教师教案 (20*-20*学年第2学期) 课程名称：数据库新技术 授课学时：20 授课班级：*级硕士生 任课教师：魏祖宽 教师职称：副教授 教师所在学院：计算机科学与工程学院 (网络空间安全学院) -1-
- 1 - 教 师 教 案 （20** – 20**学年 第 2 学期) 课 程 名 称： 数据库新技术 授 课 学 时： 20 授 课 班 级： ** 级硕士生 任 课 教 师： 魏祖宽 教 师 职 称： 副教授 教师所在学院：计算机科学与工程学院 (网络空间安全学院)
课程总体情况 课程名称 数据库新技术 *级 班级 授课专业 计算机相关专业 硕士 课程代码 0808127010 修课人数 基础通识类()片核心通识类()：交叉通识类()片学科通识类() 课程类别 学科基础课()；学科拓展课()：专业核心课()；个性化课程() 理论课()：实践课() 课堂讲授为主（√）：实验为主()： 是否采用多 授课方式 是 自学为主()：专题讨论为主()：其他： 媒体授课 考 试() 考查(N) 考核方式及 是否采用双 成绩构成及比例： 否 成绩构成 语教学 课程综合报告：100%。 学时分配 讲授20学时：实验0学时；上机0学时：习题0学时：课程设计0学时 教材 名称 作者 出版社及出版时间 1 数据库新技术及其应用 张凤荔等 清华大学，2013年 参考书目 名称 作者 出版社及出版时间 Abraham 1 Database System Concepts Siberschatz 电子工业出版社，2012 2 数据库技术新进展 李昭原 清华大学出版社，2007 授课时间 -2
- 2 - 课程总体情况 课程名称 数据库新技术 授课专业 计算机相关专业 班级 *级 硕士 课程代码 0808127010 修课人数 课程类别 基础通识类( )；核心通识类( )；交叉通识类( )；学科通识类（ ） 学科基础课（ ）；学科拓展课（ ）；专业核心课（ ）；个性化课程（ ） 理论课(√)；实践课( ) 授课方式 课堂讲授为主（√）；实验为主（ ）； 自学为主（ ）；专题讨论为主（ ）；其他： 是否采用多 媒体授课 是 考核方式及 成绩构成 考 试（ ） 考 查(√ ) 成绩构成及比例： 课程综合报告：100%。 是否采用双 语教学 否 学时分配 讲授 20 学时；实验 0 学时；上机 0 学时；习题 0 学时；课程设计 0 学时 教材 名称 作者 出版社及出版时间 1 数据库新技术及其应用 张凤荔等 清华大学，2013 年 参考书目 名称 作者 出版社及出版时间 1 Database System Concepts Abraham Siberschatz 电子工业出版社，2012 2 数据库技术新进展 李昭原 清华大学出版社，2007 授课时间
CHI 周次 第1周 第1章数据库技术回顾和展望 1.1 数据库系统概述 1.2数据库技术三个发展阶段 1.3关系数据库 章节名称 1.4SQL语言 1.5 数据库管理系统 1.6 数据模型的发展 1.7 数据库技术和相关技术的结合 授课方式 理论课（√）实验课()实习() 教学时数 3 了解：(1)本课程的目的是为数据库的各种数据模型、关键技术及发展趋势提供一个 高屋建瓴的综合性介绍。(2)分布式数据库、面向对象数据库、数据仓库等的基本概 教学目标 念及面临的主要挑战：(3)了解数据库新技术的特点和发展方向。 及基本要求 掌握：(1)从数据库技术发展中，掌握数据库学科的相关概念：数据库发展的三个 阶段、数据模型及其发展，三级模式、数据库的独立性，数据库的体系结构、新 代数据库发展的技术思路和方向、数据库管理系统的目标、功能、系统结构、数据库 管理系统的目录结构、并发控制、恢复技术、查询优化和索引技术的原理和实现。 ■内容： (1)数据库技术回顾包括：概述，数据库技术三个发展阶段，数据库新技术发展方向， 数据库技术的演化发展等(2学时)： (2)数据库管理系统包括数据库管理系统软件分层体系结构，每层的设计与实现技 术，数据库管理系统的目录结构、并发控制、恢复技术、查询优化和索引技术的原理 和实现。