《数据库系统概论》课程教学大纲.docx
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《数据库系统概论》课程教学大纲
《数据库系统概论》课程教学大纲
一、教师或教学团队信息
教师姓名
职称
办公室
电话
电子信箱
二、课程基本信息
课程名称（中文）：
数据库系统概论
课程名称（英文）：
IntroductiontoDataBaseSystem
课程类别：
□通识必修课□通识选修课■专业必修课□专业方向课
□专业拓展课□实践性环节
课程性质*：
■学术知识性□方法技能性□研究探索性□实践体验性
课程代码：
15级培养方案周学时：
4总学时：
64学分：
4课内实验学时：
16
先修课程：
高级语言程序设计，数据结构
授课对象：
计算机科学与技术专业
三、课程简介
本课程是计算机科学与技术专业的重要专业课程。
关系数据库是当今数据库技术的主流，本课程以关系数据库为核心，全面的概述了数据库系统的基本概念、基本原理和基本技术。
内容覆盖了数据管理技术的进展和特点、数据库系统的组成、数据库的三级模式结构、数据模型的组成和分类、关系模型、SQL语言（含数据库完整性的实现）、索引和视图、数据库安全性、事务的并发控制和恢复、规范化设计理论、ER模型和数据库设计等。
数据库技术不管对于后继课程的学习，还是今后的就业都有非常重要的作用。
它是信息处理技术中的核心和关键技术，也是一切信息系统的基础。
四、课程目标
本课程的学习目标是：
（1）使学生熟知数据库技术的基本概念和基本原理；
（2）使学生熟练掌握关系数据库标准语言SQL的使用方法；（3）使学生掌握数据库安全性控制的基本方法；（4）使学生掌握事务并发控制以及备份和恢复的基本方法；（5）使学生初步掌握一个典型的RDBMS（如SQLServer或MySQL）的使用方法；（6）使学生能运用规范化设计理论和ER模型进行数据库设计。
具体目标有：
●了解数据管理技术的产生和发展，正确理解数据库技术的特点和优点
●了解数据库系统的组成，正确理解DBMS的功能和DBA的职责
●正确理解数据库的三级模式结构和程序与数据的两级独立性
●正确理解数据模型的三个要求、三个层次和三个组成要素
●正确理解逻辑数据模型的概念、分类以及各自的优缺点
●正确理解关系模型中数据结构的定义、完整性约束条件
●正确理解并掌握关系代数中各种运算的概念和在查询中的应用
●掌握SQLServer中用SQL语言进行数据库和基本表的创建、修改和删除方法
●掌握关系模型三类完整性约束在SQL中的实现（创建、修改和删除）方法
●掌握SQL语言中简单查询、分组查询、连接查询、嵌套查询和集合查询方法
●掌握SQL语言中数据增删改的方法
●正确理解索引的概念、分类、结构和作用，掌握创建索引的原则和方法
●正确理解视图的概念和作用以及对视图更新的限制，掌握视图的创建和使用
●了解物化视图和索引视图的概念和作用
●正确理解数据库安全性控制的常用方法和技术
●掌握用SQL语言进行用户管理、角色管理、权限管理
●掌握SQLServer中的安全性机制（含身份验证模式、固定角色和拒绝权限）
●正确理解事务的概念和ACID特性以及破坏ACID特性的因素
●正确理解事务并发执行的必要性和可能产生的数据不一致性
●正确理解事务并发执行的可串行性和事务的隔离级别
●正确理解封锁的概念、三级封锁协议和两段锁协议
●正确理解锁的粒度、多粒度封锁的必要性和意向锁的概念
●正确理解SQLServer中的并发控制机制（含锁模式、锁粒度、锁定提示）
●掌握SQLServer中的事务模式和并发控制方法
●正确理解实现数据库恢复的基本原理和数据库备份的各种方法及优缺点
●正确理解日志文件的作用、格式内容和登记日志记录时必须遵循的基本原则
●正确理解故障的种类、恢复策略和恢复步骤，以及UNDO和REDO的必要性
●了解使用检查点方法的必要性
●正确理解SQLServer中的备份类型、恢复模式、尾日志备份和恢复计划
●掌握SQLServer中的BACKUP和RESTORE语句的使用方法
●正确理解关系模式规范化的必要性
●正确理解函数依赖的定义、分类、公理系统和推理规则
●正确理解码等相关概念，掌握求属性集闭包和候选码的方法
●正确理解1NF、2NF、3NF、BCNF的概念以及规范化的基本思想和方法
●正确理解无损连接性和函数依赖保持性的概念和重要性
●掌握判断无损连接性的方法，了解判断函数依赖保持性的方法
●掌握模式分解算法，特别是无损连接和保持函数依赖分解到3NF的方法
●正确理解数据库设计的重要性和基本步骤
