数据库原理与应用 | 64学时课程教学大纲（教学课件+源代码+习题答案）

数据库原理与应用（第3版）

ISBN：978-7-302-63623-6

作者：蒙祖强，许嘉

价格：69元

课程教学大纲

（说明：此大纲是面向专业认证的课程大纲，仅供参考。在具体应用时，应根据实际分解的二级指标点适当修改）

1

课程基本信息

1．课程名称：数据库原理与应用

2．课程编号：

3．课程体系/类别：学科基础课

4．课程性质：必修

5．学分：4 （64学时）

6．先修课程：离散数学、数据结构、C程序设计基础、面向对象程序设计(Java)

7．适用专业：计算机科学与技术专业、网络工程专业、信息安全专业

2

课程简介

本课程是为计算机科学与技术专业、网络工程专业、信息安全专业本科生开设的一门学科基础课。数据库是计算机学科的一个重要分支，它研究如何存储、使用和管理数据，有较强的理论性和实践性。本课程设置的目的是使学生掌握数据库的基本理论和技术，掌握数据库的概念模型、逻辑模型和物理模型设计，掌握基本的数据库应用系统的开发方法，最终培养学生运用数据库知识和技术解决数据库领域中复杂工程问题的能力，并具备从事数据库系统开发所需要的职业素养和较高的个人素质。

3

课程目标

通过本课程的课堂教学、实验教学项目的学习，使学生掌握数据库的基本理论及基本知识，为在校继续学习专业课，以及毕业后在数据库领域继续学习、从事技术工作、科学研究等提供坚实的基础。课程目标及能力要求具体如下：

（一）知识目标

课程目标1：能够运用关系数据库理论基础和数据库设计技术，尤其是规范化理论的基本原理和方法，对复杂数据库应用系统进行分析，建立数据库应用系统的关系模型；

课程目标2：能够将数据库知识和设计方法用于分析数据库应用系统设计和开发面临的问题，并能给出改进措施；

（二）能力目标

课程目标3：针对复杂数据库应用系统，能够通过文献查阅等方式进一步分析系统的设计、开发和应用问题，并能给出规范的分析表达；

（三）思政与素质目标

课程目标4：在适当的开发环境下，能够运用基本的实验方法和开发工具，针对复杂数据库应用系统的设计和开发研究，提出相应的实验方案并展开实验研究，同时培养学生的数据保护意识和隐私意识，引导学生树立正确的人生观、价值观和世界观，让他们能够更好地认识数据库技术的社会价值和个人价值，形成良好的职业道德，建立起“工匠精神”的专业态度。

4

课程目标与毕业要求对应矩阵

5

课程目标及其对毕业要求指标点的支撑

6

课程教学内容与教学要求

本课程的课内总学时为64学时，其中理论学时48学时，实验学时16学时。课内理论教学内容、重点、难点、教学要求见表3。

本课程针对主要知识点设计了难度不同的配套实验，由教师在实验课上指导完成，一共16个学时。具体实验教学内容、教学要求和学时分配见表4。

7

课程考核和标准

（一）考核方式

本课程总评成绩由平时成绩和期末考试成绩组成，课程总评成绩=平时成绩*50%+期末考试成绩*50%，其中平时成绩=线上自学自测*0+期中考试、测验*0.17+课后作业*0.23+上机实验*0.60+翻转课堂*0，具体构成见表5。

（二）考核评分标准

1平时成绩评价标准

2.考试成绩评价标准

8

课程目标达成度评价方式

课程目标达成度评价包括课程分目标达成度评价和课程总目标达成度评价，具体计算方法如下：

9

其他教学要求

为达到上述教学目标，本课程设计了多个教学环节和教学手段。其关键教学环节包括：课堂讲授、实验教学、课堂测验、作业练习、案例分析、课堂讨论、辅导答疑、自主学习等，这部分内容的基本要求如下。

1．课堂讲授

课堂讲授是知识传授的主要方式，承担达成本课程教学目标1-4的任务。在课堂教学中，通常采用课件展示并讲解的方式进行教学，有时候也用粉笔进行推导和说明；根据需要还进行专题学习和讨论、课堂即时测验等，就重点、难点问题进行分析和学习；此外，根据实际需要，还通过实时操作等方法进行演示，还通过视频、动画等方式进行展示。总之，通过多种方式，积极调动大家的积极性，进行引导，以传授数据库专业知识，同时强调知识点的衔接、知识结构的贯通，在传授知识的同时，注意培养学生的批判性思维。

