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智慧课程 认证学习
数据库原理及应用
第15次开课
开课时间: 2025年03月15日 ~ 2025年06月30日
学时安排: 4-5小时每周
进行至第3周,共16周 已有 602 人参加
立即参加
课程详情
课程图谱
课程评价(1136)
spContent=数据库技术是近年来计算机应用学科中一个非常活跃、发展迅速、应用广泛的领域,越来越受到人们的关注,学习“数据库原理及应用”可以帮助你更好地采集、整理、输入、查询、分析及利用数据。欢迎加入我们,一起玩转数据,为今后的学习和工作奠定基础。 本期开课是在中国大学MOOC平台开设的第15期,本期已经升级为智慧课程,引入了课程知识图谱,新增了课程AI智能助教,大家在学习的过程中有任何问题欢迎向AI助教提问,你们将获得及时高效地回复,提高大家的学习效率和学习体验。
数据库技术是近年来计算机应用学科中一个非常活跃、发展迅速、应用广泛的领域,越来越受到人们的关注,学习“数据库原理及应用”可以帮助你更好地采集、整理、输入、查询、分析及利用数据。欢迎加入我们,一起玩转数据,为今后的学习和工作奠定基础。 本期开课是在中国大学MOOC平台开设的第15期,本期已经升级为智慧课程,引入了课程知识图谱,新增了课程AI智能助教,大家在学习的过程中有任何问题欢迎向AI助教提问,你们将获得及时高效地回复,提高大家的学习效率和学习体验。
—— 课程团队
课程概述

数据库技术是各种业务数据处理与应用系统的核心,是现代信息科学与技术的重要组成部分,数据库的建设规模、应用深度已成为衡量一个国家信息化程度的重要标志,数据资源和数据库高新技术已经成为世界各国极为重要的优先发展战略。那么什么是数据库、如何设计数据库、如何编制数据库应用程序、数据库最新技术有哪些?本课程由8位长期从事数据库教学的一线教师将围绕上述四个问题进行讲授,课程内容包括数据库原理,SQL Server软件使用,数据库应用程序开发,数据库前沿知识介绍。


课程团队坚持不断改进和完善,近年来除了满足校内外学习者的网上学习外,同时有效支撑了我校《数据库原理及应用》必修课的混合式教学,本课已经获得了国家第二批线上线下混合式一流课程。


课程提供了丰富的视频资源,以知识点为单位的微视频共96个(每个视频均不超过5分钟),视频短小,提供了较为丰富的练习及测验,方便学习者利用手机和网络,利用碎片化的时间进行学习和练习。为了更好地帮助大家理解和掌握所学知识,课程讲授中突出理论产生的背景,强化原理与应用开发相结合,跟踪数据库最新技术,选用了当前主流数据库产品 SQL Server 2017一边演示一边讲授进行数据库及各种数据库对象的创建和管理,数据库的备份与恢复、数据库安全管理等操作过程,给予学习者上机练习的切实指导。


课程立足于数据库系统的基本原理、方法和技术,从理论到实践,深入浅出,为数据库初学者讲解数据库基本概念和原理、数据库设计、SQL Server2017软件使用,并引出数据库领域研究的热点问题——数据仓库、数据挖掘、大数据,NoSQL数据库,为数据库爱好者拓宽视野,提升兴趣。通过该课的学习,使学生掌握数据库系统的基本原理、方法和应用技术,特别是数据库设计和数据库应用系统的开发方法。

授课目标

通过本课程的学习,不仅要理解数据库的基本概念及基本原理,掌握数据库设计方法,了解数据库前沿技术;还要对数据库软件项目开发有一个全面系统实践的过程,切实提高同学们信息处理技术方面的素质和能力。

