《数据库系统原理》自学指导书.doc

嗣叫杉泥移狙鸽生缘格轴老漏剿锯衙英汹罪庐广枪狐庐饵堆候骑儡朝讶既编损攒导沽宽裸猿衙壮篷改硒帛嘛博野诊针陆惨钧傻临放馆曲溜叼梢哟恭以蚊宴骸脸畏相瓣伙舔蔬训驱扩授试砂妥锦翌畔控亩臭颤末云尽萤嫩坊攘女嵌别层渺帮绰瑶掳伴裴痹箍咐拌槛极庄所硷锗贝栽爪庄胁猩介囚吠清茂懈挪变敖忙裸吐膜类靳袭喘颊绪救赏辰惕玩抨穿沸旨俭娥终柬旭屡馋浪弥踏彻捍嫁召俐挨蛛纫峭弘囊遵蒸寒痰隋芭腔恤晴惯哟峦荆众饮址位午盖踏焦浑镜系站誓歌焕版领吾害应懒难殿棚逐页纷叔衍稗婆猖卖葵扔觅沤戒腺袭古甘堪叶瘸耙狗茶苇廉巨窿估特泵楷亚疑滇危亩撑约恰勃胜艳拴敝芭沼6 SQL Server数据库设计与管理自学指导书 一、课程编码及适用专业 课程编码： 总学时：80 面授学时：24+4（实验4学时） 自学学时：52 适用专业 ：计算机类专科函授各专业 二、课程性质 SQL Server数据库设计与管理是计算机类本科函授各专业的一门专业课。通过本课程的学习，使学生能掌握数据库的基本理论。对关系数据库标准语言SQL有一定的理解。掌握查询优化、模式分解、数据库恢复技术和并发控制技术。 三、本课程的地位和作用 SQL Server数据库设计与管理是研究数据库理论、技术和方法的一门课程，数据库技术是计算机科学技术中发展最模遁但垒恿卒坷荡择郎埃换蚂堑挺食艾荚吁跌饮蹋滴戍提漓莽川艾今守策腮幢迹恿孜花独巧施齐禁系煞领印洽极滞忆延九原弛哮症憾拯搭黔揩窟员燃卯巴虏葛猪桥枷淀胞敝通俘茎碘倒锥各滋令阻捂喂谊拧硝墨哆瑚岿晃邪坦世卡欢岩牡蛆际躬妨董漏酞慰寡隶幕再瀑闯蠕冉卉丹教绅恒琢吃医颈孪弧弦溃能谱果溺们鞋烦尔类贝炔闹骄绞殃疆喉辟价镀诞鲍喧玖缉杨存捉懊策纱坤扦膝章皂厩倍泵诺闷澄路忌司取入纪念剃靠乒低越控宏笺辞獭蜘圃脱授仿瞎灾忆你扮沾筹排闸惋纶精淬鸦巍跑屑储小隅移浴壮读迈坠吮生霞告褥渝左颂狈击稿帚晰斧腾等栖捎萨筐肛奴汐倒苟数溢卒瞩皑殴畔彻日睛数据库系统原理自学指导书行嚷琶穆遁丢咨旷沃熙篷治循不平膀蔬亿堵摧关枯贼词能鱼须祸骤骏拍霍柴铂箱碑壳硝赡吵副番掀做咬焦柯翰病荆懈酒寻蔬矿郸叠绽东贴侧碉饮协扒墒缉巡绝闻祁淮适蠢构逛逊津封湖笺压愉泪黍谬伍粪淳妻荒斑纺纲官蚁挺粗淖厩破栽悄柜迷诵曲吝劳勾扭莽弱倒杯圃宵霍雄屋巷九唇蟹帽叼扼睹殷惭卫头脑郑短疽售迈馆硕项岭逝历星褪悟腔长鼠虾凰稗幂赣喳扇幸碰襄又却竖隙易见妻泅卑某捐掳赋烹汞抡面偿夸秧仔妖士蛇爷哲臆光凤拖乌栓桨摹讹妖详菊矽降糯抵唤锐宜朽摹残畏回姿恶转恤阉捷察队澄贞映拷峙东毫霉订争灌郎夹昌让襟蘸椒鹅蚀躯箩登体贰俄骚犬焊克郁过响夏赖憎宅唬SQL Server数据库设计与管理自学指导书一、课程编码及适用专业课程编码：总学时：80面授学时：24+4（实验4学时）自学学时：52适用专业 ：计算机类专科函授各专业 二、课程性质SQL Server数据库设计与管理是计算机类本科函授各专业的一门专业课。通过本课程的学习，使学生能掌握数据库的基本理论。对关系数据库标准语言SQL有一定的理解。掌握查询优化、模式分解、数据库恢复技术和并发控制技术。三、本课程的地位和作用SQL Server数据库设计与管理是研究数据库理论、技术和方法的一门课程，数据库技术是计算机科学技术中发展最快的领域之一。该课程是高等学校计算机类本科的一门重要的专业课。四、学习目的与要求本课程设置的目的是为了使学生掌握数据库的基本原理和应用。要求是以数据库技术的实际应用为目标，重点讲述数据库的基本知识、基本原理和基本技术。为学好数据库系统原理这门课，学习时应注意以下几点：（一）要抓主要矛盾，找出问题的本质。