数据库原理与数据仓库技术概述

1 北京交通大学 交通运输学院 数据库原理与数据仓库技术 2 课程介绍课程介绍课程介绍课程介绍 1 课程概述1 课程概述 2 课程设置原因2 课程设置原因 3 课程目标3 课程目标 4 课程教学安排4 课程教学安排 5 先修课程与参考资料5 先修课程与参考资料 6 课程学习方法6 课程学习方法 7 课程考核7 课程考核 3 1 课程概述1 课程概述1 课程概述1 课程概述 任课教师任课教师 孙迅孙迅 交通运输学院 交通信息管理工程系交通运输学院 交通信息管理工程系 办公室：土建综合楼 320室办公室：土建综合楼 320室 Email: xsun1bjtu.edu.cnEmail: xsun1bjtu.edu.cn Phone: 51688544Phone: 51688544 4 1 课程概述1 课程概述1 课程概述1 课程概述 课程性质课程性质 专业基础课（3学分）专业基础课（3学分） 包含数据库原理、使用与数据仓库技术的综合课程包含数据库原理、使用与数据仓库技术的综合课程 授课对象授课对象 交通运输类（智能运输工程）、电子商务交通运输类（智能运输工程）、电子商务 授课课时授课课时 每周：平均3学时每周：平均3学时 共16周，48学时共16周，48学时 5 2 课程设置原因2 课程设置原因2 课程设置原因2 课程设置原因 为什么学习数据库技术？为什么学习数据库技术？ 2互联网的应用2互联网的应用 提供了大量的在线服和信息，普遍采用数据库技术 管理大量的数据，供用户访问。 提供了大量的在线服和信息，普遍采用数据库技术 管理大量的数据，供用户访问。 3数据库系统：主要软件提供商的核心产品3数据库系统：主要软件提供商的核心产品 甲骨文（Oracle）甲骨文（Oracle） 微软与IBM微软与IBM 1系统的应用：十分广泛1系统的应用：十分广泛 企业管理：银行业，运输业，电信业，制造业，商 业 企业管理：银行业，运输业，电信业，制造业，商 业 事业管理：政务，医疗卫生，教育事业管理：政务，医疗卫生，教育 6 2 课程设置原因2 课程设置原因2 课程设置原因2 课程设置原因 数据库广泛应用的原因?数据库广泛应用的原因? 需求的变化与增长需求的变化与增长 举例：买火车票举例：买火车票 早期的铁路客票销售与预订系统早期的铁路客票销售与预订系统 查询列车车次查询列车车次 处理旅客预订与购票程序处理旅客预订与购票程序 需求增长:需求增长: 客流量增长客流量增长 出行需求的增加出行需求的增加 查询余票查询余票 旅行规划旅行规划 实名制购票实名制购票 网上购票网上购票 7 3 课程目标3 课程目标3 课程目标3 课程目标 第一部分：数据库原理与使用第一部分：数据库原理与使用 认识数据库系统的基本构成认识数据库系统的基本构成 掌握关系型数据库的数据模型和基本运算掌握关系型数据库的数据模型和基本运算 掌握管理数据库的基本SQL语言掌握管理数据库的基本SQL语言 掌握数据库设计的基本规范和方法掌握数据库设计的基本规范和方法 掌握一种数据库系统的基本使用和管理掌握一种数据库系统的基本使用和管理 了解数据库技术的扩展了解数据库技术的扩展 面向对象数据库面向对象数据库 分布式数据库分布式数据库 8 3 课程目标3 课程目标3 课程目标3 课程目标 第二部分：数据仓库技术第二部分：数据仓库技术 数据仓库概述数据仓库概述 数据仓库的体系结构数据仓库的体系结构 数据仓库设计与使用数据仓库设计与使用 9 4 课程教学安排4 课程教学安排4 课程教学安排4 课程教学安排 1.数据库原理概述（讲授2学时）1.数据库原理概述（讲授2学时） 数据库相关的基本内容数据库相关的基本内容 特征，作用，DBMS,系统结构等特征，作用，DBMS,系统结构等 数据库的核心：数据模型及其演变数据库的核心：数据模型及其演变 2.