《數(shù)據(jù)庫原理1》課程教學大綱

《數(shù)據(jù)庫原理1》教學大綱一、課程基本信息課程名稱數(shù)據(jù)庫原理DatabasePrinciples課程編碼CST211111025開課院部計算機科學與技術(shù)學院課程團隊數(shù)據(jù)庫學分2.5課內(nèi)學時40講授40實驗0上機0實踐0課外學時40適用專業(yè)計算機科學與技術(shù)授課語言中文先修課程程序設(shè)計（C/C++）、離散數(shù)學（2-1）、離散數(shù)學（2-2）課程簡介（必修）《數(shù)據(jù)庫原理》是一門理論與實踐緊密結(jié)合、實用性強的，面向計算機科學與技術(shù)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。數(shù)據(jù)庫的理論和技術(shù)是計算機科學與技術(shù)的一個重要分支，在數(shù)據(jù)處理已成為計算機的主要用途的今天，其本身就具有重要的使用價值，同時也是信息處理系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)的基礎(chǔ)。本課程以數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)為主線，選擇關(guān)系模型、SQL、數(shù)據(jù)庫安全性、數(shù)據(jù)庫完整性、關(guān)系數(shù)據(jù)理論和數(shù)據(jù)庫設(shè)計作為主要內(nèi)容，討論了數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫的設(shè)計原理和設(shè)計開發(fā)方法、關(guān)系查詢處理及優(yōu)化、數(shù)據(jù)庫恢復、并發(fā)控制。本課程旨在繼《程序設(shè)計(C/C++)》、《離散數(shù)學》等課程后，引導學生在應用級上再認識程序和算法，培養(yǎng)其數(shù)據(jù)思維、設(shè)計與開發(fā)系統(tǒng)的專業(yè)基本能力；引導學生從實際工程問題的數(shù)據(jù)需求出發(fā)，理解和掌握數(shù)據(jù)庫的基本概念、基本原理及應用技術(shù)，包括數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的構(gòu)成、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和關(guān)系代數(shù)、數(shù)據(jù)描述及結(jié)構(gòu)化查詢語言的結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫安全性及完整性的保護方法和數(shù)據(jù)庫設(shè)計所依據(jù)的理論基礎(chǔ)，掌握數(shù)據(jù)庫的設(shè)計、表達和應用系統(tǒng)的開發(fā)方法，具備利用數(shù)據(jù)庫理論和技術(shù)解決實際業(yè)務中數(shù)據(jù)管理問題的基本知識、能力和素質(zhì)；了解當前流行的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)產(chǎn)品和數(shù)據(jù)庫行業(yè)技術(shù)背景，使學生建立“技術(shù)強國”思想。"PrinciplesofDatabase"isaprofessionalbasiccourseforcomputerscienceandtechnologyspecialty,whichiscloselycombinedwiththeoryandpracticeandhasstrongpracticability.Thetheoryandtechnologyofdatabaseisanimportantbranchofcomputerscienceandtechnology.Today,whendataprocessinghasbecomethemainuseofcomputers,ititselfhasimportantusevalue,atthesametime,itisalsothefoundationofinformationprocessingsystemanddecisionsupportsystem.Thiscoursetakesthedesignanddevelopmentofdatabaseapplicationsystemasthemainline,andselectsrelationalmodel,SQL,databasesecurity,databaseintegrity,relationaldatatheoryanddatabasedesignasthemaincontents,thispaperdiscussesthedesignprincipleanddevelopmentmethodofdatabaseindatabaseapplicationsystem,relationalqueryprocessingandoptimization,databaserecoveryandconcurrencycontrol.Thiscourseaimstoguidestudentstore-understandprogramsandalgorithmsattheapplicationlevelandcultivatetheirdatathinkingaftercoursessuchas"programdesign(C/C)"and"discretemathematics,theprofessionalbasicabilityofdesigninganddevelopingsystems;Guidestudentstounderstandandmasterthebasicconcepts,principlesandapplicationtechnologiesofdatabasesfromthedatarequirementsofpracticalengineeringproblems,includingthecompositionofthedatabasemanagementsystem,thestructureandrelationalalgebraofthedatabasesystem,thestructureofthedatadescriptionandstructuredquerylanguage,theprotectionmethodofthedatabasesecurityandintegrity,andthetheoreticalbasisonwhichthedatabasedesignisbased,masterthedesignandexpressionofdatabaseandthedevelopmentmethodofapplicationsystem,andhavethebasicknowledge,abilityandqualitytosolvedatamanagementproblemsinactualbusinessbyusingdatabasetheoryandtechnology,understandthecurrentpopulardatabasemanagementsystemproductsanddatabaseindustrytechnologybackground,sothatstudentscanestablishtheideaof"technologicalpower".負責人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標序號代號課程目標OBE畢業(yè)要求指標點任務自選1M1目標1：理解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念、關(guān)系數(shù)據(jù)庫的基本理論，對具體應用需求抽象并運用數(shù)據(jù)建模工具設(shè)計概念模型，為畢業(yè)要求指標點2.2的達成提供支持。是2M2目標2：掌握規(guī)范化理論，理解Armstrong公理和最小函數(shù)依賴集的概念，理解查詢處理及優(yōu)化思想，設(shè)計并優(yōu)化關(guān)系數(shù)據(jù)模型，構(gòu)建并評價物理模型，提高數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的性能，為畢業(yè)要求指標點2.4的達成提供支持。是3M3目標3：理解結(jié)構(gòu)化分析方法和概念模型的設(shè)計方法，能夠針對具體問題進行基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫的應用系統(tǒng)總體設(shè)計，為畢業(yè)要求指標點3.1的達成提供支持。是4M4目標4：掌握數(shù)據(jù)的安全性保護和完整性檢查，熟練使用一種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)工具，通過運用關(guān)系數(shù)據(jù)庫標準語言SQL與數(shù)據(jù)庫進行交互操作，為畢業(yè)要求指標點5.1的達成提供支持。是5M5目標5：調(diào)動學生學習積極性，保障課程良好秩序（政治層面、課堂保障層面，非學生能力層面）否三、課程內(nèi)容序號章節(jié)號標題課程內(nèi)容/重難點支撐課程目標課內(nèi)學時教學方式課外學時課外環(huán)節(jié)1第一章第一章緒論本章重點難點：實體間聯(lián)系、數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)。////21.11.1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀。M12講授2自學31.21.2數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型的三要素，層次模型，網(wǎng)狀模型，關(guān)系模型，數(shù)據(jù)模型發(fā)展的現(xiàn)狀簡介。M12講授2自學41.31.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型和值的定義，三級模式結(jié)構(gòu)，二級映像與數(shù)據(jù)獨立性。M12講授2作業(yè)5第二章第二章關(guān)系數(shù)據(jù)庫本章重點難點：關(guān)系模型的數(shù)據(jù)完整性約束、關(guān)系代數(shù)運算。////62.12.1關(guān)系模型概述關(guān)系，關(guān)系的性質(zhì)，關(guān)系模型的三要素。M10.5講授0.5自學72.22.2關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義關(guān)系模型的概念，形式化表示。