《数据库系统原理》教学大纲

（2013版）

 

 

 

 

 

课程编码：0611101104

课程名称：数据库系统原理

学时/学分：64/4

先修课程：《算法与数据结构》、《离散数学》

适用专业：计算机科学与技术

开课教研室：信息管理教研室

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

执笔：

审定：

 

 

 

 

一、课程性质与任务

    1．课程性质：本课程是计算机科学与技术专业的一门重要的专业课，是所有计算机科学与技术专业学生的必修课。

2．课程任务：本课程涵盖计算机科学与技术学科的抽象、理论与设计等学科形态。从系统软件设计角度讲解数据库系统的组成、设计原则及方法；从信息系统建模角度讲解概念模型建模、逻辑模型建模的意义及方法；从数据库应用角度讲解数据库设计与编程。目标是使学生重点掌握数据库系统的基本原理与概念，掌握通用数据库系统的应用技术，了解数据库最新技术、动态。本课程应把握以下教学重点：数据模型、关系代数理论、关系数据库查询语言、关系模式的函数依赖、关系模式的规范化、数据库的设计理论。同时应该注意课程教学方法与手段，注重采用课堂讲授、上机、讨论相结合的启发式教学法和案例教学法。

二、课程教学基本要求

理论课在多媒体教室，要求安装Office、SQL-Server等关系数据库管理系统；上机实践环境为安装SQL-Server等关系数据库管理系统。

本课程共计学时：64，理论学时48，实践学时16。

成绩考核形式：末考成绩（闭卷考试）（70%）＋平时成绩（平时测验、作业、课堂提问、课堂讨论、期中考试等）（30％)。成绩评定采用百分制，60分为及格。

三、课程教学内容

第一章   绪论

1．教学基本要求

理解和掌握数据库系统的基本概念，包括数据管理的发展过程、数据库系统的组成等；明确为什么要使用数据库技术以及数据库技术的重要性。

2．要求学生掌握的基本概念、理论、原理

通过本章学习，使学生掌握数据库的基本概念，掌握数据模型的组成要素、主要的数据模型、数据库系统的体系结构、数据库系统的主要组成部分。

3．教学重点和难点

教学重点：数据管理的三个阶段及特点、三种主要模型、E-R图、DBS体系结构。教学难点：E-R图。

4．教学内容

（1）数据库系统概论

主要知识点：数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统、数据管理技术的产生和发展、数据库系统的特点。

