关于数据库函授毕业论文范文,与基于“一个中心两条主线”的数据库教学实践相关硕士学位论文

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摘 要 ：针对数据库系统课程的内容,介绍“一个中心两条主线”的教学思路,提出以数据模型为中心,以数据库设计、数据库管理系统为两条主线的教学方法,介绍多年的教学实践取得的良好效果.关 键 词 ：数据库；数据模型；数据库管理系统；研究型大学

数据库是计算机学科一门重要的专业基础课程.数据库教育工作者曾从不同的方面对教学实验方法进行了研究,有的是教材建设方面,有的针对不同授课对象,有的使用不同的数据库平台,有的基于案例的教学方法,有的基于CDIO工程教育模式,也有的研究配套的教学实验.

作为“985”高校,大连理工大学提出建设高水平研究型大学的目标,因此,学校对课程的教学也有更高的教学要求,一方面要传授专业知识；另一方面,也要培养学生的科学精神、独立思维以及抓住问题本质的能力.具体到数据库课程的教学,我们要做到将学生带到数据库学科的前沿,了解本学科的核心与基础问题,激发学生进一步从事数据库研究的兴趣.基于长期数据库教学实践的体会,笔者紧扣数据库课程实际内容,提出“一个中心两条主线”的教学理念.

数据库本科论文初稿怎么写
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数据模型是数据库系统的核心与基础,而数据库又是信息管理的核心与基础.教师在教学过程的多个环节中反复强调这一点,可以加强学生对于数据模型本身重要性的理解,也能够深化数据库技术的学习.围绕数据模型中心的两个主线是“数据库设计”与“数据库管理系统实现”.第一条主线解决的是如何用好数据库管理系统,第二条主线解决的是如何实现一个数据库管理系统.

1.数据模型是数据库系统的核心与基础

在计算机数据管理的发展历程中,最初是没有数据模型的.20世纪50年代中期以前,数据是人工管理的,后来由于磁盘等直接存储设备的出现与应用,到60年代中期进入到文件系统管理数据的阶段.这时,人类可以较大规模的存储管理数据,数据也可以长期保存,并使用文件系统来管理,但存在数据管理的效率低,共享困难,冗余大,数据独立性差等诸多困难.

数据模型的出现为解决这些困难创造了基础条件.按照一定数据结构组织数据,可以更为便捷地构建访问数据的程序模块,也便于数据在不同系统中共享.这样,由于数据组织形式规范并符合一定结构特征,利于数据长期保存且跨系统共享,也易于降低数据冗余,使数据易于扩充.

在发展史上,数据模型分别出现过层次模型、网状模型、关系模型以及面向对象的数据模型等.通过回顾这些数据模型,并介绍图灵奖得主C.W.Bachroan以及E.F.eodd的事迹,学生能够从侧面认识到数据模型的重要性,同时激发学习核心知识,研究数据管理核心问题、基础问题的兴趣.

关于数据模型本身的知识要点,我们分别从几个方面去讲解：第一,数据模型的共性、组成三要素,即数据结构、操作以及完整性约束.在讲解关系模型时,也从这一角度,分别介绍其数据结构—关系,数据操作一关系代数,完整性约束一关系的完整性约束；第二,从数据模型的认知层次上讲解,包括概念模型、DBMS所支持的数据模型以及DBMS内部数据模型；第三,由于数据模型的抽象特征,使用类比的方法,比如航模、建筑模型等,让学生对数据模型的作用有一个感性的认识,等到课程复习时,再结合数据库设计以及数据库管理系统原理来理解整个课程,从而深刻理解数据模型.

2.数据库设计主线

该主线是从数据库管理系统的使用角度,讲授如何基于数据模型构建特定数据库的知识.该主线突出构建具体应用的数据库这一主要任务,让用户从具体应用系统的需求出发,进行逐步设计,直到设计出一个满意的数据库.

该主线包括数据库设计的基本步骤：需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、数据库的物理设计、数据的实施与试运行.

在讲解需求分析时,我们注意结合实际的项目经验教训以及软件工程知识,强调数据需求分析的重要性和复杂性,要以成为一个该业务领域专家的目标进行系统调研,从多角度、多视角、多途径,全面而完整地理解用户的需求,并能够使用软件工程涉及的数据字典、数据流图、UML等知识对需求分析的结果进行抽象、规范的表达.

