广西民族学院理学院2014-2015第一学期课程教学大纲之数.doc

数据库系统 Database System【课程编号】BJ25128，BZ25156【课程类别】专业基础课【学分数】5【适用专业】软件工程、信息与计算科学 信息管理与信息系统 【学时数】80【编写日期】2014-5-22【先修课程】计算机文化基础，离散数学 一、教学目的、任务数据库技术是计算机科学的重要分支，在各行各业得到广泛应用，成为检索、存储、处理信息资源的主要手段。数据库课程是计算机科学教育中一个必不可少的部分，是高等院校理工科类各专业一门重要的计算机技术基础课程。本课程的教学目的是让学生掌握和理解数据库系统的基本概念、原理和方法，掌握数据库设计、数据库语言和数据库实现技术，能用数据库技术完成实际信息管理系统的开发与设计。二、课程教学的基本要求本课程学习数据库系统的基本理论与应用设计方法，包括数据库系统概述、实体-联系模型、关系模型、关系数据库标准语言SQL、查询处理和查询优化方法、关系规范化理论、数据库保护技术、数据库恢复技术、数据库并发控制、数据库设计、对象数据库系统、XML数据库以及PowerBuilder与数据库的应用开发。在教学上要求学生能掌握四个基本方面，即基本概念、基本理论、基本方法和应用设计。在教学基本要求上分为三类：掌握理论、实验操作、应用信息系统设计。掌握理论要求对数据库系统结构、数据模型、关系型数据理论、数据库设计方法牢固掌握，重点包括数据库系统的三级模式结构，二级映像功能，E-R模型，关系数据模型，两种模型的转换，关系数据库，数据依赖和规范化处理，数据库设计和基本控制方法。实验操作要求熟练运用SQL语言完成简单查询、连接查询、嵌套查询，定义关系模式，定义、查询视图，更新数据库和视图，进行数据库保护和数据库控制。应用信息系统设计要求按照数据库设计理论，用软件工程方法，完成某一综合信息系统中的数据库应用设计，包括设计题目，设计目的和意义，设计内容，需求分析，可行性分析报告，开发环境，详细设计，数据库及数据表的设计，运行界面与主要代码，系统测试分析报告，改进建议与措施。本课程采用课堂讲授结合课外小组学习，案例分析，上机实验和系统设计报告等方法，完成从理论到实践的学习过程。三、教学内容和学时分配（一）绪论 学时（课堂讲授6学时+课程实验6学时）主要内容：1 数据库系统概述 2 数据库设计概述 3 .数据库系统的模式结构教学要求：1 需要了解的： （ 1 ）数据管理技术的产生和发展过程 （ 2 ）数据库系统的优点 （ 3 ）数据库建模概念和数据模型的分类 2 需要牢固掌握的： （ 1 ）概念模型的基本概念，关系数据模型的相关概念 （ 2 ）数据库系统三级模式和两层映像的体系结构 （ 3 ）数据库系统的数据独立性等 3 需要举一反三的： （ 1 ）通过 E-R 方法描述现实世界的概念模型 （ 2 ）将 E-R 图中实体联系转化成关系数据模型 4 难点： （ 1 ）数据库领域大量的基本概念 （ 2 ）数据模型 （ 3 ）数据库系统的体系结构其它教学环节（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）：1 实验名称：管理数据库文件、数据库的库对象和表对象的设计（验证性实验） 3 学时 实验内容：熟悉 MS SQL Server 2000 的环境，创建数据库；增加、删除和修改数据库信息； 删除数据库；创建表；表的复制、删除和更名；数据记录的增、删、改；数据库备份和还原。 2 实验名称： SQL 数据定义语句（验证性实验） 3 学时 实验内容： create 、 drop 、 alter 语句的练习。