数据库系统概论电子教案

数据库系统概论教案一、教学目标1. 理解数据库系统的基本概念和组成部分。

2. 掌握数据库、数据模型、SQL语言等基本知识。

3. 了解数据库设计的原则和方法。

4. 熟悉数据库管理系统的使用和维护。

二、教学内容1. 数据库系统概述1.1 数据库的基本概念1.2 数据库系统的组成部分1.3 数据库系统的发展历程2. 数据模型2.1 概念模型2.2 关系模型2.3 面向对象模型2.4 数据模型的发展趋势3. 关系数据库3.1 关系数据库的基本概念3.2 关系运算3.3 完整性约束3.4 数据库的规范化4. SQL语言4.1 SQL概述4.2 数据定义4.3 数据操纵4.4 数据查询4.5 数据控制5. 数据库设计5.1 数据库设计原则5.2 数据库设计步骤5.3 实体-关系模型5.4 数据库范式三、教学方法1. 讲授法：讲解基本概念、原理和方法。

2. 案例分析法：分析实际案例，加深对知识点的理解。

3. 实践操作法：上机操作，熟练掌握SQL语言和数据库管理系统。

4. 小组讨论法：分组讨论，培养合作能力和解决问题的能力。

四、教学资源1. 教材：数据库系统概论2. 课件：PowerPoint3. 数据库管理系统：如MySQL、Oracle等4. 网络资源：相关论文、案例、教程等五、教学评价1. 平时成绩：课堂表现、作业、小组讨论等（30%）2. 期中考试：测试数据库系统的基本知识和应用能力（30%）3. 期末考试：综合测试数据库系统的理解和设计能力（40%）六、教学安排1. 课时：共计32课时，每课时45分钟。

2. 授课方式：课堂讲授与实践操作相结合。

3. 授课进度：第1-4课时：数据库系统概述第5-8课时：数据模型第9-12课时：关系数据库第13-16课时：SQL语言第17-20课时：数据库设计七、教学案例1. 案例一：某公司员工信息管理系统分析员工信息表的设计，掌握实体-关系模型和数据库规范化。

2. 案例二：在线书店数据库设计分析书店数据库的需求，设计商品、用户、订单等表结构。

数据库系统教案教案一: 数据库系统概述一、教学目标本节课的教学目标是使学生了解数据库系统的基本概念和特点，掌握数据库系统的组成和工作原理，以及数据库系统在实际应用中的重要性和作用。

二、教学内容1. 数据库系统的定义和特点2. 数据库系统的组成和体系结构3. 数据库系统的工作原理4. 数据库系统在实际应用中的作用三、教学方法1. 归纳法：通过归纳总结，让学生快速了解数据库系统的基本概念和特点。

2. 演示法：通过展示数据库系统的组成和体系结构，让学生直观地理解数据库系统的结构和工作原理。

3. 讨论法：通过让学生参与讨论，了解数据库系统在实际应用中的重要性和作用。

四、教学手段多媒体投影仪、计算机、数据库软件五、教学流程1. 引入（5分钟）向学生介绍数据库系统的定义和特点，引起学生对数据库系统的兴趣，激发学习的主动性。

2. 概述（10分钟）通过讲解数据库系统的定义和特点，让学生对数据库系统有一个整体的认识。

3. 组成和体系结构（20分钟）通过多媒体演示，展示数据库系统的组成和体系结构，让学生了解数据库系统的各个组成部分以及它们之间的关系。

4. 工作原理（30分钟）通过多媒体演示和实例讲解，深入讲解数据库系统的工作原理，包括数据的存储和检索过程。

5. 实际应用（15分钟）通过讨论实际应用案例，让学生了解数据库系统在各个领域的应用，如企业管理、电子商务、科学研究等。

6. 小结（10分钟）对本节课的重点内容进行总结，并提问复习，巩固学生对数据库系统的理解。

教案二: 数据库设计与规范一、教学目标本节课的教学目标是使学生了解数据库设计的基本概念和方法，掌握数据库设计的规范和原则，以及了解数据库设计在实际应用中的重要性和作用。

