课程编码：052028
课程名称：数据库理论与技术
英文名称：Database Theory and Technology
学分数：2
课内总学时数：32
上机（实验）学时数：0
课程内容简介：
数据库理论与技术是计算机科学技术中发展迅速、应用广泛、影响深远的领域之一。数据库系统已成为信息管理、电子商务、网络服务等众多应用系统的核心技术和基础平台。本课程将从数据库平台对应用系统的支撑出发，介绍数据库系统的基本概念、理论基础、体系结构、底层实现和应用技术。课程的目标是使学生全面深入地掌握当代数据库理论和技术的研究方法与最新进展，为进一步从事这一领域的研究开发奠定基础，并提供必要的选题指导。
先修课：
参考书目：
1、据库系统概论
2、 数据库系统概念（原书第7版）
教学大纲：
第 1 学时 理论 课程介绍 课程概况，什么是数据库？数据存储方式的演变，信息化时代的数据库，数据库应用领域从业人员角色，课程背景，课程性质，课程设置，教学内容，教材与参考书，课程考核 结合数据库技术和产业发展状况，介绍国产数据库现状及历史，使学生理解数据库作为我国IT产业的底层技术之一，解决技术卡脖子问题的紧迫性。
第 2 学时 理论 绪论 第1章 绪论 1.1 数据库系统的基本概念 1.2 数据库系统的结构抽象 使学生意识到数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使用频度已成为衡量一个国家信息化程度的重要标志，应该努力学好专业知识，承担国家建设发展的历史责任。
第 3 学时 理论 绪论 1.3 数据库系统的演变与发展 1.4 数据库技术发展方向 1.5 课后复习
第 4 学时 理论 数据模型 第2章 数据模型 2.1 概述 数据抽象，数据模型定义，三类数据模型，数据模型的分类，数据模型的演化和发展 2.2 经典数据模型回顾 层次(Hierarchical)模型(略讲) 网状(Network)模型(略讲) 关系(Relational)模型(复习) 实体-联系(Entity Relationship)模型(复习) 关系数据模型一直流行至今，与它自身的数学基础有直接关系。因此课堂上讲授专业理论的同时，引导学生在做学问时一定要脚踏实地，养成严谨的治学态度。某些学术研究只有建立在数学理论基础上，经过严格数学推导和演绎，才能具有正确性、可信性和持续性，才能在发展的过程中才经得起推敲和证明验证。
第 5 学时 理论 数据模型 2.3 扩展关系模型 经典数据模型的缺陷，扩展关系模型的方法，时态数据模型，空间数据模型 多维数据模型，概率数据模型，模糊数据模型，嵌套(非1NF)关系模型， 可扩展的对象-关系(OR)模型
第 6 学时 理论 面向对象与对象关系 2.4 面向对象与对象关系数据模型
第 7 学时 理论 半结构化数据模型，图数据模型 2.5 半结构化数据模型 2.6 图数据模型
第 8 学时 理论 建模与设计 第3章 数据库建模与设计 3.1 数据库设计的背景、挑战和目标 3.2 数据库设计过程 3.3 需求分析 3.4 概念建模 讲解数据库设计过程中团队协作的重要性及团队协作应遵循的基本规范。讲解沟通交流能力在数据库设计特别是需求分析中的重要性。
第 9 学时 理论 逻辑设计，设计验证，物理设计 3.5 逻辑设计 3.6 设计验证 3.7 物理设计
第 10 学时 理论 数据库应用开发 第4章 数据库应用开发 4.1 数据库应用程序的特性 4.2 应用程序与数据库的联接 结合项目开发。在数据库设计和项目开发中注重培养学生的“工匠精神”， 课程开发的数据库案例只是一个教学原型系统，与真正行业企业的需求差距还很大，软件开发需要精益求精的数据库设计与开发理念，除技术因素外，还需要考虑社会、经济和安全等多方面因素。
第 11 学时 理论 数据库应用开发 4.3 数据操作的简单性实现 4.4 数据完整性的实现
第 12 学时 理论 存储与文件结构 第5章 数据库系统实现技术 5.1 概述 5.2 存储与文件结构
第 13 学时 理论 索引与散列 5.3 索引与散列
第 14 学时 理论 查询处理 5.4 查询处理
第 15 学时 理论 查询优化 5.5 查询优化 用于代价估算的统计信息， 关系代数表达式的转换
第 16 学时 理论 事务管理 5.6 事务管理
第 17 学时 理论 事务管理，并发控制 5.7 并发控制
第 18 学时 理论 故障恢复 5.8 故障恢复
第 19 学时 理论 数据库系统体系结构 第6章 数据库系统体系结构 6.1 系统体系结构概述
第 20 学时 理论 DDB 6.2 DDB与数据集成系统
第 21 学时 理论 分布式系统 6.3 分布式系统的演进和架构
第 22 学时 理论 分布式架构 6.4 分布式架构的基本理论 CAP定理，BASE性质，一致性HASH，PAXOS算法
第 23 学时 理论 云原生数据库 6.5 云原生数据库 在讲解云原生数据库时，以王坚院士十年如一日开发“阿里云”，实现了我国数据库云平台从0到1突破为例，向学生讲解默默无闻的科技工作者的自主创新精神，培养学生家国情怀和民族自豪感。
第 24 学时 理论 No SQL 6.6 No SQL数据库
第 25 学时 理论 NEW SQL 6.7 NEW SQL数据库
第 26 学时 理论 人工智能(AI)数据库 第7章 人工智能(AI)数据库 (AI4DB & DB4AI ) 7.1 数据库与AI 7.2 Database Meets AI
第 27 学时 理论 AI4DB 7.3 AI4DB Motivation 7.4 Five Levels Level 1: AI-advised DB Level 2: AI-Assisted DB Level 3: AI-Enhanced DB Level 4: AI-Assembled DB Level 5: AI-Designed DB
第 28 学时 理论 AI-Native 7.5 AI-Native Database
第 29 学时 理论 区块链 第8章 分布式数据库的新范型：区块链 8.1 区块链的定义与发展 8.2 区块链的背景与挑战
第 30 学时 理论 区块链 8.3 区块链的基础特性 8.4 区块链的体系结构
第 31 学时 理论 区块链 8.5 区块链的分类 8.6 区块链与比特币
第 32 学时 理论 区块链 8.7 区块链核心技术 8.8 区块链与数据库
执笔人：侯迪