课程大纲
数据库系统概论
课时目标:了解为什么要学习数据库;掌握数据库系统的基本概念,数据库系统的特点,掌握数据库管理技术的产生和发展,了解数据库技术的最新发展趋势
1、数据库相关概念
知识点:
1.1 数据和数据处理的概念
1.2 数据库、数据库系统和数据库管理系统的概念
1.3 数据库系统的组成
1.4 数据库系统的特点
重点:数据库、数据库系统、数据库管理系统的基本概念
难点:数据库与数据库管理系统的关系
2、数据管理的发展阶段
知识点:
2.1 人工管理阶段
2.2 文件系统阶段
2.3 数据库系统阶段
2.4 NoSQL非结构化数据库
2.5“大数据时代”的挑战
重点:数据管理各个发展阶段的区别
难点:NoSQL非结构化数据库
数据库系统结构
课时目标:理解数据模型的基本概念,理解关系数据模型的数据结构和特点,理解数据完整性约束的概念,掌握实体-联系模型,掌握数据库的三级模式、两级映像、两个数据独立性的概念。
1、数据模型
知识点:
1.1 数据模型的概念
1.2 数据模型的分类
1.3 数据模型的组成元素
重点:概念模型
2、三层模式体系结构和数据独立性
知识点:
2.1 三层模式体系结构
2.2 数据独立性
重点:三层模式结构
难点:数据独立性
关系数据库基础
课时目标:理解关系数据库的定义和结构,理解关系数据库的各类完整性约束,掌握关系代数的运算方法。
1、关系模型概念
知识点:
1.1 域、属性、元组和关系
1.2 关系的特性
1.3 关系模型表示法
重点:关系的定义
难点:关系与二维表、文件的区别
2、关系模型约束
知识点:
2.1 域约束
2.2 键约束和NULL值约束
2.3 实体完整性和参照完整性约束
重点:五种完整性的概念
难点:外键可以为空值的条件
关系数据库标准语言SQL
课时目标:熟悉SQL数据类型,掌握基本表的创建、修改和删除;掌握数据查询方法,会使用单表查询、多表查询、嵌套查询、嵌套查询;掌握数据的更新操作,掌握视图的定义和使用,了解索引的使用。
1、 SQL数据定义语言-SQL数据类型
知识点:
1.1 数值类型
1.2 文本类型
1.3 二进制类型
1.4 日期时间类型
1.5 金钱类型
1.6 其他类型
重点:数值和文本类型
难点:文本类型的分类
2. SQL数据定义语言-定义数据库和表
知识点:
2.1 定义数据库
2.2 定义数据库表
2.3 定义完整性约束
2.4 定义索引
重点:数据库表的定义方法
难点:完整性约束的定义方法
3、SQL数据操纵语言-单表查询
知识点:
3.1 SELECT子句
3.2 LIKE子句
3.3 分组子句
3.4 ORDER BY子句
重点:SELECT查询的基本方法
难点:分组及筛选
4、SQL数据操纵语言-多表查询
知识点:
4.1 内连接
4.2 外连接
4.3 交叉连接
4.4 自连接
重点:内连接
难点:外连接、自连接
5、SQL数据操纵语言-子查询
知识点:
5.1 IN谓词子查询
5.2 带比较运算符子查询
5.3 带EXISTS谓词子查询
重点:子查询的基本方法
难点:带EXISTS的子查询
6、SQL数据操纵语言-其他
知识点:
6.1 集合查询
6.2 数据的增、删、改
重点:集合查询
难点:带子查询的增、删、改
7、SQL中的视图
知识点:
7.1 视图的概念
7.2 视图的实现和更新
重点:视图的定义和查询
难点:通过视图更新数据
关系数据库设计理论
课时目标:理解数据依赖的概念,理解数据依赖对关系模式的影响;掌握关系模式的规范化方法;掌握关系模式的反规范化方法。
1. 数据依赖
知识点:
1.1 函数依赖
1.2 多值依赖
1.3 数据依赖对关系模式的影响
1.4 多值依赖对关系模式的影响
重点:多值依赖
难点:多值依赖对关系模式的影响
2. 范式
2.1 第一范式
2.2 第二范式
2.3 第三范式
2.4 BC范式
2.5 第四范式
