數據庫課程設計理論及實(shí)踐論文

　　數據庫課程是計算機科學(xué)及信息技術(shù)相關(guān)專(zhuān)業(yè)方向的核心課程，主要研究數據庫系統的基本概念、原理、方法及其應用，包括數據庫系統、數據模型、數據庫查詢(xún)語(yǔ)言、關(guān)系數據庫設計、事務(wù)處理等核心內容．通過(guò)數據庫系統課程的學(xué)習，使學(xué)生能夠正確理解數據庫的基本原理，熟練掌握數據庫設計方法和應用技術(shù)，掌握科學(xué)研究的方法和軟件開(kāi)發(fā)的基礎規律，增強學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng )新能力．

　　１數據庫理論是數據庫課程設計的前提

　　目前，數據庫產(chǎn)品市場(chǎng)９５％以上都是關(guān)系數據庫產(chǎn)品．關(guān)系數據庫理論是數據庫設計的基礎，掌握關(guān)系數據庫課程理論是數據庫課程設計的前提．數據庫課程是研究數據處理技術(shù)的一門(mén)綜合性學(xué)科，它是與離散數學(xué)、操作系統、數據結構、軟件工程、計算機原理等學(xué)科及其他應用領(lǐng)域的知識和方法相結合的學(xué)科．數據庫理論研究的核心內容是數據建模、數據規范化理論、數據庫系統、數據庫的安全性、完整性、數據恢復技術(shù)、模式分解理論和方法．只有掌握了數據庫理論才能做好數據庫設計［１］２２－４９．全國大部分院校都將數據庫理論和應用作為兩門(mén)課程開(kāi)設，一門(mén)是數據庫系統概論（主講數據原理），另一門(mén)是數據庫應用（主講程序設計）．對于絕大多數學(xué)習者來(lái)講，學(xué)習數據庫的最終目的是掌握數據庫應用方法和技術(shù)，在現有ＤＢＭＳ的基礎上二次開(kāi)發(fā)數據庫產(chǎn)品，而不是開(kāi)發(fā)新的ＤＢＭＳ，所以大多數高校往往在數據理論之前先開(kāi)設數據應用課程，如ＶｉｓｕａｌＦｏｘｐｒｏ６．０、Ｄｅｌｐｈｉ、Ｏｒａｃｌｅ、ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ、Ａｃｃｅｓｓ等程序設計課程是關(guān)系數據庫的產(chǎn)品，它們屬于原理的具體應用部分．學(xué)習數據庫應用課程后，便于掌握和應用數據庫理論；反之，也只有學(xué)習了數據庫理論才能更好地掌握和應用數據庫技術(shù)．

　　２數據庫設計理論是數據庫理論的應用和延伸

　�。玻�１數據庫理論在數據庫設計中的指導應用

　　按照規范設計的方法，將數據庫設計分為６個(gè)階段：需求分析、概念結構設計、邏輯結構設計、物理結構設計、數據庫的實(shí)施、數據庫運行和維護．在數據庫設計的每一個(gè)階段，都不同程度地用到了數據庫理論與方法，同時(shí)對數據庫理論進(jìn)行了豐富的擴充．在概念結構設計中，核心內容是數據建模，即根據實(shí)體類(lèi)型設計Ｅ－Ｒ（實(shí)體－聯(lián)系）圖．在Ｅ－Ｒ圖中要搞清楚哪些是實(shí)體，哪些是屬性．從理論的角度來(lái)說(shuō)，實(shí)體是客觀(guān)存在的，并可以相互區別的事物，屬性是對實(shí)體特征的描述，但是它們之間既有必然區別，也有一定聯(lián)系．實(shí)體和屬性不是絕對的，如果需要對屬性進(jìn)一步描述，則屬性就作為實(shí)體，反之，如果不需要對實(shí)體進(jìn)一步描述，則實(shí)體也可以作為另一實(shí)體的屬性．例如，在設計職工檔案管理數據庫時(shí)，實(shí)體類(lèi)型“職工”的屬性：檔案號，姓名，性別，出生日期，參加工作時(shí)間，學(xué)歷，職稱(chēng)，職務(wù)，工資．如果只考慮現在的工資，則工資就是職工實(shí)體的屬性，但是如果考慮職工的工資歷史，則工資就是一個(gè)實(shí)體．在邏輯結構設計時(shí)，用到規范化理論、求極小集和碼的方法、模式分解理論和方法．

