《數據庫系統概論》教學大綱課程名稱：數據庫系統概論英文名稱：IntroductionofDatabaseSystem課程編號：2121學分：3總學時/課內實踐學時：48/8課程性質：必修課程開課單位：信息與電氣工程學院適應對象：數據科學與大數據技術一、課程簡介《數據庫系統概論》是數據科學與大數據技術專業的一門專業核心課。本課程主要介紹數據庫的基本理論和應用，不僅需要學生掌握數據庫原理知識，對于動手實踐能力要求也高。本課程重點講授數據模型、關系代數、結構化查詢語言、關系數據庫理論及數據庫設計理論等基本理論知識，使學生逐步具有開發和設計數據庫的能力，同時拓展講述當前主流的ORM技術，為后續的大數據處理系統設計與開發課程打下良好的數據庫基礎。本課程的教學任務：1．掌握數據庫系統基本概念和體系架構。2．掌握關系數據結構、關系操作、關系代數等基本概念。3．掌握結構化查詢語言的方法、使用，能夠熟練對數據庫中的數據進行增刪改查；熟練掌握視圖和索引的使用方法。4．掌握數據庫安全、完整性約束和規范化理論。5.對象關系映射模型的原理及應用6.能夠綜合運用數據庫設計方法進行完整的數據庫設計與實現。本課程是全覆蓋的專業必修課程，在大學二年級開設。前驅課程包括離散數學、數據結構和一定的編程能力，能夠為后續系統設計、開發奠定數據庫設計基礎。二、課程目標目標1：掌握數據庫原理的基本概念、關系代數、完整性約束、工程規范化理論，深入理解數據模型。目標2：熟練掌握SQL語法和MySQL的使用，能夠結合其他高級語言進行大數據處理系統的初步開發。目標3：熟練完整性約束規則和規范化理論，能夠針對實際問題進行數據庫設計。三、課程教學目標與畢業要求的對應關系本課程的課程目標對數據科學與大數據技術專業畢業要求指標點的支撐情況如表1所示：表1課程目標與畢業要求對應關系畢業要求指標點課程教學目標1.工程知識應用能力：具有扎實的數學與自然科學知識和工程基礎，系統地掌握數據科學與大數據技術領域的基本理論、基礎知識，并綜合運用所學知識解決復雜工程問題。1-3能夠將數學、自然科學、工程基礎和大數據技術的專業知識用于復雜工程問題的推演、分析和計算目標13.設計/開發解決方案能力：能夠設計出大數據應用領域的復雜工程問題的解決方案，具有數據采集、處理、分析、挖掘的能力，并能夠在設計環節中體現創新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境等多維度協同發展因素。3-1掌握大數據工程設計和產品開發全周期、全流程的基本設計/開發方法和技術，了解影響設計目標和技術方案的各種因素目標24.工程技術研究能力：能夠基于數據科學與大數據技術原理并采用科學方法對大數據應用領域的復雜工程問題進行研究，包括設計實驗、分析與解釋數據、并通過信息綜合得到合理有效的結論。4-2能夠針對智能信息系統設計、大數據技術應用等大數據應用領域的復雜工程問題設計實驗方案、構建實驗系統和測試平臺、獲得實驗結果目標3課程教學安排課程共有8項教學內容，具體安排如下。表2：課程教學安排表序號教學內容思政元素課堂教學學時實驗/實踐教學學時學時小計1數據庫系統概述培養學生的社會責任感、民族自豪感。222關系數據庫嚴謹的科學態度和精益求精的工匠精神443關系數據庫標準語言82104數據庫安全性225數據庫完整性226關系數據理論447數據庫設計6288關系查詢處理和查詢優化449MySQL數據庫應用8412合計40848教學內容及要求1．數據庫系統概述（支撐教學目標1）1)引言2)數據模型3)數據庫系統的結構4)數據庫系統的組成了解數據庫的發展歷史和數據庫系統等基本概念，掌握數據模型以及數據庫系統的結構和組成。重點：數據庫系統的結構。難點：數據模型。思政元素：通過案例教學，培養學生的社會責任感、民族自豪感。2．