1、辽宁科技大学课程教学大纲课程名称：数据库原理英文名称：Principle of DataBase课程编号：x3050021学 时 数：64其中实验学时数：16学 分 数：4.0适用专业：网络工程一、课程的性质和任务数据库技术是近年来软件工程技术中发展最快的领域之一，它已成为软件工程专业的核心技术和重要基础。这是计算机在信息管理领域中得到广泛应用的必然结果，也是今后若干年内计算机数据处理活动的主要内容和研究课题，数据库系统也将日益广泛地得到应用。它的设计、实现和应用不仅仅是一个实践问题，同时也是一个理论问题。数据库原理课程是网络工程专业的专业基础课。本课程系统、完整地讲述数据库技术从原理到应用实
2、践的主要内容。主要任务是：通过课堂教学与实验环节的指导，使学生较全面地掌握数据库系统的基本概念和基本原理；深入理解关系数据模型、关系数据理论和关系数据库系统；掌握关系数据库标准语言 SQL；掌握数据库设计方法，具有一定的数据库设计能力；初步具备使用数据库技术和方法解决实际应用问题的能力，为今后从事软件开发及相关工作打下坚实的基础。 二、课程教学内容的基本要求、重点和难点数据库原理课是高等院校软件工程专业基础课。本课教学中采用多媒体及 CAI等先进教学手段，加大课堂讲授的信息量，提高效率。利用大量的网络资源有效地帮助学生解决实际问题，激发学生的学习兴趣和主动探索知识的热情，提高学生的创新能力。同
3、时对于实验课程的考核根据学生实验纪律、实际操作、实验报告等综合评定学生的实验成绩。通过本课程学习，使学生系统地掌握数据库系统的基本原理和基本技术。要求在掌握数据库系统基本概念的基础上，能熟练使用 SQL 语言在某一个数据库管理系统上进行数据库操作；掌握数据库设计方法和步骤，具有设计数据库模式以及开发数据库应用系统的基本能力。1 绪论 主要内容：阐述数据库的基本概念；介绍数据管理技术的进展情况、数据库技术产生和发展的背景；数据模型的基本概念、组成要素和主要的数据模型；概念模型的基本概念及 E-R 方法；数据库系统的三级模式结构以及数据库系统的组成。 重点：牢固掌握概念模型的基本概念及其主要建模方
4、法 E-R 方法；掌握关系数据模型的相关概念、数据库系统三级模式和两层映像的体系结构、数据库系统的逻辑独立性和物理独立性等。 难点：本章的难点是需要掌握数据库领域大量的基本概念。此外，数据模型及数据库系统的体系结构也是本章的难点。基本要求：熟练掌握基本概念，了解基本知识，为以后的学习打好扎实的基础。2 关系数据库主要内容：系统地讲解关系数据库的重要概念，并着重对关系模型进行讲解。讲解关系操作、关系的完整性、关系代数。重点：掌握关系数据结构及其定义；关系的三类完整性约束的概念；关系代数；关系代数中的各种运算；能够使用这些语言完成各种数据操纵。难点：由于关系代数较为抽象，因此在学习的过程中一定要结
5、合具体的实例进行学习。基本要求：掌握关系数据结构及其定义；关系的三类完整性约束的概念；关系代数。理解关系模型的三个组成部分及各部分所包括的主要内容；为学习后面关系数据库系统打好基础。3 关系数据库标准语言 SQL主要内容：详细介绍关系数据库语言 SQL。因为关系数据库系统的主要功能是通过 SQL 来实现的，因此讲解 SQL 的同时要进一步讲述关系数据库的基本概念。本章查询主要介绍了单表查询、多表连接查询、嵌套查询。重点：熟练正确地使用 SQL 完成对数据库的查询、插入、删除、更新操作。难点：用 SQL 语言正确完成复杂查询，掌握 SQL 语言强大的查询功能。通过大量练习达到举一反三的熟练程度。
6、基本要求： 牢固掌握 SQL。同时通过实践，体会面向过程的语言和 SQL 的区别。理解关系数据库系统为数据库应用系统的开发提供良好环境，减轻用户负担，提高用户生产率的原因。4 数据库安全性主要内容：介绍计算机以及信息安全技术标准的进展。详细讲解数据库安全性问题和实现技术。同时理解用户、权限与角色等基本概念。RDBMS 实现数据库系统安全性的技术和方法有多种，本章讲解最重要的存取控制技术、视图技术和审计技术。重点：使用 SQL 中的 GRANT 语句和 REVOKE 语句来实现数据库的实现自主存取控制功能。掌握视图机制在数据库安全保护中的作用。掌握用户、权限与角色使用规则。难点：理解权限与角色基
