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作者 | 松子茶

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一、课程简介

《数据库系统原理》课程是计算机科学与技术专业必修的一门专业课程。数据库具有数据结构化、冗余度低、程序与数据独立性高、易于扩充、易于编制应用程序等优点，目前绝大部分的信息系统都是建立在数据库之上的，因此，本课程强调数据库应用与设计能力的培养。

二、课程目标

使学习者“三会”数据库(会设计数据库，会管理数据库，会开发数据库应用程序)。具体目标有：

1. 掌握数据库的基本知识、基本理论和基本方法——三基要求；

2. 培养具有数据库设计、数据库系统管理、数据库应用开发能力——数据库应用能力；

3. 培养具有自主学习能力、创新意识、团队协作精神、写作表达能力等综合素质，以及从应用中发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力——综合素质与问题求解能力。

三、课程要求

1. 掌握数据库管理系统DBMS、数据库DB、数据模型、数据结构化、数据独立性、数据抽象、数据库的三层体系结构和两层映像、关系模型、数据库系统DBS、数据库管理员DBA等核心概念，以及DBMS的特点、组成和基本功能，理解数据模型三要素、三层次和三类基本逻辑模型，以及数据共享、数据冗余、数据孤立、完整性、原子性、并发访问、安全性等概念的内涵。

2. 掌握关系、关系模式、关系数据库、关系数据库模式等核心概念，理解关系模型三要素、基于外码参照的数据库模式导航图的内涵，掌握关系代数运算，以及基于数据库模式导航图构造关系代数查询表达式的方法。

3. 掌握SQL语言，重点是如何表达选择条件和连接条件、如何通过聚合函数和分组运算实现聚集查询、如何表达子查询，理解各种关系代数运算在SQL查询语句中的表达方法。

4. 掌握数据库设计步骤及各步骤数据库设计的主要内容，概念模型(E-R模型)的相关核心概念，E-R建模的基本原则和基本方法，以及E-R模型转化为关系数据库模式的基本方法；掌握功能需求和业务流程描述方法，具有基于功能需求和业务流程分析数据需求、业务规则和性能需求的基本能力，具有较强的数据库概念建模和逻辑建模的能力。

5. 掌握函数依赖和范式(1NF、2NF、3NF、BCNF)的相关概念，理解部分依赖与传递依赖所带来的问题，掌握属性集闭包、关系模式候选码的计算方法，以及将关系模式分解为满足BCNF或3NF关系模式的方法。

6. *理解计算机系统的三级存储体系、存储访问方式、文件中不同记录格式和不同记录组织方式、影响数据库物理设计的主要因素的内涵，掌握顺序索引、B+树索引和散列的概念和方法，以及数据库物理设计的主要内容。

7. *掌握查询处理、查询优化、启发式查询优化的主要思想，关系代数选择运算、连接运算的实现算法，理解表达式计算的物化和流水线技术。

8. 掌握数据库的安全性、完整性的相关概念及主要防范措施，用户、角色的定义和权限的授予与收回，以及各类完整性约束条件的定义。

9. 理解事务、并发调度、冲突操作的概念及ACID性质，掌握冲突可串行化的概念和判别方法，并发控制的相关概念和两阶段封锁协议的基本原理，故障、日志、检查点与备份等相关概念以及各种类型故障的恢复策略。

四、课程小结与习题部分参考答案及习题集

• 01 数据库系统概论

  • 导学和绪论小结

  • 数据管理技术的发展及数据模型小结

  • 数据库三级模式及数据库系统小结

  • 习题集 数据库系统概论

• 02 关系模型与关系代数

  • 关系模型小结

  • 关系代数小结

  • 习题2 第7题参考答案

  • 习题2 第8题参考答案

  • 习题2 第9题参考答案

  • 习题集 关系模型与关系代数

• 03 SQL查询语言

  • SQL概述与单表查询小结

  • 连接查询小结

  • 嵌套子查询与SQL查询格式小结

  • 习题3 参考答案

  • 习题集 SQL查询语言

• 04 数据库建模

  • 数据库设计过程与E-R模型基本概念小结

  • 约束与弱实体集小结

  • 扩展E-R特征与E-R建模问题小结

  • 概念设计和逻辑设计小结

  • 习题4 第2题参考答案

  • 习题4 第3题参考答案

  • 习题4 第4题参考答案

  • 习题4 第5题参考答案

  • 习题4 第6题参考答案

  • 习题集 数据库建模

• 05关系数据理论与模式求精

  • 函数依赖与范式小结

  • 函数依赖理论与模式求精小结

  •  习题5 第6题参考答案

  • 习题5 第7题参考答案

  • 习题5 第8题参考答案

  • 习题5 第9题参考答案

  • 习题5 第10题参考答案

  • 习题集 关系数据理论与模式求精

• 06 关系数据库设计实例

  • 习题6 第1题参考答案

• 07 SQL数据定义、更新及数据编程

  • 习题7 第2题参考答案

  • 习题7 第3题参考答案

• 08 数据库存储结构与查询处理

  • 习题集 数据库存储结构与查询处理

• 09 数据库安全性与完整性

  • 数据库安全性与完整性小结

  • 习题9 第6题参考答案

  • 习题9 第9题参考答案

  • 习题集 数据库安全性与完整性

• 10 事务管理与恢复

  • 事务处理与恢复小结

  • 习题10 第９题参考答案

  • 习题10 第10题参考答案

  • 习题10 第13题参考答案

  • 习题集 事务管理与恢复

五、自测题集

• • 综合测试测试一

  • 综合测试测试二

  • 综合测试测试三

  • 综合测试测试四

  • 综合测试测试五

  • 综合测试测试六

  • 综合测试测试七

  • 综合测试测试八

六、教学资源

教学视频、学习重难点、习题等，请前往

• • B站网址《数据库系统及应用》：

    https://www.bilibili.com/video/BV1yf4y1c7Pi/?spm_id_from=333.999.0.0&vd_source=a0e319a1bde759b769800bda2147bfd0

  • 或爱课程网学习网址《数据库系统及应用》国家精品资源共享课 ：https://www.icourses.cn/sCourse/course_4184.html

七、参考资料

• • 万常选、廖国琼、吴京慧、刘喜平：《数据库系统原理与设计(第3版)》，清华大学出版社，2017年。

  • 王珊、萨师煊：《数据库系统概论(第5版)》，高等教育出版社，2014年。

  • 闪四清：《数据库系统原理与应用教程》，清华大学出版社出版社，2001年。

  • 史嘉权：《数据库系统概论》，清华大学出版社，2006年。

  • 徐洁罄、柏文阳、刘奇志：《数据库系统使用教程》，高等教育出版社，2006年。