M10.5講授0.5自學82.32.3關(guān)系的完整性實體完整性，參照完整性，用戶定義完整性。M11講授1自學92.42.4關(guān)系代數(shù)選擇，投影，連接，除運算，集合運算。M12講授2作業(yè)10第三章第三章關(guān)系數(shù)據(jù)庫標準語言SQL本章重點難點：SQL定義、查詢、更新，視圖定義。////113.13.1SQL概述SQL發(fā)展歷史，SQL特點，SQL基本概念；通過SQL規(guī)范，強調(diào)一絲不茍的工匠精神和求真務實的科學精神的重要性。M40.5講授0.5自學123.23.2數(shù)據(jù)定義創(chuàng)建表，創(chuàng)建模式，創(chuàng)建索引，刪除表，修改表，刪除索引，刪除模式。M41.5講授1.5作業(yè)133.33.3數(shù)據(jù)查詢單表查詢，連接查詢，嵌套查詢。M42講授2作業(yè)143.43.4數(shù)據(jù)更新插入數(shù)據(jù)，刪除數(shù)據(jù)，修改數(shù)據(jù)。M41講授1作業(yè)153.53.5視圖視圖的作用，創(chuàng)建視圖，更新視圖，刪除視圖，視圖查詢。M42講授2作業(yè)163.63.6T-SQLT-SQL概述，變量定義和使用，數(shù)據(jù)類型，T-SQL塊，流程控制。M41講授1作業(yè)17第四章第四章數(shù)據(jù)庫完整性本章重點難點：完整性的實現(xiàn)和違約處理機制，觸發(fā)器。////184.14.1完整性概述完整性概念，完整性實現(xiàn)機制，實體完整性、參照完整性及用戶自定義的完整性實現(xiàn)和違約處理機制。M41講授1作業(yè)194.24.2觸發(fā)器觸發(fā)器定義，觸發(fā)器的隱性觸發(fā)，觸發(fā)器刪除。M41講授1作業(yè)20第五章第五章數(shù)據(jù)庫安全性本章重點難點：數(shù)據(jù)庫安全性控制機制。////215.15.1數(shù)據(jù)庫安全性概述安全性定義，安全性保護機制概述，用戶身份鑒別，審計，視圖，數(shù)據(jù)加密。M41講授1自學225.25.2存取控制自主存取控制，強制存取控制，權(quán)限，角色，授權(quán)，回收授權(quán)。M41講授1作業(yè)23第六章第六章關(guān)系數(shù)據(jù)理論本章重點難點：函數(shù)依賴，無損連接，保持依賴，范式。////246.16.1問題的提出規(guī)范化的思想，規(guī)范化的過程，規(guī)范化的理論，函數(shù)依賴，碼的定義。M21講授1自學256.26.2規(guī)范化分析關(guān)系模式中存在的問題，1NF，2NF，3NF，BCNF，4NF。M21講授1作業(yè)266.36.3數(shù)據(jù)依賴的公理系統(tǒng)Armstrong公理，導出規(guī)則，引理。M22講授2作業(yè)276.46.4模式分解求閉包、候選碼、最小函數(shù)依賴集并判定范式等級。M22講授2作業(yè)28第七章第七章數(shù)據(jù)庫設(shè)計本章重點難點：概念設(shè)計中ER模型設(shè)計方法，邏輯設(shè)計中ER模型向關(guān)系模型的轉(zhuǎn)換方法。////297.17.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述數(shù)據(jù)庫設(shè)計的步驟、內(nèi)容、方法、任務和結(jié)果。M11講授1自學307.27.2概念結(jié)構(gòu)設(shè)計E-R模型，抽象方法，設(shè)計方法，集成，沖突。M1,M31.5講授1.5自學317.37.3邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計E-R模型向關(guān)系模型轉(zhuǎn)換，模型優(yōu)化，用戶模式創(chuàng)建。M21.5講授1.5作業(yè)327.47.4物理結(jié)構(gòu)設(shè)計存儲結(jié)構(gòu)以及存取方法的選擇，建立索引原則。M21講授1自學337.57.5數(shù)據(jù)庫的實施、運行與維護聯(lián)調(diào)，數(shù)據(jù)入庫，試運行，維護任務。M41講授1作業(yè)34第八章第八章關(guān)系查詢處理和優(yōu)化本章重點難點：查詢優(yōu)化。////358.18.1查詢處理查詢處理四個步驟的任務。M20.5講授0.5自學368.28.2查詢優(yōu)化連接操作符的實現(xiàn)方法，優(yōu)化思想，優(yōu)化示例，代數(shù)優(yōu)化，物理優(yōu)化。M21.5講授1.5作業(yè)37第九章第九章數(shù)據(jù)庫恢復本章重點難點：事務，故障的種類，數(shù)據(jù)庫的恢復。////389.19.1數(shù)據(jù)庫恢復概述事務定義，事務的四個基本特性,數(shù)據(jù)庫恢復定義，故障種類。M10.5講授0.5自學399.29.2恢復的實現(xiàn)技術(shù)恢復原理，轉(zhuǎn)儲，轉(zhuǎn)儲類型，日志格式，登記日志技術(shù)。M10.5講授0.5自學409.39.3恢復策略事務故障恢復策略，系統(tǒng)故障恢復策略，介質(zhì)故障恢復策略。M10.5講授0.5自學419.49.4具有檢查點的恢復技術(shù)檢查點的引入，具有檢查點的日志登記。M10.5講授0.5作業(yè)42第十章第十章并發(fā)控制本章重點難點：并發(fā)控制，封鎖協(xié)議。