　�。玻�２數據庫設計理論是對數據庫理論的延伸

　　數據庫設計理論對數據庫理論在很多方面進(jìn)行了延伸和擴展，使得數據庫理論更加簡(jiǎn)捷、方便和直觀(guān)．在邏輯結構設計中，將概念模型的產(chǎn)品基本Ｅ－Ｒ圖轉換為邏輯結構的關(guān)系模型，是模式分解理論的直接應用，是在數據庫理論基礎上的抽象和延伸，實(shí)體內和實(shí)體間的轉換，實(shí)體間的每一個(gè)實(shí)體轉換為一個(gè)關(guān)系，實(shí)體內的屬性是關(guān)系的屬性，實(shí)體內屬性的碼就是關(guān)系的碼．按照關(guān)系理論的函數依賴(lài)，每一個(gè)實(shí)體中，碼決定每一個(gè)屬性，而模式分解中，碼相同的合并，左右兩端的屬性合并作為一個(gè)分解，從操作方面減少了復雜性，所以設計理論與數據理論完全吻合；數據庫實(shí)體之間的聯(lián)系分為一對一、一對多、多對多和多實(shí)體之間的聯(lián)系４種情況，這些轉換在邏輯結構設計中都給出了轉換規則，也完全滿(mǎn)足模式分解理論，在模型優(yōu)化時(shí)，用到極小集方法與設計理論的結合．

　　３注重數據庫設計理論與實(shí)踐的.結合

　�。常�１處理好數據庫設計經(jīng)驗和數據庫設計理論的關(guān)系

　　數據庫設計理論盡管比較完善，按照規范化理論，在函數依賴(lài)領(lǐng)域，如果關(guān)系滿(mǎn)足ＢＣＮＦ，不會(huì )存在數據冗余、插入異常、刪除異常和更新異常，實(shí)際上關(guān)系規范化不一定要達到ＢＣＮＦ；如果達到ＢＣＮＦ，不會(huì )出現冗余和各種異常，但會(huì )出現查詢(xún)效率降低．這就要根據實(shí)際情況綜合權衡．下面以規范化后的學(xué)生成績(jì)管理系統為例說(shuō)明．學(xué)生成績(jì)管理系統包含下列３個(gè)關(guān)系：學(xué)生（學(xué)號，姓名，性別，出生年月）；課程（課號，課名，學(xué)時(shí)，學(xué)分）；成績(jì)（學(xué)號，課號，成績(jì)）．我們經(jīng)常查詢(xún)“某同學(xué)學(xué)習某課程的成績(jì)”，這就需要３個(gè)關(guān)系的連接，如果學(xué)生人數較多（數據庫較大），可能需要較長(cháng)時(shí)間，但如果是第１范式，則不需要連接，如果是第２范式，可能連接的次數較少，也會(huì )減少耗費．在實(shí)際應用中，我們可能不需要把關(guān)系劃分到ＢＣＮＦ，也許只需要達到２ＮＦ，甚至１ＮＦ，也就是逆規范化，到底規范化到什么程度，要結合實(shí)際問(wèn)題和具體設計經(jīng)驗［２］３－３９．

　�。常�２課程實(shí)驗是數據庫課程設計的基礎

　　數據庫課程是理論與應用結合較為緊密的一門(mén)課程．學(xué)習數據庫課程的主要目的是為了應用．因此，為了深入淺出地講授數據庫理論，在每一章都設計一些課程實(shí)驗，以便通過(guò)實(shí)踐驗證理論，同時(shí)掌握其應用方法，為后續的課程設計打下基礎．在大部分教科書(shū)中，都是以ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ為例，講授ＳＱＬ語(yǔ)言、數據的安全性、完整性．在講授ＳＱＬ語(yǔ)言時(shí)，可以讓學(xué)生先建立數據庫，結合所學(xué)內容對數據庫進(jìn)行查詢(xún)、插入、刪除、修改等實(shí)踐操作，在實(shí)踐的過(guò)程中真正理解并掌握ＳＱＬ語(yǔ)言的應用環(huán)境．在講授數據庫安全性和完整性時(shí)，利用數據庫系統的實(shí)際應用讓學(xué)生對系統做數據控制．提高學(xué)生對數據庫課程的認識，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣和欲望．

