沈阳师范大学：《数据库原理》课程授课教案（讲义，共十章，主讲：马佳琳）

第1次课程教案本次课授课章节第一章概论2学时数本次课教学了解：①数据库技术的产生和发展：②数据库系统的特点。目的与要求掌握：①数据库系统概念；②两类数据模型。教学数据库系统的基本概念重点本次课重点与难点教学概念模型和逻辑模型难点教学方法理论讲授与多媒体演示相结合，案例分析法与手段教学内容课时分配（分钟）25数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统教学内容20数据管理技术的产生和发展时间分配25数据库系统特点20两类数据模型一、 新课导入数据库技术产生于六十年代末，是数据管理的最新技术，是计算机科学的重要分支数据库技术是信息系统的核心和基础，它的出现极大地促进了计算机应用向各行各业的渗透数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使用频度已成为衡量一个国家信息化程度的重要标志介绍五位数据库发展史上的图灵奖获得者。二、 讲授教学内容教学过1、数据库的地位程设计2、四个基本概念数据(Data)、数据库(Database)、数据库管理系统(DBMS)、数据库系统(DBS)3、数据管理技术的产生与发展1）什么是数据管理对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护，是数据处理的中心问题2），数据管理技术的发展动力应用需求的推动、计算机硬件的发展、计算机软件的发展3）数据管理技术的发展过程人工管理阶段（40年代中--50年代中）文件系统阶段（50年代末--60年代中）2

2 第 1 次课程教案 授 课 章 节 第一章 概论 本次课 学时数 2 本 次 课 教 学 目 的 与 要 求 了解：① 数据库技术的产生和发展； ② 数据库系统的特点。 掌握：① 数据库系统概念；② 两类数据模型。 本次课 重 点 与 难 点 教学 重点 数据库系统的基本概念 教学 难点 概念模型和逻辑模型 教 学 方 法 与手段 理论讲授与多媒体演示相结合，案例分析法 教 学 内容 时 间 分 配 教学内容 课时分配（分钟） 数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统 25 数据管理技术的产生和发展 20 数据库系统特点 25 两类数据模型 20 教学过 程 设 计 一、新课导入  数据库技术产生于六十年代末，是数据管理的最新技术，是计算机科学的重 要分支  数据库技术是信息系统的核心和基础，它的出现极大地促进了计算机应用向 各行各业的渗透  数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使用频度已成为衡量一个国家信 息化程度的重要标志  介绍五位数据库发展史上的图灵奖获得者。 二、讲授教学内容 1、数据库的地位 2、四个基本概念 数据(Data)、数据库(Database)、数据库管理系统(DBMS)、数据库系统(DBS) 3、数据管理技术的产生与发展 1）.什么是数据管理 对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护，是数据处理的中心问题 2）.数据管理技术的发展动力 应用需求的推动、计算机硬件的发展、计算机软件的发展 3）.数据管理技术的发展过程 人工管理阶段(40 年代中-50 年代中) 文件系统阶段(50 年代末-60 年代中)

数据库系统阶段（60年代末--现在）4、两类数据模型1）概念模型，按照用户的观点来对数据和信息建模，主要用于数据库设计2）逻辑模型，包括层次模型、网状模型、关系模型等。按照计算机系统的观点对数据建模，主要用于DBMS实现。三、讨论：同学们对本门课程的理解和期望小结：本节主要介绍了数据库系统的基本概念，数据管理技术的产生和发展，以及按层次划分的两类数据模型。通过本节的学习，希望学生对数据库的应用有所了解和认识，对课程的学习产生兴趣。思考题或预习思考：举例说明数据库技术的实际应用题或作业题参考资料《数据库系统概论（第6版）》，主珊，高等教育出版社课后小结3

