数据库系统原理自学指导书

《SQL Server数据库设计与管理》自学指导书一、课程编码及适用专业课程编码：总学时：80面授学时：24+4（实验4学时）自学学时：52适用专业：计算机类专科函授各专业二、课程性质《SQL Server数据库设计与管理》是计算机类本科函授各专业的一门专业课。

通过本课程的学习，使学生能掌握数据库的基本理论。

对关系数据库标准语言SQL有一定的理解。

掌握查询优化、模式分解、数据库恢复技术和并发控制技术。

三、本课程的地位和作用《SQL Server数据库设计与管理》是研究数据库理论、技术和方法的一门课程，数据库技术是计算机科学技术中发展最快的领域之一。

该课程是高等学校计算机类本科的一门重要的专业课。

四、学习目的与要求本课程设置的目的是为了使学生掌握数据库的基本原理和应用。

要求是以数据库技术的实际应用为目标，重点讲述数据库的基本知识、基本原理和基本技术。

为学好《数据库系统原理》这门课，学习时应注意以下几点：（一）要抓主要矛盾，找出问题的本质。

（二）要抓住重点，即应牢固掌握基本概念、基本定理。

（三）要有良好的学习方法，可运用对比或比较的学习方法，以加深对各种基本概念的理解。

（四）学习是要理论联系实际，重视科学试验和实际应用。

五、本课程的学习方法为了学好本课程，首先要具有正确的学习目的和态度。

在学习中要刻苦钻研、踏踏实实、虚心求教、持之以恒。

在学习时要抓住基本概念、基本理论、基本原理和分析方法；要理解问题是如何提出和引申的，又是怎样解决和应用的；要注意各部分内容之间的联系，前后是如何呼应的；要重在理解，能提出问题，积极思考，不要死记概念。

通过习题可以巩固和加深对所学理论的理解，并培养问题分析能力和运算能力，所以应按要求完成布置的作业题。

解题前，要对所学内容基本掌握；解题时，要看懂题意，注意分析，熟练应用各种理论和公式。

除学习规定教材外，应参阅相关的参考书。

如有条件，可通过实验验证和巩固所学理论，训练实验技能，培养严谨的科学作风。

通过各个学习环节，培养分析和解决问题的能力和创新精神。

解决问题不是仅仅照着书本上的例题作练习题，而是要求使用已有的知识对提出的要求和论据能理解和领悟，并能提出自己的思路和解决问题的方案，这是一个创新过程。

六、自学内容与指导第一章数据库概论（一）自学内容本章是数据库系统原理的概述，所以对本章的基本概念应重点掌握。

主要概念有数据、数据库、数据库管理系统、层次数据模型、网状数据模型、关系数据模型、概念模型、数据库系统三级模式结构与二级映象功能、数据独立性、数据库系统的组成。

（二）本章重点1．数据库系统的有关概念。

2．数据模型的组成要素及常用数据模型。

3．数据库系统的三级模式结构与二级映象。

（三）本章难点1．数据模型。

2．概念模型。

3．数据逻辑独立性、物理独立性的含义。

（四）本章考点1．全部基本概念。

2．实体之间的联系。

3．层次数据模型的存储结构。

（五）学习指导数据库是数据管理的最新技术，是计算机科学的重要分支。

全部基本概念应在理解的基础上掌握。

理解数据、数据库、数据库管理系统的定义，清楚数据管理技术的发展过程和数据库系统的特点。

数据模型的三要素是后续各种数据模型的基础，包括数据结构、数据操作、数据的约束条件。

而概念模型中的实体及实体之间的三种联系是关系数据的基础。

对层次数据模型、网状数据模型要掌握定义、数据结构和它们的存储结构。

对数据库系统模式结构可用实例帮助理解。

第二章关系数据库（一）自学内容本章是全书的基础，也是重点和难点之一。

重点掌握关系、关系模式的概念。

掌握关系的完整性的组成。

熟练掌握关系代数的选择、投影、连接运算，了解关系代数的传统的集合运算。

（二）本章重点1．关系的形式化定义2．关系的完整性3．专门的关系运算（三）本章难点1．关系模式2．选择、投影、连接运算（自然连接）（四）本章考点1．全部基本概念。