二、教学内容1. 数据库设计的基本概念和方法2. 数据库设计的规范和原则3. 数据库设计在实际应用中的作用三、教学方法1. 归纳法：通过归纳总结，让学生快速了解数据库设计的基本概念和方法。

2. 演示法：通过展示数据库设计的规范和原则，让学生直观地理解数据库设计的标准和要求。

数据库系统概论教案第一章：数据库基本概念1.1 数据库的发展历史1.2 数据库系统的基本组成1.3 数据模型1.4 数据库系统的体系结构第二章：关系数据库2.1 关系数据库的基本概念2.2 关系代数2.3 SQL语言2.4 关系数据库的设计与规范化第三章：数据库设计3.1 需求分析3.2 概念设计3.3 逻辑设计3.4 物理设计3.5 数据库设计工具第四章：数据库管理系统的功能与组成4.1 数据库管理系统的功能4.2 数据库管理系统的组成4.3 数据库安全与保护4.4 数据库性能优化第五章：数据库发展新技术5.1 分布式数据库5.2 并行数据库5.3 数据仓库与数据挖掘5.4 云计算与大数据技术第六章：关系数据库的扩展6.1 实体-关系模型与ER图6.2 关系数据库的扩充语法6.3 高级SQL特性6.4 数据库触发器和存储过程第七章：数据库性能优化7.1 查询优化概述7.2 查询优化技术7.3 索引设计与优化7.4 数据库性能监控与调整第八章：数据库安全与保护8.1 数据库安全概述8.2 访问控制与身份认证8.3 数据加密与完整性约束8.4 审计与数据备份恢复第九章：事务管理9.1 事务的基本概念9.2 事务的性质与分类9.3 并发控制9.4 事务的并发控制方法9.5 事务恢复第十章：分布式数据库系统10.1 分布式数据库系统概述10.2 分布式数据库系统的结构与分类10.3 分布式数据库的数据一致性与复制10.4 分布式数据库的查询处理与事务管理10.5 分布式数据库系统的实现技术第十一章：数据仓库与数据挖掘11.1 数据仓库的基本概念11.2 数据仓库的架构与设计11.3 联机分析处理（OLAP）11.4 数据挖掘技术与应用第十二章：大数据技术基础12.1 大数据的定义与特征12.2 大数据处理技术12.3 分布式文件系统与存储12.4 大数据分析技术与应用第十三章：云计算与数据库13.1 云计算基本概念13.2 云计算服务模型与架构13.3 云计算环境下的数据库服务13.4 云计算数据库的挑战与解决方案第十四章：数据库系统的应用案例14.1 企业级数据库应用案例14.2 云计算与大数据驱动的数据库应用14.3 移动与物联网数据库应用案例14.4 数据库在其他领域的应用实例第十五章：数据库系统的未来发展趋势15.1 数据库技术发展趋势概述15.2 新型数据库技术探讨15.3 数据库系统在领域的应用15.4 数据库系统的可持续发展策略重点和难点解析本文教案涵盖了数据库系统概论的主要知识点，重点包括数据库的基本概念、关系数据库、数据库设计、数据库管理系统的功能与组成、数据库发展新技术、关系数据库的扩展、数据库性能优化、数据库安全与保护、事务管理、分布式数据库系统、数据仓库与数据挖掘、大数据技术基础、云计算与数据库、数据库系统的应用案例以及数据库系统的未来发展趋势。