2．实验教学

实验教学是SQL编程技能训练的一种主要教学环节，主要包括验证性实验和设计性综合实验两种，承担达成本课程教学目标2和目标4的任务，实验课程信息见表3。

3．网上教学

利用中国大学Mooc等知名的公共教学平台以及自建的视频课程等资源，适度展开线上线下混合教学，为课堂教学提供良好的教学辅助手段，为学生课外学习和实验提供技术支持和帮助。

4．课堂测验

教师根据教学需要，实时展开课堂测验，包括线上和线下两种方式，目的实时掌握学生的学习情况，用于形成性评价，并据此改进后面的教学方法和方式。

5．作业练习

作业练习是对知识重复训练的一种能力培养方式，涉及承担达成本课程教学目标1-4的部分任务。任课教师根据教学进度安排适量的作业，此外还安排问题解答时间、安排习题课等，点评普遍性与重要性的问题。

6．课堂讨论

针对教学重点、难点问题，组织学生进行分组讨论，教师引导学生对问题进行分析，并逐步获得答案，以加深对问题的理解。

7．辅导答疑

答疑采用线上与线下两种方式相结合。线上主要通过邮寄、qq等方式进行，下线每周固定一节做答疑。

8. 自主学习

以学生为中心、教师为引导，充分发挥学生的主观能动性，鼓励学生课前预习、课后复习并拓展，课中组织学生进行案例分析和课堂讨论，重点培养学生良好的学习方法。

9. 课程思政

按照表3既定的方案展开课程思政教育工作。

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教材、参考书及推荐资料

（1）建议教材

蒙祖强, 许嘉 编著. 数据库原理与应用（第三版）. 北京：清华大学出版社, 2023年8月.

（2）建议教学参考书

[1] 王珊, 萨师煊. 数据库系统概论（第5版）. 北京：高等教育出版社, 2014年9月.

杨冬青等译.数据库系统概念（第六版）(Abraham Silberschatz, Henry F.Korth, S.Sudarshan, DATABASE SYSTEM CONCEPTS ). 北京: 机械工业出版社, 2012年.

参考书籍

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书名：数据原理与应用（第3版）

ISBN：9787302636236

作者：蒙祖强，许嘉

内容简介

本书以“厚基础，重实践”的原则，首先介绍关系数据库的理论基础知识与数据库的设计技术和优化方法，然后结合SQL Server介绍基于关系数据库基础知识的数据库开发和应用技术，包括数据库访问技术等。本书共14章，内容包括数据库概述、关系数据库理论基础、数据库设计技术、数据库查询语言SQL、Transact-SQL程序设计、数据库的创建和管理、索引与视图的创建和管理、存储过程和触发器的开发和使用方法、游标的创建和使用方法、事务管理与并发控制、数据的完整性管理和安全性控制、数据库的备份与恢复技术以及数据库访问技术等。

本书的特点是，理论部分由浅入深、通俗易懂，在内容上提供了翔实而系统的数据库规范化理论和设计理论，所述方法和技术涵盖数据库开发所需的核心内容，覆盖面广，具有很好的可操作性，书中的SQL代码全部通过调试运行，并免费向读者提供。本书继续秉承从数据库的理论设计到实践开发的一体化理念，实现数据库理论知识和实践性知识有机结合，内容自成一体，环环相扣，实例翔实，逻辑性强，结构清晰，条理清楚，重点突出。每章后面都配有适量的习题（包括上机题），供教学和学习参考使用。