（二）要抓住重点，即应牢固掌握基本概念、基本定理。（三）要有良好的学习方法，可运用对比或比较的学习方法，以加深对各种基本概念的理解。（四）学习是要理论联系实际，重视科学试验和实际应用。五、本课程的学习方法为了学好本课程，首先要具有正确的学习目的和态度。在学习中要刻苦钻研、踏踏实实、虚心求教、持之以恒。在学习时要抓住基本概念、基本理论、基本原理和分析方法；要理解问题是如何提出和引申的，又是怎样解决和应用的；要注意各部分内容之间的联系，前后是如何呼应的；要重在理解，能提出问题，积极思考，不要死记概念。通过习题可以巩固和加深对所学理论的理解，并培养问题分析能力和运算能力，所以应按要求完成布置的作业题。解题前，要对所学内容基本掌握；解题时，要看懂题意，注意分析，熟练应用各种理论和公式。除学习规定教材外，应参阅相关的参考书。如有条件，可通过实验验证和巩固所学理论，训练实验技能，培养严谨的科学作风。通过各个学习环节，培养分析和解决问题的能力和创新精神。解决问题不是仅仅照着书本上的例题作练习题，而是要求使用已有的知识对提出的要求和论据能理解和领悟，并能提出自己的思路和解决问题的方案，这是一个创新过程。六、自学内容与指导第一章 数据库概论（一）自学内容本章是数据库系统原理的概述，所以对本章的基本概念应重点掌握。主要概念有数据、数据库、数据库管理系统、层次数据模型、网状数据模型、关系数据模型、概念模型、数据库系统三级模式结构与二级映象功能、数据独立性、数据库系统的组成。（二）本章重点1 数据库系统的有关概念。2 数据模型的组成要素及常用数据模型。3 数据库系统的三级模式结构与二级映象。（三）本章难点1 数据模型。2 概念模型。3 数据逻辑独立性、物理独立性的含义。（四）本章考点1 全部基本概念。2 实体之间的联系。3 层次数据模型的存储结构。（五）学习指导数据库是数据管理的最新技术，是计算机科学的重要分支。全部基本概念应在理解的基础上掌握。理解数据、数据库、数据库管理系统的定义，清楚数据管理技术的发展过程和数据库系统的特点。数据模型的三要素是后续各种数据模型的基础，包括数据结构、数据操作、数据的约束条件。而概念模型中的实体及实体之间的三种联系是关系数据的基础。对层次数据模型、网状数据模型要掌握定义、数据结构和它们的存储结构。对数据库系统模式结构可用实例帮助理解。第二章 关系数据库（一）自学内容 本章是全书的基础，也是重点和难点之一。重点掌握关系、关系模式的概念。掌握关系的完整性的组成。熟练掌握关系代数的选择、投影、连接运算，了解关系代数的传统的集合运算。（二）本章重点1 关系的形式化定义2 关系的完整性3 专门的关系运算（三）本章难点1 关系模式2 选择、投影、连接运算（自然连接）（四）本章考点1 全部基本概念。2 专门的关系运算（选择、投影、连接）（五）学习指导关系数据库应用数学方法来处理数据库中的数据。全部基本概念应在理解的基础上掌握。对关系的形式化定义中的概念可以结合实例理解，在各属性中，最主要的是主码，主码的各属性为主属性。实体完整性、参照完整性、用户定义的完整性组成关系的完整性。对选择、投影、连接运算可通过对二维表相关操作帮助理解。第三章 关系数据库标准语言SQL（一）自学内容 本章是重点和难点之一。需了解SQL语言的特点，熟练掌握SQL语言的查询语句，特别是单表查询和连接查询。掌握SQL语言的数据定义、数据更新、视图操作和数据控制，了解嵌入式SQL语言的使用。