数据库系统概论教案第一章：数据库基础知识1.1 数据库概念介绍数据库的定义、发展历程和分类解释数据、信息、知识与数据之间的关系1.2 数据模型介绍实体-联系模型、关系模型、层次模型和网状模型等解释数据模型的概念和作用1.3 数据库系统的结构介绍数据库系统的三级模式结构：外模式、模式和内模式解释数据库管理系统(DBMS)的概念和功能第二章：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、元组和域解释关系代数和元组关系演算的概念2.2 关系的完整性约束介绍实体完整性、参照完整性和用户定义完整性解释完整性约束的作用和意义2.3 数据库设计介绍需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计等阶段解释数据库设计的方法和步骤第三章：SQL语言3.1 SQL概述介绍SQL语言的概念、特点和应用范围解释SQL语言的基本语法和操作3.2 数据定义语言介绍创建表、修改表和删除表的SQL语句解释数据类型、主键、外键和索引的概念3.3 数据操纵语言介绍插入、删除、更新和查询数据的SQL语句解释聚合函数、分组和排序等概念第四章：数据库查询优化4.1 查询优化概述介绍查询优化的目的和重要性解释查询优化的方法和策略4.2 查询优化技术介绍基于规则的优化和基于成本的优化等方法解释查询优化中的代价估算和执行计划等概念4.3 索引和查询优化介绍索引的概念、分类和作用解释索引的创建、维护和优化策略第五章：事务管理5.1 事务概念介绍事务的定义、属性（ACID）和类型解释事务的作用和意义5.2 事务管理机制介绍并发控制和一致性维护的机制解释锁定、死锁和事务隔离级别等概念5.3 事务编程介绍使用编程语言实现事务的方法解释事务的提交、回滚和恢复等操作第六章：数据库安全与保护6.1 数据库安全概述介绍数据库安全的重要性解释数据库安全策略和威胁类型6.2 访问控制介绍自主访问控制（DAC）和强制访问控制（MAC）解释角色Based 访问控制（RBAC）和属性基访问控制（ABAC）6.3 加密技术介绍对称加密和非对称加密的概念解释哈希函数和数字签名在数据库安全中的应用第七章：数据库备份与恢复7.1 备份策略介绍完全备份、差异备份和增量备份等备份策略解释备份的频率和时间点选择7.2 恢复机制介绍恢复基点和恢复策略解释使用备份文件进行数据恢复的步骤和注意事项7.3 灾难恢复介绍灾难恢复计划和数据中心的地理位置选择解释镜像站点和负载均衡在灾难恢复中的应用第八章：数据库性能调优8.1 性能调优概述介绍性能调优的目标和重要性解释性能调优的方法和策略8.2 查询优化介绍查询优化的方法和工具解释如何使用查询分析器分析查询执行计划8.3 系统参数调优介绍数据库系统参数的概念和作用解释如何调整系统参数以提高数据库性能第九章：分布式数据库系统9.1 分布式数据库概念介绍分布式数据库的定义和特点解释分布式数据库系统的架构和组件9.2 数据分布策略介绍垂直分区和水平分区的概念解释数据本地化和数据复制在分布式数据库中的应用9.3 分布式查询处理介绍分布式查询处理的挑战和解决方案解释分布式查询优化和数据一致性维护的策略第十章：数据库新技术与发展趋势10.1 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解释云数据库服务的特点和优势10.2 大数据与数据库介绍大数据的概念和数据库在大数据处理中的应用解释NoSQL数据库和NewSQL数据库的特点和优势10.3 与数据库介绍的概念和数据库在中的应用解释数据库智能化和自动化查询推荐的概念重点和难点解析重点环节一：关系模型的基本概念和关系代数、元组关系演算补充和说明：关系模型是数据库理论的核心，掌握关系模型的基本概念是理解数据库操作的基础。

第8章数据库设计教学目的：本章要紧讨论数据库设计的方式和步骤，通过实例，详细介绍了数据库设计各个时期的目标、方式、应注意的事项。

教学重点：一、概念结构的设计二、逻辑结构的设计教学难点：一、概念结构的设计二、逻辑结构的设计数据库设计概述教学目的：使学生把握数据库设计的大体概念和步骤。

教学重点：数据库设计的方式和步骤教学难点：数据库设计的方式和步骤教学内容：数据库设计是指关于一个给定的应用环境，构造最优的数据库模式，成立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储数据，知足各类用户的应用需求（信息要求和处置要求）。

