数据库原理

《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)

银行的电子资金转移系统便是一个典型的分布式数据库。虽然各地的账户记录只保存于本地的数据库中，但外地用户能够十分容易地进行远程查询。这主要是因为，分布式数据库系统向用户提供了一个统一的数据 *** 作窗口，使用户不必寻找某一数据的具体位置，更不必远程登录，就可以直接使用整个数据库系统中所有的信息。从实质上看，分布式数据库就是利用网络和软件技术，使物理空间上分散的数据库的各个部分整合为各个用户的信息空间中统一的数据库。

随着信息高速公路的发展，高性能并行计算机系统和大型数据库／信息库，以及分布式计算机系统和分布式数据库将得到进一步的开发，同时还可能涌现出许多新的计算机系统和数据库技术。

第一章数据库基础知识

本章以概念为主，主要是了解数据库的基本概念，数据库技术的发展，数据模型，重点是关系型数据。

第一节：信息，数据与数据处理

一、信息与数据：

1、信息：是现实世界事物的存在方式或运动状态的反映。或认为，信息是一种已经被加工为特定形式的数据。

信息的主要特征是：信息的传递需要物质载体，信息的获取和传递要消费能量；信息可以感知；信息可以存储、压缩、加工、传递、共享、扩散、再生和增值

2、数据：数据是信息的载体和具体表现形式，信息不随着数据形式的变化而变化。数据有文字、数字、图形、声音等表现形式。

3、数据与信息的关系：一般情况下将数据与信息作为一个概念而不加区分。

二、数据处理与数据管理技术：

1、数据处理：数据处理是对各种形式的数据进行收集、存储、加工和传输等活动的总称。

2、数据管理：数据收集、分类、组织、编码、存储、检索、传输和维护等环节是数据处理的基本 *** 作，称为数据管理。数据管理是数据处理的核心问题。

3、数据库技术所研究的问题不是如何科学的进行数据管理。

4、数据管理技术的三个阶段：人工管理，文件管理和数据库系统。

第二节：数据库技术的发展

一、数据库的发展：数据库的发展经历了三个阶段：

1、层次型和网状型：

代表产品是1969年IBM公司研制的层次模型数据库管理系统IMS。

2、关系型数据型库：

目前大部分数据库采用的是关系型数据库。1970年IBM公司的研究员E．F．Codd提出了关系模型。其代表产品为sysemR和Inges。

3、第三代数据库将为更加丰富的数据模型和更强大的数据管理功能为特征，以提供传统数据库系统难以支持的新应用。它必须支持面向对象，具有开放性，能够在多个平台上使用。

二、数据库技术的发展趋势：

1、面向对象的方法和技术对数据库发展的影响：

数据库研究人员借鉴和吸收了面向对旬的方法和技术，提出了面向对象数据模型。

2、数据库技术与多学科技术的有机组合：

3、面向专门应用领域的数据库技术

三、数据库系统的组成：

数据库系统（DBS）是一个采用数据库技术，具有管理数据库功能，由硬件、软件、数据库及各类人员组成的计算机系统。

1、数据库（DB）：

数据库是以一定的组织方式存放于计算机外存储器中相互关联的数据集合，它是数据库系统的核心和管理对象，其数据是集成的、共享的以及冗余最小的。

2、数据库管理系统（DBMS）：

数据库管理系统是维护和管理数据库的软件，是数据库与用户之间的界面。作为数据库的核心软件，提供建立、 *** 作、维护数据库的命令和方法。

3、应用程序：

对数据库中数据进行各种处理的程序，由用户编写。

4、计算机软件：

5、计算机硬件：

包括CPU、内存、磁盘等。要求有足够大的内存来存放 *** 作系统、数据库管理系统的核心模块以及数据库缓冲；足够大的磁盘能够直接存取和备份数据；比较主的通道能力；支持联网，实现数据共享。

