淺談《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》課程的體系結(jié)構(gòu)

范曉敏

摘 要：信息化時代離不開計算機(jī)，而數(shù)據(jù)庫技術(shù)在計算機(jī)領(lǐng)域占有重要的地位，所以《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》課程一直是計算機(jī)類專業(yè)的主要課程，是學(xué)習(xí)其他很多課程的基礎(chǔ)，因此該課程的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)合理且符合實際應(yīng)用的需要，本文就此進(jìn)行簡單的探討。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫；體系結(jié)構(gòu)；SQL；數(shù)據(jù)查詢

人類的腳步已經(jīng)邁進(jìn)了信息化時代，在這個時代，信息的占有和利用水平至關(guān)重要。而對信息的組織、存儲、加工和利用就必須用到數(shù)據(jù)庫技術(shù)，因此在高校特別是計算機(jī)專業(yè)必須開設(shè)《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》課程來給同學(xué)們講解數(shù)據(jù)庫技術(shù)的原理及應(yīng)用。多年的計算機(jī)教學(xué)使我對這門課程的體系結(jié)構(gòu)有了一定的認(rèn)識，并且在反復(fù)實踐中不斷探索和改進(jìn)，最終形成了一套可行的《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》課程的體系結(jié)構(gòu)。本文對此展開講解。

《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》課程主要講授數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)知識以及數(shù)據(jù)庫的設(shè)計與應(yīng)用開發(fā)。其中基礎(chǔ)部分主要包括數(shù)據(jù)庫的基本概念和基礎(chǔ)知識，數(shù)據(jù)庫的設(shè)計與應(yīng)用開發(fā)主要包括一些查詢處理、數(shù)據(jù)庫設(shè)計和系統(tǒng)編程等知識。下面按照課程的講課順序來講解本門課程的體系結(jié)構(gòu)。

首先是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論部分，主要是講述數(shù)據(jù)庫的基本概念。從Data開始講起，重點掌握DB和DBMS的概念，這是本門課程的基礎(chǔ)；然后講述數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展過程，主要經(jīng)歷了人工管理、文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)3個階段，掌握數(shù)據(jù)庫階段的的特點；下一個內(nèi)容是數(shù)據(jù)模型，需要介紹數(shù)據(jù)模型的概念及三要素包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和完整性約束。掌握重點的兩個數(shù)據(jù)模型：E-R模型和關(guān)系模型，會畫E-R圖，掌握關(guān)系模型的特點和相關(guān)概念以及關(guān)系的數(shù)學(xué)定義和關(guān)系代數(shù)運(yùn)算；然后講述數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)，即數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三級模式和兩級映像及由此引出的的數(shù)據(jù)庫的邏輯獨立性和物理獨立性；最后對整個學(xué)期都要使用的DBMS（SQL SERVER）進(jìn)行介紹。

第二部分是創(chuàng)建與管理數(shù)據(jù)庫。首先介紹數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)，邏輯存儲結(jié)構(gòu)和物理存儲結(jié)構(gòu)分別講解，接下來介紹組成數(shù)據(jù)庫的各類文件（數(shù)據(jù)文件和日志文件）及文件組的概念；然后重點講解數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建方法，包括界面化的方式（SSMS）和使用DDL語句創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，接下來講解數(shù)據(jù)庫的修改、刪除、擴(kuò)展與收縮、附加和分離數(shù)據(jù)庫。

第三部分是表的創(chuàng)建與管理。這是基礎(chǔ)和重點部分，主要講解表的創(chuàng)建、修改和刪除，重點掌握Create table語句建表，包括主鍵和外鍵的使用，表格建立完成后只是一個空表，需要向表中添加數(shù)據(jù)，所以下一步介紹數(shù)據(jù)的增刪改，即insert、update和delete語句的使用。

第四部分是數(shù)據(jù)查詢。數(shù)據(jù)查詢是數(shù)據(jù)庫的核心操作，SQL提供了Select語句，分為簡單查詢和復(fù)雜查詢。簡單查詢先介紹Select語句的基本格式，然后按照子句的順序分別講解select、into、where、group by、having、order by這些子句并舉例應(yīng)用；接下來講解復(fù)雜查詢，包括連接查詢、集合查詢和嵌套查詢。查詢是數(shù)據(jù)庫中使用頻率最高的語句，是重中之重，因此要大量的練習(xí)，不斷熟悉和加深掌握。

第五部分是標(biāo)準(zhǔn)語言SQL，即結(jié)構(gòu)化查詢語言，是關(guān)系數(shù)據(jù)庫的標(biāo)準(zhǔn)語言。SQL是一個通用的功能極強(qiáng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言，包括數(shù)據(jù)定義，數(shù)據(jù)查詢，數(shù)據(jù)更新。本章主要介紹SQL的特點組成以及T-SQL的組成，包括DDL、DML、DCL以及T-SQL中的數(shù)據(jù)類型、變量、運(yùn)算符、函數(shù)和流程控制語句的使用。

