数据库系统(中):建模与设计

《数据库系统》不仅是计算机、软件工程等专业的核心课程,而且也是非计算机专业学生必修的信息技术课程。当前互联网+与大数据,一切都建立在数据库之上,以数据说话,首先需要聚集数据、需要分析和管理数据。数据库技术已成为各种计算系统的核心技术,数据库相关知识也已成为每个人必须掌握的知识。

哈尔滨工业大学

中国大学MOOC

计算机

普通(中级)

22 周

  • 中文
  • 788

课程概况

本课程旨在使学生充分掌握数据库系统的基本概念和基本原理,熟练掌握数据库系统语言、数据库抽象与建模方法和数据库应用程序设计方法,培养学生在信息管理和信息系统方面的抽象、设计、开发、应用和管理能力。同时,数据存储、数据库查询实现、查询优化、事务处理等技术,这些内容也是计算学科学生在专业方面必须掌握的操纵数据库的能力,本课程也将为你详细讲授。

本课程将分为四个部分进行介绍:
一、基本知识与关系模型;
二、数据库语言及其应用;
三、数据建模与数据库设计;
四、数据库管理系统实现技术。

这四部分内容将分为三门课程来开放。本课程《数据库系统(中)》将包括第三部分内容。

本课程的特色:(1)本课程是一门理论性为基础、应用性为目标,理论应用相结合的计算机类主干课程;(2)抽象内容的实例化讲解是本课程的特色,通过大量具体示例,来阐释数据库相关的抽象概念和原理;(3)知识学习与案例点评相结合是本课程的特色,本课程包含数据建模和数据库设计相关的内容,重要的是知识的运用,案例点评则成为知识运用能力训练的重要手段; (4)问题导引的知识学习是本课程的特色,深入浅出,图文并茂,案例配合,面向问题地阐释数据库系统的核心内容。本课程将为学生从事大型信息系统软件的设计、开发和应用打下基础,也将为学生今后从事大规模数据的存储、操纵和分析奠定很好的基础。

课程大纲

第1讲(总第11讲)数据建模:思想与方法 (暨数据库设计之抽象与表达方法)
1100-本讲学习什么(4分33秒)及第11讲教学课件
1101-为什么要数据建模与数据库设计(5分21秒)
1102-数据模型与概念模型的概念(4分44秒)
1103-关于抽象的八个字(2分10秒)
1104-什么是E-R模型(2分21秒)
1105-实体与实例(6分48秒)
1106-联系与联系的元数(4分39秒)
1107-联系与联系的基数(6分29秒)
1108-Chen方法表达E-R模型(12分49秒)
1109-Chen方法建模案例-物资管理系统数据建模(8分20秒)
1110-Crow's Foot方法表达E-R模型(8分40秒)
1111-Crow's Foot方法建模案例-物资管理系统数据建模(4分55秒)
1112-型与值和三个世界(7分54秒)
1113-数据模型与两种抽象层次(8分06秒)
1114-再看抽象层次(6分39秒)
1115-第11讲回顾本讲学习了什么(1分36秒)
第1讲(总第11讲)模拟题
【特别讨论】畅想一下你学习《数据库系统(中)-建模与设计》课程的收获
第1讲(总第11讲)计分测验
如你学习过《数据库系统(上)》可略过
《数据库系统》课程介绍

第2讲(总第12讲)数据建模:工程化方法及案例分析
1200-本讲学习什么(36秒)及第12讲教学课件
1201-什么是IDEF1X(3分21秒)
1202-独立实体和从属实体(10分24秒)
1203-标定联系和非标定联系(6分07秒)
1204-非确定联系与相交实体(5分31秒)
1205-分类联系与分类实体(9分44秒)
1206-IDEF1X案例讲解之一-四个建模小例子(11分13秒)
1207-IDEF1X案例讲解之二-仓储系统建模(8分47秒)
1208-IDEF1X案例讲解之三-物料系统建模(7分21秒)
1209-IDEF1X案例讲解之四-六个模型示例点评(14分21秒)
1210-IDEF1X案例讲解之五-联赛管理系统建模(4分33秒)
1211-第12讲回顾本讲学习了什么(1分28秒)
第2讲(总第12讲)模拟题
第2讲(总第12讲)计分测验
作业:请用Crow's Foot图 或者 IDEF1X图理解某一数据库系统