（2）数据模型

主要知识点：数据模型要素、概念模型、层次模型、网状模型、关系模型。

（3）数据库系统结构

主要知识点：模式的概念、数据库系统的三级模式结构、数据库的二级映像功能与数据独立性。

（4）数据库系统组成及应用研究

主要知识点：数据库系统的组成、数据库的应用研究领域。

第二章   SQL-Server基本操作

1．教学基本要求

明确SQL Server的发展、安装和启动；掌握数据库的创建与管理、数据表的创建和操作、索引管理。

2．要求学生掌握的基本概念、理论、原理

通过本章学习，使学生掌握SQL Server中数据库的创建与管理、基本表的创建与管理的相关操作以及索引的创建与作用。

3．教学重点和难点

教学重点：SQL Server中数据库的创建与管理、基本表的创建与管理、索引的创建。教学难点：数据表的管理。

4．教学内容

（1）SQL-Server的发展、安装和启动

主要知识点：SQL-Server的发展、SQL-Server的安装与配置。

（2）数据库的创建与管理

主要知识点：数据库的创建、数据库的管理、数据库的保存。

（3）数据表的创建与管理

主要知识点：基本表的创建、数据类型、基本表的管理。

（4）索引管理

主要知识点：索引的类型、索引的创建与管理、索引的作用。

第三章   关系数据库

1．教学基本要求

掌握和理解关系模型的数据结构、关系操作和关系完整性；明确关系数据库的查询优化技术及步骤。

2．要求学生掌握的基本概念、理论、原理

通过本章学习，使学生掌握关系模型中的侯选键、主键、外键等的基本概念，掌握E-R图到关系模型的转换，掌握关系代数的操作，掌握查询优化的必要性。

3．教学重点和难点

教学重点：关系模型基本概念、E-R图到关系模型的转换、关系代数的八种常用操作。教学难点：E-R图到关系模型的转换、除操作、查询优化。

4．教学内容

（1）关系模型的基本概念

主要知识点：关系、关系模式、关系数据库、关系的三类完整性、E-R图到关系模型的转换。

（2）关系代数

主要知识点：传统的集合运算、专门的关系运算。

（3）关系演算

主要知识点：元组关系演算语言ALPHA、元组关系演算、域关系演算语言QBE。

（4）关系查询处理和查询优化

主要知识点：查询处理步骤、实现查询操作的算法示例、关系代数表达式等价变换规则、查询树的启发式优化。

第四章   关系数据库标准语言SQL

1．教学基本要求

掌握数据库标准语言SQL的相关操作；进一步明确关系数据库的基本概念。

2．要求学生掌握的基本概念、理论、原理

通过本章学习，使学生掌握数据库标准语言SQL的创建、删除、修改和查询操作。

3．教学重点和难点

教学重点：基本表的创建、索引的建立、数据查询、视图的作用。教学难点：相关子查询、带有EXISTS谓词的子查询。

4．教学内容

（1）SQL概述

主要知识点：SQL的产生与发展、SQL的特点、SQL的基本概念。

（2）数据定义

主要知识点：模式的定义与删除，基本表的定义、删除与修改、索引的建立与删除。

（3）数据查询

主要知识点：单表查询、连接查询、嵌套查询、集合查询、SELECT语句的一般格式。

（4）数据更新

主要知识点：插入数据、修改数据、删除数据。

（5）视图

主要知识点：定义视图、查询视图、更新视图、视图的作用。

第五章   Transact-SQL、存储过程和触发器

1．教学基本要求

掌握Transact-SQL的相关操作；掌握存储过程、触发器的操作与作用。

2．要求学生掌握的基本概念、理论、原理

通过本章学习，使学生掌握Transact-SQL的基本操作，理解存储过程、触发器的操作以及在程序设计中作用。

3．教学重点和难点

教学重点：标识符、流程控制语句、存储过程创建与执行、触发器的作用与创建。教学难点：游标、存储过程的创建、触发器的创建。

4．教学内容

（1）Transact-SQL常用语言元素

主要知识点：数据类型标识符、变量、运算符、函数、流程控制语句、游标的使用。

（2）存储过程

主要知识点：存储过程的概念、存储过程创建、执行、查看、修改和删除。

（3）触发器

主要知识点：触发器的作用、创建。

第六章   关系数据理论

1．教学基本要求

明确数据库的逻辑设计问题；掌握关系数据库的规范化理论。

2．要求学生掌握的基本概念、理论、原理

通过本章学习，使学生明确关系数据库的规范化理论所要解决的问题，掌握关系数据库的规范化理论。

3．教学重点和难点

教学重点：函数依赖、范式。教学难点：多值依赖、4NF。

4．教学内容

（1）关系模式的设计问题

主要知识点：关系模式的设计问题的提出。

（2）规范化

主要知识点：函数依赖、码、范式、2NF、3NF、BCNF、多值依赖、4NF。

（3）数据依赖的推理规则

主要知识点：F逻辑蕴含、F的闭包、属性集的闭包

（4）数据依赖的公理系统（选讲）

主要知识点：Armstrong公理系统的有效性、完备性。

（5）模式的分解（选讲）

主要知识点：模式分解的3个定义、分解的无损连接性和保持函数依赖性、模式分解的算法。

第七章   系统实现技术

1．教学基本要求

明确DBMS是统一管理和控制数据的安全性、完整性、并发、数据库恢复四个方面；掌握上述四个方面所用到的关键技术。

2．要求学生掌握的基本概念、理论、原理

通过本章学习，使学生了解DBMS是如何对数据的安全性、完整性、并发、数据库恢复进行统一控制，掌握事务、批处理等基本概念，掌握并发控制和数据恢复的常用技术方法。