第六部分是創(chuàng)建與管理其他的數(shù)據(jù)庫對象。主要介紹視圖、存儲過程和觸發(fā)器等對象的使用。視圖是從一個或幾個基本表導(dǎo)出的虛表，有關(guān)視圖的相關(guān)操作與基本表的操作相似，如：Create View 視圖名列名As子查詢；但是子查詢中可有任何復(fù)雜的Select語句，但不允許有Order by子句和distinct；存儲過程類似于其他語言中的過程和函數(shù)，也就是完成某項功能的代碼段，需要先創(chuàng)建再執(zhí)行；觸發(fā)器類似于約束條件，但是比約束條件更加靈活。觸發(fā)器是定義在關(guān)系表上的由事件驅(qū)動的特殊過程。可以用于數(shù)據(jù)庫完整性檢查，也可用來實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的其他功能。

第七部分是數(shù)據(jù)庫的安全性和完整性。安全性是DBMS提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)保護(hù)功能來保證數(shù)據(jù)庫的安全可靠和正確有效，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)安全的技術(shù)和方法有多種，最重要的是存取控制技術(shù)，視圖技術(shù)，審計技術(shù)。大型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)幾乎都支持自主存取控制，這里主要通過SQL的Grant語句和Revoke語句來實現(xiàn)，Grant語句向用戶授予權(quán)限，Revoke語句收回授予的權(quán)限，數(shù)據(jù)庫授權(quán)由DBA在創(chuàng)建用戶時實現(xiàn)。另一個重要概念是角色，數(shù)據(jù)庫角色是被命名的一組與數(shù)據(jù)庫操作相關(guān)的權(quán)限，角色是權(quán)限的集合，可以為一組具有相同權(quán)限的用戶創(chuàng)建一個角色，使用角色來管理數(shù)據(jù)庫權(quán)限可以簡化授權(quán)的過程，創(chuàng)建角色使用Create role語句。數(shù)據(jù)庫完整性，是為了保證數(shù)據(jù)庫中存儲的數(shù)據(jù)的正確性，也就是符合現(xiàn)實世界語義機(jī)制，完整性檢查機(jī)制和違背完整性約束條件時RDBMS采取的動作等。

第八部分是數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)，事務(wù)處理技術(shù)。主要包括事務(wù)的概念、數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)和并發(fā)控制技術(shù)，數(shù)據(jù)庫恢復(fù)機(jī)制和并發(fā)控制機(jī)制數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的重要組成部分。本章主要掌握一些概念和常用技術(shù)。

第九部分是關(guān)系數(shù)據(jù)理論，主要是介紹規(guī)范化理論，討論各種范式及可能存在的插入和刪除等毛病，并直觀描述解決方法。通常按屬性間依賴情況來區(qū)分關(guān)系規(guī)范化的程度為第一范式、第二范式、第三范式、第四范式等。然后直觀地描述如何將具有不合適性的關(guān)系轉(zhuǎn)換為更合適的形式。關(guān)系模式的規(guī)范化過程是通過關(guān)系模式的分解來實現(xiàn)的，把低一級的關(guān)系模式分解為若干個高一級的關(guān)系模式。

第十部分是數(shù)據(jù)庫設(shè)計。主要講解的是設(shè)計的方法和技術(shù)?；赗DBMS的關(guān)系數(shù)據(jù)庫設(shè)計問題，主要學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫設(shè)計各個階段的目標(biāo)方法和應(yīng)用注意事項，其中的重點是概念結(jié)構(gòu)的設(shè)計和邏輯結(jié)構(gòu)的設(shè)計。

綜上所述，《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》這門課程是集原理和實踐于一體的課程，首先需要大家記住一些概念性的東西，尤其是一些語句的使用格式一定要牢記，概括來說主要有這樣九個關(guān)鍵字：create、alter、drop、insert、update、delete、select、grant、revoke。其次大家要多做練習(xí)，多多上機(jī)實踐，通過上機(jī)操作實際運(yùn)用一些知識和技能，才能加深印象牢固掌握?？傊瑪?shù)據(jù)庫是比較重要的學(xué)科，應(yīng)用特別廣泛，高校學(xué)生無論是做管理信息系統(tǒng)還是做一個網(wǎng)站或者做畢業(yè)設(shè)計，后臺數(shù)據(jù)庫都是必不可少的，而且這些知識在實際運(yùn)用中也很有用。因此大家一定要學(xué)好這門課程，希望本文對你學(xué)習(xí)《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理》課程有所幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]陸黎明，王玉善，陳軍華.數(shù)據(jù)庫原理與實踐[M].清華大學(xué)出版社，2016年1月.

[2]崔巍.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及應(yīng)用（第4版）[M].高等教育出版社，2017年12月.