////4310.110.1并發(fā)控制概述數(shù)據(jù)不一致的類型和原因，丟失修改，讀“臟”數(shù)據(jù)，不可重復讀。M10.5講授0.5自學4410.210.2封鎖機制封鎖定義，基本封鎖類型，死鎖與活鎖，死鎖與活鎖的解決方法M10.5講授0.5自學4510.310.3并發(fā)調(diào)度的可串行性可串行化調(diào)度，沖突操作，沖突性可串行化。M10.5講授0.5自學4610.410.4兩段鎖協(xié)議封鎖協(xié)議定義，兩段鎖協(xié)議內(nèi)容。M10.5講授0.5作業(yè)四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細節(jié)總評占比1課堂表現(xiàn)隨機課堂提問，根據(jù)回答問題情況、課堂討論以及課程平臺討論問題回答情況進行評分，成績采用三級制。隨堂提問人員未到，直接到C級。10%2平時測試1.實施3-4次隨堂開卷測試，成績采用百分制，卷面成績總分100分，時間20分鐘左右。2.平時測試是監(jiān)測學生過程學習情況。通過學生自行完成課后作業(yè)是否掌握相關(guān)知識和能力的全面檢驗，引導學生及時復習講授的內(nèi)容(基本概念、基本方法、基本理論、基本技術(shù))，深入理解相關(guān)的內(nèi)容，鍛煉運用所學知識表述、分析和解決工程問題的能力，通過對測試效果的評價，為畢業(yè)要求2、3、5達成度的評價提供支持。30%3平時作業(yè)參與評分的作業(yè)主要布置總結(jié)性、綜合性的題目，根據(jù)作業(yè)完成質(zhì)量、是否按時提交、是否獨立完成，是否具有創(chuàng)新性進行評分，成績采用五級制。10%4期末考試1.閉卷考試，成績采用百分制，卷面成績總分100分。2.期末考試是對學生學習情況的全面檢驗。強調(diào)考核學生對數(shù)據(jù)庫原理的基本概念、基本方法、基本理論和基本實踐技能的掌握程度，考核學生運用理論和方法解決實際問題的能力，淡化記憶性的考查?？己藘?nèi)容主要以數(shù)據(jù)庫基本概念理解、SQL操作、關(guān)系數(shù)據(jù)理論運用、數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法應用等為主。通過對規(guī)定的考試內(nèi)容掌握的情況，特別是對實際問題分析、解決能力的考核，為畢業(yè)要求2、3、5達成度的評價提供支持。50%五、評分細則序號課程目標考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1平時測試30%（見平時測試評分標準）2M1平時作業(yè)10%A-具有良好的自我學習、分析和解決問題的能力，誠實守信，能夠按時提交作業(yè)，作業(yè)內(nèi)容完整，正確性很高，是獨立完成，具有創(chuàng)新性。 B-具有自我學習、分析和解決問題的能力，誠實守信，能夠按時提交作業(yè)，作業(yè)內(nèi)容完整，正確性高，是獨立完成，具有一定的創(chuàng)新性。 C-具有一定的自我學習、分析和解決問題的能力，誠實守信，能夠按時提交作業(yè)，作業(yè)內(nèi)容完整，基本正確，獨立完成。 D-能夠按時提交作業(yè)，作業(yè)內(nèi)容基本完整，基本正確，沒有體現(xiàn)自身分析問題和解決問題的能力。E-不按時提交作業(yè)。3M1期末考試60%（見試卷評分標準）4M2平時測試30%（見平時測試評分標準）5M2平時作業(yè)10%A-具有良好的自我學習、分析和解決問題的能力，誠實守信，能夠按時提交作業(yè)，作業(yè)內(nèi)容完整，正確性很高，是獨立完成，具有創(chuàng)新性。 B-具有自我學習、分析和解決問題的能力，誠實守信，能夠按時提交作業(yè)，作業(yè)內(nèi)容完整，正確性高，是獨立完成，具有一定的創(chuàng)新性。 C-具有一定的自我學習、分析和解決問題的能力，誠實守信，能夠按時提交作業(yè)，作業(yè)內(nèi)容完整，基本正確，獨立完成。 D-能夠按時提交作業(yè)，作業(yè)內(nèi)容基本完整，基本正確，沒有體現(xiàn)自身分析問題和解決問題的能力。E-不按時提交作業(yè)。6M2期末考試60%（見試卷評分標準）7M3平時測試60%（見平時測試評分標準）8M3平時作業(yè)10%A-具有良好的自我學習、分析和解決問題的能力，誠實守信，能夠按時提交作業(yè)，作業(yè)內(nèi)容完整，正確性很高，是獨立完成，具有創(chuàng)新性。 B-具有自我學習、分析和解決問題的能力，誠實守信，能夠按時提交作業(yè)，作業(yè)內(nèi)容完整，正確性高，是獨立完成，具有一定的創(chuàng)新性。 C-具有一定的自我學習、分析和解決問題的能力，誠實守信，能夠按時提交作業(yè)，作業(yè)內(nèi)容完整，基本正確，獨立完成。 D-能夠按時提交作業(yè)，作業(yè)內(nèi)容基本完整，基本正確，沒有體現(xiàn)自身分析問題和解決問題的能力。E-不按時提交作業(yè)。9M3期末考試60%（見試卷評分標準）10M4平時測試30%（見平時測試評分標準）11M4平時作業(yè)10%A-具有良好的自我學習、分析和解決問題的能力，誠實守信，能夠按時提交作業(yè)，作業(yè)內(nèi)容完整，正確性很高，是獨立完成，具有創(chuàng)新性。 B-具有自我學習、分析和解決問題的能力，誠實守信，能夠按時提交作業(yè)，作業(yè)內(nèi)容完整，正確性高，