數據庫系統:管理與技術(2017)
教師: 战德臣

2017/11/07 ~ 2017/12/25
12小時/7週 (報名結束)

摘要

《數據庫系統》不僅是計算機、軟件工程等專業的核心課程,而且也是非計算機專業學生必修的信息技術與信息管理類課程。當前互聯網+與大數據,一切都建立在數據庫之上,以數據說話,首先需要聚集數據、需要分析和管理數據。數據庫技術已成爲各種計算系統的核心技術,數據庫相關知識也已成爲每個人必須掌握的知識。本課程爲《數據庫系統》系列課程的第三門,主要爲你講授數據庫管理系統的實現技術和控制技術等。

課程目標

本課程爲《數據庫系統》系列課程的第三門《數據庫系統-管理與技術》,爲你介紹數據庫管理系統的物理數據組織方法、索引方法、查詢實現與查詢優化技術、併發控制技術和故障恢復技術, 這些是計算相關學科學生必須具有的在專業方面操縱數據庫的能力。通過本課程,你可掌握利用磁盤組織數據庫的各種方法,掌握多種類型的索引技術及其運用;你可掌握如何將SQL語言/關係代數語言的查詢語句轉換爲高級語言程序的基本方法,掌握快速實現關係代數操作的各種算法,如一趟算法、兩趟算法等,掌握查詢優化的技巧;你可瞭解數據庫併發存在的問題,進而掌握數據庫併發控制的各種技巧;你可瞭解數據庫的各種故障及其影響,進一步掌握數據庫故障恢復的各種處理技巧。

本課程需要你先學習《數據庫系統》系列課程的第一門《數據庫系統-模型與語言》,瞭解關係代數的各種操作和SQL語言的基本知識。本門課程爲高階課程,重點強調算法的設計與實現,以及算法的效率分析及解決方案等。

 

本課程將分爲四個部分進行介紹:

一、基本知識與關係模型;

二、數據庫語言及其應用;

三、數據建模與數據庫設計;

四、數據庫管理系統實現技術。

這四部分內容之間的關係如下圖示意。

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這四部分內容將分爲三門課程來開放。本課程《數據庫系統-管理與技術》將包括第四部分內容。

本系列課程的特色:(1)本課程是一門理論性爲基礎、應用性爲目標,理論應用相結合的計算機類主幹課程;(2)抽象內容的實例化講解是本課程的特色,通過大量具體示例,來闡釋數據庫相關的抽象概念和原理;(3)知識學習與案例點評相結合是本課程的特色,本課程包含數據建模和數據庫設計相關的內容,重要的是知識的運用,案例點評則成爲知識運用能力訓練的重要手段; (4)問題導引的知識學習是本課程的特色,深入淺出,圖文並茂,案例配合,面向問題地闡釋數據庫系統的核心內容。本課程將爲學生從事大型信息系統軟件的設計、開發和應用打下基礎,也將爲學生今後從事大規模數據的存儲、操縱和分析奠定很好的基礎。

授課教師

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戰德臣 老師

哈爾濱工業大學計算機學院教授,博士生導師,黑龍江省教學名師,教育部高等學校大學計算機課程教學指導委員會委員,中國高校計算機教育MOOC聯盟質量規範工作委員會主任、大學計算機課程工作組組長,寶鋼教育基金優秀教師獎獲得者, IBM中國優秀教師獎教金獲獎者,  中國計算機學會高級會員, 國家工業自動化系統與集成標準化技術委員會委員,黑龍江省製造業信息化專家組成員,黑龍江省軟件工程專委會主任。

他先後完成國家863計劃課題、國家自然科學基金課題、國家科技支撐計劃課題等20餘項,其成果獲省部級科技進步一等獎1項、二等獎3項、三等獎3項,在國內外主要刊物上發表論文100多篇,著書6部,獲發明專利2項, 軟件著作權22項。目前主要研究新型軟件體繫結構、雲服務與雲計算、物流/製造服務系統、軟件建模與複用、業務過程管理、企業資源規劃與供應鏈管理系統。
自1998年以來,一直從事大學計算機、計算思維與教育教學改革方面的研究和教學工作,是教育部《理工類高校計算思維與計算機課程研究及教材建設》項目負責人、教育部-微軟公司產學合作專業綜合改革項目《經典計算思維與先進軟件技術相結合的大學計算機課程建設》項目主持人、教育部在線教育獎勵基金(全通教育)《優秀項目獎》獲得者。他的課程《大學計算機-計算思維導論》首批在愛課程網的中國大學 MOOC平臺上線,2014年秋季聯合13所大學首次成功實施大規模MOOC+SPOCs教學改革活動,2015年秋季學期聯合26所大學實施MOOC+SPOCs+翻轉課堂教學改革活動,同期課程28所大學6萬餘名大學生在線學習,討論回帖60萬餘次,取得了很好的效果。目前,他已建設並上線6門MOOC課程《大學計算機-計算思維導論》《計算機專業導論》《軟件工程專業導論》《數據庫系統-模型與語言》《數據庫系統-建模與設計》《數據庫系統-管理與技術》,累計選修人數已超30萬人。

助教:周麗娜

 博士,講師,哈爾濱工業大學軟件學院。研究方向爲供應鏈優化理論與方法、服務學理論、企業信息化系統等。講授《數據庫系統》、《企業資源規劃與供應鏈系統》等課程。參與過多項國家課題、工程項目的研發工作。

 

助教:史建燾

博士,講師,哈爾濱工業大學計算機學院。主要研究方向爲信息安全,雲計算,計算機網絡等。在國內外期刊會議上發表論文十餘篇,主持一項國家自然科學基金。

課程進度表

第1週:第17講 數據庫物理存儲

第2週:第18講 數據庫索引技術

第3週:第19講 數據庫查詢實現算法之一趟掃描算法

第4週:第20講 數據庫查詢實現算法之兩趟掃描算法

第5週:第21講 數據庫查詢優化技術

第6週:第22講 數據庫事務處理技術之併發控制

第7週:第23講 數據庫事務處理技術之故障恢復

上課形式

本課程分七講,每一講提供5-15個左右的視頻教學,學時在50-120分鐘之間(兼顧內容完整性,有些講內容一氣呵成)。每週配合課程內容提供隨堂測驗,以幫助學習者快速確認是否瞭解上課內容。另安排期末考試以考核學習成果,考核標準請參見「評分標準說明」。

評分標準

本課程總計100分。

每講5道題10分,七講總計70分,均爲客觀題。

一次期末考試20題20分,均爲客觀題。

課堂交流討論分10分,參與討論回帖10次以上(含10次)可獲得10分。

通過標準


課程及格標準:0分滿分:100分

先修科目或先備能力

修習本課程前,一定要先修《數據庫系統-模型與語言》課程。

同時應學習過相關的先修課程《離散數學》《數據結構》《操作系統》《高級語言程序設計》等。與先修課程的關係如下圖示意。

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建議參考書目

1. Database System Implementation(數據庫系統實現,有中譯本), 2nd Edition, 機械工業出版社,2010.

注:數據庫系統的經典教材有很多,同學可任選一本作爲主教材,其他可作爲輔助教材。