重点:第一、二、三范式
难点:BC范式
3 关系模式的规范化
知识点:
3.1 关系模式规范化的步骤
3.2 关系模式的分解
重难点:关系模式的分解
4. 反规范化
数据库设计
课时目标:掌握数据库设计和实现的基本步骤;掌握概念建模和逻辑建模的方法。理解需求分析阶段的任务、方法与提交文档;掌握概念结构设计阶段E-R模型的设计;掌握逻辑设计阶段E-R模型向关系模型转换的方法。
1、数据库设计概述
知识点:
1.1 什么是数据库设计
1.2 数据库设计的特点
1.3 数据库设计的基本方法
1.4 数据库设计和实现的基本步骤
重点:数据库设计的基本方法
难点:数据库设计的特点
2、 概念建模
知识点:
2.1 概念结构设计常用方法
2.2 数据抽象与局部E-R图设计
2.3 全局E-R模型设计
2.4 优化全局E-R模型
重点:E-R模型要素
难点:E-R模型的优化
3、逻辑建模
知识点:
3.1 从E-R模型到关系模型的转换
3.2 数据模型优化
重点:从E-R模型到关系模型的转换算法;数据模型优化的基本方法。
难点:联系型的转换方法;范式的概念。
数据库保护
课时目标:掌握事务的基本概念与ACID特性;掌握数据库并发控制的基本原理和技术;掌握数据库恢复的基本原理和技术。
1、事务的基本概念
知识点:
1.1 事务的定义
1.2 事务的特征
重点:事务的基本概念
难点:事务的ACID特性
3、 并发控制
知识点:
2.1 并发操作引发的问题
2.2 并发控制的基本方法
重点:封锁的概念
难点:并发调度的可串行性
3、数据库恢复
知识点:
3.1 数据库故障类型
3.2 数据库恢复的基本方法
3.3 数据库转储
重点:数据库常见故障及恢复方法
难点:基于日志文件的数据库恢复
SQL Server基础
课时目标:了解SQL Server的发展过程;了解SQL Server2017的主要功能及优点;掌握SQL Server2017的系统数据库及作用,熟悉SQL Server2017常用界面的功能操作
1.1 SQL Server的发展简介
1.2 SQL Server2017平台构成
1.3 SQL Server2017安装
1.4 SQL Server2017常用管理工具
1.5 SQL Server2017数据库种类及文件
重点:SQL Server2017常用管理工具
难点:SQL Server2017数据库文件
SQL Server数据库、表和数据操作
课时目标:熟悉SQL Server Management Studio创建和管理数据库、创建和管理数据表、创建和管理视图、创建和管理索引
1.1 数据库的创建和管理
1.2 数据表的创建和管理
1.3 视图的创建和管理
1.4 索引的创建和管理
重点:数据库和数据表的创建和管理
难点:各种约束的创建
安全管理
课时目标:了解什么是数据库的安全机制理解安全控制的三个步骤掌握SQL Server2017安全控制的实现方法,掌握SQL中的用户权限管理
知识点:
1.1 数据库安全性
1.2 SQL中的用户权限管理
重点:SQL的权限管理
难点:数据库安全理论
备份和恢复数据库
课时目标:理解数据库备份和恢复的重要性;理解数据库备份和恢复的概念、类型和策略;掌握在SQL Server数据库的各种类型的备份和恢复方法
知识点:
1.1 进行数据库备份的原因
1.2 备份内容和备份类型
1.3 备份策略
1.4 实现备份
1.5 数据库恢复
重点:数据库备份及恢复
难点:备份的策略和恢复的顺序
存储过程和触发器
课时目标:掌握存储过程的创建和管理;掌握触发器的创建和管理。
知识点:
1.1 T-SQL概述
1.2 存储过程
1.3 触发器
重点:存储过程的创建和管理
难点:触发器的创建和管理
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预备知识