（二）关系数据库 学时（课堂讲授6学时+课程实验6学时）主要内容： 1 关系模型概述 2 关系数据结构及形式化定义 3 关系的完整性 4 关系代数 5 数据字典和数据流图 6 关系演算 教学要求： 1 需要了解的： （ 1 ）数据库理论产生和发展的过程 （ 2 ）数据库产品的发展沿革 （ 3 ）关系演算的概念及域关系演算语言 2 需要牢固掌握的： （ 1 ）关系模型的三个组成部分及各部分所包含的主要内容 （ 2 ）数据结构及其形式化定义 （ 3 ）关系的四类完整性约束的概念 （ 4 ）数据库中的联系的表示方法 （ 5 ）数据字典的表示方式 （ 6 ）关系演算 3 需要举一反三的： （ 1 ）关系代数及关系代数中的各种运算 （ 2 ）元组关系演算语言 ALPHA 及域关系演算语言 QBE 等。能够使用这些语言完成各种数据操纵。其它教学环节：（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）：3 实验名称： SQL 单表查询（验证性实验） 3 学时 实验内容： select 语句单表查询。 4 实验名称： SQL 复杂条件查询（验证性实验） 3 学时 实验内容： select 语句复杂条件查询。（三）关系数据库标准语言SQL 学时（课堂讲授9学时+课程实验6学时）教学要求：1 需要了解的： （ 1 ） SQL 语言的发展过程 （ 2 ）关系数据库技术和 RDBMS 产品的发展过程 2 需要牢固掌握的： （ 1 ） SQL 语言的特点 （ 2 ） SQL 语言的应用 3 需要举一反三的： （ 1 ）使用 SQL 语言完成对数据库数据的查询、插入、删除、更新操作 （ 2 ）使用 SQL 语言完成对数据库的建立、删除、修改库结构操作 其它教学环节：（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）：5 实验名称： SQL 高级查询（验证性实验） 3学时 实验内容： select 语句内嵌条件查询 6 实验名称：表的约束的管理（验证性实验） 3 学时 实验内容：表的主键约束、惟一性约束、检查约束、默认约束、外部键约束。（四）关系数据理论及关系数据库规范化设计 学时（课堂讲授9学时+课程实验6学时）1 问题的提出 2 规范化（ 1 BCNF ） 3 规范化（ 4 5NF ） 4 数据依赖的公理系统 5 模式分解 教学要求：1 需要了解的： （ 1 ） “ 不好 ” 的数据库模式的插入异常和删除异常 （ 2 ）规范化理论的重要意义 2 需要牢固掌握的： （ 1 ）关系的形式化定义 （ 2 ）数据依赖的基本概念 （ 3 ）码的概念、范式的概念 （ 4 ）从 1NF 到 4NF 的定义 （ 5 ）规范化的含义和作用 3 需要举一反三的： （ 1 ） 1 BC 范式的理解与应用 （ 2 ） 1NF 、 2NF 、 3NF 、 4NF 、 BCNF 之间的转换其它教学环节：（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）：7 实验名称： SQL 数据操纵语句（验证性实验） 3 学时 实验内容： update 、 delete 、 insert 语句的练习。 8 实验名称： SQL 权限管理（验证性实验） 3 学时 实验内容：配置身份认证、创建用户、设置用户权限。 (五)数据库设计 学时（课堂讲授10学时+课程实验6学时）1 数据库设计概述 2 需求分析 3 概念结构设计 4 逻辑结构设计 5 数据库的物理设计 6 数据库的实施和维护教学要求： 1 需要了解的： （ 1 ）数据库设计特点 （ 2 ）数据库设计的内容和评价 （ 3 ）数据库的实施和维护 2 需要牢固掌握的： （ 1 ）数据库设计的基本步骤 （ 2 ）数据库设计中数据流图和数据字典的内容 （ 3 ）数据库设计各个阶段的具体设计内容、设计描述、设计方法等 3 需要举一反三的： （ 1 ） E-R 图的设计 （ 2 ） E-R 图向关系模型的转换 （ 3 ）数据库设计的方法和步骤其它教学环节：（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）：9 实验名称： VB （或vc）访问数据库（验证性实验） 3 学时 实验内容： VB （或vc）与数据库的接口、利用 VB （或vc）来查询数据库。 