《数据库系统概论》课程教学大纲

《数据库系统概论》教学大纲课程名称：数据库系统概论英文名称：IntroductionofDatabaseSystem课程编号：2121学分：3总学时/课内实践学时：48/8课程性质：必修课程开课单位：信息与电气工程学院适应对象：数据科学与大数据技术一、课程简介《数据库系统概论》是数据科学与大数据技术专业的一门专业核心课。本课程主要介绍数据库的基本理论和应用，不仅需要学生掌握数据库原理知识，对于动手实践能力要求也高。本课程重点讲授数据模型、关系代数、结构化查询语言、关系数据库理论及数据库设计理论等基本理论知识，使学生逐步具有开发和设计数据库的能力，同时拓展讲述当前主流的ORM技术，为后续的大数据处理系统设计与开发课程打下良好的数据库基础。本课程的教学任务：1．掌握数据库系统基本概念和体系架构。2．掌握关系数据结构、关系操作、关系代数等基本概念。3．掌握结构化查询语言的方法、使用，能够熟练对数据库中的数据进行增删改查；熟练掌握视图和索引的使用方法。4．掌握数据库安全、完整性约束和规范化理论。5.对象关系映射模型的原理及应用6.能够综合运用数据库设计方法进行完整的数据库设计与实现。本课程是全覆盖的专业必修课程，在大学二年级开设。前驱课程包括离散数学、数据结构和一定的编程能力，能够为后续系统设计、开发奠定数据库设计基础。二、课程目标目标1：掌握数据库原理的基本概念、关系代数、完整性约束、工程规范化理论，深入理解数据模型。目标2：熟练掌握SQL语法和MySQL的使用，能够结合其他高级语言进行大数据处理系统的初步开发。目标3：熟练完整性约束规则和规范化理论，能够针对实际问题进行数据库设计。三、课程教学目标与毕业要求的对应关系本课程的课程目标对数据科学与大数据技术专业毕业要求指标点的支撑情况如表1所示：表1课程目标与毕业要求对应关系毕业要求指标点课程教学目标1.工程知识应用能力：具有扎实的数学与自然科学知识和工程基础，系统地掌握数据科学与大数据技术领域的基本理论、基础知识，并综合运用所学知识解决复杂工程问题。1-3能够将数学、自然科学、工程基础和大数据技术的专业知识用于复杂工程问题的推演、分析和计算目标13.设计/开发解决方案能力：能够设计出大数据应用领域的复杂工程问题的解决方案，具有数据采集、处理、分析、挖掘的能力，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、文化以及环境等多维度协同发展因素。3-1掌握大数据工程设计和产品开发全周期、全流程的基本设计/开发方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素目标24.工程技术研究能力：能够基于数据科学与大数据技术原理并采用科学方法对大数据应用领域的复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。4-2能够针对智能信息系统设计、大数据技术应用等大数据应用领域的复杂工程问题设计实验方案、构建实验系统和测试平台、获得实验结果目标3课程教学安排课程共有8项教学内容，具体安排如下。表2：课程教学安排表序号教学内容思政元素课堂教学学时实验/实践教学学时学时小计1数据库系统概述培养学生的社会责任感、民族自豪感。222关系数据库严谨的科学态度和精益求精的工匠精神443关系数据库标准语言82104数据库安全性225数据库完整性226关系数据理论447数据库设计6288关系查询处理和查询优化449MySQL数据库应用8412合计40848教学内容及要求1．数据库系统概述（支撑教学目标1）1)引言2)数据模型3)数据库系统的结构4)数据库系统的组成了解数据库的发展历史和数据库系统等基本概念，掌握数据模型以及数据库系统的结构和组成。重点：数据库系统的结构。难点：数据模型。思政元素：通过案例教学，培养学生的社会责任感、民族自豪感。