要求先修课:大学计算机基础,一门计算机语言课程。

参考资料

教材:

《数据库原理及应用---SQL Server 2017》,杨先凤、岳静、朱小梅等编著,科学出版社,2019.6


建议必备1本该教材,是由课程组老师编撰的为本MOOC课配套的新形态立体化教材,可以很便捷地辅助对本课的学习。



参考资料:

1.SQL Server: ISBN-9787302629498. 数据库系统原理与实践. 党德鹏. 北京: 清华大学出版社, 2023.7;

2.宋金玉等编著,数据库原理与应用(第3版),清华大学出版社,ISBN 978-7-302-59692-9, 2022年1月;

3.宋金玉等编著,数据库原理与应用学习和实验指导,清华大学出版社,ISBN 978-7-302-64173-5, 2023年9月;

4.MySQL: ISBN-9787302560067. 党德鹏. 数据库应用、设计与实现(第二版). 北京: 清华大学出版社, 2021.1;

5.Database System Concepts(数据库系统概念,有中译本), 7th Edition, 机械工业出版社,2021.

常见问题

(1)作为其他高校的教师,是否可以使用本课程进行混合式教学,是否方便获取学生课程学习讨论、测验、考试以及最后成绩等信息?

答:课程团队非常欢迎其他高校使用我们的MOOC课程资源,由于平台限制,其他高校教师可能无法使用慕课堂等混合式教学环境,但是又需开展混合式教学,需要获取学生在线学习数据,欢迎老师们联系我们,经过协商,我们可以代为建立慕课堂,定期给大家导出所需学生在线学习信息,方便其他高校老师及时掌握学生在线学习情况,欢迎大家提出建议。同时,我们也十分欢迎其他高校老师一同参与到本课程MOOC建设,积极交流,共同进步,不断完善和提升课程资源,提高课程的适用范围,更好地实现课程资源共享,提升课程质量和水平。


(2)为什么课程教学及演示用数据库管理系统DBMS采用的是Microsoft SQL Server2017?

答:课程教学内容立足于数据库基本理论知识和技术原理的讲授,相关内容均能在SQL Server 2017数据库管理系统上得到体现,且该软件具有应用广泛、功能全面、操作方便等特点,是一个较好的教学系统软件,因此课程教学采用Microsoft SQL Server2017来进行教学。在第9章,我们同时提供了SQL Server2017和MySQL实际操作指导的教学微视频,供学习中选用。


(3)学习“数据库原理及应用”,课程考核具体包括哪些内容?

答:本课程成绩考核包括课堂讨论5%,平时成绩35%,期末考试60%。其中,课堂讨论的成绩为在“课堂交流”中参与的活跃度,如果在“课堂讨论”中回复的数量有15次及以上,可以获得满分5分; 平时成绩为各章单元测验成绩的平均分(每套单元测验题,一般包括单选题(每题3分),判断替和填空题(每题2分),各章单元测验可以尝试两次测试取成绩最高者计入课程成绩,系统自动评阅);期末成绩是2次期末考试成绩(注意两次期末考试分别都只有一次作答机会,请慎重选择时机参与)的平均分(每套考试题一般包括单选题(每题3分),填空和判断题(每题2分),系统自动评阅)。


(4)对学好“数据库原理及应用”课程有哪些建议?

答:阅读教材预习,观看视频学习,及时完成单元测验并复习,积极参与讨论,务必确保在测验及考试截止日期前完成,安装好上机软件及时跟练课程案例,多看书看视频学习多上机实践多思考总结。


(5)请问我不是计算机专业的学生,没有学过数据结构等课程可以选修这门课程吗?

答:当然可以,本门课程属于计算机类的通识课程,只要学习了一门编程语言课程,有计算机的基础知识,就可以学习。


(6)请问学习这门课程需要安装哪些软件?

答:在课程中要学习SQL语言,所以需要安装SQL语言的运行环境,本门课程我们使用的数据库管理软件是SQL Server 2017,同时课程提供了Mysql的实际操作指导教学视频,学生自己可以安装SQL Server 2008到2017版本或者更高版本,也可以安装Mysql软件均可以完成相关实验操作及案例跟练任务。

西南石油大学
6 位授课老师
杨先凤

杨先凤

教授

岳静

岳静

副教授

周永

周永

副教授

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