本书可作为高等学校计算机及相关专业的数据库课程教材，也可以作为数据库爱好者和初学者的学习教材，同时还可以供从事数据库系统开发的人员参考。

目录

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第1章数据库概述/1

1.1数据管理技术1

1.1.1数据管理的概念1

1.1.2数据管理技术的发展过程2

1.2大数据分析与管理技术5

1.2.1关于大数据5

1.2.2大数据存储技术6

1.2.3大数据处理模式8

1.2.4大数据处理的基本流程11

1.3数据库系统概述12

1.3.1数据库系统12

1.3.2数据库系统的三级模式结构13

1.3.3数据库管理系统14

1.4数据模型16

1.4.1数据模型的基本要素16

1.4.24种主要的逻辑模型17

1.5概念模型的描述20

1.5.1概念模型20

1.5.2实体及其联系21

1.5.3ER图22

习题124

第2章关系数据库理论基础/26

2.1关系模型26

2.1.1关系模型的数据结构——关系26

2.1.2关系操作28

2.1.3关系的完整性约束29

2.2关系代数32

2.2.1基本集合运算32

2.2.2关系运算33

2.2.3关系代数综合举例36

2.3关系数据库39

2.3.1关系数据库的概念39

2.3.2关系数据库的特点40

2.4函数依赖40

2.4.1函数依赖的概念40

2.4.2函数依赖的性质（Armstrong公理系统）42

2.4.3候选码和主码43

2.4.4属性集闭包与候选码求解方法45

2.4.5依赖函数的等价及最小函数依赖集48

2.5关系模式的范式51

2.5.1第一范式（1NF）51

2.5.2第二范式（2NF）54

2.5.3第三范式（3NF）58

2.5.4BC范式（BCNF）61

2.6关系模式的分解和规范化65

2.6.1关系模式的规范化65

2.6.2关系模式的分解66

2.7关系规范化理论综合分析70

习题272

〖1〗数据库原理与应用（第3版）目录〖3〗〖3〗第3章数据库设计技术/78

3.1数据库设计概述78

3.2系统需求分析79

3.2.1系统调研过程和方法79

3.2.2系统需求分析的方法80

3.2.3形成数据字典83

3.3数据库结构设计85

3.3.1概念结构设计85

3.3.2逻辑结构设计89

3.3.3物理结构设计91

3.4数据库的实施、运行和维护93

3.4.1数据库实施93

3.4.2数据库系统的运行和维护94

习题395

第4章数据库查询语言SQL/98

4.1SQL概述98

4.1.1SQL语言的发展98

4.1.2SQL语言的特点99

4.1.3SQL语言的基本功能100

4.2SQL语言的数据类型100

4.2.1字符串型101

4.2.2数值型101

4.2.3日期时间型102

4.2.4货币型103

4.2.5二进制型103

4.2.6其他数据类型103

4.2.7自定义数据类型104

4.3SQL的数据定义功能104

4.3.1数据表的创建和删除104

4.3.2数据表的修改108

4.4SQL的数据查询功能109

4.4.1基本查询110

4.4.2带DISTINCT的查询112

4.4.3带WHERE子句的条件查询113

4.4.4带BETWEEN的范围查询114

4.4.5带IN的范围查询115

4.4.6带GROUP的分组查询115

4.4.7带LIKE的匹配查询和带IS的空值查询117

4.4.8使用ORDER排序查询结果118

4.4.9连接查询119

4.4.10嵌套查询124

4.4.11查询的集合运算128

4.5SQL的数据操纵功能130

4.5.1数据插入130

4.5.2数据更新132

4.5.3数据删除134

习题4135

第5章TransactSQL程序设计/139

5.1TransactSQL概述139

5.1.1关于TransactSQL语言139

5.1.2TransactSQL的元素139

5.2TransactSQL的变量和常量140

5.2.1变量的定义和使用141

5.2.2TransactSQL的常量143

5.3TransactSQL运算符146

5.4TransactSQL流程控制149

5.4.1注释和语句块149

5.4.2IF语句150

5.4.3CASE语句152

5.4.4WHILE语句155

5.4.5GOTO语句156

5.4.6TRY…CATCH语句157

5.4.7RETURN语句158

5.4.8WAITFOR语句158

5.5TransactSQL函数158

5.5.1系统内置函数159

5.5.2用户自定义函数164

习题5168

第6章数据库的创建和管理/171

6.1数据库和数据库文件171

6.1.1数据库的组成171

6.1.2文件组172

6.2数据库的创建172

6.2.1创建数据库的SQL语法173

6.2.2创建使用默认参数的数据库174

6.2.3创建指定数据文件的数据库175

6.2.4创建指定大小的数据库175

6.2.5创建带多个数据文件的数据库176

6.2.6创建指定文件组的数据库177

6.3查看数据库178

6.3.1服务器上的数据库178

6.3.2数据库的基本信息179

6.3.3数据库中的数据表180

6.4修改数据库181

6.4.1更改数据库的名称181

6.4.2修改数据库的大小182

6.5数据库的分离和附加183

6.5.1用户数据库的分离183

6.5.2用户数据库的附加183

6.6删除数据库185

习题6186

第7章索引与视图/188

7.1索引概述188

7.1.1什么是索引188

7.1.2何种情况下创建索引189