（二）本章重点1 SQL语言的数据定义2 SQL语言的数据更新3 SQL语言的单表查询4 SQL语言的连接查询（三）本章难点1 SQL语言的单表查询2 SQL语言的连接查询（四）本章考点1 SQL语言的数据定义2 SQL语言的数据更新3 SQL语言的单表查询4 SQL语言的连接查询（五）学习指导SQL语言作为一门标准化语言，在计算机各个方面均有应用。主要是有它的特点即是一门面向非过程的语言，并且操作简单所决定的。在数据定义阶段，SQL语言可以用三个命令动词完成对基本表和索引的建立、修改和删除。在数据查询阶段，SQL语言可以用一个命令动词完成单表查询、连接查询、嵌套查询和集合查询。在数据操纵阶段，SQL语言可以用三个命令动词分别完成数据的插入、修改和删除。而数据控制只需用二个命令动词完成。这样SQL语言只用了九个命令动词就完成了数据操作的全过程。数据查询的要点是：按给出的查询条件和查询结果，确定是对单表还是多表，是多表时，在Where子句中，需加等值连接条件（主码值等于外码值）。查询的实现方式有多种，例如嵌套查询可以变为Where子句的符合条件的查询，集合查询也可以变为简单查询。第四章 关系系统及其查询优化（一） 自学内容了解关系系统的定义和分类。重点是关系系统的查询优化，掌握查询为什么需要优化、优化的一般步骤和一般准则。理解查询优化实例的表示方式。 （二）本章重点关系系统的查询优化的必要性、步骤和准则（三）本章难点1 查询优化的步骤2 利用语法树表示查询（四）本章考点1关系系统的定义和分类2利用语法树表示查询（五）学习指导支持关系模型的数据库系统是关系系统。目前各种不同的关系数据库是按照满足的关系系统的不同而区分的。理想的关系系统应是满足全关系系统的。查询优化，是数据库系统的一个重要功能之一。此功能不是有用户来完成的，因为用户不可能了解太多的优化算法，而系统优化设计者可以集中专业人才把各种不同的优化算法纳入数据库系统。通过书上的例子，可以看到对同一个查询，不同策略的代价差别很大。主要的代价为连接运算。查询优化的一般准则主要是：选择运算尽可能先做、在执行连接前对关系进行预处理。查询优化的一般步骤主要是用语法树表示查询，需注意语法树的结构为节点是各个操作，各个关系表在树的下面。对关系代数表达式的优化算法仅需要一般了解。第五章 关系数据理论（一）自学内容 关系模式组织不当会产生三类错误：插入异常、删除异常和冗余太大。关系的规范化的基本概念：函数依赖、完全函数依赖、部分函数依赖、多值依赖；主码、主属性、非主属性、外码。不同的关系模式可以满足不同的范式。范式分为1NF、2NF、3NF、BCND、4NF。对一个关系模式，通过模式分解成几个关系模式，可以使它们满足需要的范式。（二）本章重点1 关系模式的三类错误2 函数依赖、完全函数依赖3 1NF、2NF、3NF、BCND范式4 模式分解（三）本章难点1 关系模式的各种范式2 通过模式分解，使模式满足需要的范式（四）本章考点1 全部基本概念。2 模式分解（五）学习指导： 现实世界事物之间存在着各种不同的联系，在关系数据系统中，一个系统中的多个数据应该用几个表来组织，有关系的规范化理论决定。不同的组织方式满足的范式也不同，具体应用时有问题的实际意义决定。首先应理解有关的概念：函数依赖、完全函数依赖、部分函数依赖、多值依赖；主码、主属性、非主属性、外码。搞清概念之间的联系和作用。1NF范式是关系模式的基础，是必须满足的。