数据库系统(下):管理与技术
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spContent=《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。
—— 课程团队
课程概述


本系列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。

本系列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。

这四部分内容之间的关系如下图示意。


这四部分内容将分为三门课程来开放。本课程《数据库系统(下)-管理与技术》将包括第四部分内容。

本系列课程的特色(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17讲)数据库物理存储

1700-第17讲本讲学习什么(2分40秒)及第17讲教学课件

1701-存储体系回顾(13分48秒)

1702-磁盘的结构与特性(17分19秒)

1703-查询实现的基本思想(12分41秒)

1704-记录与表在磁盘上的存储(12分12秒)

1705-四种文件组织方法(16分01秒)

1706-Oracle数据库物理存储简介(14分43秒)

1707-第17讲回顾本讲学习了什么(3分28秒)

第17讲模拟练习题

第1讲(总第17讲)计分测验

【特别讨论】畅想一下你学习《数据库系统(下)》课程的收获

《数据库系统(下)》课程介绍

《数据库系统(下)》课程简要介绍(8分45秒)

第2讲(总第18讲)数据库索引技术

1800-第18讲本讲学习什么(2分01秒)及第18讲教学课件

1801-索引的概念和作用(13分49秒)

1802-SQL中索引的创建和使用(5分52秒)

1803-稀疏索引与稠密索引(10分58秒)

1804-主索引与辅助索引(6分31秒)

1805-聚簇索引与倒排索引(8分32秒)

1806-B+树索引(3个视频总计20分50秒)

1807-B+树键值插入与删除-结点分裂与合并操作示例(3个视频总计27分37秒)

1808-散列索引(12分52秒)

1809(选修)-可扩展散列索引和线性散列索引(2个视频总计26分50秒)

1810-第18讲回顾本讲学习了什么(5分32秒)

第18讲模拟练习题

第2讲(总第18讲)计分测验

第3讲(总第19讲)数据库查询实现算法之一趟扫描算法

1900-第19讲本讲学习什么(2分21秒)及第19讲教学课件

1901-查询实现算法概述(18分06秒)

1902-由连接运算看查询实现的逻辑与物理算法(2个视频总计19分07秒)

1903- 迭代器的概念与应用(3个视频总计17分36秒)

1904-查询实现的一趟扫描算法(2个视频总计17分38秒)

1905-基于索引的选择与连接算法(2个视频总计9分35秒)

1906-第19讲回顾本讲学习了什么(3分26秒)

第19讲模拟练习题

第3讲(总第19讲)计分测验

第4讲(总第20讲)数据库查询实现算法之两趟扫描算法

2000-第20讲本讲学习什么(1分21秒)及第20讲教学课件

2001-两趟扫描算法的基本思想(7分20秒)

2002-两阶段多路归并排序算法(2个视频总计16分41秒)

2003-基于排序的两趟扫描算法(8分58秒)

2004-基于散列的两趟扫描算法(2个视频总计16分13秒)

2005-第20讲回顾本讲学习了什么(2分53秒)

第20讲模拟练习题

第4讲(总第20讲)计分测验

第5讲(总第21讲)数据库查询优化技术

2100-第21讲本讲学习什么(1分25秒)及第21讲教学课件

2101-什么是查询优化(6分22秒)

2102-查询优化的总体思路(13分31秒)

2103-逻辑层查询优化策略(13分50秒)

2104-关系代数操作等价变换定理(2个视频总计22分16秒)

2105-基于关系代数的查询优化算法(13分44秒)

2106-物理层查询优化(13分19秒)

2107-代价估算(2个视频总计15分39秒)

2108-第21讲回顾本讲学习了什么(3分55秒)

第21讲模拟练习题

第5讲(总第21讲)计分测验

第6讲(总第22讲)数据库事务处理技术之并发控制

2200-第22讲本讲学习什么(1分45秒)及第22讲教学课件

2201-为什么要进行并发控制(8分56秒)

2202-深入认识事务(2个视频总计15分48秒)

2203-事务调度与可串行性(3个视频总计22分39秒)

2204-基于锁的并发控制(3个视频总计30分57秒)

2205-基于时间戳的并发控制(2个视频19分33秒)

2206-基于有效性确认的并发控制(14分23秒)

2200-第22讲回顾本讲学习了什么(4分33秒)

第22讲模拟练习题

第6讲(总第22讲)计分测验

第7讲(总第23讲)数据库事务处理技术之故障恢复

2300-第23讲本讲学习什么(1分43秒)及第23讲教学课件

2301-数据库故障类型(6分44秒)

2302-数据库故障恢复的宏观思路(12分10秒)

2303-运行日志的概念(13分57秒)

2304-UNDO型日志及其故障恢复(9分59秒)

2305-REDO型日志及其故障恢复(7分54秒)

2306-UNDO/REDO结合型日志及其故障恢复(6分29秒)

2307-第23讲回顾本讲学习了什么(4分12秒)

第23讲模拟练习题

第7讲(总第23讲)计分测验

预备知识

先修《数据库系统(上)-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。


证书要求

课程总计100分:每讲一次测验5题10分,七讲总计70分;一次期末考试12题24分;课堂交流讨论分6分,参与讨论达到6次即可获得(需要在“课堂交流区”中跟帖的数量平均每讲1次,总次数超6次,则获得讨论分6分)。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

参考教材: 

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。本门子课程重点在第2本教材。