2．关系数据库（支撑教学目标1）1)关系数据结构及形式化定义2)关系操作3)关系的完整性4)关系代数了解关系数据结构及形式化定义，掌握关系操作的方法，以及关系的完整性约束和关系代数理论。重点：关系操作和关系完整性约束。难点：关系代数。思政元素：通过案例资料，培养学生严谨的科学态度和精益求精的工匠精神。3．关系数据库标准语言SQL1)SQL概述2)数据定义3)数据查询4)数据更新5)空值的处理6)视图了解SQL语言的历史，熟悉数据定义的方法，熟练掌握各种数据库查询方法，掌握数据更新和视图的应用。重点：数据查询。难点：嵌套查询、连接查询和视图。4．数据库安全性1)数据库安全性概述2)数据库安全性控制方法了解数据库安全的重要性，掌握常见的数据库安全控制方法。重点：数据库安全性控制方法。难点：存取控制。5．数据库完整性1)实体完整性2)参照完整性3)用户定义的完整性4)完整性约束命名子句、断言5)触发器了解数据库完整性的基本概念，掌握数据库完整性约束三要素，掌握触发器的原理和使用。重点：数据库完整性约束三要素。难点：数据库完整性约束和触发器。6．关系数据理论1)问题的提出2)规范化3)数据依赖的公理系统了解关系数据理论基本概念，掌握范式的规范化方法，了解数据依赖的公理系统。重点：数据依赖和范式。难点：常见范式的规范化。7．数据库设计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)物理结构设计6)数据库的实施和维护7)数据库设计掌握数据库设计的一般步骤，熟练掌握概念结构设计和逻辑结构设计方法。重点：概念结构设计和逻辑结构设计。难点：E-R图构建和关系规范化。8．关系查询处理和查询优化1)关系查询处理2)查询优化了解关系查询处理的原理，掌握查询优化的方法。重点：查询优化。难点：查询优化的方法和实现。9.MySQL数据库应用1)MySQL的数据类型和函数2)MySQL数据定义、查询、更新与视图3)MySQL数据库设计4)熟练掌握MySQL的数据类型和常用函数，能够熟练使用SQL语句实现数据库的增删改查，熟练掌握MySQL中视图的使用。5)ORM原理及应用6)熟练掌握Java/Python连接MySQL数据库的方法，能够熟练在高级语言中实现数据库的增删改查，熟练掌握ORM的基本原理，能够建立数据库对应的类和对象。重点：MySQL数据定义、查询、更新与视图。难点：MySQL与高级语言的联合开发。五、课内实践教学内容及要求表3：课内实践教学内容及要求序号教学类型教学内容教学要求1上机SQL数据库定义与查询(1)MySQL的安装、使用，熟悉MySQL常用数据类型和函数(2)熟悉常见的MySQL命令，能够实现关系型数据表的创建(3)建立多个表，能够实现多表之间的关联(外键)(4)熟练使用select语句进行简单查询操作，练习条件查询。(5)熟悉常见的聚集函数，能够对查询结果的求和、最大值等操作；(6)熟练掌握模糊查询2上机数据库设计(1)能够根据用户需求抽象出概念模型(E-R图)(2)根据E-R图对关系模式进行规范化，进行逻辑设计(3)进行数据库物理设计，进行数据库的实现3上机MySQL应用(1)熟练掌握Java/Python连接数据库的方法；(2)能够使用Java/Python进行数据库的增删改查；(3)基于ORM模型，实现简单的数据库增删改查(4)设计一个简单的B/S或者C/S软件界面及其后台服务，能够通过界面实现对数据库的增删改查六、课程考核与评价1.课程考核方式及具体要求本课程的总成绩为100分，由平时考核、实验考核和期末考核三部分组成，平时考核占总成绩的15%，实验考核占总成绩的20%，期末考核占总成绩的65%。(1)平时考核满分100分，贯穿整个学习期间，考核内容包括章节知识点掌握情况，特别是涉及不易在限定时间内完成的作业，需要查阅相关资料，需要考虑非技术因素，需要考虑对问题的分析与建模能力的内容。