7、本含义，强制存取控制（MAC）机制中确定主体能否存取客体的存取规则，理解存取规则规定的宗旨。基本要求： 掌握什么是数据库的安全性问题，牢固掌握数据库管理系统实现数据库安全性控制的常用方法和技术。理解存取规则。5 数据库完整性主要内容：详细讲解数据库的完整性概念。包括什么是数据库的完整性；数据库的完整性概念与数据库的安全性概念的区别和联系；RDBMS 的数据库完整性实现机制。重点：牢固掌握 DBMS 完整性控制机制的三个方面，即完整性约束条件的定义、完整性约束条件的检查和违约反应。难点：RDBMS 如何实现完整性的策略，即当操作违反实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性约束条件时，RDBMS
8、如何进行处理，以确保数据的正确与有效。其中比较复杂的是参照完整性的实现机制。基本要求：掌握什么是数据库的完整性，掌握用 SQL 语言定义关系模式的完整性约束条件。6 关系数据理论主要内容：详细讲解关系数据理论，主要是关系数据库规范化理论。包括关系数据库逻辑设计可能出现的问题；数据依赖的基本概念；范式的概念和判定方法。重点：了解什么是一个“不好”的数据库模式。什么是模式的插入异常和删除异常。规范化理论的重要意义。牢固掌握数据依赖的基本概念，范式的概念，从1NF 到 4NF 的定义。难点：能够根据应用语义，完整地写出关系模式的数据依赖集合，并能根据数据依赖分析某一个关系模式属于第几范式。基本要求：
9、关系数据理论既是关系数据库的重要理论基础也是数据库逻辑设计的理论指南和有力工具。要掌握规范化理论和优化数据库模式设计的方法。7 数据库设计主要内容：讲解数据库设计方法和技术。数据库设计的特点；数据库设计的基本步骤；数据库设计过程中数据字典的内容；数据库设计各个阶段的设计目标、具体设计内容、设计描述、设计方法等。本章内容的实践性较强。重点：掌握数据库设计步骤和数据库设计过程中的各级模式设计方法。特别是数据库概念结构的设计和逻辑结构的设计，这是数据库设计过程中最重要的两个环节。牢固掌握用 E-R 图来表示概念模型的方法，掌握 E-R 图的设计，E-R 图向关系模型的转换。难点： 技术上的难点是 E
10、-R 图的设计和数据模型的优化，包括对现实世界进行抽象的能力，提取实体、属性、实体型之间的联系，正确划分实体与属性的能力。真正的难点是理论与实际的结合。基本要求：掌握数据库设计方法和步骤，了解数据库设计的重要性和数据库设计在信息系统开发和建设中的核心地位。具有设计数据库模式以及开发数据库应用系统的基本能力，能在实际工作中运用这些知识、技术和方法，设计符合应用需求的数据库及其应用系统。8 数据库编程 主要内容：本章讲解 Transact-SQL 的语法规则及使用。应用系统中如何使用编程方法对数据库进行操纵的技术。包括游标、存储过程等方式。触发器的概念和在数据库完整性检查中的应用。本章内容的实践性
11、较强。重点：掌握游标、存储过程、触发器的应用；Transact-SQL 的编程。难点：游标、存储过程、触发器的使用方法。基本要求：牢固掌握游标、存储过程、触发器的基本概念。使用编程方法对数据库进行操纵的必要性和重要性。9 关系查询处理和查询优化主要内容：通过实例讲解关系数据库查询优化的重要性和可能性。讲解RDBMS 的查询处理步骤；查询优化的基本概念。重点：了解关系数据库查询优化的重要性。掌握查询处理各个步骤的主要功能。能够把 SQL 语句转换成查询树，对查询树进行代数优化，转换成优化的查询树。掌握物理优化的基本方法。难点：能运用本章学习的查询优化知识，对于比较复杂的查询，尤其是涉及连接和嵌套
12、的查询，写出适合 RDBMS 自动优化的 SQL 语句。对于 RDBMS 不能优化的查询需要重写查询语句，进行手工调整以优化性能。基本要求：掌握查询处理各个步骤的主要功能、代数优化、物理优化的基本方法。了解关系数据库查询优化的重要性。为数据库应用开发中利用查询优化技术提高查询效率和系统性能打下基础。10 数据库恢复技术主要内容：讲解事务的基本概念和事务的 ACID 性质；数据库恢复技术。包括数据库运行中可能发生的故障类型；数据库恢复中最经常使用的技术数据转储和登录日志文件。讲解日志文件的内容及作用，登记日志文件所要遵循的原则。针对事务故障、系统故障和介质故障等不同故障的恢复策略和恢复方法。具有