關系數據庫（支撐教學目標1）1)關系數據結構及形式化定義2)關系操作3)關系的完整性4)關系代數了解關系數據結構及形式化定義，掌握關系操作的方法，以及關系的完整性約束和關系代數理論。重點：關系操作和關系完整性約束。難點：關系代數。思政元素：通過案例資料，培養學生嚴謹的科學態度和精益求精的工匠精神。3．關系數據庫標準語言SQL1)SQL概述2)數據定義3)數據查詢4)數據更新5)空值的處理6)視圖了解SQL語言的歷史，熟悉數據定義的方法，熟練掌握各種數據庫查詢方法，掌握數據更新和視圖的應用。重點：數據查詢。難點：嵌套查詢、連接查詢和視圖。4．數據庫安全性1)數據庫安全性概述2)數據庫安全性控制方法了解數據庫安全的重要性，掌握常見的數據庫安全控制方法。重點：數據庫安全性控制方法。難點：存取控制。5．數據庫完整性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)觸發器了解數據庫完整性的基本概念，掌握數據庫完整性約束三要素，掌握觸發器的原理和使用。重點：數據庫完整性約束三要素。難點：數據庫完整性約束和觸發器。6．關系數據理論1)問題的提出2)規范化3)數據依賴的公理系統了解關系數據理論基本概念，掌握范式的規范化方法，了解數據依賴的公理系統。重點：數據依賴和范式。難點：常見范式的規范化。7．數據庫設計1)數據庫設計概述2)需求分析3)概念結構設計4)邏輯結構設計5)物理結構設計6)數據庫的實施和維護7)數據庫設計掌握數據庫設計的一般步驟，熟練掌握概念結構設計和邏輯結構設計方法。重點：概念結構設計和邏輯結構設計。難點：E-R圖構建和關系規范化。8．關系查詢處理和查詢優化1)關系查詢處理2)查詢優化了解關系查詢處理的原理，掌握查詢優化的方法。重點：查詢優化。難點：查詢優化的方法和實現。9.MySQL數據庫應用1)MySQL的數據類型和函數2)MySQL數據定義、查詢、更新與視圖3)MySQL數據庫設計4)熟練掌握MySQL的數據類型和常用函數，能夠熟練使用SQL語句實現數據庫的增刪改查，熟練掌握MySQL中視圖的使用。5)ORM原理及應用6)熟練掌握Java/Python連接MySQL數據庫的方法，能夠熟練在高級語言中實現數據庫的增刪改查，熟練掌握ORM的基本原理，能夠建立數據庫對應的類和對象。重點：MySQL數據定義、查詢、更新與視圖。難點：MySQL與高級語言的聯合開發。五、課內實踐教學內容及要求表3：課內實踐教學內容及要求序號教學類型教學內容教學要求1上機SQL數據庫定義與查詢(1)MySQL的安裝、使用，熟悉MySQL常用數據類型和函數(2)熟悉常見的MySQL命令，能夠實現關系型數據表的創建(3)建立多個表，能夠實現多表之間的關聯(外鍵)(4)熟練使用select語句進行簡單查詢操作，練習條件查詢。(5)熟悉常見的聚集函數，能夠對查詢結果的求和、最大值等操作；(6)熟練掌握模糊查詢2上機數據庫設計(1)能夠根據用戶需求抽象出概念模型(E-R圖)(2)根據E-R圖對關系模式進行規范化，進行邏輯設計(3)進行數據庫物理設計，進行數據庫的實現3上機MySQL應用(1)熟練掌握Java/Python連接數據庫的方法；(2)能夠使用Java/Python進行數據庫的增刪改查；(3)基于ORM模型，實現簡單的數據庫增刪改查(4)設計一個簡單的B/S或者C/S軟件界面及其后臺服務，能夠通過界面實現對數據庫的增刪改查六、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為100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，貫穿整個學習期間，考核內容包括章節知識點掌握情況，特別是涉及不易在限定時間內完成的作業，需要查閱相關資料，需要考慮非技術因素，需要考慮對問題的分析與建模能力的內容。