2．专门的关系运算（选择、投影、连接）（五）学习指导关系数据库应用数学方法来处理数据库中的数据。

全部基本概念应在理解的基础上掌握。

对关系的形式化定义中的概念可以结合实例理解，在各属性中，最主要的是主码，主码的各属性为主属性。

实体完整性、参照完整性、用户定义的完整性组成关系的完整性。

对选择、投影、连接运算可通过对二维表相关操作帮助理解。

第三章关系数据库标准语言SQL（一）自学内容本章是重点和难点之一。

需了解SQL语言的特点，熟练掌握SQL语言的查询语句，特别是单表查询和连接查询。

掌握SQL语言的数据定义、数据更新、视图操作和数据控制，了解嵌入式SQL语言的使用。

（二）本章重点1．SQL语言的数据定义2．SQL语言的数据更新3．SQL语言的单表查询4．SQL语言的连接查询（三）本章难点1．SQL语言的单表查询2．SQL语言的连接查询（四）本章考点1．SQL语言的数据定义2．SQL语言的数据更新3．SQL语言的单表查询4．SQL语言的连接查询（五）学习指导SQL语言作为一门标准化语言，在计算机各个方面均有应用。

主要是有它的特点即是一门面向非过程的语言，并且操作简单所决定的。

在数据定义阶段，SQL语言可以用三个命令动词完成对基本表和索引的建立、修改和删除。

在数据查询阶段，SQL语言可以用一个命令动词完成单表查询、连接查询、嵌套查询和集合查询。

在数据操纵阶段，SQL语言可以用三个命令动词分别完成数据的插入、修改和删除。

而数据控制只需用二个命令动词完成。

这样SQL语言只用了九个命令动词就完成了数据操作的全过程。

数据查询的要点是：按给出的查询条件和查询结果，确定是对单表还是多表，是多表时，在Where子句中，需加等值连接条件（主码值等于外码值）。

查询的实现方式有多种，例如嵌套查询可以变为Where子句的符合条件的查询，集合查询也可以变为简单查询。

第四章关系系统及其查询优化（一）自学内容了解关系系统的定义和分类。

重点是关系系统的查询优化，掌握查询为什么需要优化、优化的一般步骤和一般准则。

理解查询优化实例的表示方式。

（二）本章重点关系系统的查询优化的必要性、步骤和准则（三）本章难点1．查询优化的步骤2．利用语法树表示查询（四）本章考点1．关系系统的定义和分类2．利用语法树表示查询（五）学习指导支持关系模型的数据库系统是关系系统。

目前各种不同的关系数据库是按照满足的关系系统的不同而区分的。

理想的关系系统应是满足全关系系统的。

查询优化，是数据库系统的一个重要功能之一。

此功能不是有用户来完成的，因为用户不可能了解太多的优化算法，而系统优化设计者可以集中专业人才把各种不同的优化算法纳入数据库系统。

通过书上的例子，可以看到对同一个查询，不同策略的代价差别很大。

主要的代价为连接运算。

查询优化的一般准则主要是：选择运算尽可能先做、在执行连接前对关系进行预处理。

查询优化的一般步骤主要是用语法树表示查询，需注意语法树的结构为节点是各个操作，各个关系表在树的下面。

对关系代数表达式的优化算法仅需要一般了解。

第五章关系数据理论关系模式组织不当会产生三类错误：插入异常、删除异常和冗余太大。

关系的规范化的基本概念：函数依赖、完全函数依赖、部分函数依赖、多值依赖；主码、主属性、非主属性、外码。

不同的关系模式可以满足不同的范式。

范式分为1NF、2NF、3NF、BCND、4NF。

对一个关系模式，通过模式分解成几个关系模式，可以使它们满足需要的范式。

（二）本章重点1．关系模式的三类错误2．函数依赖、完全函数依赖3．1NF、2NF、3NF、BCND范式4．模式分解（三）本章难点1．关系模式的各种范式2．通过模式分解，使模式满足需要的范式（四）本章考点1．全部基本概念。