3 数据库系统阶段(60 年代末-现在) 4、两类数据模型 1）概念模型，按照用户的观点来对数据和信息建模，主要用于数据库设计 2）逻辑模型，包括层次模型、网状模型、关系模型等。 按照计算机系统的观点对数据建模，主要用于 DBMS 实现。 三、讨论：同学们对本门课程的理解和期望 小结：本节主要介绍了数据库系统的基本概念，数据管理技术的产生和发展，以及 按层次划分的两类数据模型。通过本节的学习，希望学生对数据库的应用有所了解 和认识，对课程的学习产生兴趣。 思考题或预习 题或作业题 思考：举例说明数据库技术的实际应用 参 考 资 料 《数据库系统概论（第 6 版）》，王珊，高等教育出版社 课 后 小 结

第2次课程教案本次课授课章节第一章概论2学时数本次课教学了解：①常用的数据模型：②数据库系统模式的概念。目的与要求掌握：①数据模型的组成要素；②概念模型。教学概念模型及其表示方法重点本次课重点与难点教学数据库系统模式难点教学方法理论讲授与多媒体演示相结合，案例分析法，比较分析法与手段教学内容课时分配（分钟）20数控模型的组成要素25概念模型教学内容10层次模型时间分配10网状模型关系模型1015数据库系统模式的概念一、新课导入■在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息。通俗地讲数据模型就是现实世界的模拟二、 讲授教学内容1、数据模型的组成要素数据结构、数据操作、数据的约束条件2、概念模型教学过概念模型、信息世界中的基本概念、概念模型的表示方法程设计3、常用数据模型（1）非关系模型■层次模型（HierarchicalModel）网状模型(NetworkModel）■数据结构：以基本层次联系为基本单位基本层次联系：两个记录以及它们之间的一对多（包括一对一）的联系（2）关系模型(RelationalModel)4

4 第 2 次课程教案 授 课 章 节 第一章 概论 本次课 学时数 2 本 次 课 教 学 目 的 与 要 求 了解：① 常用的数据模型； ② 数据库系统模式的概念。 掌握：① 数据模型的组成要素；② 概念模型。 本次课 重 点 与 难 点 教学 重点 概念模型及其表示方法 教学 难点 数据库系统模式 教 学 方 法 与手段 理论讲授与多媒体演示相结合，案例分析法，比较分析法 教 学 内容 时 间 分 配 教学内容 课时分配（分钟） 数控模型的组成要素 20 概念模型 25 层次模型 10 网状模型 10 关系模型 10 数据库系统模式的概念 15 教学过 程设计 一、新课导入  在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信 息。通俗地讲数据模型就是现实世界的模拟 二、讲授教学内容 1、数据模型的组成要素 数据结构、数据操作、数据的约束条件 2、概念模型 概念模型、信息世界中的基本概念、概念模型的表示方法 3、常用数据模型 （1）非关系模型  层次模型（Hierarchical Model）  网状模型(Network Model )  数据结构：以基本层次联系为基本单位 基本层次联系：两个记录以及它们之间的一对多（包括一对一)的联系 （2）关系模型(Relational Model)

■数据结构：表（3）面向对象模型(ObjectOrientedModel)■数据结构：对象4、层次模型（1）层次模型满足下面两个条件的基本层次联系的集合为层次模型。a.有且只有一个结点没有双亲结点，这个结点称为根结点；b.根以外的其它结点有且只有一个双亲结点。（2）层次模型中的几个术语根结点，双亲结点，兄弟结点，叶结点5、网状模型满足下面两个条件的基本层次联系的集合为网状模型。a.允许一个以上的结点无双亲；b.一个结点可以有多于一个的双亲。6、关系模型（1）在用户观点下，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表，它由行和列组成。（2）关系模型的基本概念关系（Relation）、元组（Tuple）、属性（Attribute）主码（Key）、域（Domain）、分量、关系模式（3）实体及实体间的联系的表示方法■实体型：直接用关系（表）表示。■属性：用属性名表示。图一对一联系：隐含在实体对应的关系中。■一对多联系：隐含在实体对应的关系中。■多对多联系：直接用关系表示。（4）关系必须是规范化的，满足一定的规范条件最基本的规范条件：关系的每一个分量必须是一个不可分的数据项。7、数据库系统模式的概念三课堂讨论题小结讨论：举例说明现实世界实体间的不同关系总结：本章重点讲解概念模型及其表示，要求学生应该熟练掌握。思考题或预习作业：教材30页15题：超星学习通平台：ER图的课外题题或作业题参考资料《数据库系统概论（第6版）》，王珊，高等教育出版社课后小结5

