第七章数据库设计(续2)

中国海洋大学数据库系统课程大纲（理论课程）英文名称（Database System）【开课单位】信息学院【课程模块】专业知识【课程编号】0711******** 【课程类别】必修【学时数】64 （理论48 实践16 ）【学分数】 3.5一、课程描述本课程大纲根据2011年本科人才培养方案进行修订或制定。

（一）教学对象计算机科学与技术专业本科生（二）教学目标及修读要求1、教学目标（课程结束后学生在知识、技能和态度三个层面达到的目标）通过本课程的学习可以使学生了解数据库系统的基本理论和内容，了解数据库系统的核心技术及其实现，了解有关数据库系统研究的最新进展，能够设计和实现大型的数据库应用系统。

从而认识到数据库系统在大型应用系统中的地位和作用，尤其是认识到我们国家在数据库系统方面与世界的差距，为学生将来参与有关数据库系统方面的研究奠定必要的知识基础。

2、修读要求（简要说明课程的性质，与其他专业课程群的关系，学生应具备的基本专业素质和技能等）《数据库系统》是计算机科学与应用专业的专业课，是专业知识教育层面的必修课，其先修课为集合论与代数结构、数据结构与算法，是数据库系统课程设计的先修课。

（三）先修课程（参照2011版人才培养方案中的课程名称，课程名称要准确）先修课为集合论与代数结构、数据结构与算法。

二、教学内容（一）第一章绪论1、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ER方法，数据库系统的三级模式结构以及数据库系统的组成。

2、教学要求：（按照掌握、理解、了解三个层次对学生学习提出要求）本章讲解的数据库基本概念和基本知识是学习后续各个章节的基础。

学习本章的目的在于了解基本知识，掌握基本概念，为以后的学习打好扎实的基础。

3、重点、难点：重点：牢固掌握概念模型的基本概念及其主要建模方法ER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；对于如何通过ER方法描述现实世界的概念模型要做到能够举一反三的程度。

