第7章 数据库设计-数据库原理及应用-微课视频版-李唯唯-清华大学出版社

书名：数据库原理与应用（SQL Server 2019）（慕课版）ISBN：978-7-115-58067-2出版社：人民邮电出版社主编：叶潮流、吴伟《数据库原理及应用》课程教学大纲课程编号：071410008课程名称：数据库原理与应用总学分：4 总学负荷：112 自主学习：48课内总学时数：64课内实验/实践/上机学时：24/0/24先修课：C语言程序设计一、说明部分1．课程性质《数据库原理与应用》是应用统计学专业的一门专业基础类学位模块课程。

本模块课程旨在让学生理解数据库技术的内在机制与操作规范，以及如何科学地组织和存储数据，高效地使用和管理数据。

了解数据库的基本概念，数据库系统的三级模式结构以及数据库系统的组成，数据模型的基本概念、组成要素和关系数据模型的特点，能够实现专业实践领域中的用户数据的需求分析与概念设计；掌握关系数据库的规范化理论和设计流程，能够对商务业务逻辑进行建模和优化；掌握关系模型的标准语言SQL语法及其运算理论，能够解决商务运营实践领域中的数据共享问题和数据库系统架构问题；掌握数据库备份和恢复、数据安全性管理等内容，能够解决互联网环境下商务运营数据的并发控制和访问控制问题。

2．教学目标及意义目标1：使学生了解数据库的基本概念（数据系统组成、数据模型和三级模式结构），掌握关系数据库的规范化理论和设计流程，能够实现商务运营数据的需求分析与概念设计，并给出商务业务逻辑的建模和优化。

目标2：使学生掌握关系模型的标准语言SQL语法及其运算理论，能够解决商务运营实践领域中的数据共享问题和数据库系统架构问题。

目标3：使学生掌握数据库备份和恢复、数据安全性管理等内容，能够解决互联网环境下商务运营数据的并发控制和访问控制问题。

意义：为培养德、智、体全面发展，知识结构合理、基础扎实、勇于创新、个性突出、具有良好的科学素养和国际竞争力、适应社会主义现代化建设需要的高级人才打好基础。

通过学习这门课程，让学生掌握数据库设计的思想和方法，具备解决数据共享问题的实现办法和计算思维。

《数据库原理及应用》教学大纲课程英文名称：Principles of database system课程编码：ZYB08002课程性质：专业必修课先修课程：程序设计基础，离散数学总学分：3学分总学时：48学时周学时：3学时适用专业：计算机类本课专业一、教学目标及教学要求（一）教学目标本课程的教学目标是要求学生系统地掌握数据库的基本概念、基本原理、基本设计技术和设计方法，具有利用现有的数据库管理系统软件、某种程序语言和开发工具进行数据库应用系统设计与开发的初步能力，了解数据库技术和相关研究领域的最新进展，为从事数据库技术的研究和数据库应用系统的开发等奠定良好的基础。

（二）教学要求本课程要求学生了解数据库的物理结构设计方法；理解关系数据库规范化理论；理解和掌握关系模型、数据库、数据库管理系统、数据库应用系统的概念，以及数据库保护技术的相关概念和方法；熟练掌握SQL语言及其数据定义和数据操纵方法、基于E-R模型的概念结构设计方法、基于E-R模型向关系模型转换的数据库逻辑结构设计方法，初步掌握面向实际应用的数据库应用系统的用户需求分析方法。

二、本课程的重点和难点（一）课程教学重点关系模型，数据库、数据库管理系统和数据库应用系统三者的概念及其关系，数据库内部体系结构的三级模式结构，关系代数特有的关系运算,关系代数运算在关系数据库查询操作中的应用，数据库应用系统的生命周期及相关概念，E-R 模型的建模方法，E-R模型向关系模型的转换，表的定义，SQL数据查询，X关于F的闭包及其计算，最小函数依赖集，关系模式的分解，保持无损的分解，保持依赖的分解，第二范式（2NF），第三范式（3NF），数据库访问接口，数据库应用系统设计与实现,数据库的完整性概念，数据库故障的基本恢复方式。

（二）课程教学难点数据库内部体系结构的三级模式结构，关系代数运算在关系数据库查询操作中的应用，E-R模型的建模方法，SQL的嵌套查询和谓词查询，X关于F的闭包及其计算，候选键的求解方法，数据库访问接口，数据库应用系统设计与实现。