●初步掌握用E-R图进行数据库概念结构设计的方法和步骤
●掌握E-R图转换为关系模型的方法，并掌握规范化理论在设计过程中的应用
五、教学内容与进度安排*
第一章概述
1.课时数：
4学时课堂面授
2.讲授内容或训练技能，重点、难点
1.1数据库技术的产生与发展
1.2数据库系统的组成
1.3数据库的体系结构
重难点：
数据与信息、数据处理与数据管理、数据库技术的特点、DBMS的主要功能、DBA的职责、数据库三级模式结构和程序与数据两级独立性。
3.学生学习任务
掌握上述知识点，特别是上述重难点，认真正确完成作业
4.教学方法
课堂面授，并通过适当提问进行师生互动
5.课外学习要求
认真阅读教程，并思考理解，如不理解多答疑，作业不Copy
第二章关系数据库
1.课时数：
7学时课堂面授
2.讲授内容或训练技能，重点、难点
2.1数据模型
2.2概念模型概述
2.3逻辑数据模型概述
2.4关系模型
2.5关系代数
重难点：
数据模型的3个要求、3个层次、3个要素、E-R模型及作用、逻辑数据模型的分类和特点、关系的形式化定义、关系的6个性质、关系模式、三种完整性约束、关系操作的特点和分类、关系代数（特别是除法运算、外连接运算、聚集运算、关系代数在查询中的应用）。
3.学生学习任务
掌握上述知识点，特别是上述重难点，认真正确完成作业
4.教学方法
课堂面授，并通过适当提问进行师生互动
5.课外学习要求
认真阅读教程，并思考理解，如不理解多答疑，作业不Copy
第三章结构化查询语言SQL
1.课时数：
11学时课堂面授、6学时上机
2.讲授内容或训练技能，重点、难点
3.1SQL语言概述
3.2数据定义
3.3完整性约束的实现
3.4数据查询
3.5数据更新
重难点：
SQLServer中数据库的结构和数据类型、数据库和表的创建修改删除、三种完整性约束的实现（包括添加、删除）、Like模糊查询、分组查询的输出、Where与Having的区别、连接的必要性、自连接、外连接、相关子查询、Some子查询、Exists子查询、From子查询。
3.学生学习任务
掌握上述知识点，特别是上述重难点，认真正确完成作业
4.教学方法
课堂面授，上机实践，并通过适当提问进行师生互动
5.课外学习要求
认真阅读教程，并思考理解，如不理解多答疑，多上机实践，作业上机不Copy
第四章索引与视图
1.课时数：
4学时课堂面授、4学时上机
2.讲授内容或训练技能，重点、难点
4.1索引
4.2视图
重难点：
索引的作用和种类、创建索引的基本原则、创建各种索引的方法、掌握观察索引在SQLServer中的作用的方法、视图的查询、WithGrantOption的作用、对视图更新的限制、视图作用、物化视图和索引视图。
3.学生学习任务
掌握上述知识点，特别是上述重难点，认真正确完成作业
4.教学方法
课堂面授，上机实践，并通过适当提问进行师生互动
5.课外学习要求
认真阅读教程，并思考理解，如不理解多答疑，多上机实践，作业上机不Copy
第五章数据库安全技术
1.课时数：
4学时课堂面授、2学时上机
2.讲授内容或训练技能，重点、难点
5.1安全性控制技术概述
5.2用户管理和角色管理
5.3权限管理
5.4SQLServer的安全机制
重难点：
数据库安全性控制的常用方法和技术、用SQL语言进行用户管理、角色管理、权限管理、SQLServer安全性机制（身份验证模式、登录名与用户、固定角色和拒绝权限）。
3.学生学习任务
掌握上述知识点，特别是上述重难点，认真正确完成作业
4.教学方法
课堂面授，上机实践，并通过适当提问进行师生互动
5.课外学习要求
认真阅读教程，并思考理解，如不理解多答疑，多上机实践，作业上机不Copy
第六章事务管理
1.课时数：
8学时课堂面授、4学时上机
2.讲授内容或训练技能，重点、难点
6.1事务
6.2并发控制
6.3数据库恢复技术
重难点：
事务的概念、状态、ACID性质、并发控制必要性、封锁的种类、如何通过三级封锁协议解决数据不一致性、死锁活锁、什么是可串行性和两段锁协议、两者之间的关系、多粒度封锁的必要性及实现技术、事务的隔离级别、SQLServer中的并发控制机制（含锁模式、锁粒度、锁定提示）、各种数据备份方法及优缺点、日志文件的作用和登记原则、故障种类和对DB造成的影响以及恢复策略、UNDO和REDO的必要性、检查点技术、SQLServer中的备份类型、恢复模式、尾日志备份和恢复计划、SQLServer中的BACKUP和RESTORE语句的使用方法。
3.学生学习任务
掌握上述知识点，特别是上述重难点，认真正确完成作业
4.教学方法
