《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》課程教學(xué)大綱

《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》教學(xué)大綱課程名稱：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論英文名稱：IntroductionofDatabaseSystem課程編號：2121學(xué)分：3總學(xué)時/課內(nèi)實踐學(xué)時：48/8課程性質(zhì)：必修課程開課單位：信息與電氣工程學(xué)院適應(yīng)對象：數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)一、課程簡介《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》是數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)核心課。本課程主要介紹數(shù)據(jù)庫的基本理論和應(yīng)用，不僅需要學(xué)生掌握數(shù)據(jù)庫原理知識，對于動手實踐能力要求也高。本課程重點講授數(shù)據(jù)模型、關(guān)系代數(shù)、結(jié)構(gòu)化查詢語言、關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論及數(shù)據(jù)庫設(shè)計理論等基本理論知識，使學(xué)生逐步具有開發(fā)和設(shè)計數(shù)據(jù)庫的能力，同時拓展講述當(dāng)前主流的ORM技術(shù)，為后續(xù)的大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)課程打下良好的數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)。本課程的教學(xué)任務(wù)：1．掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念和體系架構(gòu)。2．掌握關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、關(guān)系操作、關(guān)系代數(shù)等基本概念。3．掌握結(jié)構(gòu)化查詢語言的方法、使用，能夠熟練對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行增刪改查；熟練掌握視圖和索引的使用方法。4．掌握數(shù)據(jù)庫安全、完整性約束和規(guī)范化理論。5.對象關(guān)系映射模型的原理及應(yīng)用6.能夠綜合運用數(shù)據(jù)庫設(shè)計方法進行完整的數(shù)據(jù)庫設(shè)計與實現(xiàn)。本課程是全覆蓋的專業(yè)必修課程，在大學(xué)二年級開設(shè)。前驅(qū)課程包括離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和一定的編程能力，能夠為后續(xù)系統(tǒng)設(shè)計、開發(fā)奠定數(shù)據(jù)庫設(shè)計基礎(chǔ)。二、課程目標目標1：掌握數(shù)據(jù)庫原理的基本概念、關(guān)系代數(shù)、完整性約束、工程規(guī)范化理論，深入理解數(shù)據(jù)模型。目標2：熟練掌握SQL語法和MySQL的使用，能夠結(jié)合其他高級語言進行大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的初步開發(fā)。目標3：熟練完整性約束規(guī)則和規(guī)范化理論，能夠針對實際問題進行數(shù)據(jù)庫設(shè)計。三、課程教學(xué)目標與畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系本課程的課程目標對數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)畢業(yè)要求指標點的支撐情況如表1所示：表1課程目標與畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求指標點課程教學(xué)目標1.工程知識應(yīng)用能力：具有扎實的數(shù)學(xué)與自然科學(xué)知識和工程基礎(chǔ)，系統(tǒng)地掌握數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)領(lǐng)域的基本理論、基礎(chǔ)知識，并綜合運用所學(xué)知識解決復(fù)雜工程問題。1-3能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的專業(yè)知識用于復(fù)雜工程問題的推演、分析和計算目標13.設(shè)計/開發(fā)解決方案能力：能夠設(shè)計出大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題的解決方案，具有數(shù)據(jù)采集、處理、分析、挖掘的能力，并能夠在設(shè)計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等多維度協(xié)同發(fā)展因素。