数据库系统:管理与技术(2017)
教師: 战德臣

2017/11/07 ~ 2017/12/25
12小時/7週 (尚未開始)

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。

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

战德臣 老師

哈尔滨工业大学计算机学院教授,博士生导师,黑龙江省教学名师,教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会委员,中国高校计算机教育MOOC联盟质量规范工作委员会主任、大学计算机课程工作组组长,宝钢教育基金优秀教师奖获得者, IBM中国优秀教师奖教金获奖者,  中国计算机学会高级会员, 国家工业自动化系统与集成标准化技术委员会委员,黑龙江省制造业信息化专家组成员,黑龙江省软件工程专委会主任。

他先后完成国家863计划课题、国家自然科学基金课题、国家科技支撑计划课题等20余项,其成果获省部级科技进步一等奖1项、二等奖3项、三等奖3项,在国内外主要刊物上发表论文100多篇,著书6部,获发明专利2项, 软件著作权22项。目前主要研究新型软件体系结构、云服务与云计算、物流/制造服务系统、软件建模与复用、业务过程管理、企业资源规划与供应链管理系统。
自1998年以来,一直从事大学计算机、计算思维与教育教学改革方面的研究和教学工作,是教育部《理工类高校计算思维与计算机课程研究及教材建设》项目负责人、教育部-微软公司产学合作专业综合改革项目《经典计算思维与先进软件技术相结合的大学计算机课程建设》项目主持人、教育部在线教育奖励基金(全通教育)《优秀项目奖》获得者。他的课程《大学计算机-计算思维导论》首批在爱课程网的中国大学 MOOC平台上线,2014年秋季联合13所大学首次成功实施大规模MOOC+SPOCs教学改革活动,2015年秋季学期联合26所大学实施MOOC+SPOCs+翻转课堂教学改革活动,同期课程28所大学6万余名大学生在线学习,讨论回帖60万余次,取得了很好的效果。目前,他已建设并上线6门MOOC课程《大学计算机-计算思维导论》《计算机专业导论》《软件工程专业导论》《数据库系统-模型与语言》《数据库系统-建模与设计》《数据库系统-管理与技术》,累计选修人数已超30万人。

助教:周丽娜

 博士,讲师,哈尔滨工业大学软件学院。研究方向为供应链优化理论与方法、服务学理论、企业信息化系统等。讲授《数据库系统》、《企业资源规划与供应链系统》等课程。参与过多项国家课题、工程项目的研发工作。

 

助教:史建焘

博士,讲师,哈尔滨工业大学计算机学院。主要研究方向为信息安全,云计算,计算机网络等。在国内外期刊会议上发表论文十余篇,主持一项国家自然科学基金。

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。

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。