数据库原理及应用课程授课目的、内容、方法、重点、难点及学时分配一、 课程的性质、目的与任务：1 本课程的性质：数据库原理及应用是信息管理专业开设的专业基础必修课之一。2 本课程的目的：本课程的主要目的是使学生掌握数据库的基本原理，应用规范化的方法进行数据库的开发和设计，并和具体的一种大型数据库管理系统相结合，熟练掌握数据库管理系统的管理、操作和开发方法。3 本课程的任务：通过本课程的学习，学生应能针对具体的案例进行数据调查分析、数据库逻辑结构设计、关系规范化及数据库物理结构设计，并能使用高级语言进行数据库应用程序开发。二、 基本教学要求了解数据库的基本概念、发展、结构体系及数据库新技术的发展方向等。理解数据库的安全性、完整性、并发控制及数据恢复等概念。掌握数据库的查询语言、关系理论及数据库的设计方法，掌握对数据库的安全性、完整性、并发控制及数据恢复的应用。三、 教学内容：（一）绪论4学时1、 数据库系统概述（1） 数据库的地位：数据库在信息领域的作用和地位（2） 四个基本概念：数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统四个概念及相互间的关系。（3） 据管理技术的产生和发展：数据管理技术发展的三个阶段及每个阶段的环境、特点。2、 数据模型（1） 数据模型的组成要素：数据结构、数据操作、数据的约束条件（2） 概念模型：信息世界中的基本概念、实体之间的联系、概念模型的表示方法ER图。（3） 常用数据模型：层次模型、网状模型、关系模型，每种模型从数据结构、完整性结束、数据存储、优缺点及典型的数据库系统几个方面介绍。3、 数据库系统结构数据库系统内部的模式结构：模式结构的概念、三级模式结构、二级映象功能及数据独立性4、 数据库系统的组成（1） 硬件平台：数据库平台对硬件平台的要求。（2） 软件：DBMS、操作系统、高级语言、开发工具及应用系统。（3） 人员：数据库管理员、系统分析员、数据库设计人员、程序员、最终用户。5、 数据库技术的研究领域数据库管理系统软件的研制、数据库设计及数据库理论。（二）关系数据库4学时1、关系模型概述（1） 关系数据结构：关系、二维表。（2） 关系操作集合：常用关系操作、关系操作特点、关系数据语言的种类及特点。2、 系数据结构（1） 关系：域、笛卡积、关系、基本关系性质。（2） 关系模式：关系模式、定义关系模式、关系模式与关系。3、 关系的完整性（1） 实体完整性。（2） 参照完整性：关系间的引用、外码、参照完整性规则。（3） 用户定义的完整性。4、 关系代数（1） 概述：关系运算的要素、关系代数的运算符、表记符号。（2） 传统的集合运算：并、交、差、笛卡积。（3） 专门的关系运算：选择、投影、连接、除法。5、 关系演算元组关系演算、域关系演算语言。（三）关系系统及其查询2学时1、 关系系统：关系系统的定义、分类。2、 关系系统的查询优化（1） 查询优化概述：查询优化的必要性、可能性、由DBMS进行查询优化的好处、查询优化的目标、代价模型。（2） 查询优化的必要性：对查询的几种执行策略比较。（3） 查询优化的一般准则、步骤。（四） 关系数据理论6学时1、 问题的提出（1） 关系模型的形式化定义。（2） 数据依赖：什么是数据依赖、数据依赖的类型。（3） 存在的问题：数据冗余太大、更新异常。2、 规范化（1） 函数依赖：函数依赖的定义、类型。（2） 码：候选码、主码、外部码。（3） 范式：1NF、2NF、3NF、BCNF、多值依赖及4NF。3、 数据依赖的公理系统（1） Armstrong公理系统：定义、定律、推论及证明、导出规则。（2） 函数依赖闭包：闭包、闭包的引理、求闭包的算法、函数依赖的等价。（3） 极小化：最小依赖集、依赖集极小化算法。（4）4、 关系模式的分解（1） 关系模式分解的标准：无损联接性、依赖保持性。（2） 分解算法：3NF的无损联接性、依赖保持性分解算法及BCNF范式的无损联接性算法。5、 候选关键字的求解关系模式属性的分类、候选关键字的求解算法。（五） 数据库设计8学时1、 据库设计概述（1） 数据库和信息系统（2） 数据库设计的特点：数据库设计与应用系统设计相结合、与硬件相结合、结构和行为设计相结合。2、 需求分析（1） 需求分析的任务：任务、重点、难点。（2） 需求分析的方法：调查与初步分析的用户需求、常用调查方法、进一步分析和表达用户的需求。（3） 数据字典：数据字典的用途、内容。3、 概念结构设计（1） 概念结构设计概述：什么是概念结构设计、概念结构设计的特点、描述概念模型的工具。（2） 概念结构设计的四种方法：自顶向下、自底向上、逐步扩张、混合策略。（3） 局部视图设计：数据抽象方法、选择局部应用、逐一设计局部ER图。（4） 视图集成：合并ER图、消除冲突、修改与重构、验证整体概念结构4、 逻辑结构设计（1） ER图向关系模型转换：转换内容、转换原则。（2） 数据模型的优化：确定数据依赖、数据依赖极小化、关系模式分解。（3） 设计用户子模式：考虑用户的习惯。5、 数据库的物理设计（1） 数据库物理设计的内容和方法：准备工作、数据库物理设计所需参数、设计内容。（2） 关系模式存取方法选择：索引存取方法的选择、聚簇存取方法的选择、HASH存取方法的选择。