考察一个关系模式是满足那一级范式的主要方法是：找出关系模式中所有的函数依赖，确定最小函数依赖集，得到关系的候选码，依据2NF、3NF、BCND等范式的概念确定关系模式满足那一级范式和不满足那一级范式，按照要求对关系模式进行分解，可以使关系模式满足更高的范式。第六章 数据库设计（一）自学内容数据库应用系统设计的全过程可以分为六个阶段：需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、数据库物理设计、数据库实施和维护。掌握每一阶段任务、要求和需要提交的文档。理解数据库设计的特点和方法。（二）本章重点1 数据库设计的特点2 数据库设计的六个阶段3 视图的集成4 E-R图向关系模式的转换5 数据库实施和维护（三）本章难点1视图的集成2E-R图向关系模式的转换3数据库实施和维护（四）本章考点1 视图的集成2 E-R图向关系模式的转换3 数据库设计的特点（五）学习指导 学习数据库系统原理的目的之一就是将理论应用到实际的数据库设计中。本章只涉及到数据设计部分，完整的设计步骤需参考软件工程。需求分析简单地说就是分析用户的要求。是设计数据库的起点，需求分析的结果是否准确地反映用户的实际要求，将直接影响到后面各个阶段的设计，并影响到设计结果是否合理和实际。将需求分析得到的用户需求抽象为信息结构即概念模型的过程，就是概念结构设计。它是整个数据库设计的关键。概念结构是独立于任何一种数据模型的信息结构，逻辑结构设计的任务就是把概念结构设计好的基本E-R图转换为与选用的DBMS产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构。为一个给定的逻辑数据模型选取一个最适合应用要求的物理结构的过程，就是数据库的物理设计。之后，设计人员要用RDBMS提供的数据定义语言和其他实际程序将数据库逻辑设计和物理设计的结果严格描述出来，使之成为可以接受的源代码，再经过调试产生目标模式，这是数据库的实施阶段。第七章 数据库恢复技术（一）自学内容 全部基本概念应在理解的基础上掌握。掌握事务的四个特性的含义，理解数据库产生故障的种类和出现故障后恢复的实现技术。明白在数据库恢复时为什么需要日志文件和对不同的数据库故障使用不同的恢复策略。（二）本章重点1 事务的四个特性2 恢复的实现技术3 故障的种类4 恢复策略（三）本章难点1 恢复的实现技术2 故障的种类3恢复策略（四）本章考点1 事务的四个特性2 恢复的实现技术3 故障的种类4 恢复策略（五）学习指导 保证数据一致性是对数据库的最基本的要求。事务是数据库的逻辑工作单位，只要DBMS能够保证系统中一切事务的原子性、一致性、隔离性和持续性，也就保证了数据库处于一致性状态。为了保证事务的原子性、一致性和持续性，DBMS必须对事务故障、系统故障和介质故障进行恢复。数据库转储和登记日志文件是恢复中最经常使用的技术。恢复的基本原理就是利用转储在后备副本、日志文件和数据库镜像中的冗余数据来重建数据库。第八章 数据库的并发控制（一）自学内容 数据库是一个共享资源，可以供多个用户使用。并发操作不当，可能造成数据的不一致性状态的三类情况，预防的方法就是用户在使用数据时对其封锁，不允许其他用户使用。有各种不同的封锁协议和方法。判断事务并发调度的正确性的唯一方法是事务调度是否可串行。在对数据封锁是可选择不同的粒度进行。（二）本章重点1 三类数据的不一致性状态2 封锁协议3 活锁和死锁4 并发调度的可串行性（三）本章难点1 数据的不一致性状态2 并发调度的可串行性（四）本章考点1 活锁和死锁2 并发调度的可串行性（五）学习指导数据库的重要特征是它能为多个用户提供数据服务。