数据库的基本原理是

《数据库原理及应用》教学大纲

课程编号1620127总学时46理论32实验/上机14

学分25开课单位信息学院开课系电子工程系修订时间2006年1月1日

课程简介

教学内容

《数据库原理及应用》主要讨论数据库系统的基本概念，基本原理，基本方法以及有关的应用。

主要内容包括：数据库系统的组成、关系数据库、数据库设计以及数据保护等，同时讲解一种重要的数据库系统的应用。要求学生通过本课程的学习了解有关数据库系统的基本概念，掌握相关的知识，初步掌握数据库设计方法，并能用数据库系统建立数据库及简单的应用。

修读专业：本大纲适合本科电子信息工程专业使用

先修课程：《数据结构》

教材：数据库系统及应用（第二版）“北京市高等教育精品教材”立项项目。由崔巍编著，高等教育出版社

一、课程的性质与任务

本课程是电子信息工程专业有关数据库的一门统设必修课。主要任务是介绍数据库组织、管理和使用的一般知识，包括数据模型、数据库结构、数据库系统、数据库设计、关系运算、关系规范化、关系查询（SQL语言）等方面的知识；介绍至少一种实际的数据库管理系统的构成与使用。目的使学生通过该课程的学习，具有进行简单数据库应用系统设计与开发的能力。

二、课程的基本要求

1．熟练掌握（代码：A）：数据库中的概念、数据库设计与编程方法。数据库的结构与特点，数据库系统的组成及各部分的功能，熟练使用结构化查询语言（SQL）。

2．掌握（代码：B）：关系代数语言的使用；关系演算语言的使用；三级一致性的区别及其与可串行化调度的关系；关系数据库以及面向对象数据库的特点与区别；查询表达式优化的方法。

3．了解（代码：C）：关系、关系模型、键码、视图、函数依赖等概念

三、修读专业

本大纲适合本科电子信息工程专业使用

四、本课程与其它课程的联系

由于数据库理论及应用是各种计算机技术的综合应用，为了能够让学生很好地理解数据库技术，要求学生在学习本课程之前最好已经学习过以下课程：《程序设计》、《数据结构》、《 *** 作系统》等课程。当然主要要求学生具有“数据结构”的基本知识，其他课程的知识要求是其次的。

对于现行数据库的选择，建议教师最好选择“MicrosoftSQLServer”，其它的数据库如：Oracle，IBMDB2相对比较难理解和应用，Aess又过于简单。

五、教学内容安排、要求、学时分配及作业

Chapter1绪论（2）

11什么是数据库(C)

12数据库管理系统(C)

13数据库管理和数据库管理员(B)

14数据库系统(B)

15数据库的过去、现在和未来(C)

作业：第2题

Chapter2数据模型和三层模式数据库（4）

21信息结构与E-R方法(C)

22概念数据模型(B)

223连接陷阱(C)

23传统的三大数据模型(C)

1、《数据库系统原理》是一本全面介绍数据库系统理论、技术和方法的大学教科书，全书分为基础篇、设计篇、实现篇、专题篇和新技术篇。

2、基础篇介绍数据库的基本概念和体系结构、关系数据库系统和数据库的安全性与完整性。

3、设计篇讨论数据库设计的基本步骤和设计方法，并介绍实体-联系模型、扩展的实体-联系模型和关系数据库的函数依赖理论。

4、实现篇介绍数据库的物理存储结构、数据字典、关系代数 *** 作算法、查询优化技术和事务处理技术。

5、专题篇介绍新一代数据库技术及应用、扩展的关系数据库系统、面向对象与对象关系数据库系统、分布式数据库系统和并行数据库技术。

6、新技术篇介绍数据库领域的新进展，包括数据仓库与联机分析、数据挖掘、Web信息检索与Web数据管理技术等

第五章 数据库设计

67 什么是软件生存期：

软件生存期是软件工程的一个重要概念。是指从软件的规划、研制、实现、投入运行后的维护，直到它被新的软件所取代而停止使用的整个期间。通常分为六个阶段：

（1） 规划阶段

（2） 需求分析阶段

（3） 设计阶段

（4） 程序编制阶段

（5） 调试阶段

（6） 运行维护阶段

68 数据库系统的生存期：

一般分为七个阶段，即：

（1） 规划阶段

（2） 需求分析阶段 1）信息要求 2）处理要求 3）安全性和完整性要求

（3） 概念设计阶段

（4） 逻辑设计阶段 两部分：数据库逻辑设计和应用程序设计

（5） 物理设计阶段 两部分：物理数据库结构的选择和逻辑设计中程序模块说明的精确化

（6） 实现阶段

（7） 运行维护阶段

69 数据库设计过程的输入有哪些内容：

（1） 总体信息需求

（2） 处理需求

（3） DBMS的特征

（4） 硬件和OS特征

70 数据库设计过程的输出有哪两部分：

一部分是完整的数据库结构，其中包括逻辑结构与物理结构。

另一部分是基于数据库结构和处理要求的应用程序的设计原则。

71 常见的数据库设计方法有哪几种：

（1） 视图模式化及视图汇总设计方法

（2） 关系模式的设计方法

（3） 新奥尔良设计方法

（4） 基于E-R模型的数据库设计方法

（5） 基于3NF的设计方法

（6） 基于抽象语法规范的设计方法

（7） 计算机辅助数据库设计方法

72 实用的数据库设计方法至少应包括哪些内容：

（1） 设计过程

（2） 设计技术

（3） 评价准则

（4） 信息需求

（5） 描述机制

73 一种设计方法学需要有三种基本类型的描述机制：

（1） 实现设计过程的最终结果将用DBMS的DDL表示。

（2） 信息输入的描述。

（3） 在信息输入和DDL描述之间的其它中间步骤的结果的描述。

74 数据库设计中的规划阶段的主要任务：

是进行建立数据库的必要性及可行性分析，确定数据库系统在组织中和信息系统中的地位，以及各个数据库之间的联系。

75 需求分析阶段的任务：

需求分析阶段应该对系统的整个应用情况作全面的、详细的调查，确定企业组织的目标，收集支持系统总的设计目标的基础数据和对这些数据的要求，确定用户的需求，并把这些要求写成用户和数据库设计者都能接受的文档。

