2利用数据库辅助建模工具设计数据库。六、考核方式及成绩评定考核方式考核内容成绩比例（%）备注