2020~2021学年第1学期《数据库原理与技术》和《数据库原理与技术实验》课程教学实施方案一、课程概况【课程名称】数据库原理与技术。
【课程性质】必修课【教学对象】网络工程四年制大二本科生。
【教学总学时】56学时。
【前修课程】《数据结构》、《程序设计语言》、《离散数学》。
【后续课程】《数据库课程设计》、《软件工程》、《数据挖掘》、计算机综合训练、毕业设计等二、教学地位与作用及主要教学目的数据库技术和系统已经成为信息基础设施的核心技术和重要基础。
数据库技术作为数据管理的最有效的手段，极大地促进了计算机应用的发展。
本课程系统讲述数据库系统的基础理论、基本技术和基本方法。
内容包括：数据库系统的基本概念、数据模型、关系数据库及其标准语言SQL、数据库安全性和完整性的概念和方法、关系规范化理论、数据库设计方法和步骤，数据库恢复和并发控制等事务管理基础知识，关系查询处理和查询优化等。
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，能够从事数据库系统的设计，开发，研究和应用工作。
三、本课程的基本要求通过本课程的学习，要求达到全面掌握数据库系统的基本理论、基本知识和基本技术，包括：数据库系统的构成、关系数据库系统的理论和基本概念、结构化查询语言SQL、数据模型的概念、数据库设计方法、数据库体系结构的特点和区别等。
要求全面了解数据库系统的基本概念，能够熟练运用所学知识进行数据库设计，掌握数据库应用开发的方法。
通过课程学习和上机实验，达到以下目的：1.掌握数据库技术的基本理论、基本知识和基本技术，包括：数据模型、关系数据库的基本概念、数据库概念模型的设计方法（E-R图）、完整性和一致性控制、数据安全性控制、事务处理、并发控制、封锁机制、备份与恢复等。
2.熟练掌握结构化查询语言SQL，包括：CREATE 、INSERT 、UPDATE、DELETE、DROP、GRANT、REVOKE等等。
能够在实际业务工作中，熟练地利用SQL语言完成各种信息处理任务。
3.具备数据库设计的能力，能够针对实际应用环境建立数据模型，完成建立数据库、定义表结构、定义用户视图和索引的操作。
4.了解数据库系统的新发展，通晓客户机/服务器体系、分布式数据库、Web数据库等新知识。
四、教学手段和方法１、本课程具有知识点较多、是一门理论性和实践性都较强的课程，在教学形式以讲授方式为主。
２、在讲授过程中，考虑到该课程特点，遵循深入浅出的原则，讲述数据库原理与技术的全部内容。
对概念、原理的解释和描述尽可能地以日常生活所接触到的实际例子和图示加以对比说明，。
３、在教学过程中，应注重学生对基本理论的认识能力培养和分析、解决实际问题能力的培养，既要重视基础理论、基础知识的教学，又要重视课堂实例与实践教学环节。
４、对关键性概念、整体实现思想方面的问题可辅以课堂讨论的形式。
５、积极采用案例教学方法，逐步建立以学生为主体的互动式教学模式。
五、教学特点本课程概念较多，因此教学形式以讲授方式为主。
为加强和落实动手能力的培养，每章课后安排作业，对课程中关键性概念、设计思想方面的问题可辅以课堂讨论的形式和案例教学。
采用课堂教学（多媒体平台）与课外实践相结合的教学方法。
六、各章节教学重点与难点第一章绪论１、内容概述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3级模式结构以及数据库系统的组成。
２、本章目标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。
重点和难点重点：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。
有些概念一开始接触会感到比较抽象，但随着学习的逐渐推进，在后续章节中，这些抽象的概念会逐渐变得清晰具体起来。
此外，数据模型及数据库系统的体系结构也是本章的难点。
第二章关系数据库１、内容概述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。
关系模型包括关系数据结构、关系操作集合、以及关系完整性约束三个组成部分。
重点讲解关系代数，简要介绍元组关系演算和域关系演算。
２、本章目标掌握关系模型的三个组成部分及各部分所包括的主要内容；牢固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。
为学习后面关系数据库系统打好基础。
3、重点和难点重点：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。
需要举一反三的是：关系代数（包括抽象的语言及具体的语言）；关系代数中的各种运算（包括并、交、差、选择、投影、连接、除、及广义笛卡尔积等）等，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合具体的实例进行学习。
同时，要注意把握由具体语言到抽象语言的原则。
第三章关系数据库标准语言SQL1、内容概述详细介绍关系数据库语言SQL。
SQL是关系数据库的标准语言。
它内容十分丰富，功能非常强大。
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。
2、本章目标牢固掌握SQL，达到举一反三的掌握SQL的功能。
同时通过实践，体会面向过程的语言和SQL的区别和优点。
体会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。
3、重点和难点重点：关系模型和关系数据库是《数据库系统概论》课程的重点，第3章又是重点中的重点。
要熟练正确的使用SQL完成对数据库的查询、插入、删除、更新操作。
在使用具体的SQL时，能有意识地和关系代数、关系演算等语言进行比较，了解他们各自的特点。
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。
因此在学习过程中一定要多练习，要在安装好的数据库系统上进行实际操作，检查你的答案，你查询的结果是否正确。
只有通过大量练习才能真正达到举一反三的熟练程度。
4、实验内容实验一：创建数据库。
使用SQL语句创建、修改和删除数据库、模式和基本表。
实验二：数据基本查询。
设计各种单表查询语句、分组统计查询语句和连接查询语句。
实验三：数据高级查询。
设计各种嵌套查询和集合查询。
实验四：数据更新。
设计单元组插入、批量数据插入、修改数据和删除数据语句。
结合嵌套子查询，分别设计几种不同形式的插入、修改和删除数据的语句，实验五：视图。
针对给定的数据库模式，以及相应的应用需求，创建视图，并验证视图WITH CHECK OPTION选项的有效性。
第四章数据库安全性1、内容概述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。
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。
讲解存取控制机制中用户权限的授权与回收，合法权限检查。
数据库角色的概念和定义等。
2、本章目标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。
3、重点和难点重点：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。
使用SQL中CREATE? ROLE语句创建角色，用GRANT 语句给角色授权。
掌握视图机制在数据库安全保护中的作用。
难点：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，同学们要理解并掌握存取规则为什么要这样规定。
第五章数据库完整性1、内容概述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，包括实体完整性、参照完整性和用户自己定义的完整性约束的定义机制、完整性检查机制和违背完整性约束条件时RDBMS采取的预防措施。
触发器的概念和在数据库完整性检查中的应用。
2、本章目标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。
3、重点和难点重点：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。
需要举一反三的：用SQL语言定义关系模式的完整性约束条件。
包括定义每个模式的主码；定义参照完整性；定义与应用有关的完整性。
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。
4、实验内容实验六数据库完整性。
验证实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。
第六章关系数据理论1、内容概述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（包括，函数依赖、平凡函数依赖、非平凡的函数依赖、部分函数依赖、完全函数依赖、传递函数依赖的概念；码、候选码、外码的概念和定义；多值依赖的概念），范式的概念、1NF、2NF、3NF、BCNF、4NF的概念和判定方法。
2、本章目标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。
3、重点和难点重点：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，规范化的含义和作用。
需要举一反三的：四个范式的理解与应用，各个级别范式中存在的问题（插入异常、删除异常、数据冗余）和解决方法。
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。
本章内容的理论性较强。
要通过具体例子和习题练习理解和掌握理论知识。
第七章数据库设计1、内容概述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，教师可以少讲，让学生多读书并进行实践。
2、本章目标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。
掌握数据库设计方法和步骤，使学生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。