计算机数据与安全课程教学设计教案第一章：计算机数据基础1.1 数据的概念与分类讲解数据的基本概念，包括数值数据、文本数据、图像数据等。

介绍数据的不同分类，例如结构化数据、非结构化数据等。

1.2 数据表示与编码介绍常用的数据表示方法，包括二进制、八进制、十进制等。

讲解数据的编码方式，例如ASCII码、Uni码等。

第二章：数据处理与运算2.1 数据运算介绍基本的算术运算，包括加、减、乘、除等。

讲解逻辑运算，包括与、或、非等。

2.2 数据处理方法讲解数据的排序、筛选、合并等基本处理方法。

介绍数据的索引、切片、映射等高级处理方法。

第三章：数据库原理与应用3.1 数据库基础讲解数据库的基本概念，包括数据库、表、记录等。

介绍数据库管理系统的基本功能，包括数据的增、删、改、查等。

3.2 数据库设计讲解数据库设计的基本原则和方法，包括实体-关系模型、关系模型等。

介绍数据库的规范化处理和数据一致性维护方法。

第四章：数据安全与隐私保护4.1 数据安全概述讲解数据安全的概念和重要性，包括数据泄露、数据篡改等威胁。

介绍数据安全的基本目标，包括机密性、完整性、可用性等。

4.2 加密技术与应用讲解加密技术的基本原理，包括对称加密、非对称加密等。

介绍加密算法的安全性和应用场景，例如AES、RSA等。

第五章：数据备份与恢复5.1 数据备份策略讲解数据备份的基本概念和重要性，包括完全备份、差异备份等。

介绍数据备份的方法和工具，例如使用命令行工具、图形界面工具等。

5.2 数据恢复技术讲解数据恢复的基本概念和方法，包括误删恢复、文件修复等。

介绍数据恢复的工具和技巧，例如使用数据恢复软件、命令行工具等。

（教案编辑专员）第六章：计算机网络与数据传输6.1 计算机网络基础讲解计算机网络的基本概念，包括网络拓扑、网络协议等。

介绍网络的分类和应用场景，例如局域网、广域网、互联网等。

6.2 数据传输与通信协议讲解数据传输的基本概念，包括数据传输速率、传输介质等。

数据库原理及应用教案第一章：数据库基础知识1.1 数据库概念介绍数据库的定义、特点和作用解释数据库管理系统（DBMS）的作用1.2 数据模型介绍实体-关系模型、关系模型和对象-关系模型解释模型中的概念，如实体、属性、关系等1.3 数据库设计介绍数据库设计的过程和方法解释需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计的关系第二章：SQL语言2.1 SQL概述介绍SQL的作用和特点解释SQL的基本语法和命令2.2 数据定义介绍数据表的创建、修改和删除命令解释字段数据类型的选择和约束条件的设置2.3 数据操作介绍数据插入、更新、删除和查询命令解释SQL语句中的条件筛选和排序功能第三章：关系数据库管理3.1 关系数据库概述介绍关系数据库的概念和特点解释关系数据库管理系统（RDBMS）的作用3.2 关系代数和元组演算介绍关系代数和元组演算的基本操作解释选择、投影、连接和除法等操作的含义和应用3.3 数据库事务管理介绍事务的概念和属性解释事务管理的基本操作，如提交、回滚和隔离级别第四章：数据库安全与性能优化4.1 数据库安全介绍数据库安全的重要性解释访问控制、用户身份验证和加密等安全措施4.2 数据库性能优化介绍数据库性能优化的目标和方法解释查询优化、索引创建和数据分区等技术的作用和应用4.3 数据库备份与恢复介绍数据库备份和恢复的概念和重要性解释备份策略、恢复模式和故障转移等操作的实现方法第五章：数据库应用系统设计与实现5.1 数据库应用系统概述介绍数据库应用系统的概念和组成部分解释系统分析、设计和实现的关系和流程5.2 数据库应用系统设计介绍数据库应用系统设计的方法和步骤解释需求分析、系统架构设计、界面设计和数据访问设计等内容5.3 数据库应用系统实现介绍数据库应用系统实现的工具和技术解释编程语言的选择、数据库连接和业务逻辑实现等步骤第六章：关系数据库高级功能6.1 函数依赖与规范化介绍函数依赖的概念和分类解释规范化理论及其应用，包括第一范式至第三范式6.2 数据库模式设计介绍模式设计的原则和方法解释如何进行模式分解和模式重构6.3 数据库触发器和存储过程介绍触发器和存储过程的概念和作用解释它们的语法和应用场景第七章：数据库编程技术7.1 数据库访问接口介绍ODBC、JDBC等数据库访问接口的概念和作用解释如何使用这些接口进行数据库编程7.2 参数化查询与预编译语句介绍参数化查询和预编译语句的概念解释它们的优点和编程实现方法7.3 事务处理与并发控制介绍事务的概念和并发控制的重要性解释事务处理和并发控制的技术，如锁定和乐观并发控制第八章：XML数据库和大数据技术8.1 XML数据库概述介绍XML数据库的概念和特点解释XML数据模型和XML查询语言8.2 大数据技术简介介绍大数据的概念、特征和挑战解释大数据处理技术，如Hadoop和Spark8.3 NoSQL数据库技术介绍NoSQL数据库的概念和分类解释非关系型数据库的优缺点和应用场景第九章：数据库系统的案例分析9.1 企业级数据库应用案例分析企业级数据库应用的典型案例解释案例中的数据库设计、性能优化和安全性考虑9.2 云计算环境下的数据库应用介绍云计算对数据库技术的影响分析云计算环境下的数据库部署和运维策略9.3 移动数据库应用案例探讨移动数据库的特点和挑战分析移动数据库在特定应用场景下的解决方案第十章：数据库发展趋势与未来10.1 数据库技术的发展趋势分析数据库技术的发展方向讨论新兴技术如NewSQL、图数据库等的发展状况10.2 数据库未来的挑战与机遇讨论数据库技术在未来的挑战探讨应对挑战的可能解决方案和发展机遇10.3 数据库教育的未来分析数据库教育在未来的发展需求讨论如何培养适应未来数据库技术发展的人才重点和难点解析重点环节1：数据库概念和特点数据库的定义和作用是理解数据库原理的基础，需要重点关注。

