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1 C223CC: 数据库系统 课程描述 0 课程基本信息 课程编号 : C223CC 课程名称 : 数据库系统英文名称 : Database System 英文简称 : DBS 预备课程 : 数据结构与算法授课时间 : 二年级第二学期时间分配 : 课堂教学 (48 课时 )+ 实验安排 (48 课时 )+ 课后作业与阅读 (48 课时 ) 学分数 : 3 1 课程简介 本课程是软件工程专业的专业核心课程 主要内容包括数据库系统的基本概念 数据建模 关系数据库 数据库查询语言 关系数据库设计和事务处理等 通过本门课程的学习, 可以让学生掌握数据库的基本概念 理论 方法与技术, 培养学生设计 实施 操作 管理和维护一个具体的数据库应用系统的能力 2 教材与参考资料 2.1 教材与指定阅读材料 1) Patrick O Neil, Elizabeth O Neil, Database Principles, Programming, and Performance (Second Edition), 高等教育出版社, 参考资料 1) Hector Garcia-Molina, Jeffrey D. Ullman, Jennifer Widom. Database System Implementation, 机械工业出版社 2) Abraham Silberschatz, Henry F.Korth, S. Sudarshan. Database System Concepts (Third Edition), 机械工业出版社 3 教学目标 通过本课程的学习, 学生应该能够 : 1) 建立初步的数据库应用系统开发的概念, 能够在应用软件开发中熟练使用数据库技术 ; 2) 了解数据库领域内的一些专用名词术语, 了解数据库系统的基本概念 体系结构及其发 展简史 ; 3) 掌握关系数据库系统的基本数学理论 关系代数 ; 4) 掌握数据库技术的基本理论 数据模型, 学会使用实体 - 关系模型设计数据库系统的概 念数据模型, 掌握从实体 - 关系模型到关系逻辑数据模型的转换规则 ; 5) 掌握关系数据库的设计理论 关系规范化理论 ; 6) 掌握交互式 SQL 语言, 能够建立和访问关系数据库中的数据 ; 7) 掌握数据库的事务处理方法, 能够定义系统的数据完整性和访问控制要求 附录 B 第 58 页

2 4 相关知识体系 编号 描述 k, c, a E, D, O 学时 CSE-IM.hao.0 历史与概述 1 CSE-IM.hao.1 指明数据库系统产生的一些原因 c E * CSE-IM.hao.2 讲述一些对数据库系统领域有贡献和影响的 * k O 人物 CSE-IM.hao.3 解释数据库系统在软件工程中的目的和角色 k O * CSE-IM.dbs.0 数据库系统 1 CSE-IM.dbs.1 数据库系统简介 c E * CSE-IM.dbs.2 数据库系统的组件 c E * CSE-IM.dbs.3 DBMS 功能 c E * CSE-IM.dbs.4 数据库的体系结构和数据完整性 c E * CSE-IM.dbs.5 数据库查询语言概述 c E * SEF-MA.md.0 建模基础 2 SEF-MA.md.1 数学建模原理 c E 1 SEF-MA.md.3 数学建模和规范语言 c E 1 SEF-MA.tm.0 模型类型 1 SEF-MA.tm.1 信息建模 ( 例如实体 - 关系建模 类图等 ) a E 1 CSE-IM.dml.0 数据建模 3 CSE-IM.dml.1 数据模型 c E * CSE-IM.dml.2 概念模型 ( 如 : 实体 - 关系模型 UML) c E * CSE-IM.dml.3 面向对象模型 ( 语义对象模型 ) c D 1 CSE-IM.dml.4 关系数据模型 c E 1 CSE-IM.rdb.0 关系数据库 10 CSE-IM.rdb.1 概念模式映射为关系模式 c E 1 CSE-IM.rdb.2 实体完整性与参照完整性 c E 1 CSE-IM.rdb.3 关系代数 c E 6 CSE-IM.rdb.4 关系演算 c O 2 CSE-IM.sql.0 数据库查询语言 15 CSE-IM.sql.1 数据库查询语言概述 (DDL DML DCL) k E 2 CSE-IM.sql.2 SQL: 数据访问 a E 4 CSE-IM.sql.3 SQL: 数据定义 a E 1 CSE-IM.sql.4 SQL: 存取控制 a E 1 CSE-IM.sql.5 对象关系 SQL a E 3 CSE-IM.sql.6 嵌入式 SQL c E 2 CSE-IM.sql.7 查询优化策略 c O 1 CSE-IM.sql.8 QBE 和第 4 代环境 c O 1 CSE-IM.rdd.0 关系数据库设计 6 CSE-IM.rdd.1 数据库设计的概念 k E 1 CSE-IM.rdd.2 函数依赖与范式 (1NF 2NF 3NF BCNF) c E 3 CSE-IM.rdd.3 用多值依赖作规范化 (4NF) c O 1 CSE-IM.rdd.4 用连接依赖作规范化 ( 投影 - 连接范式 ) c E 1 CSE-IM.trp.0 事务处理 6 CSE-IM.trp.1 事务处理 c E 2 CSE-IM.trp.2 故障和恢复 c E 2 附录 B 第 59 页

