数据库原理课程教学大纲.doc

1、数据库原理课程教学大纲（2001 年制订，2006 年修订）课程编号：210133英 文 名：Principles of Database课程类别：专业主干课前 置 课：数据库管理系统应用、数据 结构后 置 课：学 分：3 学分课 时：51 课时主讲教师：李树青选定教材：萨师煊，王珊.数据 库系统概论.北京：高等教育出版社，2004 年.课程概述：本课程主要面向信息工程学院的信息管理和信息系统专业全体学生。数据库原理是此专业的专业主干课程之一，它主要介绍了数据管理的相关理论和技术，从传统的文件数据管理发展到现阶段的数据库管理阶段，人们发展和研究了各种管理数据的有效方法，其中数据库管理系统的地位

2、最为重要，它具有数据结构化、最低冗余度、较高的程序与数据独立性、易于扩充、易于编制应用程序等优点，一般的计算机信息系统都是建立在此基础之上。本课程系统的讲述了数据库的基本原理，主要分为三大部分。第一部分为设计篇，主要介绍数据库原理概述、数据模型和关系模型在数据库中的体现、关系理论原理及其表达、ER 模型和数据库设计、范式分析、SQL 语言及其在系统的应用、视图、存储过程、触发器等。第二部分为实现部分，主要介绍数据库的存储原理、索引和查询、事务处理等。第三部分为高级数据库技术，主要介绍数据仓库与数据挖掘、新型数据库简介和结合面向对象语言的数据库编程等。教学目的： 通过本课程的教学，应使学生能基本

3、掌握数据库的基本理论和设计数据库的基本方法，特别是 ER 分析技术和范式分析等数据分析技术。同时，在数据库研究和应用领域内，提高分析问题和解决问题的能力，掌握 SQL 语言在具体数据库管理系统中的应用，为后续课程的学习和将来在实际工作中的应用打下扎实的理论和技术基础。教学方法：对于信息管理专业学生而言，学习数据库原理这门课程时，应该把主要精力主要放在基本和和应用联系较为紧密的内容上，如数据库原理在数据库管理系统中的具体体现和常见的数据库使用方法等。待学生能够从整体上能把握这门课程的相关知识后，再在相关理论知识上进行必要的深入。本课程的教学主要通过 SQL Server 2000 数据库系统来演

4、示和讲解。各章教学要求及教学要点第一章 数据库原理概述课时分配：3 课时教学要求：通过本章的教学，使学生掌握数据管理的不同发展阶段，理解数据库系统的基本特点，掌握数据库管理系统的原理及其基本组成，并了解数据库系统的概念和未来的发展形式。教学内容：第一节 数据管理的发展一、数据管理的三个发展阶段。二、数据库系统的特点。第二节 数据库管理系统一、数据库管理系统的原理、功能与基本组成。二、常见的数据库管理系统。三、SQL Server2000 数据库系统的简单使用方法。第三节 数据库的发展形式一、主要的数据库发展形式。二、新型数据库管理系统的特点。思考题：1. 结合自己的体会谈谈数据库技术对信息管理

5、专业的相关课程的支持作用。2试述数据库的特点。3试述数据管理的三个发展阶段。4简述现代数据库管理系统的常见类型。5试述数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统的概念。第二章 数据模型课时分配：6 课时教学要求：通过本章的教学，使学生理解三种基本的数据模型，包含层次模型、网状模型和关系模型。由于关系数据模型是目前使用最广泛的数据模型，所以本章的重点内容是关系数据模型。要求学生掌握关系数据库的基本概念，包括关系模型的数据结构、关系的完整性以及关系操作等，理解关系代数的常见运算规则。教学内容：第一节 数据模型种类一、数据模型的基本概念和种类。二、层次数据模型和网状数据模型及其各自特点。三、基于传统数

6、据模型的数据库管理系统特点。四、关系的特点、性质和基本原则。第二节 关系代数一、关系代数中的传统集合运算。二、关系代数中的专门关系运算。三、关系运算在具体数据库管理系统中的应用体现。第三节 关系的完整性一、关系的实体完整性。二、关系的参照完整性。三、关系的用户自定义完整性。四、SQL Server 中完整性约束的实现。思考题：1. 笛卡儿积和连接是一回事吗？试述它们的联系和区别。2简述连接、等值连接和自然连接的联系与区别。3名词解释：元组，属性，码，主马，候选码，全码。4在 SQL server 系统中关系完整性的具体实现技术有哪些？5下面说法正确吗？为什么？1）外码一定要与相应的主码同名；2