概念结构设计部分的讲解要突出ER模型的作用,介绍ER模型提出者PeterChen（陈品山）,一方面,介绍其为华裔科学家,激发学生的自豪感和荣誉感；另一方面,通过其在ACM TODS上发表的文章的重要影响（迄今仍为这一数据管理领域顶级期刊引用最高的文章,该文章也是计算机科学38篇被广泛引用的论文之一）,说明ER模型作为一种概念模型的重要程度.同时,我们结合概念模型的基本表达方法、机理,给学生实际演示Power Designer这一强有力的数据库设计工具,使学生在掌握基本ER图规范的基础上能够便捷、快速地进行数据库设计,掌握企业环境下数据库设计的基本工具.

逻辑结构设计部分主要讲解数据库的规范化设计理论,并引导学生思考规范化理论与ER模型建模之间的联系.首先,将关系数据之间的依赖关系以及造成的数据冗余,导致的插入异常、删除异常以及更新异常作为问题的出发点；以模式分解作为消除、减缓这些异常的基本手段；以无损连接分解、保持依赖为模式分解条件；以Armstrong公理为理论指导工具；以数据依赖的不同类型为解决问题的切入点；进而讲解1NF、2NF、3NF、BCNF、4NF以及它们之间的关系,同时简单介绍连接依赖以及5NF、PJNF范式.其次,在学习规范化理论之后,向学生提出“为何ER模型方法生成的逻辑结构,基本都已经达到3NF,很少看到非码属性传递依赖以及部分函数依赖于码等情况,学习规范化理论还有什么实际意义”的问题,引导学生从数据库发展史上回答,并对规范化理论与ER模型建模在当今数据库设计中的作用进行定位.

物理结构设计部分要结合实际项目,引导学生掌握数据库性能优化的一些知识,包括逆规范化、水平分解、垂直分解、使用索引等.在数据库的实施与试运行中,我们也要结合实际项目中遇到的问题,比如大量的表、字段的定义发生一定的变化,而程序量又是相当的大等问题,并给出解决方案,促使学生使用数据模型的数据独立性的知识解决问题. 综上所述,这条主线从现实世界出发,将现实世界的数据关系映射到机器世界这一虚拟世界中.而不论是在人的头脑中,还是在机器世界中,我们都需要有一个关于现实世界对象的基本组织形式.具体适合使用哪种数据模型,取决于问题的复杂程度以及数据存储系统的支持情况.而一些具体的技术,比如查询优化是构建在关系数据模型这一特定模型之上的.所以说,数据库设计这一条主线,是围绕着数据模型的.3

数据库管理系统实现主线

一个数据库管理系统一般只基于一种数据模型.尽管它可能会有一个DBMS支持多种数据模型,但该系统可能过于复杂,导致难以使用.在关系数据库的发展初期,IBM已经有了自己的基于层次模型的IMS数据库产品.由于关系数据库的迅猛发展,促使IBM研究在IMS之外,构建一层基于关系模型的接口,该项目名称为Eagle.最后结果是失败的,主要原因是两种模型之间的转换太过复杂了.所以,作为数据库系统中最为重要的部分,数据库管理系统也是围绕着数据模型进行构建的.

首先,数据库的内模式,即数据的基本存储、内部格式各不相同,但同一数据库管理系统,对于不同数据对象,所提供的基本数据组织方式都是一致的.这一物理层次的数据模型是该供应商数据存储部分设计、开发的基础和基本规范.

其次,在存储管理的上一层次,即查询优化中,数据模型也起到核心的作用.显然,我们所讲述的是关系系统的查询优化技术.这些查询优化技术是基于关系模型的.而在层次数据库以及网状数据库系统中,系统基本上是不用进行查询优化的,因为程序员需要亲自指定路径获取数据,而非交由数据库管理系统.

再有,作为DBMS接口的SQL语言,也是以关系模型这一特定的数据模型为基础的.sQL语言所基于的表、视图、查询结果,都是二维表形式,也正是关系模型的基本结构.作为DBMS与外界的接口,该数据格式是DBMS及其用户间的一种协议,决定了它与外界对话的格式.

还有,可将事务模型看作是数据模型的补充.仅有存储管理、查询优化、SQL语言等,还不能构建一个高可用的数据库管理系统,还需要解决SQL语句执行中碰到的一些问题.为此,图灵奖得主James Gray引人事务的概念.我们在教学中要介绍其在事务处理方面的突出贡献,及其带有传奇色彩的生平,其对待科研的态度、热爱生活的态度.虽然事务模型不是数据模型,但其目的在