（3） 确定数据库存储结构：确定数据的存储结构和存放位置、确定系统配置（4） 评价物理结构：存取空间、时间及维护代价。6、 数据库实施（1） 定义数据库结构（2） 数据装载。（3） 编制与调试应用程序。（4） 数据库试运行。7、 数据库运行与维护数据库的转储与恢复、安全性与完整性控制、数据库性能的监督与改进、数据库的重组织与重构（六） 数据库的恢复技术2学时1、事务的概念 (1) 事务：事务的概念(2) 事务的特性：原子性、隔离性、持续性、一致性2、 常见的故障种类、恢复的实现技术 (1) 事务故障：什么是事务故障、常见原因、故障恢复(2) 系统故障：什么是系统故障、常见原因、故障恢复(3) 介质故障：什么是介质故障、常见原因、故障恢复(4) 数据转储技术：什么是转储、转储的用途及方法(5) 日志文件：日志文件的内容、用途、登记日志文件的原则3、 恢复策略 (1) 事务故障的恢复：恢复步骤(2) 系统故障的恢复：恢复步骤(3) 介质故障的恢复：恢复步骤4、具有检查点的恢复技术及数据库镜像 (1) 检查点技术(2) 利用检查点的恢复策略(3) 数据库镜像（七） 并发控制3学时1、 并发控制概述 (1) 多事务的执行方式：串行执行、交叉并行执行、同时并发执行(2) 并发操作带来的操作不一致性：丢失修改、不可重复读、读“脏”数据2、 封锁 (1) 什么是封锁(2) 基本封锁类型：排它锁、共享锁(3) 基本锁的相容矩阵3、 封锁协议：三级封锁协议 4、 并发调度的可串行性及两段封锁协议 (1) 什么样的并发操作调度是正确的：准则(2) 如何保证并发操作调度是正确的：方法(3) 两段封锁协议：协议内容、保证调度正确5、 封锁的粒度、活锁及死锁 (1) 封锁粒度：粒度、原则(2) 多粒度封锁：封锁协议(3) 意向锁：意向锁的类型、相容矩阵(4) 活锁：活锁的产生、如何避免活锁(5) 死锁：死锁的产生、如何预防及解决死锁、死锁检测（八） 数据库安全性1学时1、 计算机三类安全性问题 (1) 计算机系统三类安全性问题：技术安全类、管理安全类、政策法律类(2) 可信计算机系统评测标准2、 数据库安全性控制 (1) 用户标识与鉴别：用户名/口令、每个用户预先约定好一个计算过程或者函数(2) 存取控制：定义存取权限、检查存取权限(3) 强制存取控制：强制存取控制规则、强制存取控制的特点(4) 视图机制(5) 审计(6) 数据加密：加密方法（九） 数据库完整性1.5学时1、 完整性约束条件 (1) 完整性约束对象：列、元组、关系(2) 六类完整性约束条件2、 完整性控制 (1) DBMS完整性控制机制：定义功能、检查功能、违约反应(2) 完整性的实现：拒绝、级联、受限、置空（十） SQL SERVER 2000概述 1学时1、 SQL SERVER 2000特点 (1) SQL SERVER发展简史(2) SQL SERVER 2000新增功能2、 SQL SERVER 2000工具 (1) 服务管理器：启动、停止、暂停各种服务器(2) 企业管理器：熟悉界面(3) 查询分析器：启动、对象浏览器、编辑和执行SQL语句、使用模板（十一） SQL SERVER 2000数据类型0.5学时1、 字符数据类型：char、varchar、text2、 数值型数据类型bigint、int、tinyint、decimal、numeric、real、float3、 货币型数据类型：money、smallmoney4、 时间/日期型数据类型：datetime、smalldatetime5、 Unicode数据类型：nchar、nvarchar、ntext6、 二进制数据类型：binary、varbinary7、 图像文本数据类型：image8、 Sql_variant数据类型9、 Table数据类型10、 自定义数据类型（十二） 创建及管理数据库2学时1、 创建SQL SERVER 2000数据库（1） 使用企业管理器创建数据库（2） 使用Transact-SQL语句创建数据库2、 设置数据库选项（1） 在企业管理器中设置：访问区、故障还原区、设置区（2） 在查询分析器中设置：查看、设置数据库选项、自动选项、游标选项、恢复选项、SQL选项、状态选项3、 修改数据库（1） 更改数据库名称（2） 修改数据库文件大小：增大、减小（3） 修改数据库结构：使用企业管理器、使用alter database语句4、 删除数据库（1） 在企业管理器中删除（2） 使用Transact-SQL语句删除（十三） 表的创建和管理2学时1、 使用企业管理器创建和管理表（1） 创建表：定义数据表字段、保存表格（2） 设置约束：主键约束、唯一性约束、外键约束、CHECK约束、NULL约束和DEFAULT约束（3） 创建规则（4） 使用默认值（5） 修改数据表：更改、添加、删除字段、修改表格属性（6） 删除表2、 使用SQL语句创建和管理表（1） 使用CREATETABLE创建表（2） 创建约束：主键约束、唯一性约束、外键约束、CHECK约束、NULL约束和DEFAULT约束（3） 创建规则（4） 创建默认值（5） 使用ALTERTABLE修改表：更改、添加、删除字段、修改表格属性（6） 使用DROPTABLE删除表（十四） SQL技术3.5学