2．模式分解（五）学习指导：现实世界事物之间存在着各种不同的联系，在关系数据系统中，一个系统中的多个数据应该用几个表来组织，有关系的规范化理论决定。

不同的组织方式满足的范式也不同，具体应用时有问题的实际意义决定。

首先应理解有关的概念：函数依赖、完全函数依赖、部分函数依赖、多值依赖；主码、主属性、非主属性、外码。

搞清概念之间的联系和作用。

1NF范式是关系模式的基础，是必须满足的。

考察一个关系模式是满足那一级范式的主要方法是：找出关系模式中所有的函数依赖，确定最小函数依赖集，得到关系的候选码，依据2NF、3NF、BCND等范式的概念确定关系模式满足那一级范式和不满足那一级范式，按照要求对关系模式进行分解，可以使关系模式满足更高的范式。

第六章数据库设计（一）自学内容数据库应用系统设计的全过程可以分为六个阶段：需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、数据库物理设计、数据库实施和维护。

掌握每一阶段任务、要求和需要提交的文档。

理解数据库设计的特点和方法。

（二）本章重点1．数据库设计的特点2．数据库设计的六个阶段3．视图的集成4．E-R图向关系模式的转换5．数据库实施和维护（三）本章难点1．视图的集成2．E-R图向关系模式的转换3．数据库实施和维护（四）本章考点1．视图的集成2．E-R图向关系模式的转换3．数据库设计的特点学习数据库系统原理的目的之一就是将理论应用到实际的数据库设计中。

本章只涉及到数据设计部分，完整的设计步骤需参考《软件工程》。

需求分析简单地说就是分析用户的要求。

是设计数据库的起点，需求分析的结果是否准确地反映用户的实际要求，将直接影响到后面各个阶段的设计，并影响到设计结果是否合理和实际。

将需求分析得到的用户需求抽象为信息结构即概念模型的过程，就是概念结构设计。

它是整个数据库设计的关键。

概念结构是独立于任何一种数据模型的信息结构，逻辑结构设计的任务就是把概念结构设计好的基本E-R图转换为与选用的DBMS产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构。

为一个给定的逻辑数据模型选取一个最适合应用要求的物理结构的过程，就是数据库的物理设计。

之后，设计人员要用RDBMS提供的数据定义语言和其他实际程序将数据库逻辑设计和物理设计的结果严格描述出来，使之成为可以接受的源代码，再经过调试产生目标模式，这是数据库的实施阶段。

第七章数据库恢复技术（一）自学内容全部基本概念应在理解的基础上掌握。

掌握事务的四个特性的含义，理解数据库产生故障的种类和出现故障后恢复的实现技术。

明白在数据库恢复时为什么需要日志文件和对不同的数据库故障使用不同的恢复策略。

（二）本章重点1．事务的四个特性2．恢复的实现技术3．故障的种类4．恢复策略（三）本章难点1．恢复的实现技术2．故障的种类3．恢复策略（四）本章考点1．事务的四个特性2．恢复的实现技术3．故障的种类4．恢复策略（五）学习指导保证数据一致性是对数据库的最基本的要求。

事务是数据库的逻辑工作单位，只要DBMS能够保证系统中一切事务的原子性、一致性、隔离性和持续性，也就保证了数据库处于一致性状态。

为了保证事务的原子性、一致性和持续性，DBMS必须对事务故障、系统故障和介质故障进行恢复。