由日常表现、测试成绩及实验成绩组成。(2)实验考核满分100分，主要考核学生理论联系实际的能力，学生可根据任课教师提出的项目题目，通过结合理论与实际进行设计实现。由上机实验中的项目过程和项目成果两部分组成。(3)期末考核满分100分，主要考核对本课程讲授内容的掌握程度，使学生掌握数据库原理与应用的基本概念原理等基础理论知识，数据库设计与分析的基本方法、SQL编程等。期末考试采用闭卷形式，主要题型为：选择题、填空题、简答题等。考核方式在课程目标中的比例序号课程目标（支撑毕业要求指标点）考核方式（占比）总成绩（占比）平时考核闭卷考试上机考核1目标1：掌握数据库原理的基本概念、关系代数、完整性约束、规范化理论，深入理解数据模型5205302目标2：熟练掌握SQL语法和MySQL的使用，能够结合其他高级语言进行系统的初步开发52010353目标3：熟练完整性约束规则和规范化理论，能够针对实际工程问题进行数据库设计5201035按占比合计1560251002.成绩评定办法及依据(1)平时考核评分标准教学目标要求权重（15%）评分标准评分依据目标1：掌握数据库原理的基本概念、关系代数、完整性约束、规范化理论，深入理解数据模型5网络平台按照设定的分值自动计算成绩网络平台上课堂表现（抢答、提问）目标2：熟练掌握SQL语法和MySQL的使用，能够结合其他高级语言进行系统的初步开发5网络平台按照设定的分值自动计算成绩网络平台布置的作业、测试成绩目标3：熟练完整性约束规则和规范化理论，能够针对实际工程问题进行数据库设计5网络平台按照设定的分值自动计算成绩网络平台布置的作业、测试成绩(2)实验考核评分标准教学目标要求权重（20%）评分标准评分依据90-10080-9060-790-59目标1：掌握数据库原理的基本概念、关系代数、完整性约束、规范化理论，深入理解数据模型5熟练掌握数据建模的理论，能够完整的给出概念模型，并给出正确的关联关系。熟练掌握数据建模的理论，能够给出基本的概念模型及属性。熟练掌握数据建模的理论，能够给出基本的概念模型。熟练掌握数据建模的理论，不能基本的给出概念模型。上机课根据课程目标设计布置的上机操作题目标2：熟练掌握SQL语法和MySQL的使用，能够结合其他高级语言进行系统的初步开发10(1)MySQL的安装、使用，能够实现关系型数据表的创建，能够实现多表之间的关联(外键)；(2)熟练使用select语句进行简单查询、聚集函数、掌握模糊查询；(3)能够结合Java/Python进行SQL的嵌入式使用；(4)能够根据需求设计出初步的B/S或者C/S应用1)MySQL的安装、使用，能够实现关系型数据表的创建，能够实现多表之间的关联(外键)；(2)熟练使用select语句进行简单查询、聚集函数、掌握模糊查询；(3)能够结合Java/Python进行SQL的嵌入式使用1)MySQL的安装、使用，能够实现关系型数据表的创建，能够实现多表之间的关联(外键)；(2)熟练使用select语句进行简单查询、聚集函数、掌握模糊查询；无法完成下列基本要求1)MySQL的安装、使用，能够实现关系型数据表的创建，能够实现多表之间的关联(外键)；(2)熟练使用select语句进行简单查询、聚集函数、掌握模糊查询；目标3：熟练完整性约束规则和规范化理论，能够针对实际工程问题进行数据库设计10(1)能够根据用户需求正确抽象出概念模型(E-R图)(2)根据E-R图对关系模式进行规范化，进行合理的逻辑设计(3)进行数据库物理设计，进行数据库的实现(1)能够根据用户需求正确抽象出概念模型(E-R图)(2)根据E-R图对关系模式进行规范化，进行合理的逻辑设计(1)能够根据用户需求基本给出概念模型(E-R图)(2)根据E-R图对关系模式进行规范化，进行基本正确的逻辑设计无法完成下列基本要求(1)能够根据用户需求基本给出概念模型(E-R图)(2)根据E-R图对关系模式进行规范化，进行基本正