3-1掌握大數(shù)據(jù)工程設(shè)計和產(chǎn)品開發(fā)全周期、全流程的基本設(shè)計/開發(fā)方法和技術(shù)，了解影響設(shè)計目標和技術(shù)方案的各種因素目標24.工程技術(shù)研究能力：能夠基于數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)原理并采用科學(xué)方法對大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題進行研究，包括設(shè)計實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。4-2能夠針對智能信息系統(tǒng)設(shè)計、大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用等大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題設(shè)計實驗方案、構(gòu)建實驗系統(tǒng)和測試平臺、獲得實驗結(jié)果目標3課程教學(xué)安排課程共有8項教學(xué)內(nèi)容，具體安排如下。表2：課程教學(xué)安排表序號教學(xué)內(nèi)容思政元素課堂教學(xué)學(xué)時實驗/實踐教學(xué)學(xué)時學(xué)時小計1數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感、民族自豪感。222關(guān)系數(shù)據(jù)庫嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和精益求精的工匠精神443關(guān)系數(shù)據(jù)庫標準語言82104數(shù)據(jù)庫安全性225數(shù)據(jù)庫完整性226關(guān)系數(shù)據(jù)理論447數(shù)據(jù)庫設(shè)計6288關(guān)系查詢處理和查詢優(yōu)化449MySQL數(shù)據(jù)庫應(yīng)用8412合計40848教學(xué)內(nèi)容及要求1．?dāng)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述（支撐教學(xué)目標1）1)引言2)數(shù)據(jù)模型3)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)4)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成了解數(shù)據(jù)庫的發(fā)展歷史和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等基本概念，掌握數(shù)據(jù)模型以及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成。重點：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。難點：數(shù)據(jù)模型。思政元素：通過案例教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感、民族自豪感。2．關(guān)系數(shù)據(jù)庫（支撐教學(xué)目標1）1)關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義2)關(guān)系操作3)關(guān)系的完整性4)關(guān)系代數(shù)了解關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及形式化定義，掌握關(guān)系操作的方法，以及關(guān)系的完整性約束和關(guān)系代數(shù)理論。重點：關(guān)系操作和關(guān)系完整性約束。難點：關(guān)系代數(shù)。思政元素：通過案例資料，培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和精益求精的工匠精神。3．關(guān)系數(shù)據(jù)庫標準語言SQL1)SQL概述2)數(shù)據(jù)定義3)數(shù)據(jù)查詢4)數(shù)據(jù)更新5)空值的處理6)視圖了解SQL語言的歷史，熟悉數(shù)據(jù)定義的方法，熟練掌握各種數(shù)據(jù)庫查詢方法，掌握數(shù)據(jù)更新和視圖的應(yīng)用。重點：數(shù)據(jù)查詢。難點：嵌套查詢、連接查詢和視圖。4．?dāng)?shù)據(jù)庫安全性1)數(shù)據(jù)庫安全性概述2)數(shù)據(jù)庫安全性控制方法了解數(shù)據(jù)庫安全的重要性，掌握常見的數(shù)據(jù)庫安全控制方法。重點：數(shù)據(jù)庫安全性控制方法。難點：存取控制。5．?dāng)?shù)據(jù)庫完整性1)實體完整性2)參照完整性3)用戶定義的完整性4)完整性約束命名子句、斷言5)觸發(fā)器了解數(shù)據(jù)庫完整性的基本概念，掌握數(shù)據(jù)庫完整性約束三要素，掌握觸發(fā)器的原理和使用。重點：數(shù)據(jù)庫完整性約束三要素。難點：數(shù)據(jù)庫完整性約束和觸發(fā)器。6．關(guān)系數(shù)據(jù)理論1)問題的提出2)規(guī)范化3)數(shù)據(jù)依賴的公理系統(tǒng)了解關(guān)系數(shù)據(jù)理論基本概念，掌握范式的規(guī)范化方法，了解數(shù)據(jù)依賴的公理系統(tǒng)。