关系模型（讲授2学时）2.关系模型（讲授2学时） 关系模型的基本概念和特征关系模型的基本概念和特征 关系模型的数学基础：关系代数关系模型的数学基础：关系代数 集合运算与关系运算集合运算与关系运算 10 4 课程教学安排4 课程教学安排4 课程教学安排4 课程教学安排 3.标准SQL语言（讲授4学时；实验6学时）3.标准SQL语言（讲授4学时；实验6学时） SQL的历史、特点。SQL的历史、特点。 数据库标准语言SQL的语法和基本设计方法数据库标准语言SQL的语法和基本设计方法 数据查询SELECT语句的一般格式。包括：单表查询；连接查询； 嵌套查询；集聚组合、排序的使用。 数据查询SELECT语句的一般格式。包括：单表查询；连接查询； 嵌套查询；集聚组合、排序的使用。 数据库对象定义与更新SQL语句数据库对象定义与更新SQL语句 子查询子查询 4.数据库设计（讲授4学时；实验4学时）4.数据库设计（讲授4学时；实验4学时） 数据库设计概述数据库设计概述 概念结构设计概念结构设计 逻辑与物理结构设计逻辑与物理结构设计 关系模式设计问题：模式的分解与规范化关系模式设计问题：模式的分解与规范化 函数依赖；码；范式；2NF；3NF；BCNF。函数依赖；码；范式；2NF；3NF；BCNF。 11 4 课程教学安排4 课程教学安排4 课程教学安排4 课程教学安排 5.数据库管理（讲授4学时；实验8学时）5.数据库管理（讲授4学时；实验8学时） 数据库创建，连接和使用的基本方法数据库创建，连接和使用的基本方法 数据库用户的类型和数据库管理员的任务数据库用户的类型和数据库管理员的任务 数据库用户、权限、角色等安全概念和策略数据库用户、权限、角色等安全概念和策略 数据库的并发，完整性事务及安全性需求。数据库的并发，完整性事务及安全性需求。 数据库存储过程的设计和编写数据库存储过程的设计和编写 6.数据库扩展部分（讲授4学时）6.数据库扩展部分（讲授4学时） 分布式数据库系统概述分布式数据库系统概述 分布式数据库系统的体系结构分布式数据库系统的体系结构 分布式查询处理分布式查询处理 对象关系数据库等对象关系数据库等 12 4 课程教学安排4 课程教学安排4 课程教学安排4 课程教学安排 7.数据仓库概述（讲授2学时）7.数据仓库概述（讲授2学时） 数据仓库基本概念和产生原因数据仓库基本概念和产生原因 数据仓库与一般操作型数据库的区别与联系数据仓库与一般操作型数据库的区别与联系 8.数据仓库体系结构（讲授2学时）8.数据仓库体系结构（讲授2学时） 源数据库源数据库 数据抽取-转换-加载（ETL）数据抽取-转换-加载（ETL） 事实表与维表事实表与维表 OLAP分析工具OLAP分析工具 13 4 课程教学安排4 课程教学安排4 课程教学安排4 课程教学安排 9数据仓库设计与使用（9数据仓库设计与使用（讲授2学时；实践4学时讲授2学时；实践4学时） 数据仓库的结构设计和模型建立数据仓库的结构设计和模型建立 ETL的设计ETL的设计 OLAP处理系统OLAP处理系统 介绍OLAP处理系统使用的数据仓库结构和业务处理。介绍OLAP处理系统使用的数据仓库结构和业务处理。 14 5 先修课程与参考资料5 先修课程与参考资料5 先修课程与参考资料5 先修课程与参考资料 先修课程先修课程 计算机网络相关课程计算机网络相关课程 计算机程序设计基础（如：C语言、JAVA等）计算机程序设计基础（如：C语言、JAVA等） 数据结构数据结构 参考资料参考资料 王珊,萨师煊.数据库系统概论（第四版）.北京:高 等教育出版社,2006年. 王珊,萨师煊.数据库系统概论（第四版）.