数据库原理及应用教案第一章：数据库概述1.1 数据库基本概念介绍数据库的定义、发展历程和分类解释数据、数据项、数据结构、数据模型等基本概念1.2 数据库系统结构介绍数据库系统的三级模式结构：模式、外模式和内模式解释映像和数据库管理系统（DBMS）的作用1.3 数据库设计与管理介绍数据库设计的原则和方法讲解数据库管理的基本任务和功能第二章：关系数据库理论2.1 关系模型介绍关系模型的基本概念：关系、属性、元组、域等解释关系运算：选择、投影、连接等2.2 关系数据库的规范化讲解函数依赖、码的概念介绍范式理论：第一范式、第二范式、第三范式等2.3 数据库设计方法讲解E-R模型向关系模型的转换方法介绍数据库设计的过程和步骤第三章：SQL语言及其应用3.1 SQL基本概念介绍SQL语言的组成部分：数据定义、数据操纵、数据查询、数据控制等解释SQL中的基本操作：创建表、插入数据、查询数据等3.2 数据库的增、删、改、查操作讲解SQL语言中数据的增加、删除、修改和查询的具体语法和操作步骤3.3 数据库的高级查询介绍SQL语言中的聚合函数、分组查询、排序等操作讲解子查询、连接查询等高级查询技术第四章：数据库安全与保护4.1 数据库安全性讲解数据库安全性的概念和意义介绍SQL语言中的权限管理和角色管理4.2 数据库完整性解释完整性约束的概念和作用讲解实体完整性、参照完整性、用户定义的完整性等约束的实现方法4.3 数据库备份与恢复介绍数据库备份的方法和策略讲解数据库恢复的概念、原理和实现方法第五章：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、特点和架构讲解数据库应用系统的设计原则和方法5.2 数据库应用系统的设计与实现介绍数据库应用系统的设计过程：需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计等讲解数据库应用系统的实现步骤：数据库创建、应用程序开发、系统测试等5.3 数据库应用系统的案例分析分析实际数据库应用系统的案例，讲解其设计思路和实现方法第六章：事务管理6.1 事务基本概念介绍事务的定义、属性（ACID）解释事务的作用和事务日志的重要性6.2 事务控制讲解并发控制的概念和必要性介绍封锁机制、事务隔离级别和并发调度策略6.3 事务的持久化解释事务提交和回滚的过程讲解事务的持久化机制和事务崩溃后的恢复策略第七章：数据库性能优化7.1 查询优化概述介绍查询优化的目的和基本方法解释查询优化器的作用和工作原理7.2 查询优化技术讲解索引、统计信息在查询优化中的作用介绍查询优化中的各种算法和策略，如规则优化、启发式优化等7.3 数据库性能监控与调整讲解数据库性能监控的工具和方法介绍性能调整的策略和技巧，包括索引调整、缓存管理、参数调整等第八章：分布式数据库与数据仓库8.1 分布式数据库系统介绍分布式数据库的概念、体系结构解释分布式数据库中的数据分片、复制和站点协调机制8.2 数据仓库与OLAP讲解数据仓库的概念、结构和组件介绍在线分析处理（OLAP）工具和多维数据模型8.3 数据挖掘与知识发现解释数据挖掘的概念、任务和过程介绍数据挖掘中常用的算法和技术，如分类、聚类、关联规则等第九章：数据库新技术与发展9.1 云计算与数据库介绍云计算的概念和数据库在云计算中的应用讲解云数据库服务模型和数据库即服务（DBaaS）9.2 物联网与数据库解释物联网的基本架构和数据库在物联网中的作用介绍物联网数据库的设计考虑和应用案例9.3 大数据技术与数据库讲解大数据的概念、特征和处理技术介绍大数据数据库解决方案和分布式文件系统如Hadoop的运用第十章：数据库项目实践10.1 项目需求分析讲解需求分析的方法和步骤解释如何从用户角度出发，明确项目需求和预期目标10.2 数据库设计介绍数据库设计的原则和方法讲解如何根据需求分析结果设计数据库模式和表结构10.3 数据库实施与测试解释数据库实施的过程和注意事项讲解数据库测试的目的和方法，以及如何评估测试效果10.4 项目维护与升级介绍数据库项目维护的内容和策略讲解数据库升级的原因和方法，以及如何处理升级过程中的问题重点和难点解析重点一：数据库基本概念和数据库系统结构数据库基本概念的掌握是理解数据库其他知识的基础。