5  数据结构：表 （3）面向对象模型(Object Oriented Model）  数据结构：对象 4、层次模型 （1）层次模型 满足下面两个条件的基本层次联系的集合为层次模型。 a. 有且只有一个结点没有双亲结点，这个结点称为根 结点； b. 根以外的其它结点有且只有一个双亲结点。 （2）层次模型中的几个术语 根结点，双亲结点，兄弟结点，叶结点 5、网状模型 满足下面两个条件的基本层次联系的集合为网状模型。 a. 允许一个以上的结点无双亲； b. 一个结点可以有多于一个的双亲。 6、关系模型 （1）在用户观点下，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表，它由行和列组成。 （2）关系模型的基本概念 关系（Relation）、元组（Tuple）、属性（Attribute）、 主码（Key）、域（Domain）、分量、关系模式 （3）实体及实体间的联系的表示方法  实体型：直接用关系（表）表示。  属性：用属性名表示。  一对一联系：隐含在实体对应的关系中。  一对多联系：隐含在实体对应的关系中。  多对多联系：直接用关系表示。 （4）关系必须是规范化的，满足一定的规范条件 最基本的规范条件：关系的每一个分量必须是一个不 可分的数据项。 7、数据库系统模式的概念 三 课堂讨论题 小结 讨论：举例说明现实世界实体间的不同关系 总结：本章重点讲解概念模型及其表示，要求学生应该熟练掌握。 思考题或预习 题或作业题 作业：教材 30 页 15 题 ；超星学习通平台：ER 图的课外题 参 考 资 料 《数据库系统概论（第 6 版）》，王珊，高等教育出版社 课 后 小 结

第_3次课程教案本次课授课章节第一章概论2学时数本次课教学掌握：①数据库系统结构：②数据库系统的组成；目的与要求教学数据库系统的三级模式重点本次课教学重点与难点数据库系统的二级映像难点教学方法理论讲授与多媒体演示相结合，案例分析法与手段教学内容课时分配（分钟）30数据库的三级模式30数据的二级映像教学内容时间分配30数据库系统的组成新课导入实际的数据库管理系统产品种类很多，支持不同的数据模型，但它们在体系结构上通常具有相同的特征，即采用三级模式结构。二、讲投教学内容1、数据库系统模式的概念模式（Schema）■数据库逻辑结构和特征的描述■是型的描述教学过■反映的是数据的结构及其联系程设计■模式是相对稳定的模式的一个实例（Instance）模式的一个具体值-■反映数据库某一时刻的状态■同一个模式可以有很多实例■实例随数据库中的数据的更新而变动2、数据库系统的三级模式结构6

6 第 3 次课程教案 授 课 章 节 第一章 概论 本次课 学时数 2 本 次 课 教 学 目 的 与 要 求 掌握：① 数据库系统结构；② 数据库系统的组成； 本次课 重 点 与 难 点 教学 重点 数据库系统的三级模式 教学 难点 数据库系统的二级映像 教 学 方 法 与手段 理论讲授与多媒体演示相结合，案例分析法 教 学 内容 时 间 分 配 教学内容 课时分配（分钟） 数据库的三级模式 30 数据的二级映像 30 数据库系统的组成 30 教学过 程设计 一、新课导入 实际的数据库管理系统产品种类很多，支持不同的数据模型，但它们在体系结 构上通常具有相同的特征，即采用三级模式结构。 二、讲授教学内容 1、数据库系统模式的概念  模式（Schema）  数据库逻辑结构和特征的描述  是型的描述  反映的是数据的结构及其联系  模式是相对稳定的  模式的一个实例（Instance）  模式的一个具体值  反映数据库某一时刻的状态  同一个模式可以有很多实例  实例随数据库中的数据的更新而变动 2、数据库系统的三级模式结构