(1学时)。 教学内容及 ■重点： 重点★、 数据库技术发展，数据库模型的发展，新的数据库技术的特点和发展方向，数据 库管理系统的目标、功能、系统结构，数据库管理系统的目录结构、并发控制、恢 难点▲ 复技术、查询优化和索引技术的原理和实现。 ■难点： 数据库管理系统的目标、功能、层次结构和的演化过程，并发控制、恢复技术、查询 优化和索引技术的原理。 ■解决办法： 采用数字化校园真实应用场景图引导学生回顾数据库相关研究内容及工程技术。 思政教育：弘扬数据库领域的科学家精神 通过课前暖堂专题视频播放（王珊教授、冯玉才教授访谈录视频），结合数据库 教学设计 技术发展史，补充介绍国内数据库研究和DMS研制发展历程，以及介绍杰出数据库 (含时间分 杰出专家萨师煊教授，让学生了解国产数据库发展历程及对国产数据库发展做出杰出 配) 贡献的专家，融入课程思政要素，宣传民族自主品牌DBMS产品，弘扬科学家精神。 教学设计1(0.5学时)：数据库应用场景及概述 通过数字化校园的逻辑结构图了解数据库应用场景和作用 -3
- 3 - CH1 周次 第 1 周 章节名称 第 1 章 数据库技术回顾和展望 1.1 数据库系统概述 1.2 数据库技术三个发展阶段 1.3 关系数据库 1.4 SQL 语言 1.5 数据库管理系统 1.6 数据模型的发展 1.7 数据库技术和相关技术的结合 授课方式 理论课（√） 实验课（） 实习（） 教学时数 3 教学目标 及基本要求 了解：（1）本课程的目的是为数据库的各种数据模型、关键技术及发展趋势提供一个 高屋建瓴的综合性介绍。（2）分布式数据库、面向对象数据库、数据仓库等的基本概 念及面临的主要挑战；（3）了解数据库新技术的特点和发展方向。 掌握：（1）从数据库技术发展中， 掌握数据库学科的相关概念：数据库发展的三个 阶段、数据模型及其发展， 三级模式、数据库的独立性， 数据库的体系结构、新一 代数据库发展的技术思路和方向、数据库管理系统的目标、功能、系统结构、数据库 管理系统的目录结构、并发控制、恢复技术、查询优化和索引技术的原理和实现。 教学内容及 重点★、 难点▲ 内容： （1）数据库技术回顾包括：概述,数据库技术三个发展阶段, 数据库新技术发展方向, 数据库技术的演化发展等（2 学时）； （2）数据库管理系统包括数据库管理系统软件分层体系结构， 每层的设计与实现技 术，数据库管理系统的目录结构、并发控制、恢复技术、查询优化和索引技术的原理 和实现。（1 学时）。 重点： 数据库技术发展， 数据库模型的发展， 新的数据库技术的特点和发展方向， 数据 库管理系统的目标、功能、系统结构， 数据库管理系统的目录结构、并发控制、恢 复技术、查询优化和索引技术的原理和实现。 难点： 数据库管理系统的目标、功能、层次结构和的演化过程，并发控制、恢复技术、查询 优化和索引技术的原理。 解决办法： 采用数字化校园真实应用场景图引导学生回顾数据库相关研究内容及工程技术。 教学设计 （含时间分 配） 思政教育：弘扬数据库领域的科学家精神 通过课前暖堂专题视频播放（王珊教授、冯玉才教授访谈录视频），结合数据库 技术发展史，补充介绍国内数据库研究和 DBMS 研制发展历程，以及介绍杰出数据库 杰出专家萨师煊教授，让学生了解国产数据库发展历程及对国产数据库发展做出杰出 贡献的专家，融入课程思政要素，宣传民族自主品牌 DBMS 产品，弘扬科学家精神。 教学设计 1（0.5 学时）：数据库应用场景及概述 通过数字化校园的逻辑结构图了解数据库应用场景和作用