参 考 文 献1．崔巍．数据库系统及应用．3版．北京：高等教育出版社，2012．2．孟宪虎，马雪英，邓绪斌．大型数据库管理系统技术、应用与实例分析——基于SQL Server．3版．北京：电子工业出版社，2016．3．王珊，萨师煊．数据库系统概论．5版．北京：高等教育出版社，2014．4．王珊，张俊．数据库系统概论．5版．北京：高等教育出版社，2015．5．王红，陈功平．数据库开发案例教材．北京：清华大学出版社，2013．6．高凯．数据库原理与应用．2版．北京：电子工业出版社，2016．7．马俊，袁暋．SQL Server 2012数据库管理与开发（慕课版）．北京：人民邮电出版社，2016．8．张红娟，傅婷婷．数据库原理．3版．西安：西安电子科技大学出版社，2014．9．唐好魁．数据库技术及应用．3版．北京：电子工业出版社，2015．10．郭东恩．数据库原理与应用．北京：科学出版社，2013．11．尹志宇，郭晴．数据库原理与应用教程——SQL Server．2版．北京：清华大学出版社，2015．12．何玉洁．数据库原理与应用教程．4版．北京：机械工业出版社，2017．13．Silberschatz，Korth，Sudarshan．数据库系统概念．英文精编版．6版．北京：机械工业出版社，2016．14．C. J. Date．数据库系统导论．8版．孟小峰等译．北京：机械工业出版社，2007．15．顾韵华，李含光．数据库基础教程（SQL Server 平台）．2版．北京：电子工业出版社，2014．16．Tapio Lahdenmaki，Michael Leach．数据库索引设计与优化．曹怡倩，赵建伟译．北京：电子工业出版社，2015．17．王珊，李盛恩．数据库基础与应用．2版．北京：人民邮电出版社，2014．18．杨海霞．数据库原理与设计．2版．北京：人民邮电出版社，2015．19．董志鹏，侯艳书．SQL Server 2012中文版数据库管理、应用与开发实践教程．北京：清华大学出版社，2016．20．C. J. Date．你不可不知的关系数据库理论．张大华，方帅译．北京：人民邮电出版社，2015．21．王秀英，张俊玲，籍淑丽，孙睿霞．数据库原理与应用．3版．北京：清华大学出版社，2016．22．JeffreyD.Ullman．数据库系统基础教程．3版．岳丽华译．北京：机械工业出版社，2016．299。

《数据库原理及应用》课程简介课程编码：课程性质：专业必修课程教学时数：48学时（或56学时）学分：3（或3.5学时）先修课程：《程序设计基础》、《离散数学》、数据结构与算法教学目标与内容：《数据库原理及应用》是计算机类（计算机科学与技术、软件工程、网络工程、物联网工程、信息安全、电子与计算机工程、数据科学与大数据技术、智能科学与技术）本科专业及相关信息类专业的一门专业必修课程。

课程开设目的是通过该课程的学习，使学生能较系统地了解数据库技术的发展现状，掌握数据库技术的基本概念、基本原理、基本设计技术和设计方法，具有利用现有的数据库管理系统软件、某种程序语言和开发工具进行数据库应用系统设计与开发的初步能力，培养团队协作意识，为该专业相关课程的学习、进行毕业课题设计和以后从事基于数据库技术的信息系统研究与开发等奠定良好的基础。

该课程的主要内容包括：数据库系统概述、关系运算、数据库应用系统设计方法、关系数据库语言SQL、关系数据库模式设计、Transact-SQL与存储过程、数据库管理系统体系结构与访问技术、数据库应用程序设计、数据库保护技术、新一代数据库技术。

通过该课程中关系运算和数据库设计理论的学习，有助于进一步夯实学生的计算机科学理论基础；通过对SQL Server2012数据库管理系统软件运用方法的学习和实验实践，有助于提升学生对典型系统软件组成架构的理解和应用型能力的培养；通过对数据库应用系统设计方法的系统学习和对基于某一种程序设计语言与面向某一具体应用领域的数据库应用系统（信息管理系统）的设计实践，有助于提升学生的综合实践、综合设计和综合创新能力；使学生较好地把握信息系统等应用软件系统设计中的共性问题，对于学生今后从事信息技术及相关软件系统的研究、开发与应用具有重要作用。

使用教材：李俊山，叶霞. 数据库原理及应用（SQL Server）（第4版）.清华大学出版社，2020.06.考核方式：平时成绩（20%）+ 实验成绩（20%） + 期末闭卷考试（60%）。

《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，一般的电脑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表达、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表达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。