重點：數(shù)據(jù)依賴和范式。難點：常見范式的規(guī)范化。7．?dāng)?shù)據(jù)庫設(shè)計1)數(shù)據(jù)庫設(shè)計概述2)需求分析3)概念結(jié)構(gòu)設(shè)計4)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計5)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計6)數(shù)據(jù)庫的實施和維護7)數(shù)據(jù)庫設(shè)計掌握數(shù)據(jù)庫設(shè)計的一般步驟，熟練掌握概念結(jié)構(gòu)設(shè)計和邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計方法。重點：概念結(jié)構(gòu)設(shè)計和邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計。難點：E-R圖構(gòu)建和關(guān)系規(guī)范化。8．關(guān)系查詢處理和查詢優(yōu)化1)關(guān)系查詢處理2)查詢優(yōu)化了解關(guān)系查詢處理的原理，掌握查詢優(yōu)化的方法。重點：查詢優(yōu)化。難點：查詢優(yōu)化的方法和實現(xiàn)。9.MySQL數(shù)據(jù)庫應(yīng)用1)MySQL的數(shù)據(jù)類型和函數(shù)2)MySQL數(shù)據(jù)定義、查詢、更新與視圖3)MySQL數(shù)據(jù)庫設(shè)計4)熟練掌握MySQL的數(shù)據(jù)類型和常用函數(shù)，能夠熟練使用SQL語句實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的增刪改查，熟練掌握MySQL中視圖的使用。5)ORM原理及應(yīng)用6)熟練掌握Java/Python連接MySQL數(shù)據(jù)庫的方法，能夠熟練在高級語言中實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的增刪改查，熟練掌握ORM的基本原理，能夠建立數(shù)據(jù)庫對應(yīng)的類和對象。重點：MySQL數(shù)據(jù)定義、查詢、更新與視圖。難點：MySQL與高級語言的聯(lián)合開發(fā)。五、課內(nèi)實踐教學(xué)內(nèi)容及要求表3：課內(nèi)實踐教學(xué)內(nèi)容及要求序號教學(xué)類型教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求1上機SQL數(shù)據(jù)庫定義與查詢(1)MySQL的安裝、使用，熟悉MySQL常用數(shù)據(jù)類型和函數(shù)(2)熟悉常見的MySQL命令，能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)系型數(shù)據(jù)表的創(chuàng)建(3)建立多個表，能夠?qū)崿F(xiàn)多表之間的關(guān)聯(lián)(外鍵)(4)熟練使用select語句進行簡單查詢操作，練習(xí)條件查詢。(5)熟悉常見的聚集函數(shù)，能夠?qū)Σ樵兘Y(jié)果的求和、最大值等操作；(6)熟練掌握模糊查詢2上機數(shù)據(jù)庫設(shè)計(1)能夠根據(jù)用戶需求抽象出概念模型(E-R圖)(2)根據(jù)E-R圖對關(guān)系模式進行規(guī)范化，進行邏輯設(shè)計(3)進行數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計，進行數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)3上機MySQL應(yīng)用(1)熟練掌握Java/Python連接數(shù)據(jù)庫的方法；(2)能夠使用Java/Python進行數(shù)據(jù)庫的增刪改查；(3)基于ORM模型，實現(xiàn)簡單的數(shù)據(jù)庫增刪改查(4)設(shè)計一個簡單的B/S或者C/S軟件界面及其后臺服務(wù)，能夠通過界面實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的增刪改查六、課程考核與評價1.課程考核方式及具體要求本課程的總成績?yōu)?00分，由平時考核、實驗考核和期末考核三部分組成，平時考核占總成績的15%，實驗考核占總成績的20%，期末考核占總成績的65%。(1)平時考核滿分100分，貫穿整個學(xué)習(xí)期間，考核內(nèi)容包括章節(jié)知識點掌握情況，特別是涉及不易在限定時間內(nèi)完成的作業(yè)，需要查閱相關(guān)資料，需要考慮非技術(shù)因素，需要考慮對問題的分析與建模能力的內(nèi)容。由日常表現(xiàn)、測試成績及實驗成績組成。(2)實驗考核滿分100分，主要考核學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力，學(xué)生可根據(jù)任課教師提出的項目題目，通過結(jié)合理論與實際進行設(shè)計實現(xiàn)。由上機實驗中的項目過程和項目成果兩部分組成。(3)期末考核滿分100分，主要考核對本課程講授內(nèi)容的掌握程度，使學(xué)生掌握數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用的基本概念原理等基礎(chǔ)理論知識，數(shù)據(jù)庫設(shè)計與分析的基本方法、SQL編程等。