■从左边的应用层至右边的物理存储层逐层介绍其功能与作用，指出逻辑服务 层与数据库之间的访问关系，以及数据逻辑结构与物理存储之间的关系。 SAN际列 因特网 动》公 火墙 SAN件 较问网 个人用广 统一身认 数名存陆与斋份了 部院系 ■同时介绍各组成部分与计算机专业课程的关系 ■结合讲述数据库、数据库管理系统、数据库系统概念，增强学生的直观印象 >?课堂提问：你还能举出生活中的哪些数据库应用实例？ ■根据学生回答进行评析 ■列举：如校园学籍/成绩/财务信息管理系统、银行业务管理系统、电信业 务管理系统、火车飞机订票管理系统、医院信息管理系统等)分析和讨 论。 ■进一步提问：这些日常应用系统在数据管理方面有哪些共性问题？ 引出数据管理的共性问题：涉及大量数据的有效组织、存储和访问（减少 数据存储冗余、实现数据共享、保障数据安全、高效检索和处理数据)，使 学生了解数据库的功能和作用。 教学设计2(0.5学时)：数据库中数据存取内容及要求 深入剂析：医院信息管理系统(H肛$)存取了哪些数据？ ■ 业务对象（实体）：患者、医生、药品、处方、设备。。 ■业务活动（联系）：挂号、化验、检查、领药、交费。。 ◆ 数据使用（检索）：收入统计、病案分析、绩效评估、辅助决策。。 ◆ 将以上数据存取操作抽象总结为下图： 出 库 ■？进一步按下图顺序，采用问答式，逐步提出数据存取可能存在的问题，并给出 解决思路，最后总结为本课程的主要内容。 4
- 4 - 从左边的应用层至右边的物理存储层逐层介绍其功能与作用，指出逻辑服务 层与数据库之间的访问关系，以及数据逻辑结构与物理存储之间的关系。 同时介绍各组成部分与计算机专业课程的关系 结合讲述数据库、数据库管理系统、数据库系统概念，增强学生的直观印象 ？课堂提问：你还能举出生活中的哪些数据库应用实例？ 根据学生回答进行评析 列举：如校园学籍/成绩/财务信息管理系统、银行业务管理系统、电信业 务管理系统、火车飞机订票管理系统、医院信息管理系统等）分析和讨 论。 进一步提问：这些日常应用系统在数据管理方面有哪些共性问题？ 引出数据管理的共性问题：涉及大量数据的有效组织、存储和访问（减少 数据存储冗余、实现数据共享、保障数据安全、高效检索和处理数据），使 学生了解数据库的功能和作用。 教学设计 2（0.5 学时）：数据库中数据存取内容及要求 深入剖析：医院信息管理系统（HIS）存取了哪些数据？ 业务对象（实体）：患者、医生、药品、处方、设备。。。 业务活动（联系）：挂号、化验、检查、领药、交费。。。 数据使用（检索）：收入统计、病案分析、绩效评估、辅助决策。。。 将以上数据存取操作抽象总结为下图： ？进一步按下图顺序，采用问答式，逐步提出数据存取可能存在的问题，并给出 解决思路，最后总结为本课程的主要内容
存取数据存在哪些问题？ ■如何组织这些数据？一数据模型、规范化理论、设计方法 ■如何存取这些数据？一一数据定义和操作语言 ■哪些人可以操作哪些数据？一安全性控制 ■多人如何操作同一数据？ 一并发性控制 ■出现故障后怎么办？一数据恢复 ■如何分析数据和发现数据价值？一数据仓库、数据挖掘 教学设计3（1.0学时)：新一代数据库技术 >通过关系数据库技术回顾及优缺点分析，引出“数据库新技术”课程的必要性 ■关系数据模型的优点： 。关系模型与非关系模型不同，它是建立在严格的数学概念的基础上的。 ●数据结构简单、清晰。 ●更高的数据独立性，更好的安全保密性。 ●丰富的完整性。 ■ 关系数据模型的缺点： ●对“现实世界”实体的表达能力弱。 ●由于存取路径对用户透明，查询效率往往不如非关系数据模型。 。关系模型只有一些固定的操作集。 ●不能很好的支持业务规则。 >新应用领域的需求： ■新的数据库应用领域包括：CAD、CAM、CIM、GIS等.需要处理非结构化的 数据，如图形/图像/版本数据/时序数据/对象数据等。 ■ 新的数据库应用领域的特点为：大量数据，复杂结构，历史数据的管理与重 用。 新的数据库应用领域要求： 。存储和处理复杂对象：内部结构复杂，很难用普通的关系结构来表示，相互 之间的联系也是复杂多样的语义，如：知识图谱： ●支持复杂的数据类型：抽象数据类型，半结构无结构数据类型，时间和版 本数据类型，用户自定义类型等。 >传统数据库系统的局限性： ■面向机器的语法数据模型：高度结构化、只能存储离散数据及有限的数据 之间关系、语义表达能力弱、缺乏数据抽象。 ■数据类型简单固定：如：整数、浮点数、字符串、日期等：只支持固定的字 符集，不能依据应用所需来扩展其类型集 ■ 数据操纵语言与程序语言失配：SQL是描述性语言，而程序设计语言是指 令性语言，不能直接使用关系数据结构。 ■存储和管理的对象有限：缺乏表达和处理知识的能力 >技术发展的两种观点和方法： ■进化论：立足于数据库已有的成果和技术，加以发展进化 针对不同的 应用，对传统的DBMS,进行不同层次上的扩充；与计算机领域中其它学科的 .5
- 5 - 教学设计 3（1.0 学时）：新一代数据库技术 通过关系数据库技术回顾及优缺点分析，引出“数据库新技术”课程的必要性 关系数据模型的优点： 关系模型与非关系模型不同，它是建立在严格的数学概念的基础上的。 数据结构简单、清晰。 更高的数据独立性，更好的安全保密性。 丰富的完整性。 关系数据模型的缺点： 对“现实世界”实体的表达能力弱。 由于存取路径对用户透明，查询效率往往不如非关系数据模型。 关系模型只有一些固定的操作集。 不能很好的支持业务规则。 新应用领域的需求： 新的数据库应用领域包括：CAD、CAM、CIM、GIS 等.需要处理非结构化的 数据，如图形/图像/版本数据/时序数据/对象数据等。 新的数据库应用领域的特点为:大量数据,复杂结构,历史数据的管理与重 用。 新的数据库应用领域要求： 存储和处理复杂对象:内部结构复杂,很难用普通的关系结构来表示,相互 之间的联系也是复杂多样的语义，如：知识图谱; 支持复杂的数据类型: 抽象数据类型,半结构无结构数据类型,时间和版 本数据类型,用户自定义类型等. 传统数据库系统的局限性： 面向机器的语法数据模型：高度结构化、只能存储离散数据及有限的数据 之间关系、语义表达能力弱、缺乏数据抽象。 数据类型简单固定：如:整数、浮点数、字符串、日期等;只支持固定的字 符集,不能依据应用所需来扩展其类型集. 数据操纵语言与程序语言失配：SQL 是描述性语言，而程序设计语言是指 令性语言，不能直接使用关系数据结构。 存储和管理的对象有限：缺乏表达和处理知识的能力 技术发展的两种观点和方法： 进化论: 立足于数据库已有的成果和技术,加以发展进化. 针对不同的 应用,对传统的 DBMS,进行不同层次上的扩充; 与计算机领域中其它学科的
新技术紧密结合，丰富和发展数据库系统的概念，功能和技术 ■ 革新论：立足于新的应用需求和计算机未来的发展，研究全新的数据库系 统 >新一代数据库技术的特点 ■面向对象的方法和技术对数据库发展的深远影响 ■ 数据库技术与多学科技术的有机结合是当前数据库技术发展的重要特征， 使新的技术内容层出不穷，建立和实现了一系列新型的数据库：分布式数据 库、并行数据库、演绎数据库、知识库、多媒体数据库等： ■数据库技术与特定应用领域的有机结合是当前数据库技术发展的又一重要 特征，如：工程数据库、统计数据库、科学数据库、空间数据库、地理数据 库等 >新一代数据库系统基本特征：1990年，美国学者发表了《第三代数据库系统宣 言》，提出了三条基本原则 ·应支持数据管理、对象管理和知识管理：必须支持O0数据模型 ■必须保持和继承第二代数据库系统的技术：即必须保持第二代数据库系统 的非过程化数据存取方式和数据独立性 必须对其它系统开放.数据库系统的开放性表现为：支持数据库语言标准： 支持标准网络协议：系统具有良好的可移植性，可连接性，可扩展性和可互操 作性. 教学设计4（1.0学时)：数据库技术发展趋势 >数据库应用趋势特点 ■“大” ●人类基因组数据库应用 ●海量数据存储 -一三级存储结构 。海量数据检索 ●并行数据库系统 ■“广” ●Web是一个巨大的数据库 ●Web是应用和信息传递的主要舞台 。Web可以自由发布大量信息 ●数据库对Web贡献甚微 ●XL给数据库界带来了新的机遇 “小” ●渗透式计算“Pervasive Computing”,无所不在的计算 ●嵌入式数据库可用在嵌入设备中，机顶盒，家电，手机，掌上电脑，汽 车等 “易” ●数据库自然语言接口 ●电脑认识你，懂得你的要求，了解你的表情，言辞，肢体语言等一一情 感计算机 >数据库技术与网络通信技术、人工智能技术、面向对象程序设计技术、并行计 算技术等互相渗透，互相结合，成为当前数据库技术发展的主要特征，涌现出 各种新型的数据库系统，例如： -6
