《数据库系统原理》教学大纲

数据库系统原理PAGE1《数据库系统原理》教学大纲目录一、教学目的和要求 1二、本课程与其它课程的联系和分工 1三、教学中应注意的问题 2四、教学内容 2五、教学课时分配 8六、参考书目 9课程名称：数据库系统原理 学时：48学时课程类型：必修 课程性质：学科基础课开课学期：第3学期先修课程：程序设计基础、程序设计基础II、数据结构、离散数学适用专业：网络工程专业一、教学目的和要求《数据库系统》课程是计算专业的一门实用性、理论性很强的主干课程，是专业基础必修课。本课程主要讲述数据库的基本概念、原理和方法。本课程的任务是使学生掌握数据库设计的基本原理，使学生能够利用所学的数据库知识设计数据库应用程序，解决数据处理中的一些实际问题。本课程的主要内容为：数据库模型、数据库系统结构、关系数据库系统、SQL语言、复杂数据理论、数据库维护、数据库设计、关系数据库管理系统、数据库技术新进展、面向对象数据库系统、分布式数据库系统、并行数据库系统等。通过本课程的学习使学生获得以下几方面的能力：1、对数据库的基本概念、基本结构有一个比较全面的了解2、了解层次数据库、网状数据库的特点与体系结构，3、熟悉关系数据库的基本概念、基本结构，并能熟练地使用关系数据库语言对数据库进行各种操作4、了解数据库的存储结构5、熟练地掌握数据库系统的实现技术，例如：并发控制、数据库的恢复、以及安全性等等。6、将所学知识灵活地运用于实际，采用数据库规范化设计理论解决实际问题7、对分布式数据库、面向对象数据库、对象关系数据库都有一个全面的了解。二、本课程与其它课程的联系和分工先修课程：程序设计基础、程序设计基础II、数据结构、离散数学。后续课程：Oracle数据库管理系统、Java高级应用及网络编程、软件工程。本课程是一个专业核心课程，使学生具备较好的数据库设计和实现能力。三、教学中应注意的问题本课程是计算机的专业课，应重点讲授数据库的基本概念、基本原理和体系结构重点讲授关系数据库的概念、结构、有关的关系运算、关系数据库语言、关系数据库的规范化设计、数据库设计的过程及数据库系统的实现技术可简单介绍数据库的存储技术，有针对性的向学生介绍分布式数据库、面向对象的数据库和对象关系数据库每一章结束后都要布置具有代表性的习题，以加强学生的理解和掌握上机也是不可缺少的环节，建议课程结束后搞一次课程设计，综合应用所学知识。该课程的先修课程：离散数学、数据结构和一门数据库设计语言四、教学内容第一章数据库系统概述本章重点：1、了解数据库技术发展的的过去、现在和未来2、熟悉数据库系统的基本概念，包括数据模型、数据库的体系构、数据库系统的全局结构引言本节重点：1、基本概念：数据与信息；数据处理和数据数库。2、数据库技术的几个基本概念。数据库的由来和发展本节重点：1、数据库发展的四个阶段及各自的特点。数据描述本节重点：1、基本概念。2、物理存储中的数据描述。3、逻辑数据和物理数据。4、数据之间的联系和实体之间的联系。数据模型本节重点：1、数据模型的定义。2、实体联系模型、关系模型。数据库的体系结构本节重点：1、数据库的三级模式结构。数据库管理系统本节重点：1、DBMS的主要功能。2、DBMS的主要组成。数据库系统本节重点：1、DBS的主要组成。2、DBS的全局结构。3、DBS结构的分类。本章习题：习题一：1、2、4、5、6、8、13、14、15、18关系模型本章重点：掌握有关关系模型的基本概念熟悉关系模型的运算理论：关系代数和关系演算掌握查询优化的策略和算法关系模型的基本概念本节重点：1、有关关系模型的基本概念。2、关系模型的三类完整性规则。3、关系模型的定义形式及优点。第二节关系代数本节重点：1、关系查询语言和关系运算关系代数的五种基本操作及其他操作。第三节关系演算本节重点：1、元组关系演算和域关系演算。第四节查询优化本节重点：1、关系代数表达式的优化。2、等价变换规则。3、优化的一般策略及优化算法。本章作业：习题二：3、4、5、6、14、17第三章关系数据库语言SQL和QBE本章重点：1、SQL的体系结构2、SQL的数据定义和数据操作3、熟悉视图的的定义和基本操作4、了解SQL语言的运行环境、和宿主语言的接口及嵌入式SQL5、了解QBE的结构、定义和操作第一节SQL的体系结构本节重点：1、SQL数据库的体系结构。2、SQL的组成。SQL的数据查询本节重点：1、SQL的查询语句。2、SQL的聚合涵数。SQL的数据更新本节重点：1、SQL的插入、更新和删除操作。SQL的数据定义本节重点：1、模式的定义和撤消。2、关系（基本表）的定义、修改和撤消。3、索引的定义和撤消。视图的定义和对视图的操作本节重点：1、视图的定义和撤消。2、视图的更新操作。3、视图的优点。