北京:高 等教育出版社,2006年. Abraham Silberschatz,Henry E.Korth,S.Sudarshan(杨冬青等译).数据库系统概 念(第5版).北京:机械工业出版社,2006年. Abraham Silberschatz,Henry E.Korth,S.Sudarshan(杨冬青等译).数据库系统概 念(第5版).北京:机械工业出版社,2006年. 15 6 课程学习方法6 课程学习方法6 课程学习方法6 课程学习方法 深入理解数据库基本概念深入理解数据库基本概念 反复的作业练习是掌握基本原理和技术的 最好方法 反复的作业练习是掌握基本原理和技术的 最好方法 通过专门与综合的课程实践来消化理论， 掌握应用和管理技能。 通过专门与综合的课程实践来消化理论， 掌握应用和管理技能。 预习和复习可以使你事半功倍预习和复习可以使你事半功倍 16 7 课程考核7 课程考核7 课程考核7 课程考核 考核综合能力考核综合能力 听课与平时作业: 10%听课与平时作业: 10% 实验课及课程设计: 40%实验课及课程设计: 40% 考试成绩: 50%考试成绩: 50% 17 讲义一：数据库原理概述讲义一：数据库原理概述讲义一：数据库原理概述讲义一：数据库原理概述 1数据管理的发展阶段1数据管理的发展阶段 2数据库与数据库管理系统2数据库与数据库管理系统 3数据库系统的作用3数据库系统的作用 4数据库系统构成4数据库系统构成 5数据库系统使用者5数据库系统使用者 6数据抽象6数据抽象 7数据模型7数据模型 8数据库系统历史8数据库系统历史 1 数据管理的产生与发展1 数据管理的产生与发展1 数据管理的产生与发展1 数据管理的产生与发展 一、人工管理阶段(50年代中期以前)一、人工管理阶段(50年代中期以前) 背景：背景： (1)计算机主要用于科学计算(1)计算机主要用于科学计算 (2)外存为顺序存储设备：磁带、卡片、纸带(2)外存为顺序存储设备：磁带、卡片、纸带 (3)没有专门的数据管理软件(3)没有专门的数据管理软件 (4)数据是面向程序的(4)数据是面向程序的 特点：特点： (1)程序负责数据的管理工作(1)程序负责数据的管理工作 数据定义、存储结构、存取方法。数据定义、存储结构、存取方法。 (2)数据与程序没有独立性(2)数据与程序没有独立性 数据只面向特定的应用数据只面向特定的应用 19 1 数据管理的产生与发展1 数据管理的产生与发展1 数据管理的产生与发展1 数据管理的产生与发展 二、人工管理阶段(50年代中期以前)二、人工管理阶段(50年代中期以前) 例子：铁路客票销售与预订系统例子：铁路客票销售与预订系统 功能功能3 功能功能2 功能功能1旅程规划制定旅程规划制定 实名制购票实名制购票 网上购票网上购票 旅程方案旅程方案 旅客信息旅客信息 支付信息支付信息 新 增 业 务 新 增 业 务 服务服务0 车次查询车次查询 时刻表信息时刻表信息 既有业务既有业务 20 1 数据管理的产生与发展1 数据管理的产生与发展1 数据管理的产生与发展1 数据管理的产生与发展 二、文件系统(50年代后期60年代中期)二、文件系统(50年代后期60年代中期) 背景背景 (1)计算机不仅用于科学计算，还用于管理(1)计算机不仅用于科学计算，还用于管理 (2)有了直接存储设备：磁盘(2)有了直接存储设备：磁盘 (3)有了专门管理数据的软件：文件系统(3)有了专门管理数据的软件：文件系统 特点：特点： (1)数据以文件形式存储在磁盘中(1)数据以文件形式存储在磁盘中 (2)文件系统提供数据管理(2)文件系统提供数据管理 文件存取、文件的添加、查询、删除操作文件存取、文件的添加、查询、删除操作 (3)数据同样是面向应用的(3)数据同样是面向应用的 (4)数据与程序具有一定的独立性(4)数据