- 6 - 新技术紧密结合,丰富和发展数据库系统的概念,功能和技术. 革新论: 立足于新的应用需求和计算机未来的发展,研究全新的数据库系 统. 新一代数据库技术的特点 面向对象的方法和技术对数据库发展的深远影响 数据库技术与多学科技术的有机结合是当前数据库技术发展的重要特征， 使新的技术内容层出不穷,建立和实现了一系列新型的数据库: 分布式数据 库、并行数据库、演绎数据库、知识库、多媒体数据库等; 数据库技术与特定应用领域的有机结合是当前数据库技术发展的又一重要 特征, 如:工程数据库、统计数据库、科学数据库、空间数据库、地理数据 库等. 新一代数据库系统基本特征：1990 年，美国学者发表了《第三代数据库系统宣 言》，提出了三条基本原则 应支持数据管理、对象管理和知识管理；必须支持 OO 数据模型 必须保持和继承第二代数据库系统的技术：即必须保持第二代数据库系统 的非过程化数据存取方式和数据独立性. 必须对其它系统开放. 数据库系统的开放性表现为:支持数据库语言标准; 支持标准网络协议;系统具有良好的可移植性,可连接性,可扩展性和可互操 作性. 教学设计 4（1.0 学时）：数据库技术发展趋势 数据库应用趋势特点 “大” 人类基因组数据库应用 海量数据存储----三级存储结构 海量数据检索 并行数据库系统. “广” Web 是一个巨大的数据库 Web 是应用和信息传递的主要舞台 Web 可以自由发布大量信息 数据库对 Web 贡献甚微 XML 给数据库界带来了新的机遇 “小” 渗透式计算“Pervasive Computing”, 无所不在的计算 嵌入式数据库可用在嵌入设备中, 机顶盒, 家电, 手机,掌上电脑, 汽 车等 “易” 数据库自然语言接口 电脑认识你, 懂得你的要求, 了解你的表情, 言辞, 肢体语言等----情 感计算机 数据库技术与网络通信技术、人工智能技术、面向对象程序设计技术、并行计 算技术等互相渗透，互相结合，成为当前数据库技术发展的主要特征，涌现出 各种新型的数据库系统，例如：
●数据库技术与网络处理技术相结合，形成了分布式数据库系统 。数据库技术与并行计算技术相结合，形成了并行数据库系统 ·数据库技术与面向对象技术相结合，形成了面向对象数据库系统 ·数据库技术与多媒体技术相结合，形成了多媒体数据库系统 ·数据库技术与人工智能相结合，形成了知识库系统和主动数据库系统 ·数据库技术与模糊技术相结合，形成了模糊数据库系统等 ●数据库技术与各种工程技术领域相结合，形成了各类不同应用的工程数 据库系统等 数据库系统发展及其相互关系示意图 应用领城 祥学/烧计 OI5/G15 CAD/CAN/CIM 分并多体概处理移动计骨 相关技术 数据模 讨论与思考： 讨论、思考 1.利用互联网或期刊综述论文调研数据库发展的新技术方向。 题、作业 及课后参考 参考资料： 资料 l、Internet Web资料： 2、数据库相关期刊或会议综述论文： 3、数据库技术新进展，李昭原，清华大学出版社，2007 教学后记 时间： 年月日 签字： .7
- 7 - 数据库技术与网络处理技术相结合，形成了分布式数据库系统 数据库技术与并行计算技术相结合，形成了并行数据库系统 数据库技术与面向对象技术相结合，形成了面向对象数据库系统 数据库技术与多媒体技术相结合，形成了多媒体数据库系统 数据库技术与人工智能相结合，形成了知识库系统和主动数据库系统 数据库技术与模糊技术相结合，形成了模糊数据库系统等 数据库技术与各种工程技术领域相结合，形成了各类不同应用的工程数 据库系统等 讨论、思考 题、作业 及课后参考 资料 讨论与思考： 1．利用互联网或期刊综述论文调研数据库发展的新技术方向。 参考资料： 1、Internet Web 资料； 2、数据库相关期刊或会议综述论文； 3、数据库技术新进展，李昭原，清华大学出版社，2007 教学后记 时间： 年 月 日 签字：