76 需求分析的步骤：

大致可分为三步来完成，即需求信息的收集、分析整理和评审。

77 数据字典由哪几部分组成：

（1） 数据项

（2） 数据结构

（3） 数据流

（4） 数据存储

（5） 加工过程

78 数据抽象：

抽象是对实际的人、物、事或概念的人为处理，它抽取人们关心的共同特性，忽略非本质的细节，并把这些特性用各种概念精确地加以描述，这些概念组成了某种模型。

抽象有两种形式，系统状态抽象（抽象对象）和系统转换抽象（抽象运算）。

79 对象的两种形式：

（1） 聚集：的数学意义就是笛卡尔积的概念。通过聚集，形成对象之间的一个联系对象。

（2） 概括：是从一类其它对象形成一个对象。对于一类对象{O1，O2，……，On}可以概括成对象O，那么Oi称为O的其中一个。

80 依赖联系：

在现实世界中，常常有某些实体对于另一些实体具有很强的依赖关系，即一个实体的存在必须以另一个实体的存在为前提。我们通常把前者称为弱实体。在ER图中，用双线框表示弱实体，用指向弱实体的箭头表明依赖联系。

81 子类、超类：

某个实体类型中所有实体同时也是另一实体类型中的实体。此时，我们称前一实体类型是后一实体类型的子类，后一实体类型称为超类。在ER图中，带有子类的实体类型（超类）以两端双线的矩形框表示，并用加圈的弧线与其子类相连，子类本身仍用普通矩形框表示。

子类具有一个很重要的性质：继承性。它可继承超类上定义的全部属性，其本身还可包含其它另外的属性。

82 ER模型的 *** 作：

（1） 实体类型的分裂：垂直分割、水平分割

（2） 实体类型合并：分裂的逆过程。

（3） 联系类型的分裂

（4） 联系类型的合并

83 采用ER方法的数据库概念设计分成哪三步：

（1） 设计局部ER模式：1）确定局部结构范围 2）实体定义 3）联系定义 4）属性分配

（2） 设计全局ER模式：1）确定公共实体类型 2）局部ER模式的合并 3）消除冲突。

（3） 全局ER模式的优化：1）实体类型的合并 2）冗余属性的消除 3）冗余联系的消除

84 冲突分为哪三种：

属性冲突，包括属性域的冲突、属性取值单位冲突。

结构冲突，包括：

（1） 同一对象在不同应用中的不同抽象。

（2） 同一实体在不同局部ER图中属性组成不同。

（3） 实体之间的联系在不同的局部ER图中呈现不同的类型。

命名冲突，包括属性名，实体名，联系名之间的冲突：同名异义、异名同义

85 ER模型向关系模型的转换：

ER模型中的主要成分是实体类型和联系类型。

对实体类型，将每个实体类型转换成一个关系模式，实体的属性即为关系模式的属性，实体标识符即为关系模式的键。

对联系类型，就视1：1、1：N、M：N三种不同的情况做不同处理。

（1） 对1：1可在两个实体类型转换成的两个关系模式中任意一个关系模式的属性中加入另一个关系模式的键和联系类型的属性。

（2） 对1：N，则在N端实体类型转换成的关系模式中加入1端实体类型转换成的关系模式的键和联系类型的属性。

（3） 对M：N，则将联系类型也转换成关系模式，其属性为两端实体类型的键盘加上联系类型的属性，而键为两端实体键的组合。

86 什么是物理设计：

对一个给定的逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构的过程，称为数据库的物理设计。物理结构，主要指数据库在物理设备上的存储结构和存取方法。

87 物理设计的步骤：

物理设计可分五步完成，前三步涉及到物理数据库结构的设计，后两步涉及约束和具体的程序设计。

（1） 存储记录结构设计

（2） 确定数据存储安排

（3） 访问方法的设计

（4） 完整性和安全性

（5） 程序设计

88 在数据库系统生存期中，生存期的总开销可分为几项：

规划开销、设计开销、实现与测试开销、 *** 作开销、维护开销。

89 用户使用和计算机资源的 *** 作开销是：

（1） 查询响应时间

（2） 更新事务的开销

（3） 报告生成的开销

（4） 改组频率和开销

（5） 主存储空间

（6） 辅助存储空间

90 数据库实现阶段的主要工作：

（1） 建立实际数据库结构

（2） 试运行

（3） 装入数据

91 数据库的重新组织设计：

对数据库的概念模式、逻辑结构或物理结构的改变称为重新组织，其中改变概念模式或逻辑结构又称为重新构造，改变物理结构则称为重新格式化。

92 运行维护阶段的主要工作：

（1） 维护数据库的安全性和完整性控制及系统的转储和恢复。

（2） 性能的监督、分析与改进。

（3） 增加新功能。

（4） 发现错误，修改错误。

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