7、）外码不一定是主码；3）外码和相联系的主码不能在同一个关系中。第三章 ER 模型课时分配：9 课时教学要求：本章主要讨论了数据概念模型的设计方法和步骤，列举了很多实例。通过本章的教学，使学生能够掌握结合用户需求进行 ER 分析和建立关系模型的方法。学完这一章，要求学生可以根据实际的信息系统案例进行数据结构设计。教学内容：第一节 概念模型一、概念模型的概念和表示方法。二、数据结构设计的一般方法和步骤。第二节 ER 分析方法一、ER 分析图中的常见组成部分。二、ER 分析方法的基本步骤。三、子实体的设计方法。四、ER 模型向关系模型的转换方法。第三节 ER 分析的应用一、ER 分析在实际程序规划中

8、的应用。二、ER 建模软件的使用。三、实例分析。思考题：1. 试述 ER 分析的基本步骤。2请设计一个图书馆数据库，此数据库中对每个借阅者保存读者记录，包括：读者号、姓名、地址、性别、年龄、单位。对每本书存有：书号、书名、作者、出版社。对每本借出去的书存有读者号、借出日期和应还日期。要求给出 ER 图，再将其转换为关系模型。3有下列表格，请按照 ER 分析方法得到关系模型：合同号 货物编号 货物分类 订货日期 订货数量 厂商名称 厂商地址978601 c124 木材 97-08-12 362.56 红星商场 东风一路978601 c134 建材 97-08-12 453.34 红星商场 东风一

9、路978601 c113 钢材 97-08-12 364.28 红星商场 东风一路978602 c113 钢材 97-11-23 764.28 东海商厦 长安东路978602 c124 木材 97-11-23 768.9 东海商厦 长安东路978602 c134 建材 97-11-23 862.56 东海商厦 长安东路978602 c113 钢材 97-11-23 222.1 东海商厦 长安东路978602 c111 塑钢 97-11-23 231.91 东海商厦 长安东路978603 c111 塑钢 97-11-29 658.9 东南商厦 解放路978603 c113 钢材 97-11-29

10、 126.54 东南商厦 解放路978603 c124 木材 97-11-29 458.88 东南商厦 解放路978603 c134 建材 97-11-29 888.99 东南商厦 解放路4学校有若干系，每个系由若干班级和教研室，每个教研室有若干教员，其中有的教授和副教授每人各带若干研究生，每个班有若干学生，每个学生选修若干课程，每门课可由若干学生选修。请用 E-R 图画出此学校的概念模型。第四章 范式分析 课时分配：3 课时教学要求：通过本章的教学，使学生掌握在函数依赖和多值依赖的范畴内进行关系模型规范化的分析方法，要求学生掌握 1NF、2NF、3NF 和 BCNF 的概念，了解 4NF 的

11、概念，理解这些范式之间的关系。教学内容：第一节 数据依赖一、数据依赖的概念。二、数据依赖的类型。第二节 函数依赖一、函数依赖的基本概念。二、平凡函数依赖与非平凡函数依赖的基本概念。三、完全函数依赖与部分函数依赖的基本概念。四、传递函数依赖的基本概念。第三节 范式一、范式的概念和种类。二、第一范式（1NF）的概念和实现方法。三、第二范式（2NF）的概念和实现方法。四、第三范式（3NF）的概念和实现方法。五、BC 范式（BCNF）的概念和实现方法。思考题：1. 名词解释：函数依赖、多值依赖、候选码、1NF、2NF、3NF、BCNF。2有下列表记录，利用范式理论进行优化（到 3NF 为止）：出版记录

12、（序号，书号，书名，书作者，书类别，出版社名称，出版社地址，出版社负责人，出版社负责人电话号码）说明：书和作者为多对多的联系，出版社和书为一对多的联系，出版社和负责人为一对一的联系3建立一个关于系、学生、班级、学会等诸信息的关系数据库，其中：学生属性：学号、姓名、出生年月、系名、班号、宿舍区班级属性：班号、专业明、系名、人数、入校年份系属性： 系名、系号、系办公室地点、人数学会属性: 学会名、成立年份、地点、人数有关语义如下：一个系有若干专业，每个专业每年只招一个班，每个班有若干学生。一个系的学生住在同一宿舍区。每个学生可参加若干学会，每个学会有若干学生。学生参加某学会有一个入会年份。请给出关