6、各类人员。

四、数据库系统的特点：

1、数据共享：

2、面向全组织的数据结构化：

数据不再从属于一个特定应用，而是按照某种模型组织成为一个结构化的整。它描述数据要身的特性，也描述数据与数据之间的种种联系。

3、数据独立性：

4、可控数据冗余度：

5、统一数据控制功能：

数据安全性控制：指采取一定的安全保密措施确保数据库中的数据不被非法用户存取而造成数据的泄密和破坏；

数据完整性控制：是指数据的正确性、有效性与相容性。

并发控制：多个用户对数据进行存取时，采取必要的措施进行数据保护；

数据恢复：系统能进行应急处理，把数据恢复到正确状态。

第三节：数据模型

一、数据组织：

关系型数据库中的数据层次如下：

1、数据项（field）：又称字段，用于描述实体的一个属性，是数据库的基本单位。一般用属性名作项名；

2、记录（Record）：又称为结点，由若干个数据项组成，用于描述一个对象；

3、文件（File）：由若干个记录组成；

4、数据库（DataBase）：由逻辑相关的文件组成。

二、数据模型：

数据的组织形式称为数据模型，它决定数据（主要是结点）之间联系的表达方式。主要包括层次型、网状型、关系型和面向对象型四种。层次型和网状型是早期的数据模型，又称为格式化数据系统数模型。

以上四种模型决定了四种类型的数据库：层次数据库系统，网状数据库系统，关系型数据库系统以及面向对象数据库系统。

目前微机上使用的主要是关系型数据库。

1、层次型：是以记录为结点的有向树；图如教材P7图1--2

2、网状型：树的集合，它的表示能力以及精巧怀强于层次型，但独立性下降。

3、关系型：

在关系型中，数据被组织成若干张二维表，每张表称为一个关系。

一张表格中的一列称为一个“属性”，相当于记录中的一个数据项（或称为字段），属性的取值范围称为域。

表格中的一行称为一个“元组”，相当于记录值。

可用一个或若干个属性集合的值标识这些元组，称为“关键字”。

每一行对应的属性值叫做一个分量。

表格的框架相当于记录型，一个表格数据相当于一个同质文件。所有关系由关系的框架和若干元组构成，或者说关系是一张二维表。

关系型的特点：描述的一致性；可直接表示多对多关系；关系必须是规范化的；关系模型建立在数学概念基础上。

4、面向对象型：主要采用对象和灯的概念。

第四节：关系型数据库

一、关系型数据库的发展：

1、数据库产品种类繁多：像dBASE，FoxBASE，Clipper，Paradox，Acess等。

2、采用SQL语言：SQL（StructuredQueryLanguage）“结构化查询语言”，是通用的关系型数据库 *** 作语言，可以查询、定义、 *** 纵和控制数据库。它是一种非过程化语言。

3、支持面向对象的程序设计：

4、提供良好的图形界面和窗口；

5、支持开放的客户机/服务器和分布式处理；

6、提供新一代的数据库管理系统开发工具：支持GUI（图形界面）、ODBC（开放数据库连接）、OLE（对象的链接与嵌入）、DLL（动态链接）等。

二、关系型数据库管理系统（RDBMS）及其产品：

主要著名的关系型数据库产品有Oracle、Sybase、Informix、DB2、Inges、Paradox、Access、SQLServer等。数据库应用系统开发工具是PowerBuilder和Delphi。

b

3、b

4、c

5、b

6、c

8、数据的完整性是指数据库中数据的正确性、有效性和一致性。

9、c

10、b

12、acd

13、abc

14、bc

16、对

17、对

18、错

19、错

20、错

数据库加密的底层原理本质上是TDE(Transparent Data Encryption)技术，即一种透明数据加密技术，在数据库主程序启动时加载扩展的TDE插件。TDE插件技术可以实现：在写入存储介质前将数据加密，实现数据的存储加密；在从存储介质加载数据到内存前进行数据解密，实现数据的解密使用；利用TDE插件的增强访问控制能力实现独立于数据库原有权限体系的增强的权控功能。安华金和数据库加密产品就是依托这种技术实现的，想要了解更多，找他们咨询一下吧。可以去上百度看看。

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