3 CSE-IM.trp.3 并发控制 c E 2 CSE-IM.pdd.0 物理数据库设计 3 CSE-IM.pdd.1 存储结构和文件结构 k O * CSE-IM.pdd.2 索引结构 ( 顺序文件上的索引 辅助索引 ) k O * CSE-IM.pdd.3 B 树 c D 1 CSE-IM.pdd.4 散列表 k D 1 CSE-IM.pdd.5 签名文件 c O * CSE-IM.pdd.6 稠密索引文件 c D * CSE-IM.pdd.7 变长记录文件 c D * CSE-IM.pdd.8 数据库效率和协调 c D * STP-DB.oracle.0 Oracle 数据库系统 10 STP-DB.oracle.1 Oracle 系统使用 a E 2 STP-DB.oracle.2 Oracle 系统管理与维护 配置 a E 6 STP-DB.oracle.3 基于 Oracle 系统的编程 a E 2 STP-DB.sql.0 SQL Server 数据库系统 10 STP-DB.sql.1 SQL Server 系统使用 a O 2 STP-DB.sql.2 SQL Server 系统管理与维护 配置 a O 6 STP-DB.sql.3 基于 SQL Server 系统的编程 a O 2 STP-DB.db2.0 DB2 数据库系统 10 STP-DB.db2.1 DB2 系统使用 a D 2 STP-DB.db2.2 DB2 系统管理与维护 配置 a D 6 STP-DB.db2.3 基于 DB2 系统的编程 a D 2 STP-DB.sybase.0 Sybase 数据库系统 10 STP-DB.sybase.1 Sybase 系统使用 a O 2 STP-DB.sybase.2 Sybase 系统管理与维护 配置 a O 6 STP-DB.sybase.3 基于 Sybase 系统的编程 a O 2 STP-DB.dbp.0 数据库编程接口 4 STP-DB.dbp.1 ODBC 编程接口 a E 2 STP-DB.dbp.2 JDBC 编程接口 a E 2 5 教学补充事项 5.1 对前驱课程的教学需求通过 数据结构与算法 课程掌握常用的数据结构, 重点是 B 树和 Hash 表 5.2 本课程的教学考虑侧重于数据库理论特别是关系数据库的基本理论的学习, 通过本门课程的学习, 使学生能够掌握数据库技术的基本概念 关系数据库的基本理论和应用技术 5.3 对后续课程的教学建议无 6 教学计划 序号主题内容课时相关知识体数据库系概念 : 数据库 数据库管理系统 数据库系统 CSE-IM.hao.1~3 1 2 统概述的用户与体系结构 ; 数据库系统的发展历史 CSE-IM.dbs.1~5 2 关系模型建模基础 ; 表 行 列 表头 数据库 ; 关系 5 SEF-MA.md.1 附录 B 第 60 页

