《数据库原理与应用》课程教学大纲

一、课程基本信息

《数据库原理与应用》作为相关专业的专业基础课，是本科阶段最为重要的核心课程之一，是专业理论及实践教育的重要基础。在专业的培养方案中安排在大二实施，是一门学生进行软件开发的必修课程，对培养学生的工程思维能力及解决问题的能力具有重要作用，是网站开发课程与高级程序语言课程的基础。

三、教学目标和任务

本课程旨在介绍数据库系统以及关系数据库系统的基本概念、基础理论以及相关知识，同时，还系统讲述数据库设计理论和数据库系统的安全性、完整性、并发控制等相关概念和技术。通过该课程的学习，可以使学生深入了解数据库的基本原理、基本概念，掌握数据库应用的基本技术以及数据库技术的最新发展，为学生增强理论基础，为后续课程学习及将来从事数据库系统的设计、开发、应用及相关理论、实践研究奠定坚实的基础。

四、教学要求

通过课程的学习，掌握数据库的基本概念、关系数据模型、关系代数的基本运算和数据规范化理论；掌握关系型数据库标准语言SQL；掌握数据库设计的基本方法和步骤；掌握一种标准性、规范性且应用广泛的数据库管理系统的使用方法与技术；熟悉数据库恢复技术、并发控制、数据库安全性和完整一致性的基本技术；了解数据库技术的新发展，借助于某一开发工具，开发某方面的数据库应用系统。

五、课程学时安排

第一章  数据库系统概述（6课时）

【教学目标】

通过本章学习，了解数据与数据处理的概念，数据管理技术的发展，数据库系统的组成；掌握数据库系统模式结构，数据模型的分类，以及E-R图的画法。

【教学内容】

第一节  数据与数据处理

内容：什么是信息和数据；数据与信息的联系；数据处理与数据管理的概念

重点讲授：数据与信息的联系

第二节  数据管理技术的产生与发展

内容：人工管理阶段的特点；文件系统阶段的特点；数据库系统阶段的特点

重点讲授：数据库系统阶段的特点

第三节  数据库系统的组成

内容：数据库的概念和特点；数据库管理系统的功能；数据库管理员的职责

重点讲授：数据库的概念和特点

第四节  数据库系统的模式结构

内容：数据库系统的三级模式结构；数据库系统的二级映像与数据性

重点讲授：数据库系统的三级模式结构

第五节  数据模型概述

内容：数据模型的概念；现实世界的数据描述；数据模型的分类；实体联系模型

重点讲授：三个世界中涉及的基本概念；E-R图的画法

第八节  常用的数据模型

内容：层次模型；网状模型；关系模型

重点讲授：关系模型的数据结构及有关概念

【教学重点、难点】

数据库系统的三级模式结构；实体联系模型及E-R图

思考题：

1、简述数据管理技术发展的三个阶段及各阶段的特点是什么？

2、数据库系统包括哪几个主要组成部分？各部分的功能是什么？

3、试述数据库三级模式结构，说明三级模式结构的优点是什么？

4、数据模型的主要作用是什么？三类基本数据模型的划分依据是什么？各有哪些优缺点?