CH2 周次 第2周 第2章面向对象数据库 2.1面向对象数据库 章节名称 2.2面向对象数据库管理系统 2.3面向对象数据库的事务处理 2.4面向对象数据库管理系统的安全性与完整性 2.5对象关系数据库 授课方式 理论课（√）实验课()实习() 教学时数 3 了解：面向对象方法的基本思想、面向对象数据类型，面向对象相关概念和应用、面 教学目标 向对象数据模型和面向对象数据库管理系统、对象关系数据库管理系统及其相关产品 的特点和实现原理。 及基本要求 掌握：面向对象方法和面向对象数据模型、面向对象数据库关系系统及其内容、对象 关系数据库管理系统，对象关系数据模型、扩展关系模型到对象关系模型的四种方法。 ■内容： 面向对象程序设计方法，面向对象数据模型，面向对象数据库管理系统的组成和设 计，对象一关系数据库中的基本数据类型扩充、复杂对象、继承、规则等，对象一关 教学内容及 系数据库的设计和实现。 ■ 重点： 重点★、 数据库技术发展，数据库模型的发展，新的数据库技术的特点和发展方向，数据库管 理系统的目标、功能、系统结构，数据库管理系统的目录结构、并发控制、恢复技术、 难点▲ 查询优化和索引技术的原理和实现。 ■难点： 面向对象数据模型、面向对象数据库管理系统的内容、扩充关系数据模型到关系对象 模型的几种方法，关系对象数据库管理系统的实现方法。 思政教育：国产数据库管理系统及民族自主品牌 引导同学们自行查阅金仓、高斯、达梦或OceanBase等中的一个国产数据库管理 系统的产品技术资料，编撰某一产品的技术报告。鼓励同学们根据厂商的公开技术资 料进行DBMS产品安装和初步体验，并编写体验报告。激发学生的民族自主基础软件 研发热情，让学生了解数据库行业技术背景和国内外DBMS的优劣，使学生建立“技 术强国”思想。可以结合当前华为被技术封锁的国际形势，阐明自主产品和技术对国 教学设计 家和民族的发展的重要性。并引导同学们思考数据库领域如何诞生领先DBMS产品？ (含时间分 配) 教学设计1(1学时)：面向对象数据库的数据模型 数据棋型 ■数据模式：对象与类结构以及类之间继承与组合关系建立数据间的复杂结 构关系 ■模式上的操作：用对象与类中方法来构建模式上的操作 ■ 模式约束：用类中方法表示模式约束。 相较于传统数据模型： ■面向对象数据模型是一种层次式的结构模型，以继承与组合为结构方式组 -8-
- 8 - CH2 周次 第 2 周 章节名称 第 2 章 面向对象数据库 2.1 面向对象数据库 2.2 面向对象数据库管理系统 2.3 面向对象数据库的事务处理 2.4 面向对象数据库管理系统的安全性与完整性 2.5 对象关系数据库 授课方式 理论课（√） 实验课（） 实习（） 教学时数 3 教学目标 及基本要求 了解：面向对象方法的基本思想、面向对象数据类型, 面向对象相关概念和应用、面 向对象数据模型和面向对象数据库管理系统、对象关系数据库管理系统及其相关产品 的特点和实现原理。 掌握：面向对象方法和面向对象数据模型、面向对象数据库关系系统及其内容、对象 关系数据库管理系统，对象关系数据模型、扩展关系模型到对象关系模型的四种方法。 教学内容及 重点★、 难点▲ 内容： 面向对象程序设计方法, 面向对象数据模型，面向对象数据库管理系统的组成和设 计，对象—关系数据库中的基本数据类型扩充、复杂对象、继承、规则等, 对象—关 系数据库的设计和实现。 重点： 数据库技术发展，数据库模型的发展，新的数据库技术的特点和发展方向，数据库管 理系统的目标、功能、系统结构，数据库管理系统的目录结构、并发控制、恢复技术、 查询优化和索引技术的原理和实现。 