“数据库系统原理” 是一门在计算机科学领域至关重要的专业基础课程,常被打造为精品课程以提升教学质量和影响力 。该课程面向计算机相关专业学生,旨在全面、深入地传授数据库系统的核心概念、基本原理、关键技术和实用方法。
一、课程目标
知识掌握:学生能够系统理解数据库系统的基本概念,像数据、数据库、数据库管理系统等;深度掌握关系数据库的基础理论,例如关系模型、关系代数以及 SQL 语言;熟悉数据库设计的流程与方法,包含需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计等阶段;了解数据库管理系统的内部机制,比如查询处理、事务管理、并发控制和数据恢复等。
能力培养:通过课程学习与实践,培养学生运用数据库原理和技术解决实际问题的能力,使其能够根据具体需求设计出合理的数据库架构,熟练使用 SQL 语言进行数据库的创建、数据操作与管理;提升学生的逻辑思维能力,使其能在复杂的数据环境中进行高效的分析与处理;增强学生自主学习和探索数据库新技术的能力,以适应不断发展的行业需求。
素养提升:让学生认识到数据库在信息系统中的核心地位,培养其对数据管理的严谨态度和数据安全意识,为今后从事相关领域的工作奠定坚实的专业素养基础。
二、课程内容
数据库系统基础:详细介绍数据、数据管理、数据库、数据库管理系统和数据库系统的概念,阐述数据管理技术的产生与发展历程,让学生了解数据库在当今信息时代的重要作用。同时,引入数据模型(如层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型等)、数据抽象以及数据库三级模式的概念,帮助学生构建起对数据库系统的初步认知框架。
关系数据库核心:着重讲解关系数据库的基础,包括关系模型的三要素(关系数据结构、关系操作和关系完整性约束条件)以及关系代数。深入学习关系数据库的标准语言 SQL,涵盖数据定义(DDL)、数据控制(DCL)和数据操纵(DML)语言,通过大量实例让学生熟练掌握 SQL 语句的编写与应用,能够进行复杂的数据查询、更新和管理操作。
数据库设计:教授数据库建模方法,以实体 - 联系(E - R)模型为重点,介绍其基本概念、设计过程以及如何将 E - R 模型转化为关系模型。深入探讨关系数据库设计理论,着重讲解函数依赖及规范化理论,使学生能够运用这些理论对数据库模式进行优化,避免数据冗余和异常。通过实际案例演示,让学生掌握从需求分析到逻辑设计、物理设计的完整数据库设计流程。
数据库管理系统机制:剖析关系数据库管理系统的内部机制,如数据库物理存储结构(文件组织、记录组织、索引技术以及物理数据库设计),让学生了解数据在磁盘上的存储方式和访问原理;查询处理技术(查询处理过程、各种关系操作算法以及查询优化技术),帮助学生理解如何高效地执行查询语句并提高查询性能;数据库完整性和安全技术(数据库安全性、完整性的基本概念和措施,游标、存储过程和触发器,以及应用与安全设计),培养学生的数据安全意识和保障数据完整性的能力;事务管理和恢复相关技术(事务概念、特性、并发执行与调度,以及基于封锁的协议、恢复与备份策略),确保学生在处理并发事务和应对系统故障时能够保证数据的一致性和可靠性 。
数据库应用与新技术:介绍数据库应用系统的体系结构(C/S、B/S 等)、常用数据库访问技术和数据库应用开发技术,让学生了解如何将数据库与应用程序相结合,开发出实用的信息系统。同时,引入数据库领域的新技术,如 NoSQL 数据库(分布式数据库 HBase、文档数据库 MongoDB、键值数据库 Redis 等)、云数据库、数据仓库和数据湖等,拓宽学生的技术视野,使其了解数据库技术的发展趋势。
三、教学方法
理论讲授:通过课堂讲解,系统传授数据库系统原理的核心知识,结合实际案例和示意图,帮助学生理解抽象的概念和复杂的原理。
实验教学:安排丰富的实验课程,让学生在实践中巩固所学理论知识。实验内容涵盖数据库设计、SQL 编程、数据库管理与维护等,通过实际操作数据库管理系统,提高学生的动手能力和解决实际问题的能力。
项目驱动:布置数据库项目,要求学生以小组形式完成从需求分析、设计、实现到测试的全过程,培养学生的团队协作能力和综合运用知识的能力。
在线学习:借助在线教学平台,提供丰富的教学资源,如教学视频、电子课件、在线测试、讨论区等,方便学生自主学习和交流互动。
四、考核方式
平时成绩:占总成绩的一定比例(如 30% - 40%),包括考勤、课堂表现、作业完成情况、实验报告等。通过平时成绩的考核,督促学生积极参与课堂学习和实践活动,及时掌握所学知识。
期末考试:占总成绩的主要部分(如 60% - 70%),采用闭卷考试的形式,全面考查学生对数据库系统原理的理论知识掌握程度,题型包括选择题、填空题、简答题、设计题和编程题等,以检验学生对知识的理解、记忆和应用能力。
五、教材与参考资料
教材:选用权威的《数据库系统原理与设计》教材,如万常选、廖国琼等编著,清华大学出版社出版的国家级精品课程配套教材。该教材内容全面,涵盖了数据库系统原理的各个方面,注重理论与实践相结合,并且对数据库设计内容进行了分层推进,便于学生理解和掌握。
参考资料:推荐相关的学术著作、专业论文以及在线学习资源,如数据库领域的经典教材《数据库系统概念》《数据库管理系统》等,以及知名数据库厂商的官方文档和技术博客,帮助学生拓展知识面,深入了解数据库技术的前沿动态和应用实践。
The most popular courses