《数据库原理与应用》大纲（面向专业认证）

PAGE6《数据库原理与应用》课程教学大纲（说明：此大纲是面向专业认证的课程大纲，但仅供参考。在具体应用时，应根据实际分解的二级指标点适当修改此大纲）一、课程基本信息1．课程名称：数据库原理与应用2．课程编号：3．课程体系/类别：学科基础课4．课程性质：必修5．学分：46．先修课程：离散数学、数据结构、C程序设计基础、面向对象程序设计(Java)7．适用专业：计算机科学与技术专业、网络工程专业、信息安全专业二、课程教学目标本课程是为计算机科学与技术专业、网络工程专业、信息安全专业本科生开设的一门学科基础课。数据库是计算机学科的一个重要分支，它研究如何存储、使用和管理数据，有较强的理论性和实践性。本课程设置的目的是使学生掌握数据库的基本理论和技术，掌握数据库的概念模型、逻辑模型和物理模型设计，掌握基本的数据库应用系统的开发方法，最终培养学生运用数据库知识和技术解决数据库领域中复杂工程问题的能力，并具备从事数据库系统开发所需要的职业素养和较高的个人素质。本课程在计算机类专业人才培养中长期以来一直占据重要的位置，为后续的多门专业课，如《软件工程》等核心课奠定理论和实践基础，在学生专业素质和能力培养体系中发挥重要的作用。本课程的教学目标：了解数据库系统的基本组成，掌握关系数据库基本理论，尤其是规范化理论，并能够结合数学、自然科学、工程科学的基本原理和方法，对数据库领域中的复杂工程问题进行建模和求解；（支撑毕业要求1.2）掌握SQL语言、数据库安全性和完整性、数据库恢复技术、并发控制技术等数据库基础知识，能够结合工程原理和方法，针对数据库领域中的复杂工程问题设计有效的解决方案；（支撑毕业要求1.3）掌握关系数据库设计的基础知识和基本原理，能够根据用户需求，采用恰当的表达工具，确定和表达复杂数据库应用系统的设计目标，包括硬软件或数据库产品的设计目标；（支撑毕业要求3.1）能根据设计目标，选取恰当的数据库开发工具和技术，采用恰当的设计流程，并能确定数据库系统、模块（子系统）或流程的研发方案，体现开发和设计的创新意识。（支撑毕业要求3.2）三、课程目标和毕业要求的对应关系课程目标和毕业要求的对应关系见表1。表1课程目标和毕业要求的对应关系毕业要求毕业要求指标点课程目标1工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决计算机及相关领域的复杂工程问题。1.2能够用数学、自然科学、工程科学的基本理论和方法对计算机复杂工程问题建立数学模型并求解；目标11工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决计算机及相关领域的复杂工程问题。1.3能够根据工程基础和专业知识设计计算机相关领域的复杂工程问题的解决方案；目标23设计/开发解决方案：能够设计针对计算机领域复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的计算机系统、软硬件或相关产品，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。3.1能够根据用户需求确定计算机系统、软硬件或相关产品的设计目标。目标33设计/开发解决方案：能够设计针对计算机领域复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的计算机系统、软硬件或相关产品，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。3.2能根据目标选取恰当的计算机开发技术与设计流程，并确定系统、模块或流程的研发方案，体现创新意识。目标4四、课程教学内容和要求本课程的课内总学时为64学时，其中理论学时48学时，实验学时16学时。本课程的课内理论教学内容、重点、难点、教学要求见表2。