第6章关系数据理论一．选择题1．对关系模式进行规范化的主要目的是BA．提高数据操作效率B．维护数据的一致性C．加强数据的安全性D．为用户提供更快捷的数据操作2．关系模式中的插入异常是指DA．插入的数据违反了实体完整性约束B．插入的数据违反了用户定义的完整性约束C．插入了不该插入的数据D．应该被插入的数据不能被插入3．如果有函数依赖X→Y，并且对X的任意真子集X’，都有X’Y，则称C A．X完全函数依赖于Y B．X部分函数依赖于YC．Y完全函数依赖于X D．Y部分函数依赖于X4．如果有函数依赖X→Y，并且对X的某个真子集X’，有X’→Y成立，则称B A．Y完全函数依赖于X B．Y部分函数依赖于XC．X完全函数依赖于Y D．X部分函数依赖于Y5．若X→Y和Y→Z在关系模式R上成立，则X→Z在R上也成立。

该推理规则称为CA．自反规则B．增广规则C．传递规则D．伪传递规则6．若关系模式R中属性A仅出现在函数依赖的左部，则A为AA．L类属性B．R类属性C．N类属性D．LR类属性7．若关系模式R中属性A是N类属性，则A DA．一定不包含在R任何候选码中B．可能包含也可能不包含在R的候选码中C．一定包含在R的某个候选码中D．一定包含在R的任何候选码中8．设F是某关系模式的极小函数依赖集。

下列关于F的说法，错误的是B A．F中每个函数依赖的右部都必须是单个属性B．F中每个函数依赖的左部都必须是单个属性C．F中不能有冗余的函数依赖D．F中每个函数依赖的左部不能有冗余属性9．有关系模式：学生（学号，姓名，所在系，系主任），设一个系只有一个系主任，则该关系模式至少属于BA．第一范式B．第二范式C．第三范式D．BC范式10．设有关系模式R(X, Y, Z)，其F={Y→Z, Y→X, X→YZ}，则该关系模式至少属于DA．第一范式B．第二范式C．第三范式D．BC范式11．下列关于关系模式与范式的说法，错误的是DA．任何一个只包含两个属性的关系模式一定属于3NFB．任何一个只包含两个属性的关系模式一定属于BCNFC．任何一个只包含两个属性的关系模式一定属于2NFD．任何一个只包含三个属性的关系模式一定属于3NF12．有关系模式：借书（书号，书名，库存量，读者号，借书日期，还书日期)，设一个读者可以多次借阅同一本书，但对一种书（用书号唯一标识）不能同时借多本。

第七章数据库设计第七章讲解数据库设计的方法和步骤。

和许多教科书不同，《数据库系统概论》把数据库设计作为一项工程来讲解和讨论。

因为大型数据库的设计和开发是一项庞大的工程，是涉及多学科的综合性技术。

数据库设计的重要性在于:数据库设计技术是信息系统开发和建设中的核心技术。

《概论》在讲解数据库设计时力求把数据库设计和应用系统设计相结合，把结构(数据)设计和行为(处理)设计密切结合起来。

许多教科书把数据库设计简单地描述为:如何把一组数据储存在数据库中，并为这些数据设计一个合适的逻辑结构，即如何设计关系模式，以及各个关系模式中的属性。

这仅仅是数据库逻辑设计的内容。

在数据库设计的各个阶段，人们都研究和开发了各种数据库设计工具。

关系数据理论是我们进行数据库逻辑设计的有力工具。

一、基本知识点本章讲解数据库设计方法和技术，内容的实践性较强。

①需要了解的:数据库设计的特点；数据库物理设计的内容和评价；数据库的实施和维护。

②需要牢固掌握的: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具体设计内容、设计描述、设计方法等。

③要举一反三的:E-R图的设计；E-R图向关系模型的转换。

④难点:技术上的难点是E-R图的设计，数据模型的优化。

真正的难点是理论与实际的结合。

读者一般缺乏实际经验，缺乏解决实际问题的能力，特别是缺乏应用领域的知识。

而数据库设计需要设计人员对应用环境、专业业务有具体深入的了解，这样才能设计出符合具体领域要求的数据库及其应用系统。

希望读者在完成本章习题的基础上要认真完成大作业。

体会这些要点，从而真正掌握本章讲解的知识、方法和技术。

二、习题解答和解析1. 试述数据库设计过程。

答这里只概要列出数据库设计过程的六个阶段:(1) 需求分析；(2) 概念结构设计；(3) 逻辑结构设计；(4) 数据库物理设计；(5) 数据库实施；(6) 数据库运行和维护。

这是一个完整的实际数据库及其应用系统的设计过程。