10 实验名称：数据库应用系统综合设计（综合设计性实验）3 学时 实验内容：规划设计、需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计；应用程序的界面设计；数据库及其对象的建立、编程环境下的连接数据库；设计应用系统的网络应用方案；用户群组的设定及其权限分配。四、教学重点、难点及教学方法（一）绪论难点： （ 1 ）数据库领域大量的基本概念 （ 2 ）数据模型 （ 3 ）数据库系统的体系结构重点：数据模型，数据库系统体系结构（二）关系数据库（ 1 ）本章难点在于关系代数。由于关系代数较为抽象，一定要结合具体的实例进行学习。 （ 2 ）同时，要注意把握由具体语言到抽象语言的原则。即通过对具体语言如 ALPHA 和 QBE 的学习过渡到对抽象的关系演算的把握。（三）关系数据库标准语言 SQL难点： 用 SQL 语句正确完成复杂查询 （四）关系数据理论及关系数据库规范化设计难点： 各个级别范式的关系及其证明（五）数据库设计难点： （ 1 ）技术的难点是 E-R 图的设计 （ 2 ）数据模型的验证和优化课程教学主要方法 课堂授课采取由浅入深、循序渐进、综合练习的学习步骤，达到学必用、学即用，提高学生的学习兴趣。从而加深学生对理论课的理解，提高学生的动手能力。 教学手段主要采用多媒体教学课件、 Flash 动画、视频录像以及 CAI 等可执行文件。教学方法主要采取以下三种方法： 1 采用“任务驱动”教学法。 “任务驱动”教学法的核心是：在老师精心为教学设计的任务的驱动下，学生通过自主学习、协作学习、任务驱动方式下自主学习与协作学习、构想学习、讨论学习、探究学习等方式来完成任务。在探求解决问题的途径中，学生既学到了知识，又培养了能力，更重要的是提高了学生的探索创新精神、动手实践能力和与人合作能力，培养了学生的学会学习的能力，在完成任务的过程中，学生始终处于主动的主体地位，教师是学生学习的组织者、服务者和导航者。任务教学法主要是通过书后作业以及书外作业和大作业来完成。 2 采用 “ 案例 ” 教学法。 向学生提供数据库规范化设计的多个案例，加强学生的感观认识，提高理解能力，掌握数据库设计的方法和步骤。案例教学法主要是通过多媒体教学过程和实践环节来完成。 3 采用合作学习模式。 “合作学习教学法”是指教师依据学生的能力、先备知识、性别等相关因素，将学生分成小组的形式进行教学的一种方法，是高等教育心理学中积极倡导的社会助长方法。 小组成员在小组中彼此相互合作，互相激励，主动积极地参与学习，从中建构自己的知识，提高学习效果，同时完成整个小组的共同目标。其间学生可以不依赖教师，依据学习目标，独立寻找相关资料，自己阅读与分析后，通过小组之间的互动、分析讨论，从而引申出不同的思考方向，进而建构出个人对于学习内容的系统知识。因此，“合作学习教学法”是一种有结构、有系统的教学方法，是一种面向素质教育的教学方法。 “合作学习模式”可以通过大作业、实践环节、课程设计等方法来完成。五、考核方式及成绩评定方式建议本课程平时成绩占总评成绩的 30% ，期末考试占总评成绩的 70% 。其中： 1 平时成绩主要有以下几个环节组成： （ 1 ）上课考勤及其课后作业占总评成绩的 5% （ 2 ）期中考试占总评成绩的 10% （ 3 ）上机实验中的验证性实验占总评成绩的 5% （ 4 ）综合设计型实验占总评成绩的 10% 综合性实验主要采用分组设计的方式，每个小组的人数视班级的总人数而定，总的原则不要超过 5 人；每个小组一道数据库设计的题目，要求每组提出一个设计方案，每个学生写出书面报告；最后每个小组上机编程实现自己设计的方案，并在演