7.1.3索引的原理——B树189

7.2索引的类型190

7.2.1聚集索引和非聚集索引190

7.2.2唯一索引与非唯一索引192

7.2.3组合索引192

7.3创建索引192

7.3.1聚集索引193

7.3.2非聚集索引194

7.3.3唯一索引195

7.3.4组合索引195

7.4查看和删除索引196

7.4.1查看索引196

7.4.2删除索引196

7.5视图概述197

7.5.1视图的概念197

7.5.2视图的优缺点197

7.6视图的创建与删除199

7.6.1创建视图199

7.6.2更新视图201

7.6.3删除视图202

7.7查看视图202

7.7.1视图的定义代码202

7.7.2视图的结构信息203

7.7.3数据库中的视图203

习题7204

第8章存储过程和触发器/207

8.1存储过程207

8.1.1存储过程的概念207

8.1.2存储过程的类型208

8.1.3存储过程的创建和调用208

8.1.4存储过程的修改和删除212

8.2触发器214

8.2.1关于触发器214

8.2.2创建触发器215

8.2.3修改触发器219

8.2.4禁用和删除触发器220

习题8222

第9章游标/225

9.1游标概述225

9.1.1游标的概念225

9.1.2游标的作用和实现过程225

9.2创建游标——DECLARE CURSOR语句226

9.2.1DECLARE CURSOR语句基本语法226

9.2.2创建简单的游标228

9.2.3创建局部游标和全局游标229

9.2.4创建静态游标和动态游标229

9.2.5创建只读游标229

9.2.6创建键集游标和（快速）只进游标230

9.2.7创建锁定游标和乐观游标230

9.2.8创建双向滚动游标231

9.2.9创建可更新游标231

9.2.10创建综合类型的游标232

9.3打开游标——OPEN语句232

9.4检索游标数据——FETCH语句233

9.4.1FETCH语句基本语法233

9.4.2遍历游标结果集234

9.4.3使用局部变量保存检索结果236

9.4.4使用游标变量237

9.5更新游标数据238

9.5.1修改游标数据238

9.5.2删除游标数据239

9.6关闭和删除游标239

9.6.1关闭游标——CLOSE语句239

9.6.2删除游标——DEALLOCATE语句240

习题9240

第10章事务管理与并发控制/241

10.1事务的基本概念241

10.1.1事务241

10.1.2事务的ACID特性242

10.2事务的管理242

10.2.1启动事务243

10.2.2终止事务243

10.2.3嵌套事务248

10.3并发控制250

10.3.1并发控制的概念250

10.3.2几种并发问题251

10.3.3基于事务隔离级别的并发控制253

10.3.4基于锁的并发控制259

习题10265

第11章数据的完整性管理/267

11.1关于数据完整性267

11.1.1数据完整性的概念267

11.1.2数据完整性的分类267

11.2实体完整性的实现268

11.2.1实体完整性的定义268

11.2.2实体完整性的检查270

11.3参照完整性的实现271

11.3.1参照完整性的定义271

11.3.2参照完整性的检查272

11.4用户定义完整性的实现273

11.4.1域完整性的实现273

11.4.2表级约束完整性的实现277

习题11278

第12章数据的安全性控制/281

12.1SQL Server安全体系结构281

12.1.1主体281

12.1.2安全对象283

12.1.3权限284

12.2角色285

12.2.1服务器角色285

12.2.2数据库角色285

12.2.3应用程序角色286

12.3服务器级的安全控制287

12.3.1身份验证模式287

12.3.2创建登录288

12.3.3查看登录291

12.3.4登录的权限管理292

12.3.5删除登录295

12.4数据库级的安全控制296

12.4.1数据库用户的管理296

12.4.2安全对象的权限管理300

12.5架构级的安全控制307

12.5.1架构及其管理307

12.5.2安全对象的权限管理312

12.6数据库用户授权举例314

12.6.1直接给数据库用户授权314

12.6.2通过角色给数据库用户授权316

习题12317

第13章数据库备份与恢复/319

13.1备份和恢复319

13.1.1备份和恢复的概念319

13.1.2恢复模式及其切换319

13.1.3备份类型321

13.2完整数据库备份与恢复321

13.2.1完整数据库备份322

13.2.2完整数据库恢复322

13.3差异数据库备份与恢复323

13.3.1差异数据库备份323

13.3.2差异数据库恢复324

13.4事务日志备份与恢复325

13.4.1事务日志备份325

13.4.2事务日志恢复326

13.5一种备份案例327

习题13331

第14章数据库访问技术/332

14.1ADO.NET概述332

14.2ADO.NET对象333

14.2.1Connection对象334

14.2.2Command对象334

14.2.3DataReader对象336

14.2.4DataAdapter对象337

14.2.5DataSet对象339

14.3在窗体应用程序中访问数据库341

14.4在Web应用程序访问数据库345

14.4.1ASP.NET控件345

14.4.2Web应用程序346

习题14348

参考文献/350

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