表2课内理论教学内容与要求序号知识单元（章节）知识点重点难点要求推荐学时支撑课程目标1绪论数据库系统概述理解41,3数据模型*了解1,3数据库系统的结构了解1,3数据库系统的组成 *理解1,32关系数据库关系数据结构及形式化定义 **掌握41,3关系操作 *理解1,3关系的完整性 *掌握1,3关系代数**掌握1,33关系数据库标准语言SQLSQL概述 理解62,4学生-课程数据库理解2,4数据定义*掌握2,4数据查询 **掌握2,4数据更新**掌握2,4空值的处理*掌握2,4视图*掌握2,44数据库安全性数据库安全性概述 了解42,4数据库安全性控制 **掌握2,4视图机制 *理解2,4审计理解2,4数据加密 理解2,45数据库完整性实体完整性*掌握62,4参照完整性**掌握2,4用户定义的完整性理解2,4完整性约束命名子句理解2,4触发器掌握2,46关系数据理论问题的提出了解81,2,4规范化**掌握1,2,4数据依赖的公理系统**理解1,2,47数据库设计数据库设计概述了解61,2,4需求分析*理解1,2,4概念结构设计 **掌握1,2,4逻辑结构设计**掌握1,2,4物理结构设计*掌握1,2,4数据库的实施和维护理解1,2,48数据库编程嵌入式SQL*了解22,4存储过程和函数*掌握2,4ODBC编程理解2,49数据库恢复技术事务的基本概念了解42,4数据库恢复概述了解2,4故障的种类理解2,4恢复的实现技术**掌握2,4恢复策略*理解2,4具有检查点的恢复技术理解2,410并发控制 并发控制概述理解42,4封锁*理解2,4封锁协议*理解2,4活锁和死锁理解2,4注：课本内容还包括游标部分。笔者建议，游标部分作为选修部分，不列入课程大纲中。本课程针对主要知识点设计了难度不同的配套实验，由教师在实验课上指导完成，一共16个学时。具体实验教学内容、教学要求和学时分配见表3。表3课内实验教学内容与要求序号实验项目名称实验主要内容实验类型计划学时开出要求实验者类别每组人数1数据库的定义与基本查询（1）数据库定义：掌握SQLServer中数据库、及数据表的建立与管理方法；（2）简单查询：熟练掌握基于SQLServer建立数据库和表，向数据库输入数据、修改数据和删除数据的操作；掌握简单表的数据查询、数据排序和数据连接查询的操作方法。验证、设计2必做本科生12数据库的复杂查询与更新（1）复杂查询：加深对嵌套查询SQL语句的运用和理解；熟练使用IN、比较符、ANY或ALL和EXISTS操作符进行嵌套查询操作；熟练使用LIKE谓词书写带字符串匹配逻辑的SQL语句；熟练掌握数据查询中的分组、统计、计算和集合的操作方法；使用聚集函数查询、分组计算查询、集合查询。（2）数据更新：熟悉数据库的数据更新操作，能够使用SQL语句对数据库进行数据的插入、修改、删除操作。验证、设计2必做本科生13数据库视图与索引的使用（1）视图的使用：握视图的用法，加深对视图作用的理解，创建、修改和删除视图，利用视图进行查询；（2）索引的使用：理解索引重要意义和作用，掌握SQLServer中索引的建立、查看和删除的方法。验证、设计2必做本科生14完整性实验掌握实体完整性的定义和维护方法；掌握参照完整性的定义和维护方法；掌握用户自定义完整性的定义和维护方法。验证、设计2必做本科生15触发器实验掌握数据库触发器的设计和使用方法；理解触发器的作用和执行原理，验证触发器的有效性。验证、设计2必做本科生16存储过程和函数理解存储过程和函数的重要意义和作用；掌握SQLServer中存储过程的建立、调用和删除方法；掌握SQLServer中函数的建立、调用和删除方法。验证、设计2必做本科生17数据库恢复技术掌握数据库事务管理的基本原理和事物的编程方法；了解数据转储备份的方法，利用数据库管理系统提供的备份工具实现各种备份策略；设计数据库恢复策略，实现数据库恢复。验证、设计2必做本科生18数据库应用系统的开发方案（大作业）综合运用信息管理系统设计的原理和方法，结合数据库技术，完成一个数据库应用系统的开发解决方案，包括前台设计和后台数据库设计（重点在数据库设计），并搭建有效的开发环境。