难点： 面向对象数据模型、面向对象数据库管理系统的内容、扩充关系数据模型到关系对象 模型的几种方法，关系对象数据库管理系统的实现方法。 教学设计 （含时间分 配） 思政教育：国产数据库管理系统及民族自主品牌 引导同学们自行查阅金仓、高斯、达梦或 OceanBase 等中的一个国产数据库管理 系统的产品技术资料，编撰某一产品的技术报告。鼓励同学们根据厂商的公开技术资 料进行 DBMS 产品安装和初步体验，并编写体验报告。激发学生的民族自主基础软件 研发热情，让学生了解数据库行业技术背景和国内外 DBMS 的优劣，使学生建立“技 术强国”思想。可以结合当前华为被技术封锁的国际形势，阐明自主产品和技术对国 家和民族的发展的重要性。并引导同学们思考数据库领域如何诞生领先 DBMS 产品？ 教学设计 1（1 学时）：面向对象数据库的数据模型 数据模型 数据模式：对象与类结构以及类之间继承与组合关系建立数据间的复杂结 构关系 模式上的操作：用对象与类中方法来构建模式上的操作 模式约束：用类中方法表示模式约束。 相较于传统数据模型： 面向对象数据模型是一种层次式的结构模型，以继承与组合为结构方式组
成的图结构形式。 ◆ 面向对象数据模型是一种将数据与操作封装于一体的结构方式，从而使 OODM中的类成为具有独立运作能力的实体。它扩大了传统数据模型中实体 集仅是单一数据集的不足之处。 ◆ 面向对象数据模型具有能构造多种复杂抽象数据类型的能力，可以用构造 类的方法构造数据类型。 OODBMS基本功能 ■类管理：类管理主要指对类的定义、操作进行管理。 ■对象管理：对象管理又称实例管理，此部分完成对类中对象的操纵管理。 ■ 对象控制：对象控制除了具有传统数据库中的数据控制功能，外，在 OODBMS还补充了一些新的功能。 类层次结构定义 ■类的数据结构定义：包括类中实体的定义，有属性名、属性类型 ■ 类的方法定义：包括类中的方法定义，有方法名、方法参数定义以及方法 体定义等内容 类间的继承与组合定义：包括在类中定义其超类 教学设计2（1学时)：0SQL的语句 >类创建语句 CREATE CLASS Classname [Superclasses listofsuperclassespecs] [Attributes listofattributespecs] [Methods listofmethodspecs] > 方法创建语句 CREATE METHOD methodname [Meters listofmeterspecs] [Body bodyspec] 类副除语句 DELETE CLASS Classname 方法删除语句 DELETE METHOD me thodname 方法修改语句 MODIFY METHOD methodname [New methodname] [Meters listofmeterspecs] [Body bodyspecs] 抽象数据类型：根据应用需求由用户自行定义新的类型 CREATE TYPE Typename [Attributes:listofattributespecs] [Methods listofmethodspecs] 教学设计3（1学时)：面向对象数据库的事务处理 >长事务 ■并发控制粒度：类、对象 -9-
- 9 - 成的图结构形式。 面向对象数据模型是一种将数据与操作封装于一体的结构方式，从而使 OODM 中的类成为具有独立运作能力的实体。它扩大了传统数据模型中实体 集仅是单一数据集的不足之处。 面向对象数据模型具有能构造多种复杂抽象数据类型的能力，可以用构造 类的方法构造数据类型。 OODBMS 基本功能 类管理：类管理主要指对类的定义、操作进行管理。 对象管理：对象管理又称实例管理，此部分完成对类中对象的操纵管理。 对象控制：对象控制除了具有传统数据库中的数据控制功能，外，在 OODBMS 还补充了一些新的功能。 