3．教学重点和难点

教学重点：事务、并发控制、封锁、数据库恢复及恢复策略、授权与回收、完整性定义。教学难点：并发控制、数据恢复的实现技术。

4．教学内容

（1）事务与批处理

主要知识点：事务的基本概念、批处理。

（2）并发控制

主要知识点：并发控制的概念、封锁、并发调度的可串行性、两段锁协议、封锁粒度。

（3）数据库恢复概述

主要知识点：数据库恢复、故障的种类、恢复的实现技术、恢复策略。

（4）数据库安全性

主要知识点：计算机安全性、用户标识与鉴别、授权与回收、数据库角色、强制存取控制(MAC)方法、视图机制、数据加密。

（5）数据库完整性

主要知识点：实体完整性定义、参照完整性定义、属性上的约束条件的定义、元组上的约束条件的定义、完整性约束命名子句、触发器。

第八章   数据库设计

1．教学基本要求

明确数据库设计的方法和技术；掌握关系数据库的设计。

2．要求学生掌握的基本概念、理论、原理

通过本章学习，使学生了解数据库设计的常规方法；掌握关系数据库设计的基本步骤。

3．教学重点和难点

教学重点：数据库设计的特点、方法、基本步骤。教学难点：数据库设计过程中的各级模式。

4．教学内容

（1）数据库设计概述

主要知识点：数据库设计的特点、方法、基本步骤、数据库设计过程中的各级模式。

（2）需求分析

主要知识点：需求分析的任务、方法、数据字典。

（3）概念结构设计

主要知识点：概念结构、概念结构设计的方法与步骤、数据抽象与局部视图设计、视图的集成。

（4）逻辑结构设计

主要知识点：关系数据模型的优化、设计用户子模式。

（5）数据库的物理设计

主要知识点：数据库的物理设计的内容和方法、关系模式存取方法选择、确定数据库的存储结构、评价物理结构。

（6）数据库的实施与维护

主要知识点：数据的载入和应用程序的调试、数据库的试运行、数据库的运行和维护。

第九章   数据库新技术

1．教学基本要求

明确数据库技术的发展趋势和当前热门研究课题。

2．要求学生掌握的基本概念、理论、原理

通过本章学习，使学生了解数据库技术的发展趋势，对当前的热门研究有所了解。

3．教学重点和难点

教学重点：数据库技术的发展趋势、热门研究课题。

4．教学内容

主要知识点：计算机硬件的发展、数据库系统相关软件的发展、当前各种典型数据库系统的发展的特点及最新数据库发展趋势。

四、学时分配

1.讲授内容及学时分配

章序

内容

课时

备注

一

绪论

4

 

二

SQL-Server基本操作

0

实践

三

关系数据库

7

习题、讨论

四

关系数据库标准语言SQL

9

习题、讨论

五

Transact-SQL、存储过程和触发器

6

 

六

关系数据理论

8

习题、讨论

七

系统实现技术

8

习题、讨论

八

数据库设计

4

 

九

数据库新技术

2

 

合计

48

 

2.实践内容及学时分配

序号

项目

名称

内容提要

学时

必/选开

1

数据库的创建与管理

1. 熟悉开发环境；

2．熟悉数据库的结构；

3．掌握创建、打开、修改及删除数据库的方法。

2

必开

2

基本表的创建与管理

1. 掌握数据库的基本表建立的方法；

2. 掌握索引的创建。

2

必开

3

数据查询

1．掌握简单查询、连接查询、嵌套查询、子查询等的查询操作；

2．本实践环节可充分体会SQL语言的结构化查询功能，让学生充分体会SQL语言的灵活多变，功能强大。

3

必开

4

数据更新

用SQL语句对已建立的数据基本表的记录进行增加、修改、删除操作。

1

必开

5

视图设计

1．掌握视图的创建、修改和管理操作；

2．熟悉视图的优势和作用。

1

必开

6

Transact-SQL、

1．理解局部变量与全局变量的概念；

2．理解函数的概念及使用方法；

3．掌握使用系统函数和全局变量检索系统信息的方法；

4．掌握SQL Server中流程控制语句的使用。

2

必开

7

存储过程和触发器

1．掌握存储过程设计、执行和管理操作；

2．熟悉存储过程的优点和作用；

3．掌握触发器的设计、执行和管理操作；

4．熟悉存储过程的优点和作用。

2

必开

8

数据的完整性控制与恢复

1．使用SQL对数据进行完整性控制；

2．验证当操作违反了完整性约束条件时，系统是如何处理的；

3．使用SQL对数据进行数据恢复。

2

必开

9

数据的安全性控制

1．  用SQL对数据进行安全性控制；

2．  多用户登录；

3．  授权和撤权。

1

必开

合计

16

 

五、主用教材及参考书

（一）主用教材：

《数据库系统概论（第四版）》  主编：王珊，萨师煊  出版社：高等教育出版社  出版时间：2007年。

（二）参考书：

1.《数据库系统教程（第3版）》主编：施伯乐 丁宝康  出版社：高等教育出版社  出版时间：2009年。

2.《数据库系统基础教程》（A First Course in Database Systems） 主编：Jeffrey. D. Ullman史嘉权译   出版社：机械工业出版社   出版时间：2009年。

3.《SQL Server实用教程(第3版)》主编：刘启芬 顾韵华  出版社：电子工业出版社  出版时间：2009年。