13、系模式，写出每个关系模式的极小函数依赖集，指出是否存在传递函数依赖，对于函数依赖左部是多属性的情况讨论函数依赖是完全函数依赖，还是部分函数依赖。第五章 SQL 语言课时分配：9 课时教学要求：通过本章的教学，使学生能够结合具体的数据库管理系统，掌握 SQL 语言的基本使用方法，包括数据查询语句、数据操纵语句、数据定义语句和数据控制语句。教学内容：第一节 SQL 简介一、SQL 语言的产生历史。二、SQL 语言的特点。三、SQL 语言的种类。第二节 数据查询语句一、投影的使用方法。二、选择的使用方法。三、排序的使用方法。四、连接的使用方法。五、空值的概念和使用方法。六、聚合运算的使用方法。七、子

14、查询的使用方法。八、特殊查询语句。第三节 数据操纵语句一、插入语句的使用方法。二、删除语句的使用方法。三、更新语句的使用方法。第四节 数据定义语句一、数据定义语句的分类。二、创建语句、删除语句和更新语句的使用方法。第五节 数据控制语句一、数据库的用户管理方法。二、授权语句和撤权语句的使用方法。思考题：1. 试述 SQL 语言的特点。2现在有如下员工关系数据库：Employee （employee_ name, street, city)Works （employee_ name, company_ name, salary)Company （company_ name, city)Manage

15、s （employee_ name, manager_ name)用 SQL 语句实现下面题目：1）找出比 HP 的员工收入都高的所有员工的姓名；2）找出与其经理居住在同一城市同一街道的员工的姓名；3）找出员工最多的公司；4）找出平均工资高于 HP 平均工资的所有公司；5）找出工资高于其所在公司员工平均工资的所有员工。3现在有如下学生关系数据库，表结构为：stu（number,name,sex,birthday,height）grade（number,course,grade）请写出下列查询语句：1）列出男女生各自不同身高的人数分布2）查询身高最小的男生姓名和年龄3）查询年龄最小的男生姓名和年

16、龄4）查询没有选修课程的学生6）查询选修了黎明选修课程至少一门的学生姓名第六章 常见数据库对象的使用课时分配：6 课时教学要求：通过本章的教学，使学生掌握常见数据库对象的使用方法，如视图、存储过程和触发器等，并理解数据库中游标的概念和使用方法，理解在具体数据库管理系统中扩展 SQL 语句的使用方法。教学内容：第一节 视图一、视图的概念，与查询的联系和区别。二、视图的常见操作方法。三、视图的更新问题。第二节 存储过程一、存储过程的概念、使用价值和相应的程序设计体系。二、存储过程的常见操作方法。三、存储过程中的参数使用方法。第三节 触发器一、触发器的概念和种类。二、具体数据库管理系统中各种触发器的

17、使用方法。第四节 游标一、游标的概念，与查询的联系和区别。二、游标的定义和使用方法。第五节 扩展 SQL 语言一、常见的扩展 SQL 语言。二、TSQL 中变量的使用方法，语句的使用方法。三、TSQL 中的一些扩展功能。思考题：1. 什么是基本表？什么是查询？什么是视图？什么又是游标？这四者之间的区别和联系是什么？2如何利用触发器实现外键约束？3如何使用存储过程中的传入参数和传出参数？4在什么情况下不可以更新视图？为什么？第七章 数据库的存储原理课时分配：3 课时教学要求：通过本章的教学，使学生掌握数据存储原理和数据元素的表示方法，前者包含有效利用外存储器、改善外存储器的访问时间、外存储器故障

18、、从外存储器故障中恢复等内容，后者包含数据库中字段、记录和文件的保存方法等内容。要求学生理解数据库存储形式对访问性能、数据可恢复性的作用关系。教学内容：第一节 数据存储器简介一、数据存储器的常见种类和特点。二、有效利用外存储器的常见算法。三、改善外存储器的访问时间的常见方法。第二节 数据恢复一、外存储器的常见故障原因。二、从外存储器故障中恢复数据的常见方法。三、冗余独立磁盘阵列（RAID）的基本概念。第三节 数据元素的表示一、数据库中字段的常见表示方法。二、数据库中记录的常见表示方法。思考题：1试述改善外存储器访问时间的一般方法。2什么是 RAID5？它有什么特点？3变长记录如何表示？4简述外

