淺談《數據庫系統原理》課程的體系結構

范曉敏

摘 要：信息化時代離不開計算機，而數據庫技術在計算機領域占有重要的地位，所以《數據庫系統原理》課程一直是計算機類專業的主要課程，是學習其他很多課程的基礎，因此該課程的體系結構應合理且符合實際應用的需要，本文就此進行簡單的探討。

關鍵詞：數據庫；體系結構；SQL；數據查詢

人類的腳步已經邁進了信息化時代，在這個時代，信息的占有和利用水平至關重要。而對信息的組織、存儲、加工和利用就必須用到數據庫技術，因此在高校特別是計算機專業必須開設《數據庫系統原理》課程來給同學們講解數據庫技術的原理及應用。多年的計算機教學使我對這門課程的體系結構有了一定的認識，并且在反復實踐中不斷探索和改進，最終形成了一套可行的《數據庫系統原理》課程的體系結構。本文對此展開講解。

《數據庫系統原理》課程主要講授數據庫的基礎知識以及數據庫的設計與應用開發。其中基礎部分主要包括數據庫的基本概念和基礎知識，數據庫的設計與應用開發主要包括一些查詢處理、數據庫設計和系統編程等知識。下面按照課程的講課順序來講解本門課程的體系結構。

首先是數據庫系統概論部分，主要是講述數據庫的基本概念。從Data開始講起，重點掌握DB和DBMS的概念，這是本門課程的基礎；然后講述數據庫技術的發展過程，主要經歷了人工管理、文件系統、數據庫系統3個階段，掌握數據庫階段的的特點；下一個內容是數據模型，需要介紹數據模型的概念及三要素包括數據結構、數據操作和完整性約束。掌握重點的兩個數據模型：E-R模型和關系模型，會畫E-R圖，掌握關系模型的特點和相關概念以及關系的數學定義和關系代數運算；然后講述數據庫的體系結構，即數據庫系統三級模式和兩級映像及由此引出的的數據庫的邏輯獨立性和物理獨立性；最后對整個學期都要使用的DBMS（SQL SERVER）進行介紹。

第二部分是創建與管理數據庫。首先介紹數據庫的存儲結構，邏輯存儲結構和物理存儲結構分別講解，接下來介紹組成數據庫的各類文件（數據文件和日志文件）及文件組的概念；然后重點講解數據庫的創建方法，包括界面化的方式（SSMS）和使用DDL語句創建數據庫，接下來講解數據庫的修改、刪除、擴展與收縮、附加和分離數據庫。

第三部分是表的創建與管理。這是基礎和重點部分，主要講解表的創建、修改和刪除，重點掌握Create table語句建表，包括主鍵和外鍵的使用，表格建立完成后只是一個空表，需要向表中添加數據，所以下一步介紹數據的增刪改，即insert、update和delete語句的使用。

第四部分是數據查詢。數據查詢是數據庫的核心操作，SQL提供了Select語句，分為簡單查詢和復雜查詢。簡單查詢先介紹Select語句的基本格式，然后按照子句的順序分別講解select、into、where、group by、having、order by這些子句并舉例應用；接下來講解復雜查詢，包括連接查詢、集合查詢和嵌套查詢。查詢是數據庫中使用頻率最高的語句，是重中之重，因此要大量的練習，不斷熟悉和加深掌握。

第五部分是標準語言SQL，即結構化查詢語言，是關系數據庫的標準語言。SQL是一個通用的功能極強的關系數據庫語言，包括數據定義，數據查詢，數據更新。本章主要介紹SQL的特點組成以及T-SQL的組成，包括DDL、DML、DCL以及T-SQL中的數據類型、變量、運算符、函數和流程控制語句的使用。

第六部分是創建與管理其他的數據庫對象。主要介紹視圖、存儲過程和觸發器等對象的使用。視圖是從一個或幾個基本表導出的虛表，有關視圖的相關操作與基本表的操作相似，如：Create View 視圖名列名As子查詢；但是子查詢中可有任何復雜的Select語句，但不允許有Order by子句和distinct；存儲過程類似于其他語言中的過程和函數，也就是完成某項功能的代碼段，需要先創建再執行；觸發器類似于約束條件，但是比約束條件更加靈活。觸發器是定義在關系表上的由事件驅動的特殊過程。可以用于數據庫完整性檢查，也可用來實現數據庫的其他功能。

第七部分是數據庫的安全性和完整性。安全性是DBMS提供統一的數據保護功能來保證數據庫的安全可靠和正確有效，實現數據庫系統安全的技術和方法有多種，最重要的是存取控制技術，視圖技術，審計技術。大型數據庫管理系統幾乎都支持自主存取控制，這里主要通過SQL的Grant語句和Revoke語句來實現，Grant語句向用戶授予權限，Revoke語句收回授予的權限，數據庫授權由DBA在創建用戶時實現。另一個重要概念是角色，數據庫角色是被命名的一組與數據庫操作相關的權限，角色是權限的集合，可以為一組具有相同權限的用戶創建一個角色，使用角色來管理數據庫權限可以簡化授權的過程，創建角色使用Create role語句。數據庫完整性，是為了保證數據庫中存儲的數據的正確性，也就是符合現實世界語義機制，完整性檢查機制和違背完整性約束條件時RDBMS采取的動作等。

第八部分是數據庫恢復技術，事務處理技術。主要包括事務的概念、數據庫恢復技術和并發控制技術，數據庫恢復機制和并發控制機制數據庫管理系統的重要組成部分。本章主要掌握一些概念和常用技術。

第九部分是關系數據理論，主要是介紹規范化理論，討論各種范式及可能存在的插入和刪除等毛病，并直觀描述解決方法。通常按屬性間依賴情況來區分關系規范化的程度為第一范式、第二范式、第三范式、第四范式等。然后直觀地描述如何將具有不合適性的關系轉換為更合適的形式。關系模式的規范化過程是通過關系模式的分解來實現的，把低一級的關系模式分解為若干個高一級的關系模式。

第十部分是數據庫設計。主要講解的是設計的方法和技術。基于RDBMS的關系數據庫設計問題，主要學習數據庫設計各個階段的目標方法和應用注意事項，其中的重點是概念結構的設計和邏輯結構的設計。

綜上所述，《數據庫系統原理》這門課程是集原理和實踐于一體的課程，首先需要大家記住一些概念性的東西，尤其是一些語句的使用格式一定要牢記，概括來說主要有這樣九個關鍵字：create、alter、drop、insert、update、delete、select、grant、revoke。其次大家要多做練習，多多上機實踐，通過上機操作實際運用一些知識和技能，才能加深印象牢固掌握。總之，數據庫是比較重要的學科，應用特別廣泛，高校學生無論是做管理信息系統還是做一個網站或者做畢業設計，后臺數據庫都是必不可少的，而且這些知識在實際運用中也很有用。因此大家一定要學好這門課程，希望本文對你學習《數據庫系統原理》課程有所幫助。

參考文獻

[1]陸黎明，王玉善，陳軍華.數據庫原理與實踐[M].清華大學出版社，2016年1月.

[2]崔巍.數據庫系統及應用（第4版）[M].高等教育出版社，2017年12月.