设计2(+部分课外学习)必做本科生3-4五、课程教学方法本课程的整体教学安排是按照本教学大纲所规定的教学目标、内容、方法、课程基本要求、学时分配、作业练习及其实践训练等内容进行设计，以教学日历的方式呈现设计结果。课程具体内容的展开由主讲教师编著的电子课件等介质配合课程内容的讲授过程而实现。本课程以复杂数据库应用系统的设计和开发为向导，对教学内容和方法进行组织和设计，既重视数据库理论知识的教学，同时非常重视实践技能的培养，采取多种方法和方式切实提高学生的基于数据库理论知识的数据库实践技能。在授课形式上，理论知识主要是通过课堂授课，必要时通过分组讨论、观看视频等进行辅助教学；通过强化实验教学、实践教学，提高学生的编程能力，最终达到设计和开发复杂数据库应用系统的能力，具备解决数据库领域复杂工程问题的能力。为达到上述教学目标，本课程设计了多个教学环节和教学手段。其关键教学环节包括：课堂讲授、课堂测验、课程实践、作业练习、案例分析、专题讨论、自主学习等，这部分内容的基本要求如下。1．课堂讲授课堂讲授是知识传授的主要方式，承担达成本课程教学目标1-4的任务。在课堂教学中，通常采用PPT展示并讲解的方式进行教学，有时候也用粉笔进行推导和说明；根据需要还进行专题学习和讨论、课堂即时测验等，就重点、难点问题进行分析和学习；此外，根据实际需要，还通过实时操作等方法进行演示，还通过视频、动画等方式进行展示。总之，通过多种方式，积极调动大家的积极性，进行引导，以传授数据库专业知识，同时强调知识点的衔接、知识结构的贯通，在传授知识的同时，注意培养学生的批判性思维。2．实验教学实验教学是SQL编程技能训练的一种主要教学环节，主要包括验证性实验和设计性综合实验两种，承担达成本课程教学目标2和目标4的任务，实验课程信息见表3。3．实践性教学本门课程配有配套的实践性课程（数据库原理课程设计），专门为培养解决相关复杂工程问题的能力，其配有专门的教学大纲。4．作业练习作业练习是对知识重复训练的一种能力培养方式，涉及承担达成本课程教学目标1-4的部分任务。任课教师根据教学进度安排适量的作业，此外还安排问题解答时间、安排习题课等，点评普遍性与重要性的问题。六、课程考核课程总成绩＝期末考试（60％）+课程实验（20％）+平时作业（10％）+平时表现及出勤率（10％）其中，期末考试主要用于评价课程目标1-4的部分任务，课程实验主要用于评价课程目标2和目标4；平时作业（包含课堂测验）可能涉及评价课程目标1-4的部分任务，平时表现及出勤率用于间接评价目标1-4。表4考核环节与课程目标的对应关系考核环节建议分值考核/评价标准对应的课程目标期末考试60见对应试卷的评分标准目标1-4课内实验20（1）出勤考核占5分，通过出勤率*5计算分值；（2）实验报告成绩占15分，即等于8次实验报告的平均分*0.15（如有抄袭现象，则抄袭双方的该次实验成绩均计0分）。目标2和4平时作业10（1）缺交或未经老师批准迟交作业的，该次作业为0分；（2）作业抄袭者，所有雷同的作业全部判为0分；（3）每次作业的评分标准：可读性：作业书写工整，表达清晰，占10%；合理性：思路清晰，解决方案合理，占50%；正确性：能解决问题，计算结果正确，占40%；（4）所有作业得分的平均值，作为作业的最终成绩。目标1-4平时表现及出勤率10（1）出勤考核5分，通过出勤率*5计算分值；（2）平时表现5分，通过课堂提问、小测验等考核学生对知识点的复习、理解和掌握程度，取各次成绩的平均值/100*5作为此环节的最终成绩。目标1-4七、本课程与其它课程的联系与分工1．先修课程本课程的先修课是《离散数学》、《数据结构》、《C程序设计基础》、《面向对象程序设计（Java）》等。2．后续课程本课程的后续课是《数据库原理实践》、《基于.net的软件开发》和《软件开发实践》等。八、建议教材与教学参考书1）建议教材：蒙祖强,许嘉编著.数据库原理与应用（第二版）.北京：清华大学出版社，2021年1月.2）建议教学参考书：王珊,