应用A应用B应用C应用D应用E4王HX外模式1外模式2外模式3A全4外模式/模式映象模式全模式/内模式映象内模式个三、数据库的二级映象功能与数据独立性1.外模式/模式映象的用途保证数据的逻辑独立性当模式改变时，数据库管理员修改有关的外模式／模式映象，使外模式保持不变应用程序是依据数据的外模式编写的，从而应用程序不必修改，保证了数据与程序的逻辑独立性，简称数据的逻辑独立性。2.模式／内模式映象的用途保证数据的物理独立性当数据库的存储结构改变了（例如选用了另一种存储结构），数据库管理员修改模式／内模式映象，使模式保持不变应用程序不受影响。保证了数据与程序的物理独立性，简称数据的物理独立性。4.数据库系统的组成■数据库■数据库管理系统（及其开发工具）■应用系统■数据库管理员\用户三课堂小结数据库系统三级模式和两层映像的系统结构保证了数据库系统中能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。思考题或预习思考题：教材30页14题：作业：PTA第一章练习题题或作业题参考资料《数据库系统概论（第6版）》，王珊，高等教育出版社课后小结7

7 三、数据库的二级映象功能与数据独立性 1.外模式／模式映象的用途 保证数据的逻辑独立性 当模式改变时，数据库管理员修改有关的外模式／模式映象，使外模式保持不变 应用程序是依据数据的外模式编写的，从而应用程序不必修改，保证了数据与程 序的逻辑独立性，简称数据的逻辑独立性。 2.模式／内模式映象的用途 保证数据的物理独立性 当数据库的存储结构改变了（例如选用了另一种存储结构），数据库管理员修改模 式／内模式映象，使模式保持不变 应用程序不受影响。保证了数据与程序的物理独立性，简称数据的物理独立性。 4.数据库系统的组成  数据库  数据库管理系统（及其开发工具）  应用系统  数据库管理员\用户 三 课堂小结 数据库系统三级模式和两层映像的系统结构保证了数据库系统中能够具有较高的逻 辑独立性和物理独立性。 思考题或预习 题或作业题 思考题：教材 30 页 14 题；作业：PTA 第一章练习题 参 考 资 料 《数据库系统概论（第 6 版）》，王珊，高等教育出版社 课 后 小 结

第4次课程教案本次课授课章节第2章关系数据库2学时数本次课教学了解：关系模型中的三类完整性约束；目的与要求掌握：关系模型的组成教学关系数据模型的组成及结构化定义重点本次课教学重点与难点关系的完整性难点教学方法理论讲授与多媒体演示相结合、案例分析法与手段教学内容课时分配（分钟）50关系数据结构及形式化定义20关系操作教学内容时间分配20关系的完整一、新课导入什么是关系？关系如何定义？-■关系能进行哪些操作？■关系的每一种操作的含义是什么样的？二、 讲授教学内容1、关系数据结构■关系模型建立在集合代数的基础上关系数据结构的基本概念■关系教学过■关系模式程设计■关系数据库1)、关系域（Domain)--笛卡尔积（CartesianProduct）+关系（Relation）2）关系模式A.什么是关系模式B.定义关系模式C.关系模式与关系8