类层次结构定义 类的数据结构定义：包括类中实体的定义，有属性名、属性类型 类的方法定义：包括类中的方法定义，有方法名、方法参数定义以及方法 体定义等内容 类间的继承与组合定义：包括在类中定义其超类 教学设计 2（1 学时）：OSQL 的语句 类创建语句 CREATE CLASS Classname [: Superclasses : listofsuperclassespecs] [: Attributes : listofattributespecs] [: Methods : listofmethodspecs] 方法创建语句 CREATE METHOD methodname [:Meters : listofmeterspecs] [:Body :bodyspec] 类删除语句 DELETE CLASS Classname 方法删除语句 DELETE METHOD methodname 方法修改语句 MODIFY METHOD methodname [:New methodname] [:Meters :listofmeterspecs] [: Body :bodyspecs] 抽象数据类型：根据应用需求由用户自行定义新的类型 CREATE TYPE Typename [: Attributes: listofattributespecs] [: Methods : listofmethodspecs] 教学设计 3（1 学时）：面向对象数据库的事务处理 长事务 并发控制粒度：类、对象
■封锁策略：存取类中大多数对象时，对整个类封锁；反之对少量的对象加 锁 ■类封锁：类中的实例信息与类中的默认信息可分别加锁也可合用一种锁 ■类层次的封锁：类加锁，其对应的超类、子类及其相应组合类也应封锁 长事务封锁策略 ■副本 ■组事务 ■修改通知 ■软锁：用户协商 恢复策略 ■将长事务看成若干个短事务的有序组合，该短事务仅可作为故障恢复或者 主动天折时的返回点，从而使长事务的恢复代价减少。 > 并发控制与事务处理 ■并发控制技术于事务处理过程。长事务’及‘嵌套事务’。 讨论与思考： 1.面向对象方法的起源是什么？ 2.OD的主要特征是什么 3.如何用封装创建新数据类型？ 4. 了解类型构造器，如何使用它们构造复杂对象结构？ 讨论、思考 5.简述面向对象数据库管理系统的基本功能？ 题、作业 6.给出面向对象事务处理的特殊性？ 及课后参考 7.如何扩展关系数据模型为对象关系数据模型？ 资料 8.对象关系数据库语言-SQL3包含的内容有哪些？ 参考资料： l、Internet Web资料： 2、 数据库相关期刊或会议论文： 3、数据库技术新进展，李昭原，清华大学出版社，2007 教学后记 时间： 年月日 签字： -10
- 10 - 封锁策略：存取类中大多数对象时，对整个类封锁；反之对少量的对象加 锁 类封锁：类中的实例信息与类中的默认信息可分别加锁也可合用一种锁 类层次的封锁：类加锁，其对应的超类、子类及其相应组合类也应封锁 长事务封锁策略 副本 组事务 修改通知 软锁：用户协商 恢复策略 将长事务看成若干个短事务的有序组合，该短事务仅可作为故障恢复或者 主动夭折时的返回点，从而使长事务的恢复代价减少。 并发控制与事务处理 并发控制技术于事务处理过程。‘长事务’及‘嵌套事务’。 讨论、思考 题、作业 及课后参考 资料 讨论与思考： 1. 面向对象方法的起源是什么？ 2. OID 的主要特征是什么 3. 如何用封装创建新数据类型？ 4. 了解类型构造器，如何使用它们构造复杂对象结构？ 5．简述面向对象数据库管理系统的基本功能？ 6. 给出面向对象事务处理的特殊性？ 7. 如何扩展关系数据模型为对象关系数据模型？ 8. 对象关系数据库语言- SQL3 包含的内容有哪些？ 参考资料： 1、Internet Web 资料； 2、数据库相关期刊或会议论文； 3、数据库技术新进展，李昭原，清华大学出版社，2007 教学后记 时间： 年 月 日 签字：