第3讲(总第13讲)数据库设计过程
1300-本讲学习什么(3分51秒)及第13讲教学课件
1301-如何做需求分析(6分32秒)
1302-如何做概念数据库设计(12分10秒)
1303-如何做逻辑数据库设计(17分43秒)
1304-逻辑数据库设计会出现什么问题(7分54秒)
1305-如何做物理数据库设计(3分33秒)
1306-第13讲回顾本讲学习了什么(1分43秒)
第3讲(总第13讲)模拟题
第3讲(总第13讲)计分测验

第4讲(总第14讲)函数依赖及其公理/定理
1400-本讲学习什么(1分28秒)及第14讲教学课件
1401-什么是函数依赖(9分27秒)
1402-部分函数依赖与完全函数依赖(4分40秒)
1403-传递函数依赖(3分57秒)
1404-函数依赖相关的几个重要概念(8分17秒)
1405-关于函数依赖的Armstrong公理(8分05秒)
1406-什么是属性(集)闭包(6分01秒)
1407-属性闭包的计算算法与覆盖及其证明(7分53秒)
1408-什么是最小覆盖(6分08秒)
1409-第14讲回顾本讲学习了什么(1分24秒)
第4讲(总第14讲)模拟题
第4讲(总第14讲)计分测验

第5讲(总第15讲)关系模式设计之规范形式
1500-本讲学习什么(1分19秒)及第15讲教学课件
1501-什么是第一范式(3分53秒)
1502-什么是第二范式(6分40秒)
1503-什么是第三范式(6分40秒)
1504-什么是Boyce-Codd范式(6分19秒)
1505-什么是多值依赖(9分31秒)
1506(选修)-关于多值依赖的Armstrong公理(14分40秒)
1507-第15讲回顾本讲学习了什么(1分06秒)
第5讲(总第15讲)模拟题
第5讲(总第15讲)计分测验

第6讲(总第16讲)模式分解存在什么问题
1600-本讲学习什么(1分48秒)及第16讲教学课件
1601-模式分解存在的问题(7分58秒)
1602-无损连接分解及其检验算法(14分48秒)
1603-保持依赖分解及其检验算法(11分58秒)
1604-模式分解成BCNF及第3范式的算法(11分43秒)
1605-连接依赖与第5范式(3分05秒)
1606-数据库设计需要知道的(6分50秒)
1607-第16讲回顾本讲学习了什么(2分40秒)
第6讲(总第16讲)模拟题
第6讲(总第16讲)计分测验

预备知识

先修《数据库系统-模型与语言》。
应学习过相关的先修课程《离散数学》《数据结构》《操作系统》等。与先修课程的关系如下图示意。

证书或学分

本课程总计100分,将组织三次测验,一次在第2讲结束后(15题15分),一次在第5讲结束后(25题25分)和一次在第8讲结束后(25题25分),最后组织期末考试(25题25分,在第10讲结束后)。课堂交流讨论分10分,参与讨论达到一定次数即可获得。所有测验题和考试题均为客观题。
设置“合格”(达到60分)、"优秀"(达到80分)两档课程标准,由任课教师签发课程结业证书,其中成绩“优秀”者将颁发优秀证书。

参考资料

–1. Database System Concepts(数据库系统概念,有中译本), 6th Edition, 机械工业出版社,2012.
2. Database System Implementation(数据库系统实现,有中译本), 2nd Edition, 机械工业出版社,2010.
–3. Database: Principles,Programming,and Performance(数据库:原理、编程与性能,有中译本), 2nd Edition,Patrick O’Neil, Elizabeth O’Neil,高等教育出版社,2001。
注:数据库系统的经典教材有很多,同学可任选一本作为主教材,其他可作为辅助教材。建议必备前面的第1和2两本教材,这两本教材并不重复。第1本教材是较为全面的数据库系统的教材,而第2本教材则是数据库管理系统实现技术的教材。

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