5、实体型间的联系有哪几种？其含义是什么？并举例说明。

第二章  关系数据库（4课时）

【教学目标】

通过本章学习，掌握关系模型的相关概念和性质，关系的键和关系的完整性；学会关系代数的运算；熟悉SQL Server关系数据库管理系统。

【教学内容】

第一节  关系模型

内容：关系数据结构；关系的性质；关系模式；关系数据库

重点讲授：关系的有关概念及关系的性质

第二节  关系的键与关系的完整性

内容：候选键与主关系键；外部关系键；关系的完整性

重点讲授：主键与外键

第三节  关系代数

内容：传统的集合运算；专门的关系运算

重点讲授：专门的关系运算

第四节  SQL Server关系数据库管理系统

内容：SQL Server 2008的特性；SQL Server 2008数据库；SQL Server 2008的安装

重点讲授：SQL Server 2008的安装

【教学重点、难点】

关系的性质；关系的完整性；专门的关系运算

思考题：

1、关系模型的完整性规则有哪几类？

2、关系的性质主要包括哪些方面？为什么只限用规范化关系？

3、举例说明什么是实体完整性和参照完整性。

4、举例说明等值连接与自然连接的区别与联系。

第三章  关系数据库标准语言——SQL（10课时）

【教学目标】

通过本章学习，了解SQL的基本概念与特点；掌握数据定义功能，数据查询功能，数据操纵功能，数据控制功能等。

【教学内容】

第一节  SQL的基本概念与特点

内容： SQL的基本概念；SQL的主要特点

重点讲授：SQL的基本概念

第二节  数据定义功能

内容：定义数据库；定义基本表；定义索引；视图的定义

重点讲授：基本表的相关操作

第三节 数据查询功能

内容：简单查询；连接查询；嵌套查询；合并查询

重点讲授：连接查询

第四节  数据操纵功能

内容：插入数据；修改数据；删除数据

重点讲授：插入和修改数据

    第五节  数据控制功能

内容：权限与角色；系统权限与角色的授予与收回；对象权限与角色的授予与收回

重点讲授：对象权限与角色的授予与收回

【教学重点、难点】

定义数据表的约束；数据查询；数据操纵

思考题：

1、简述SQL支持的三级逻辑结构。

2、SQL有什么特点？

3、说明视图、索引、角色的作用。

4、在对数据库进行操作的过程中，设置视图机制有什么优点？它与数据表间有什么区别？

第四章  关系数据库规范化理论（4课时）

【教学目标】

通过本章学习，了解规范化问题的提出；掌握函数依赖、范式；理解关系的规范化。

【教学内容】

第一节  规范化问题的提出

内容：规范化理论的主要内容；不合理的关系模式存在的存储异常问题

重点讲授：不合理的关系模式存在的存储异常问题

第二节  函数依赖

内容：函数依赖的定义；完全函数依赖与部分函数依赖；传递函数依赖

重点讲授：完全函数依赖与部分函数依赖；传递函数依赖

第三节范式

内容：第一范式；第二范式；第三范式；BC范式

重点讲授：第三范式

第四节  关系的规范化

内容：关系规范化的原则；关系规范化的过程；关系规范化的要求

重点讲授：关系规范化的过程

【教学重点、难点】

函数依赖；模式分解；第二范式；第三范式

思考题：

1、给出2NF，3NF，BCNF的形式化定义，并说明它们之间的区别和联系。

2、什么叫关系模式的分解？为什么要有关系模式分解？模式分解要遵守什么准则？

3、试证明全键的关系必是3NF，也必是BCNF。

第五章  数据库安全技术（4课时）

【教学目标】

通过本章学习，了解数据库的安全性，数据库的恢复；掌握数据库的完整性控制，并发控制。

【教学内容】

第一节  数据库的安全性

内容：用户标识和身份认证；存取权限控制；视图机制；跟踪审查；数据加密存储

重点讲授：存取权限控制

第二节  数据库的完整性控制

内容：完整性约束条件；完整性控制；触发器

重点讲授：完整性控制

第三节  并发控制与封锁

内容：数据库并发性的含义；事务；并发控制；封锁

重点讲授：并发控制

第四节  数据库的恢复

内容：数据库恢复的含义；故障的种类；故障恢复；恢复策略

重点讲授：故障恢复及其策略

【教学重点、难点】

完整性控制；封锁；故障恢复及其策略

思考题：

1、什么是数据库保护？数据库的安全性保护功能包括哪几个方面？

2、什么时数据库的安全性？试述DBMS提供的安全性控制功能包括哪些内容？

3、什么是数据库的完整性？关系数据库中有哪些完整性规则，各包括哪些内容？

4、在数据库中为什么要有并发控制？

5、数据库运行过程中可能产生的故障有哪几类，各类故障如何恢复？

第六章  数据库设计（4课时）

【教学目标】

通过本章学习，了解数据库设计的内容、方法和步骤，数据库需求分析的任务和步骤；掌握数据库概念结构设计，数据库逻辑结构设计；熟悉数据库物理结构设计，数据库的实施与维护。

【教学内容】

第一节  数据库设计概述

内容：数据库设计的内容；数据库设计的方法；数据库设计的步骤

重点讲授：数据库设计的步骤

第二节  数据库需求分析

内容：需求分析的任务；需求分析的步骤；数据字典

重点讲授：需求分析的步骤

第三节  数据库概念结构设计

内容：概念结构设计的方法与步骤；数据抽象；局部E-R模型设计；全局E-R模型设计； 

重点讲授：E-R模型设计

第四节  数据库逻辑结构设计

内容：E-R模型到关系模式的转换；关系模式的优化

重点讲授：E-R模型到关系模式的转换

第五节  数据库物理结构设计

内容：聚簇设计；索引设计；数据存放位置的设计

重点讲授：聚簇设计

第六节 数据库实施与维护

内容：数据的载入和应用程序的调试；数据库系统的试运行；数据库系统的运行与维护

重点讲授：建立实际数据库结构

【教学重点、难点】

概念结构设计的方法；关系模式设计

思考题：

1、数据库设计分为哪几个阶段？每个阶段的主要工作是什么？

2、什么时数据库的概念结构？试述概念结构设计的步骤。

3、试述实体、属性划分的原则，并举例说明。

4、局部E-R图的集成主要解决什么问题？

5、试述逻辑设计的步骤及把E-R图转换为关系模式的转换原则，并举例说明。

第七章  数据库编程（可选）

【教学目标】

通过本章学习，熟悉Transact-SQL程序设计的基本命令和函数；掌握存储过程、触发器的相关操作。

【教学内容】

第一节  Transact-SQL程序设计

内容：变量；函数；批处理与流程控制

重点讲授：常用命令；常用函数

第二节  存储过程

内容：存储过程概述；创建存储过程；执行存储过程；修改及删除存储过程

重点讲授：对存储过程的操作

第三节  触发器

内容：触发器的类型和特点；触发器的原理；创建及执行触发器；管理触发器

重点讲授：对触发器的操作

【教学重点、难点】

创建存储过程；创建触发器

思考题：

1、什么是触发器？触发器的作用有哪些？

2、简述在SQL Server 2000中进行数据备份的四种类型。

3、SQL Server提供了哪几种方法来减少备份或还原操作的执行时间？

七、教材与参考书

1、教材建设选用：

教材：魏华， 2014，数据库原理及应用（SQL Server 2008），西安交通大学出版社

（本教材为自编教材，获得学校自编教材项目资助，教材内容将理论与实践紧密结合，突出应用性，强调学生的实践操作能力，比较适合应用型高校学生使用。）

2、参考书目：

[1] 王珊、陈红，2013，数据库系统原理教程，清华大学出版社

[2] 宋金玉、陈萍、陈刚，2014，数据库原理与应用（第2版），清华大学出版社

八、考核方式及成绩评定

1、考核方式：闭卷考试

2、成绩评定方式的主要构成及比例：期末成绩(60%)+实验实训成绩(20%)+平时成绩(20%)。