8.1.1 数据库和信息系统一、信息系统是提供信息，辅助人们对环境进行操纵和进行决策的系统。

二、数据库是信息系统的核心和基础。

它把信息系统中大量的数据按必然的模型组织起来，提供存储，保护，检索数据的功能，使信息系统能够方便，及时，准确地从数据库中取得所需的信息。

3、关于从事数据库设计的专业人员来讲，应该具有多方面的技术和知识。

要紧有：●数据库的大体知识和数据库设计技术；●运算机科学的基础知识和程序设计的方式和技术；●软件工程的原理和方式；●应用领域的知识。

8.1.2 数据库设计的特点1. 数据库建设是硬件，软件和干件的结合。

2. 要把结构（数据）设计和行为（处置）设计紧密结合起来。

8.1.3 数据库设计方式简述1. 新奥尔良（New Orleans）方式。

它将数据库设计分为四个时期：需求分析（分析用户要求）概念设计（信息分析和概念）逻辑设计（设计实现）物理设计（物理数据库设计）。

2. 基于E-R模型的数据库设计方式3. 基于3NF（第三范式）的设计方式4. 基于抽象语法标准的设计方式5. 数据库设计工具：运算机辅助软件工程（Computer Aided Software Engineering,简称CASE）8.1.4 数据库设计的大体步骤分为六个时期●需求分析●概念结构设计●逻辑结构设计●物理结构设计●数据库实施●数据库运行和保护1. 需求分析时期：进行数据库设计第一必需准确了解与分析用户需求（包括数据与处置）2. 概念结构设计时期：概念结构设计是整个数据库设计的关键，主若是E—R图的绘制。

3 数据库技术的产生与发展人工管理阶段(40年代中--50年代中)：✦应用需求：科学计算✦硬件：无直接存取存储设备✦软件：无通用的操作系统✦处理方式：批处理✦数据管理者：应用程序，数据不保存。

✦数据面向的对象：某一应用程序。

✦数据共享程度：无共享、冗余度极大。

✦数据独立性：不独立，完全依赖于程序。

✦数据结构化：无结构。

✦数据控制能力：应用程序自己控制。

人工管理阶段应用程序与数据的对应关系文件系统阶段(50年代末--60年代中)✦应用需求：科学计算、数据处理✦硬件：出现磁盘、磁鼓等✦软件：操作系统、高级语言✦处理方式：批处理、共享的实时处理方式✦数据管理者：文件系统，数据长期保存。

✦数据面向的对象：某一应用程序。

✦数据共享程度：共享性差、冗余度大。

✦数据结构化：记录内有结构,整体无结构。

✦数据独立性：逻辑结构改变须修改应用程序。

✦数据控制能力：应用程序自己控制。

文件管理阶段应用程序与数据的对应关系数据库系统阶段(60年代末以来)✦应用需求：大规模管理✦硬件：出现大容量磁盘、磁盘阵列✦软件：数据库管理系统✦处理方式：联机实时处理、分布处理和批处理✦数据管理者：DBMS✦数据面向的对象：整个系统✦数据高度结构化：数据库与文件系统的根本区别✦数据的共享性高，冗余度低，易扩充✦数据的独立性高：物理独立性和逻辑独立性✦数据控制能力：由DBMS统一管理和控制数据库管理阶段应用程序与数据的对应关系数据库系统的特点：1、数据结构化数据库系统：实现整体数据的结构化，这是数据库系统与文件系统的本质区别。

文件系统：文件由记录组成，文件内部有结构，文件之间无结构。

数据库系统：数据之间整体有结构，是一个有机的整体。

2、数据的共享性高，冗余度低，易扩充数据库系统从整体角度来组织存储数据，数据不只是面向某一个应用，而是面向整个系统，因此具有很高的共享性。

共享数据带来了低冗余性，也能避免数据之间的不相容性和不一致性。

数据共享使得应用可以应需要而增加，容易扩充3、数据独立性高◆物理独立性：是指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中的数据时相互独立的。