4 的基本概念 3 关系代数 SQL 查询语言 8 范式 9 10 对象 - 关系 SQL 访问数据库的程序 实体 - 关系模型 完整性 视图 安全性和目录数据库存储与索引 11 更新事务 模型的规则 基本操作 ; 集合运算 : 并 交 差 乘积 ; 关系操作 : 投影 选择 除法 ; 关系代数的操作示例 ; 其他关系运算 : 外连接操作 左 / 右外连接操作 θ 连接操作 SQL 历史 ;SQL 中的数据类型 ; 简单选择声明 ; 子查询 ; 简单选择语句的示例 ;SQL 中的集合函数 ;Insert Update 和 Delete 语句对象 - 关系数据数据库简介 ;ORACLE 中的对象类型 ; 对象类型的操作交互式 SQL 与嵌入式 SQL; 使用 ESQL 的简单程序 ; 用游标选择多个行 ; 条件处理 ; 使用游标进行删除或更新 ; 事务的概念和语句 ; 其他 : 动态 SQL 和可滚动的游标实体 - 关系模型与 E-R 图简介 ;E-R 模型到关系的转换规则 ; 其他 E-R 概念 : 属性的基数 弱实体 层次的广义化 ; 数据库设计的案例分析范式的基础 ; 函数依赖 :Armstrong 公理 ; 范式过程 : 无损分解 ; 范式 :2NF 3NF BCNF; 函数依赖保持 ; 一个获得 3NF 方式的分解算法 创建语句的完整性约束 : 建立视图 ; 安全 : SQL 中的 Grant 语句 ; 系统目录与模式 索引的概念 ; 数据库存储 ;B- 树索引结构, 聚簇索引与非聚簇索引,Hash 索引事务的定义 : 可串行化与前驱图 ; 两阶段锁的定义 ; 事务恢复 : 日志 SEF-MA.md.3 CSE-IM.dml.1 CSE-IM.dml.4 CSE-IM.rdb.2 6 CSE-IM.rdb.3 6 CSE-IM.sql.1~2 3 CSE-IM.sql CSE-IM.sql.6 CSE-IM.trp.1 CSE-IM.rdd.1 CSE-IM.dml.2 CSE-IM.rdb.1 SEF-MA.tm.1 CSE-IM.rdd.2 CSE-IM.rdd.4 CSE-IM.sql.3~4 CSE-IM.rdb.2 3 CSE-IM.pdd 5 CSE-IM.trp.1~3 7 实验 7.1 实验目标 1) 了解常用的商用数据库管理系统的安装 启动和关闭 ; 2) 掌握数据库的创建 管理和使用方法 ; 3) 巩固关于 SQL 语言的课堂学习效果 ; 4) 了解常用的数据库应用系统的开发方法和数据库的访问方式 7.2 实验内容实验一 : 商用数据库管理系统的安装 启动和使用 ; 实验二 : 使用 SQL 中的数据定义命令创建数据库 ; 实验三 : 使用交互式 SQL 进行数据访问, 并了解数据库中的事务概念 ; 实验四 : 数据库的授权管理及其验证 ; 实验五 : 小型数据库应用程序的开发 附录 B 第 61 页

5 7.3 指导方式总体教学由教师负责 实验部分由教师进行实验理论教学, 助教负责具体现场指导 8 课后作业 课后作业应该包含 : 1) 关系代数的应用 : 能够正确的使用关系代数表达式表示关系模型上的数据访问 ; 2) SQL 的应用 : 能够正确的使用交互式 SQL 语言描述关系数据库中的数据访问 ; 3) 数据库设计 : 能够正确地设计出数据库的概念数据模型 (E-R 模型,E-R 图 ), 并将其转换成关系数据模型 ; 4) 规范化设计 : 能够正确地识别关系模式中的函数依赖关系, 并通过模式分解实现关系的规范化 9 评分体系 笔试 60%+ 实验 30%+ 课后作业 10% 附录 B 第 62 页

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