嵌入式SQL本节重点：1、SQL的运行环境。2、SQL和宿主语言的接口。3、嵌入式SQL的使用技术及动态SQL语句。QBE的数据查询本节重点：1、QBE概述2、QBE的查询。QBE的数据更新本节重点：1、QBE的数据更新操作。本章习题：习题三：1、2、5、6、7关系系统及其查询优化本章重点：1、了解关系系统的定义2、关系数据库系统的查询优化第一节1关系系统 本节重点：1关系系统的定义 2关系系统的分类3全关系系统的十二条基本准则2关系数据库系统的查询优化 本节重点：1关系系统及其查询优化 2查询优化的一般准则 3关系代数等价变换规则 4关系代数表达式的优化算法 5优化的一般步骤本章习题：习题四：1、2、3、5关系数据库的规范化设计本章重点：1、了解有关关系数据库规范化设计的有关问题2、了解函数依赖的定义及有关规则3、了解关系模式的分解特性4、熟悉关系模式的几个范式、数据依赖及范式的规范化处理5、熟悉数据库设计的全过程第一节关系模式的设计问题本节重点：1、关系数据库设计理论的主要内容。2、关系模式的存储异常问题。第二节函数依赖本节重点：1、函数依赖的定义。第三节关系模式的分解特性本节重点：1、模式分解存在的几个问题。第四节关系模式的范式本节重点：1、关系模式的几种范式的定义。2、模式分解的算法。3、模式设计方法的原则。第五节数据依赖和模式的规范化处理本节重点：1、多值依赖的定义。2、第四范式的定义及分解成第四范式的算法。第六节数据库设计的全过程本节重点：1、数据库设计的方法。2、在数据库设计的各个阶段应做的具体工作。本章习题：习题四：2、3、5、15、19、21、23、25、27、28、29、31第六章系统实现技术本章重点：熟悉系统目录和数据字典的定义及作用熟悉有关事务的基本概念、执行方式和的数据库的并发控制熟悉数据库的安全性和完整性第一节系统目录本节重点：1、数据字典和系统目录。2、关系DBMS的目录。3、系统目录的扩充ER图。4、系统目录和DBMS各子系统的联系。第二节事务本节重点：1、事务的基本概念。2、事务的ACID性质。3、事务的状态变迁。4、事务的并发执行、并发事务的可串行化和可恢复性。第三节数据库的并发控制本节重点：1、数据库的并发操作所带来的问题。2、几种可用的封锁技术。第四节数据库的恢复本节重点：1、数据库系统遭遇的故障类型。2、基于日志的恢复技术。3、并发事务的恢复。第五节数据库的完整性本节重点：1、完整性子系统和完整性规则。2、SQL2的完整性约束。3、SQL3中的触发器。第六节数据库的安全性本节重点：1、数据库的安全性和使用权限。2、SQL中的安全机制。3、数据加密法。4、统计数据库的安全性。本章习题：习题六：2、3、6、7、10、11、14、15、20、22、31、33、37、39、40、41、44、46、47、48分布式数据库本章重点：掌握分布式数据库的定义、特点、分类及存在的问题掌握分布式数据库的设计及系统的体系结构了解分布式数据库的查询处理和优化了解分布式事务管理和恢复及并发控制分布式数据库系统本节重点：1、分布式数据库系统的定义和特点。2、分布式数据库系统的分类。3、分布式数据库系统中存在的问题。第二节分布式数据库设计及系统的体系结构本节重点：1、分布式数据库系统设计的任务。2、数据分片和数据分配。3、分布式数据库系统的体系结构。4、分布式数据库管理系统的功能和组成。第三节查询处理及优化本节重点：1、分布式查询处理的任务。2、全局查询到片段查询的变换。3、片段查询的简化。4、查询优化的目标。分布式事务管理及恢复本节重点：1、分布式事务管理及相关问题。2、事务管理的目标。3、分布式事务的结构。4、分布式事务的恢复。分布式并发控制本节重点：1、基于封锁的并发控制方法。2、基于时标的并发控制方法。3、分布式并发控制的乐观方法。事务处理管理器本节重点：1、TP管理器的概念。2、TP管理器的体系结构。本章习题：习题七：2、3、5、6、7、8、910、11、14、17、19、20、22、23、25、30面向对象数据库本章重点：：掌握面向对象的数据库的应用掌握面向对象的数据模型的结构和特点了解面向对象的数据库的生成方法第一节新型数据库的应用本节重点：1、新型数据库的特点。面向对象的数据模型本节重点：1、面向对象数据模型的几个基本概念。面向对象语言持久化程序设计语言持久化C++语言本章习题：习题八：1、2、3对象关系数据库本章重点：了解对象关系数据库的特点了解对象关系数据库中的一些嵌套关系和复杂类型及查询嵌套关系本节重点：1、嵌套关系的定义。复杂类型和嵌套关系本节重点：1、结构类型和聚集类型。2、继承、及引用类型。复杂类型查询本节重点：1、关系值的属性。2、嵌套化和非嵌套化。3、函数、复杂值和对象的生成。五、教学课时分配授课学时分配表