课堂面授，上机实践，并通过适当提问进行师生互动
5.课外学习要求
认真阅读教程，并思考理解，如不理解多答疑，多上机实践，作业上机不Copy
第七章关系数据库设计理论
1.课时数：
6学时课堂面授
2.讲授内容或训练技能，重点、难点
7.1关系模式规范化设计的必要性
7.2函数依赖与码
7.3关系模式的规范化
7.4关系模式的分解
重难点：
规范化的必要性、函数依赖及分类、求属性集闭包和候选码的方法、1NF、2NF、3NF、BCNF的定义及相互关系、规范化的目的、基本思想、方法、一事一地原则、无损连接性和保持函数依赖的概念和意义、模式分解的算法。
3.学生学习任务
掌握上述知识点，特别是上述重难点，认真正确完成作业
4.教学方法
课堂面授，并通过适当提问进行师生互动
5.课外学习要求
认真阅读教程，并思考理解，如不理解多答疑，作业不Copy
第八章数据库设计
1.课时数：
4学时课堂面授
2.讲授内容或训练技能，重点、难点
8.1数据库设计概述
8.2基于E-R图的概念结构设计
8.3逻辑结构设计
8.4E-R模型设计问题
8.5物理结构设计
重难点：
需求分析、概念结构设计的方法与步骤、E-R图向关系模型的转换、模式的规范化设计及优化。
3.学生学习任务
掌握上述知识点，特别是上述重难点，认真正确完成作业
4.教学方法
课堂面授，并通过适当提问进行师生互动
5.课外学习要求
认真阅读教程，并思考理解，如不理解多答疑，作业不Copy
六、修读要求
学生最起码要做到不迟到、不早退、不旷课；课堂上不讲话、不玩手机，不吃早饭和零食；上机时还应做到不玩游戏、不浏览与本课程无关的网页。
学生每次课前应进行预习；课堂上积极思考、踊跃发言、做必要的笔记；课后认真独立做作业、应有一定的时间复习、同学之间应进行学习交流。
仅仅靠课内上机是远远不够的，课外应加强上机操作，提高实际操作能力。
所有上机任务都应认真完成，另外还应自觉学习下面提供的阅读材料。
讲授的数据库知识都应正确理解，凡有疑问或上机问题都应通过课外答疑及时解决。
如果学生违反纪律（迟到、早退、旷课）或者作业Copy或者不认真上机实践，则从平时作业、上机及出勤率中扣分，直到扣完为止。
七、学习评价方案
本课程采用闭卷书面考试方式为主，最终成绩=期末考试70%+平时成绩30%（考勤5%，课堂表现5%，作业上机10%，期中考试10%）
八、课程资源
1、陆黎明、王玉善、陈军华编著，数据库原理及实践，北京：
清华大学出版社，2016
2、王珊、萨师煊，数据库系统概论（第5版），北京：
高等教育出版社，2014
3、李春葆等编著，新编数据库原理习题与解析，北京：
清华大学出版社，2013
4、潘永惠编著.数据库系统设计与项目实践：
基于SQLServer2008.北京：
科学出版社，2011
5、王雨竹等编著，MySQL入门经典，北京：
机械工业出版社，2013
九、其他需要说明的事宜
上机实验1创建和管理数据库和数据表（2学时）
要求：
掌握T-SQL语言中数据库和表的创建、修改和删除方法。
上机实验2实现数据完整性（2学时）
要求：
掌握通过使用PRIMARYKEY和FOREIGNKEY来实现实体完整性和参照完整性；掌握通过使用NOTNULL、UNIQUE、CHECK和DEFAULT等来实现用户定义完整性。
上机实验3查询数据（2学时）
要求：
掌握单表查询和分组查询的各种方法；掌握使用不同的连接类型连接表；掌握使用嵌套子查询和相关子查询。
上机实验4视图的定义与使用（2学时）
要求：
掌握视图的创建，以及通过视图查看数据的方法；正确理解通过视图更新数据的限制和WithGrantOption的作用；SQLServer中的系统表和系统视图的使用。
上机实验5数据库安全技术（2学时）
要求：
掌握创建用户和角色的方法；掌握给用户和角色分配与撤销权限的方法；掌握使用视图和存储过程来简化权限管理。
上机实验6并发控制（2学时）
要求：
掌握定义事务和观察活动事务数目的方法；掌握用sp_lock和SSMS查看锁信息方法；掌握设置隔离级别、锁定提示、等待锁释放最大时间的方法。
上机实验7数据库恢复技术（2学时）
要求：
掌握各种备份和恢复的方法。
上机实验8索引与查询优化（2学时）
要求：
掌握创建各种类型索引（唯一特征、复合特征、簇索引、非簇索引）的方法，并通过执行SETSTATISTICSIO和SETSHOWPLAN_ALL语句确定索引是否用于检索数据；初步了解执行计划和查询优化。
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