13、检查点的恢复技术。数据库镜像功能。重点：牢固掌握事务的基本概念和事务的 ACID 性质。掌握数据库故障恢复的策略和方法。难点：掌握日志文件的使用，系统故障、介质故障的恢复方法。在实际工作中，则必须正确了解所用的 DBMS 产品提供的恢复技术和恢复方法，并且能够根据这些机制正确制定系统的恢复策略，保证数据库系统在遇到故障时能及时恢复正常运行，提高抗故障抗灾难的能力。基本要求：掌握事务的基本概念和事务的 ACID 性质。了解数据库恢复技术的重要性，针对不同的故障类型，掌握恢复数据库的策略和方法。 11 并发控制 主要内容：本章讨论数据库并发控制的基本概念和实现技术。包括封锁技术、封锁协议、活锁和死
14、锁的概念、并发调度的可串行性、冲突可串行化调度、两段锁协议、封锁的粒度、意向锁。重点：掌握并发操作产生的数据不一致性的确切含义；封锁协议与数据一致性的关系；并发调度的可串行性概念。 难点：两段锁协议与串行性的关系、与死锁的关系。具有意向锁的多粒度封锁方法的封锁过程。基本要求：牢固掌握并发控制的基本概念。了解的数据库并发控制技术的必要性和重要性。三、教学方式及学时分配序号 主要内容 主要教学方式 学时分配 辅导答疑比例一 绪论 讲授 6 2 ：1二 关系数据库 讲授 4 2 ：1三 关系数据库标准语言 SQL 讲授+ 实验 10+10 2 ：1四 数据库安全性 讲授+ 实验 2+1 2 ：1五
15、数据库完整性 讲授+ 实验 2+1 2 ：1六 关系数据理论 讲授 4 2 ：1七 数据库设计 讲授 6 2 ：1八 数据库编程 讲授+ 实验 8+2 2 ：1九 关系查询处理和查询优化 讲授 2 2 ：1十 数据库恢复技术 讲授+ 实验 2+2 2 ：1十一 并发控制 讲授 2 2 ：1四、课程其他教学环节要求（一）实验环节实验的教学目标是使学生掌握如何使用 SQL server 数据库开发系统，了解数据库设计及相关操作的基本概念与方法，进而学会建立与组织、操作数据库。1. 关系数据库标准语言 SQL（10 学时）要求：掌握企业管理器中创建数据库和表；熟练掌握 SQL 对数据库的查询、插入、
16、删除、更新操作；掌握 SQL 中索引和视图的操作。2. 数据库安全性（1 学时）要求：掌握 SQL Server 身份验证方法。登录帐户、数据库用户的设置。掌握用户权限的管理方法。3. 数据库完整性（1 学时）要求：掌握数据完整性的类型和概念。掌握创建、修改约束的方法。掌握利用Transact-SQL 语句创建、维护默认值对象的方法。4. 数据库编程（2 学时）要求：掌握触发器、存储过程的应用。掌握 Transact-SQL 控制流语句的基本功能。掌握游标的基本概念和游标处理结果集的基本过程。5. 数据库恢复技术（2 学时）要求：掌握数据库恢复技术的操作方法。（二）作业根据授课进度，布置作业，
17、章节讲述结束后，收作业，批改后作集体答疑，重点讲解作业中出现的问题。作业的题型为：问答题与综合设计题。（三）课外要求学生独立完成作业，认真预习、复习。五、本课程与其他课程的联系本课程的先修课程为：数据结构 、 离散数学 。后续课程为：oracle数据库管理 、 软件工程等。六、教学参考书目教材：数据库系统概论王珊，萨师煊，高等教育出版社，2010 年 12 月 参考书：(1) SQL Server2008 数据库应用与开发, 姜桂洪主编, 清华大学出版社, 2015 年 1 月(2) SQL Server2008 数据库应用与开发习题解答与上机指导 ，姜桂洪主编, 清华大学出版社, 2015 年 1 月(3) 数据库实用教程 , 聂培尧等，科学出版社，2005(4) SQL Server 从入门到精通明日科技编著 清华大学出版社 2012 年 9月(5) SQL Server 数据库教程(2008 版)郑阿奇编著 人民邮电出版社 2012年 4 月(6) A First Course in Database System,Jeffrey.D.Ullman,Jennifer Wldom Dept. Of Computer Science Stanford University,清华大学出版社（影印版） ,2000大纲撰写人：谭丹丹 大纲审阅人：张玉军负 责 人：吴建胜