期末考試采用閉卷形式，主要題型為：選擇題、填空題、簡答題等。考核方式在課程目標中的比例序號課程目標（支撐畢業(yè)要求指標點）考核方式（占比）總成績（占比）平時考核閉卷考試上機考核1目標1：掌握數(shù)據(jù)庫原理的基本概念、關(guān)系代數(shù)、完整性約束、規(guī)范化理論，深入理解數(shù)據(jù)模型5205302目標2：熟練掌握SQL語法和MySQL的使用，能夠結(jié)合其他高級語言進行系統(tǒng)的初步開發(fā)52010353目標3：熟練完整性約束規(guī)則和規(guī)范化理論，能夠針對實際工程問題進行數(shù)據(jù)庫設(shè)計5201035按占比合計1560251002.成績評定辦法及依據(jù)(1)平時考核評分標準教學(xué)目標要求權(quán)重（15%）評分標準評分依據(jù)目標1：掌握數(shù)據(jù)庫原理的基本概念、關(guān)系代數(shù)、完整性約束、規(guī)范化理論，深入理解數(shù)據(jù)模型5網(wǎng)絡(luò)平臺按照設(shè)定的分值自動計算成績網(wǎng)絡(luò)平臺上課堂表現(xiàn)（搶答、提問）目標2：熟練掌握SQL語法和MySQL的使用，能夠結(jié)合其他高級語言進行系統(tǒng)的初步開發(fā)5網(wǎng)絡(luò)平臺按照設(shè)定的分值自動計算成績網(wǎng)絡(luò)平臺布置的作業(yè)、測試成績目標3：熟練完整性約束規(guī)則和規(guī)范化理論，能夠針對實際工程問題進行數(shù)據(jù)庫設(shè)計5網(wǎng)絡(luò)平臺按照設(shè)定的分值自動計算成績網(wǎng)絡(luò)平臺布置的作業(yè)、測試成績(2)實驗考核評分標準教學(xué)目標要求權(quán)重（20%）評分標準評分依據(jù)90-10080-9060-790-59目標1：掌握數(shù)據(jù)庫原理的基本概念、關(guān)系代數(shù)、完整性約束、規(guī)范化理論，深入理解數(shù)據(jù)模型5熟練掌握數(shù)據(jù)建模的理論，能夠完整的給出概念模型，并給出正確的關(guān)聯(lián)關(guān)系。熟練掌握數(shù)據(jù)建模的理論，能夠給出基本的概念模型及屬性。熟練掌握數(shù)據(jù)建模的理論，能夠給出基本的概念模型。熟練掌握數(shù)據(jù)建模的理論，不能基本的給出概念模型。上機課根據(jù)課程目標設(shè)計布置的上機操作題目標2：熟練掌握SQL語法和MySQL的使用，能夠結(jié)合其他高級語言進行系統(tǒng)的初步開發(fā)10(1)MySQL的安裝、使用，能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)系型數(shù)據(jù)表的創(chuàng)建，能夠?qū)崿F(xiàn)多表之間的關(guān)聯(lián)(外鍵)；(2)熟練使用select語句進行簡單查詢、聚集函數(shù)、掌握模糊查詢；(3)能夠結(jié)合Java/Python進行SQL的嵌入式使用；(4)能夠根據(jù)需求設(shè)計出初步的B/S或者C/S應(yīng)用1)MySQL的安裝、使用，能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)系型數(shù)據(jù)表的創(chuàng)建，能夠?qū)崿F(xiàn)多表之間的關(guān)聯(lián)(外鍵)；(2)熟練使用select語句進行簡單查詢、聚集函數(shù)、掌握模糊查詢；(3)能夠結(jié)合Java/Python進行SQL的嵌入式使用1)MySQL的安裝、使用，能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)系型數(shù)據(jù)表的創(chuàng)建，能夠?qū)崿F(xiàn)多表之間的關(guān)聯(lián)(外鍵)；(2)熟練使用select語句進行簡單查詢、聚集函數(shù)、掌握模糊查詢；無法完成下列基本要求1)MySQL的安裝、使用，能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)系型數(shù)據(jù)表的創(chuàng)建，能夠?qū)崿F(xiàn)多表之間的關(guān)聯(lián)(外鍵)；(2)熟練使用select語句進行簡單查詢、聚集函數(shù)、掌握模糊查詢；目標3：熟練完整性約束規(guī)則和規(guī)范化理論，能夠針對實際工程問題進行數(shù)據(jù)庫設(shè)計10(1)能夠根據(jù)用戶需求正確抽象出概念模型(E-R圖)(2)根據(jù)E-R圖對關(guān)系模式進行規(guī)范化，進行合理的邏輯設(shè)計(3)進行數(shù)據(jù)庫物理設(shè)計，進行數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)(1)能夠根據(jù)用戶需求正確抽象出概念模型(E-R圖)(2)根據(jù)E-R圖對關(guān)系模式進行規(guī)范化，進行合理的邏輯設(shè)計(1)能夠根據(jù)用戶需求基本給出概念模型(E-R圖)(2)根據(jù)E-R圖對關(guān)系模式進行規(guī)范化，進行基本正確的邏輯設(shè)計無法完成下列基本要求(1)能夠根據(jù)用戶需求基本給出概念模型(E-R圖)(2)根據(jù)E-R圖對關(guān)系模式進行規(guī)范化，進行基本正