《数据库系统原理》教案第一章数据库概论1.1 引言1.1.1数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统1、数据（data）* 高级语言的数据,如PASCAL语言中各种类型数据(常量、变量)：integer，real，char，record，file，……（着重文件类型数据说明）* 定义：1）数据是描述事物的符号记录，2）数据与其语义是不可分的，需要经过语义解释。

2、数据库（database，简称DB）*定义：数据库是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的数据集合。

数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度，较高的数据独立性和易扩展性，并为各种用户共享。

（P1）*目前流行数据库的数据模型：关系模型，数据结构为表。

*数据库的存储：若干表一个库，一张表一个库（文件系统为一个文件一个库）*对数据库的操作：在数据库管理系统的支持下，可进行数据查询（select）、数据定义(create drop alter)、数据操纵(insert update delete)、数据控制(grant revoke)3) 从定义上数据库与文件比较：对照数据库说明：长期存储在计算机内、有组织的（组织简单）、可共享（共享性差）的数据集合。

冗余度大，数据独立性低。

3、数据库管理系统（database management system ,简称DBMS）（P7）*定义（功能解释）：DBMS在数据库建立、运用和维护时对数据库进行统一控制，以保证数据的完整性、安全性，并在多用户同时使用数据库时进行并发控制，在发生故障后对系统进行恢复。

*对照文件系统：提供的操作简单，主要包括：建立文件、删除文件、读元素、写元素、打开文件、关闭文件等。

*用户与文件系统及数据库的接口：文件系统：系统调用数据库管理系统：SQL（数据查询、数据定义、数据操纵、数据控制）。

4、数据库系统：*是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成，一般由数据库、数据库管理系统（及其应用开发工具）、应用系统、数据库管理员和用户构成。