8 第 4 次课程教案 授 课 章 节 第 2 章 关系数据库 本次课 学时数 2 本次课 教 学 目 的 与 要 求 了解：关系模型中的三类完整性约束； 掌握：关系模型的组成 本次课 重 点 与 难 点 教学 重点 关系数据模型的组成及结构化定义 教学 难点 关系的完整性 教 学 方 法 与手段 理论讲授与多媒体演示相结合、案例分析法 教 学 内容 时 间 分 配 教学内容 课时分配（分钟） 关系数据结构及形式化定义 50 关系操作 20 关系的完整 20 教学过 程设计 一、新课导入  什么是关系？关系如何定义？  关系能进行哪些操作？  关系的每一种操作的含义是什么样的？ 二、讲授教学内容 1、关系数据结构  关系模型建立在集合代数的基础上  关系数据结构的基本概念  关系  关系模式  关系数据库 1）、关系  域（Domain）  笛卡尔积（Cartesian Product）  关系（Relation） 2）关系模式 A．什么是关系模式 B．定义关系模式 C. 关系模式与关系

3)、关系数据库A.关系数据库B.关系数据库的型与值2、关系操作集合■1）常用的关系操作■2）关系操作的特点■3）关系数据语言的种类■4）关系数据语言的特点3、关系的三类完整性约束■实体完整性■通常由关系系统自动支持■参照完整性■早期系统不支持，目前大型系统能自动支持■用户定义的完整性■反映应用领域需要遵循的约束条件，体现了具体领域中的语义约束用户定义后由系统支持三课堂讨论题小结总结：本节重点讲解了关系数据库的重要概念，要求学生应该熟练掌握。思考题或预习预习：下一节的内容题或作业题思考题：教材64页3，4题参考资料《数据库系统概论（第6版）》，王珊，高等教育出版社课后小结9

9 3）、关系数据库 A. 关系数据库 B. 关系数据库的型与值 2、关系操作集合  1) 常用的关系操作  2) 关系操作的特点  3) 关系数据语言的种类  4) 关系数据语言的特点 3、关系的三类完整性约束  实体完整性  通常由关系系统自动支持  参照完整性  早期系统不支持，目前大型系统能自动支持  用户定义的完整性  反映应用领域需要遵循的约束条件，体现了具体领域中的语义约束  用户定义后由系统支持 三 课堂讨论题 小结 总结：本节重点讲解了关系数据库的重要概念，要求学生应该熟练掌握。 思考题或预习 题或作业题 预习：下一节的内容 思考题：教材 64 页 3,4 题 参 考 资 料 《数据库系统概论（第 6 版）》，王珊，高等教育出版社 课 后 小 结

第5次课程教案本次课授课章节第2章关系数据库2学时数本次课教学了解：关系代数运算符目的与要求掌握：①传统的关系运算；②专门的关系运算；教学选择、投影、连接、除重点本次课重点与难点教学除运算难点教学方法理论讲授与多媒体演示相结合，举例法与手段教学内容课时分配（分钟）20传统的集合运算30专门的关系运算教学内容时间分配30关系代数10关系代数练习新课导入■基本的关系操作有哪些？■关系数据语言的分类？二、讲授教学内容1．传统的集合运算■R和S（并、差、交）■具有相同的目n（即两个关系都有n个属性）■相应的属性取自同一个域教学过1) 并程设计■RUS：仍为n目关系，由属于R或属于S的元组组成RUS=(lteRVieS)2)差■R-S：仍为n目关系，由属于R而不属于S的所有元组组成R-S=(eRAteS)3)交■RnS：仍为n目关系，由既属于R又属于S的元组组成RnS=(teRAteS)RnS=R-(R-S)10