由日常表現、測試成績及實驗成績組成。(2)實驗考核滿分100分，主要考核學生理論聯系實際的能力，學生可根據任課教師提出的項目題目，通過結合理論與實際進行設計實現。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容的掌握程度，使學生掌握數據庫原理與應用的基本概念原理等基礎理論知識，數據庫設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：掌握數據庫原理的基本概念、關系代數、完整性約束、規范化理論，深入理解數據模型5205302目標2：熟練掌握SQL語法和MySQL的使用，能夠結合其他高級語言進行系統的初步開發52010353目標3：熟練完整性約束規則和規范化理論，能夠針對實際工程問題進行數據庫設計5201035按占比合計1560251002.成績評定辦法及依據(1)平時考核評分標準教學目標要求權重（15%）評分標準評分依據目標1：掌握數據庫原理的基本概念、關系代數、完整性約束、規范化理論，深入理解數據模型5網絡平臺按照設定的分值自動計算成績網絡平臺上課堂表現（搶答、提問）目標2：熟練掌握SQL語法和MySQL的使用，能夠結合其他高級語言進行系統的初步開發5網絡平臺按照設定的分值自動計算成績網絡平臺布置的作業、測試成績目標3：熟練完整性約束規則和規范化理論，能夠針對實際工程問題進行數據庫設計5網絡平臺按照設定的分值自動計算成績網絡平臺布置的作業、測試成績(2)實驗考核評分標準教學目標要求權重（20%）評分標準評分依據90-10080-9060-790-59目標1：掌握數據庫原理的基本概念、關系代數、完整性約束、規范化理論，深入理解數據模型5熟練掌握數據建模的理論，能夠完整的給出概念模型，并給出正確的關聯關系。熟練掌握數據建模的理論，能夠給出基本的概念模型及屬性。熟練掌握數據建模的理論，能夠給出基本的概念模型。熟練掌握數據建模的理論，不能基本的給出概念模型。上機課根據課程目標設計布置的上機操作題目標2：熟練掌握SQL語法和MySQL的使用，能夠結合其他高級語言進行系統的初步開發10(1)MySQL的安裝、使用，能夠實現關系型數據表的創建，能夠實現多表之間的關聯(外鍵)；(2)熟練使用select語句進行簡單查詢、聚集函數、掌握模糊查詢；(3)能夠結合Java/Python進行SQL的嵌入式使用；(4)能夠根據需求設計出初步的B/S或者C/S應用1)MySQL的安裝、使用，能夠實現關系型數據表的創建，能夠實現多表之間的關聯(外鍵)；(2)熟練使用select語句進行簡單查詢、聚集函數、掌握模糊查詢；(3)能夠結合Java/Python進行SQL的嵌入式使用1)MySQL的安裝、使用，能夠實現關系型數據表的創建，能夠實現多表之間的關聯(外鍵)；(2)熟練使用select語句進行簡單查詢、聚集函數、掌握模糊查詢；無法完成下列基本要求1)MySQL的安裝、使用，能夠實現關系型數據表的創建，能夠實現多表之間的關聯(外鍵)；(2)熟練使用select語句進行簡單查詢、聚集函數、掌握模糊查詢；目標3：熟練完整性約束規則和規范化理論，能夠針對實際工程問題進行數據庫設計10(1)能夠根據用戶需求正確抽象出概念模型(E-R圖)(2)根據E-R圖對關系模式進行規范化，進行合理的邏輯設計(3)進行數據庫物理設計，進行數據庫的實現(1)能夠根據用戶需求正確抽象出概念模型(E-R圖)(2)根據E-R圖對關系模式進行規范化，進行合理的邏輯設計(1)能夠根據用戶需求基本給出概念模型(E-R圖)(2)根據E-R圖對關系模式進行規范化，進行基本正確的邏輯設計無法完成下列基本要求(1)能夠根據用戶需求基本給出概念模型(E-R圖)(2)根據E-R圖對關系模式進行規范化，進行基本正