数据库系统概论教案第一章：数据库基本概念1.1 数据库的定义与发展历程理解数据库的概念了解数据库的发展历程1.2 数据与信息理解数据与信息的关系掌握数据的分类1.3 数据模型理解数据模型的概念掌握常见数据模型的特点与应用场景第二章：关系数据库理论2.1 关系代数理解关系代数的基本运算掌握关系代数的应用实例2.2 关系数据库的规范化理解规范化理论的基本概念掌握范式的判断与转换方法2.3 数据库设计原则理解数据库设计的原则掌握数据库设计的方法与步骤第三章：SQL语言及其应用3.1 SQL基本语法掌握SQL语言的基本语法理解SQL语言的执行过程3.2 数据定义语言掌握数据定义语言（DDL）的基本命令熟悉数据库表的创建、修改与删除操作3.3 数据操纵语言掌握数据操纵语言（DML）的基本命令熟悉数据的插入、更新与删除操作第四章：数据库管理系统的功能与结构4.1 数据库管理系统的功能理解数据库管理系统的功能熟悉数据库管理系统的常见功能模块4.2 数据库管理系统的结构理解数据库管理系统的结构掌握数据库管理系统的常见架构4.3 数据库安全与保护理解数据库安全与保护的重要性掌握数据库安全与保护的方法第五章：数据库系统的发展趋势5.1 分布式数据库系统理解分布式数据库系统的概念与特点掌握分布式数据库系统的应用场景5.2 面向对象数据库系统理解面向对象数据库系统的概念与特点掌握面向对象数据库系统的应用场景5.3 云计算与大数据技术理解云计算与大数据技术的基本概念掌握云计算与大数据技术在数据库领域的应用第六章：关系数据库系统6.1 关系数据库管理系统理解关系数据库管理系统的概念与特点掌握关系数据库管理系统的选型与实施方法6.2 事务管理理解事务的概念与属性掌握事务管理的方法与技术6.3 数据库并发控制理解并发控制的重要性掌握并发控制的方法与技术第七章：数据库性能优化7.1 查询优化理解查询优化的目的与方法掌握查询优化的技术7.2 数据库性能监控理解数据库性能监控的重要性掌握数据库性能监控的方法与工具7.3 数据库性能调优理解数据库性能调优的方法与技巧掌握数据库性能调优的实践案例第八章：数据库备份与恢复8.1 数据库备份策略理解数据库备份的目的与方法掌握数据库备份的策略与实施步骤8.2 数据库恢复机制理解数据库恢复的概念与方法掌握数据库恢复的实施步骤8.3 灾难恢复计划理解灾难恢复计划的重要性掌握灾难恢复计划的制定与实施方法第九章：数据库安全与保护9.1 数据库安全策略理解数据库安全的目的与方法掌握数据库安全的策略与实施步骤9.2 用户管理与权限控制理解用户管理与权限控制的概念与方法掌握用户管理与权限控制的技术9.3 加密与认证技术理解加密与认证的目的与方法掌握加密与认证的技术与实践案例第十章：数据库系统设计与实施10.1 数据库系统需求分析理解需求分析的重要性与方法掌握需求分析的实践案例10.2 数据库系统设计理解数据库系统设计的方法与步骤掌握数据库系统设计的实践案例10.3 数据库系统实施与部署理解数据库系统实施与部署的方法与步骤掌握数据库系统实施与部署的实践案例第十一章：NoSQL数据库系统11.1 NoSQL数据库概述理解NoSQL数据库的概念与特点掌握NoSQL数据库的分类与代表产品11.2 关系型与NoSQL数据库的对比理解关系型与NoSQL数据库的差异掌握关系型与NoSQL数据库的选择与应用场景11.3 NoSQL数据库的使用案例理解NoSQL数据库在实际应用中的优势掌握NoSQL数据库在特定场景下的使用案例第十二章：新型数据库技术12.1 新型数据库技术概述理解新型数据库技术的发展趋势掌握新型数据库技术的关键特点12.2 内存数据库技术理解内存数据库的概念与优势掌握内存数据库技术的应用与实现12.3 时间序列数据库技术理解时间序列数据库的概念与特点掌握时间序列数据库技术的应用与实现第十三章：数据库系统的未来发展13.1 数据库技术发展趋势理解数据库技术的发展趋势掌握数据库技术未来的发展方向13.2 数据库系统的创新应用理解数据库系统在新技术领域的应用掌握数据库系统在创新应用中的实践案例13.3 数据库系统的教育与培训理解数据库系统教育的重要性掌握数据库系统培训的方法与内容第十四章：数据库系统项目管理与团队协作14.1 数据库系统项目管理理解数据库系统项目管理的概念与方法掌握数据库系统项目管理的实践案例14.2 数据库系统团队协作理解团队协作的重要性与方法掌握数据库系统团队协作的实践案例14.3 沟通与协调技巧理解沟通与协调的重要性掌握沟通与协调的技巧与实践案例第十五章：实战案例分析与研究15.1 数据库系统实战案例分析分析实际数据库系统项目案例理解数据库系统在实际项目中的应用与挑战15.2 数据库系统研究方法理解数据库系统研究的方法与步骤掌握数据库系统研究的实践案例15.3 数据库系统技术前沿探索探索数据库系统技术的前沿领域掌握数据库系统技术的研究动态与趋势重点和难点解析本文主要介绍了数据库系统概论的教案，内容涵盖了数据库基本概念、关系数据库理论、SQL语言及其应用、数据库管理系统的功能与结构、数据库系统的发展趋势、关系数据库系统、数据库性能优化、数据库备份与恢复、数据库安全与保护、数据库系统设计与实施、NoSQL数据库系统、新型数据库技术、数据库系统的未来发展、数据库系统项目管理与团队协作以及实战案例分析与研究等十五个章节。