10 第 5 次课程教案 授 课 章 节 第 2 章 关系数据库 本次课 学时数 2 本 次 课 教 学 目 的 与 要 求 了解：关系代数运算符 掌握：① 传统的关系运算；②专门的关系运算； 本次课 重 点 与 难 点 教学 重点 选择、投影、连接、除 教学 难点 除运算 教 学 方 法 与手段 理论讲授与多媒体演示相结合，举例法 教 学 内容 时 间 分 配 教学内容 课时分配（分钟） 传统的集合运算 20 专门的关系运算 30 关系代数 30 关系代数练习 10 教学过 程设计 一、新课导入  基本的关系操作有哪些？  关系数据语言的分类？ 二、讲授教学内容 1. 传统的集合运算  R 和 S （并、差、交）  具有相同的目 n（即两个关系都有 n 个属性）  相应的属性取自同一个域 1）并  R∪S ：仍为 n 目关系，由属于 R 或属于 S 的元组组成 R∪S = { t|t  R∨t S } 2）差  R - S ：仍为 n 目关系，由属于 R 而不属于 S 的所有元组组成 R -S = { t|tR∧tS } 3）交  R∩S：仍为 n 目关系，由既属于 R 又属于 S 的元组组成 R∩S = { t|t  R∧t S } R∩S = R –(R-S）

4）广义笛卡尔积■R■n目关系，kl个元组Is■m目关系，k2个元组■RXS■列：（n+m）列的元组的集合■元组的前n列是关系R的一个元组■后m列是关系S的一个元组■行：k1×k2个元组■RXS=(trtstreRtseS)2.专门的关系运算1）选择■在关系R中选择满足给定条件的诸元组oF(R)=(teRF(t)=真）■F：选择条件，是一个逻辑表达式，基本形式为：[-(] X1 @ Y1 [][[-(]X2 0 Y2 [D]]..■0：比较运算符（>，≥，<，≤，=或)■X1，Y1等：属性名、常量、简单函数：属性名也可以用它的序号来代替：中：逻辑运算符（^或V）-■【]：表示任选项?.·表示上述格式可以重复下去2）投影■投影运算符的含义■投影操作主要是从列的角度进行运算3）连接■连接也称为连接■连接运算的含义■两类常用连接运算-一般的连接操作是从行的角度进行运算。■举例4)除三课堂小结本节主要讲授关系代数及其运算的要素。其中，专门的关系运算符是重点内容，应熟练掌握选择、投影、连接以及除运算。思考题或预习超星平台：关系代数的课外练习题；PTA平台第二章关系代数练习题（10道题）题或作业题参考资料《数据库系统概论（第6版）》，王珊，高等教育出版社课后小结11

11 4）广义笛卡尔积  R  n 目关系，k1 个元组  S  m 目关系，k2 个元组  R×S  列：（n+m）列的元组的集合  元组的前 n 列是关系 R 的一个元组  后 m 列是关系 S 的一个元组  行：k1×k2 个元组  R×S = {tr ts |tr R ∧ tsS } 2. 专门的关系运算 1）选择  在关系 R 中选择满足给定条件的诸元组 σF(R) = {t|tR∧F(t)= '真'}  F：选择条件，是一个逻辑表达式，基本形式为： [( ] X1θY1 [ )][φ [( ] X2θY2 [ )]].  θ：比较运算符（＞，≥，＜，≤，＝或<>）  X1，Y1 等：属性名、常量、简单函数；属性名也可以用它 的序号来代替；  φ：逻辑运算符（∧或∨）  [ ]：表示任选项  .：表示上述格式可以重复下去 2）投影  投影运算符的含义  投影操作主要是从列的角度进行运算 3）连接  连接也称为θ连接  连接运算的含义  两类常用连接运算  一般的连接操作是从行的角度进行运算。  举例 4）除 三 课堂小结 本节主要讲授关系代数及其运算的要素。其中，专门的关系运算符是重点内容，应 熟练掌握选择、投影、连接以及除运算。 思考题或预习 题或作业题 超星平台：关系代数的课外练习题；PTA 平台第二章 关系代数练习题（10 道题） 参 考 资 料 《数据库系统概论（第 6 版）》，王珊，高等教育出版社 课 后 小 结