　�。常�３課程設計是提升學(xué)生綜合應用能力的關(guān)鍵

　　課程設計是課程內容的展示，是對所學(xué)知識的延伸，是學(xué)生掌握學(xué)習內容、方法和技巧的綜合體現．數據庫設計理論主要是為了指導數據庫的應用和實(shí)踐，通過(guò)系統的理論學(xué)習和部分單元（如創(chuàng )建用戶(hù)、創(chuàng )建視圖、用戶(hù)管理、權限管理等）的應用實(shí)踐訓練，充分認識到ＤＢＡ在數據庫系統中的作用．通過(guò)課程設計讓學(xué)生在掌握數據庫設計理論的同時(shí)掌握數據庫課程設計的全過(guò)程，可以采取將學(xué)生分組的方式，為每組同學(xué)擬定相關(guān)題目，如學(xué)生檔案管理系統、財務(wù)管理系統、售票管理系統等，設計可以采取集中設計和分散設計相結合的方式，如果條件允許可以集中７～１０天時(shí)間做課程設計，否則，可以利用周末時(shí)間集中設計，學(xué)生自己找業(yè)余時(shí)間，教師加強指導，題目在期中布置，期末老師驗收．讓每一位同學(xué)獨立完成或者協(xié)助完成數據庫設計的過(guò)程，同時(shí)，使每一組同學(xué)進(jìn)行上機運行并調試，完成所有功能進(jìn)行程序實(shí)現，最后組織設計答辯．教課評價(jià)方面，可將學(xué)生平時(shí)的課程設計和期末考試相結合，作為學(xué)期期末成績(jì)．通過(guò)課程設計和設計答辯，學(xué)生不僅鞏固了理論知識，豐富了課程實(shí)踐，掌握了如何運用理論指導實(shí)踐應用，也對今后其他課程設計以及畢業(yè)設計打下堅實(shí)的基礎，取得較好的效果．

　�。常�４數據庫課程設計的具體內容

　　數據庫設計是在指定的應用環(huán)境下，構建最優(yōu)的數據庫邏輯模式和物理結構，建立數據庫及其應用系統，滿(mǎn)足各種用戶(hù)的各種需求（信息、管理和操作需求），并能夠有效地存儲和管理數據．數據庫設計要按照需求分析、概念結構設計、邏輯結構設計、物理結構設計、數據庫實(shí)施、數據庫的運行和維護各個(gè)階段突出特點(diǎn)嚴格進(jìn)行結構設計是與行為設計的有機結合．每一個(gè)階段都有具體的技術(shù)要求，教師提出要求讓學(xué)生深入圖書(shū)館、學(xué)生管理部門(mén)或者企業(yè)進(jìn)行系統調查，通過(guò)需求分析設計出數據流圖，編寫(xiě)數據字典．概念結構設計是從數據流圖和數據字典中提煉出Ｅ－Ｒ圖，對Ｅ－Ｒ圖優(yōu)化后獲得基本Ｅ－Ｒ圖．按照轉換規則和ＤＢＭＳ的轉換功能將概念結構的產(chǎn)品基本Ｅ－Ｒ圖轉換為邏輯結構設計的關(guān)系模型．物理結構設計主要根據ＤＢＭＳ的詳細特征設計存儲結構和存取技術(shù)，最后經(jīng)過(guò)優(yōu)化、評價(jià)滿(mǎn)足用戶(hù)的效率要求．數據庫實(shí)施和運行維護主要考慮代碼的編寫(xiě)、調試、試運行和維護，涉及數據轉儲、安全性、完整性、數據組等問(wèn)題．整個(gè)設計都是在數據庫理論的指導下進(jìn)行［３］１８１－２５０．

　　４結語(yǔ)

　　數據庫課程設計是理論和實(shí)踐的有機結合，隨著(zhù)計算機應用的深入，數據庫應用在社會(huì )生活中越來(lái)越重要，應用范圍也越來(lái)越廣，如何使數據庫理論和設計更好的結合是值得高校教師深入探討的問(wèn)題．只有不斷的探索數據庫課程設計理論，才能在實(shí)際應用中得到創(chuàng )新．

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