19、存储器的常见故障原因。第八章 索引和查询课时分配：3 课时教学要求：通过本章的教学，使学生掌握利用索引加快数据资源访问的主要原理和方法，同时由于索引在现代信息检索系统中有着广泛的应用，所以需要结合具体的信息检索系统来谈它们使用索引的常见方法。学习这一章，应重点掌握关系数据库系统中的索引技术。教学内容：第一节 索引一、索引的基本原理。二、索引的常见类型。三、索引在数据库管理系统中的应用。第二节 索引在查询系统中的应用一、查询系统中使用索引的常见方法。二、搜索引擎中倒排索引文档的使用。思考题：1试述建立索引在关系数据库系统中的重要性和可能性。2试述建立索引的一般准则。3搜索引擎中是如何使用索引以加

20、快数据访问速度的？第九章 事务处理课时分配：3 课时教学要求：事务处理隶属于数据恢复的范畴，主要是为了实现数据的完整性目标，处理的问题主要是不严重但易产生数据不一致和数据丢失的故障，一般是利用日志来实现的。通过本章的教学，使学生掌握数据库管理系统中事务处理的基本原理和常见方法。教学内容：第一节 事务处理简介一、事务处理的基本概念和特性。二、事务处理的一般实现方法。第二节 事务的常见类型一、事务的常见类型划分方法。二、事务处理编程。第三节 事务隔离级别一、事务隔离级别的种类和概念。二、锁的概念和种类。思考题：1试述事务处理的基本原理。2试述事务处理的基本特点。第十章 数据仓库与数据挖掘课时分配：

21、3 课时教学要求：数据仓库是面向主题的、集成的、随时间变化的、稳定的数据集合，用以支持管理决策制定过程，而数据挖掘则是多学科交融的结果，代表着数据处理技术的新发展方向，主要功能是从海量信息中提取知识。通过本章的教学，使学生掌握数据仓库和数据挖掘的基本概念，了解现代数据库管理系统中数据仓库技术和数据挖掘技术的使用方法。教学内容：第一节 数据仓库一、数据仓库的基本概念和特性。二、数据仓库的设计流程。第二节 数据挖掘一、数据挖掘的基本概念。二、数据挖掘的步骤。思考题：1什么是数据仓库？2什么是数据挖掘？具体步骤是什么？3结合实例讲解数据挖掘的应用。第十一章 新型数据库简介课时分配：3 课时教学要求：

22、通过本章的教学，使学生了解面向对象数据库、多媒体数据库和 XML 数据库的基本原理和使用方法。教学内容：第一节 面向对象数据库一、面向对象数据库的基本原理。二、面向对象数据库的具体应用。第二节 多媒体数据库一、多媒体数据库的基本原理。二、多媒体数据库的具体应用。第三节 XML 数据库一、XML 数据库的基本原理。二、XML 数据库的具体应用。三、XML 数据库的使用方法。思考题：1试述面向对象数据库的基本功能。2XML 数据库是如何表达数据的？附 录：参考书目1. 萨师煊.实用数据库系统汇编M.北京: 高等教育出版社，1990.2. 冯友才.数据库基础M.北京: 华中理工大学出版社，1998.

23、3. 崔巍.数据库系统及应用M.北京: 高等教育出版社，2003.4. 何玉洁.数据库原理与应用教程M.北京: 高等教育出版社，2001.5. 丁宝康.数据库原理教材M.北京: 经济科学出版社，2000.6. 王姗，陈红.数据库系统原理教程M.北京: 清华大学出版社，1998.7. 冯凤娟.数据库原理及 Oracle 应用M.北京: 清华大学出版社，2002.8. 孟小峰，王珊.数据库系统导论M.北京: 机械工业出版社，2000.9. 邹建.中文版 SQL Server 2000 开发与管理应用实例M.北京：机械工业出版社，2003.10. Raghu Ramakrishnan，Johannes Gehrke.数据库管理系统原理与设计M.北京: 清华大学出版社，2003.11. Jeffrey D. Ullman，Jennifer Widom. 数据库系统基础教程 M.北京: 清华大学出版社，1998.12Hector Garcia-Molina，Jeffrey D.Ullman，Jennifer Widom. 数据库系统实现M.北京：机械工业出版社，2001.13W.H.Inmon数据仓库北京：机械工业出版社，2003.执笔人： 李树青 2006 年 5 月审定人： 程国达 2006 年 5 月院（系、部）负责人： 韩忠愿 2006 年 5 月