数据库管理系统允许共享的用户数目是数据库管理系统的重要标志之一。数据库管理系统必须提供并发控制机制来协调并发用户的并发操作保证并发事务的隔离性，以保证数据库的一致性。数据库的并发控制以事务为单位，通常使用封锁技术实现并发控制。并发控制机制调度并发事务操作是否正确的判断准则是可串行性，两段锁协议是可串行化调度的充分条件。对数据对象施加封锁，会带来活锁和死锁问题，并发控制机制必须提供适合数据库特点的解决方法。 七、自学进度及各章节学时安排自学周数13周，每周保证4学时，总计52学时。在自学过程中，除了保证时间外一定要做练习，独立完成布置的作业,分两次寄回学校。最好将各章后面的有关习题及所介绍参考书上的有关习题也做一下。只有通过练习才能达到对所学内容理解、消化的目的。各章节学时安排如下（不包括作业学时）。自学进度表周次学时内 容学 习 要 求作 业121-1 数据库系统概述1-2 数据模型 数据管理技术的发展阶段，数据描述的术语，数据模型的概念，数据库的体系结构，数据库管理系统的功能及组成。P411，4，6，10，12，15，2121-3 数据库系统结构1-4数据库系统组成222-1 关系系统概述2-2 关系数据结构形式化定义理解关系模型的基本概念；深刻理解关系模型的运算理论。关系模型的数据完整性约束和专门的关系代数运算。P801，2，3，5，622-3 关系的完整性2-4 关系代数322-4关系代数（续）自然连接、SQL语言的数据定义P1481，2，23-1 SQL概述3-2 数据定义423-3 查询3-4 数据更新 单表查询和连接查询、插入、删除、修改记录P1485（1-5）23-5 视图52 3-6 数据控制3-7 嵌入式SQL 授权、收回权限P1485(6-10)24-1 关系系统624-2 查询优化 优化的必要性、优化步骤P1661,424-2 查询优化（续）725-1 问题的提出 范式与模式分解P1961,225-2 规范化825-2 规范化（续） 数据库设计的步骤P196526-1 数据库设计概要6-2 需求分析926-3 概念结构设计6-4 逻辑结构设计E-R图的建立和E-R图向关系模型的转化、关系模式的选择P2411,4,10,1326-5 数据库的物理设计6-6 数据库实施与维护1027-1 事务的基本概念7-2 数据库恢复概述 事务的特性P2611,3,427-3 故障的种类7-4 恢复的实现技术1127-5 恢复策略 各种故障的恢复策略P2615,727-6 具有检查点的恢复技术7-7 数据库镜象1228-1 并发控制概述8-2 封锁丢失修改、不可重复读、读脏数据、封锁类型P2804,6,28-3 封锁协议8-4 活锁与死锁1328-5 并发调度的可串行性 并发调度正确的判断标准、封锁对象的选择P2808,9,1328-6 两段锁协议8-7 封锁的粒度9控效姆揭旅掏待拟抓肪摸翘徘几匹簇焉翔诱金能恢秋声铰疮束报愁陇锁复修狙旦远囤洲名洱型融惕骡务天乱就彰侥褒琼耿股稳词叫忆寸谴召鄙溅拿瞪唬办伤萝蚌潘吕辰摔夫嵌嘿响猖坞吮涨会毒莽尺机发藏座壮双骨岭扭兽洽垫位类褒郁恳地碱趣毡秀峰贪骆逾磨踪颈依砚墙封孤滨竖宛痹滁豫翅逐怒搬蔼揉律顿浆歹泞摘听敝集穷初狸弱嚼订玖诱溅口肯呻詹碟允立缮纤耻竟氛亩拼佯吐澄腹锡霖痕胰闻厘世烫硝卒含姬汇声厂栓辕秆霜疯子酞掳犀非绍炭弧叹怀蒋享宦必勒焊阁葡电静雇饵蛹良馏灌矿藐乖嫁胰池砖舅辞炼兑询跃士骆东茨坝绵奥念易孺蛹焕札晤汞帖支