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《数据库原理与技术》课件特色
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我们按照精品课程要求设计了《数据库原理与技术》课件，已交出版社，将向教师赠送。以下介绍该课件特色。
本课件为教师教学辅助型课件，任务是（1）辅助课堂教学，使内容精要、方便记忆、突出重点与难点、吸引学生注意力。（2）提供教学辅助材料，方便学生复习，深入教学内容，扩展学生知识面，为提高素质服务。（3）提供各种辅助教学手段，帮助理解所学知识，巩固所学内容。（4）向学生提供学习工具，提供设计与综合应用手段，帮助学生学以致用，理论联系实际。通过实践既验证所学，又加强对基本理论与基本概念的理解，弄清所学知识的用途及应用方法，鼓励与帮助学生开展创新研究，全面提高学生能力。
本课件总的特色是将理论与实践有机地结合在一起，向学生提供了远超过其他课件的素材与工具，内容之丰富已不只是为某一本书服务，而是成为服务于一切数据库课程教学的课件。
1、PPT幻灯片特色
（1）内容完整
包括数据库原理基本内容：数据库基本概念、存储结构、数据模型（包括采用Rose的面向对象建模与建库技术）、关系理论、SQL语言、数据库控制与管理、SQL Server、Oracle、数据库知识扩展等。还介绍了数据库应用系统知识、借部件库最小系统介绍了应用系统结构、功能与性能、设计方法，介绍了利用部件库设计系统原型的方法及基于JAVA开放应用系统的入门知识。
内容精练，重点突出。在幻灯片中通过加色、图片、动画（40余幅）、视频等突出重点与难点问题，并吸引学生注意力。
（2）求实
在讲述时尽可能从实例入手，使教学落到实处，避免抽象。例如，数据库是什么？所有教材都是抽象地说是具有…………意义的数据的存储（集成）库，然后抽象地介绍三层模式与二级映像，再借三个世界的概念或举一张表格说明关系数据库的结构，说明模型与模式的概念。我们的讲述先从大家都已经学过而且还比较熟悉的Excel的操作，例如成绩单及有关学生管理的表格入手，说明存在的问题；再介绍C语言与一般数据库数据管理的有关语句与程序，说明数据库具有优越性，再破解了SQL Server的库文件结构（由于SQL Server中数据字典的特殊结构，对SQL Server数据库文件的破解具有难度，我们目前尚未看到其他教材与课件对SQL Server数据库文件破解的报告），通过动画说明SQL Server与VFP数据库是如何存放与表示有关数据库与表的逻辑结构的，又是如何存放数据的，与建表、SQL录入语句进行对比。最后，总结并介绍数据库的结构、特点与工作情况，介绍三层模式与二级映像的概念。所有内容都落到实处，一切都十分自然与简单，概念不再抽象。
关于三层模式与二级映像，我们设计了一个动画描写从需求分析到系统设计到数据库应用全过程内容，清晰明了，建立了对数据库有关内容全局性的认识，三层模式与二级映像也就容易理解了。
目前随着计算机应用的深入，效率问题已经再次成为设计实际应用系统时需要关心的问题。解决办法主要是索引与查询优化。关于索引，目前我们见到的国外教材都有介绍，但国内相当多的教材都不再介绍了，这是不利于学生学习的。至于介绍了索引的教材，都提到索引的目的是提高查询效率，但是索引为什么可以提高查询效率，例如Michael Kifer等著、陈立军等译的《数据库系统 面向应用的方法（第二版）》说到它类似书的条目，索引条目包括一个术语和一个指向这个术语在本书中出现位置的指针。……可以方便对术语的查找。
Abraham Silberschatz等所著、杨冬青等译《数据库系统概念》中也提到索引工作方式类似于书的索引，由于“索引中的词是按顺序排列的，因此要找到所需要的词很容易。而且，索引比书小得多，从而进一步减少我们查找内容所需的精力“。
Hector Garcia-Molina等所著、岳丽华等译《数据库系统全书》对之介绍十分全面，也比较清楚，明确说明了索引对提高查找速度起作用的三个主要原因。但关于为什么索引文件可以足够小，表述也不十分清楚。在开始的介绍里，说索引是一种数据结构，以记录的特征为输入，……。又说到，索引文件由键-指针对组成……。
其他一些介绍还有说索引是索引项的排序文件，索引项类似于表的记录，由查找字及记录地址构成等。
我们破解了vfp的索引文件（vfp的速度高是大家公认的）。结果发现，其设计比较巧妙，索引文件中实际存在二个表，一个存放的是各记录的记录号，根据索引字顺序排列；另一个是索引字的表，也按索引字顺序排列，而且，索引字除了以二进制形式存放的数据是按原值存放外，其他则是经过一个函数处理后，再将处理后计算值存放。因此，查找时是先根据欲查内容计算出索引值，再在索引文件中索引字的表中查到相关内容，再到对应的记录号表中查出相应的记录号，计算出记录的存放位置，再取出有关记录。这样一个方案，可以使索引字表变得最小，能有效减少访盘次数，甚至总是直接放在内存中（必须强调这是索引能提高查找速度的最主要原因，其他原因相对于这一原因都是不重要的，只有当索引文件能全部放到内存中，二分法等查找方法才能有效实施），达到提高查找速度的目的。我们在PPT中用动画形式说明了这样的结构，一切都清楚明了，毫无悬念，为介绍B树也打下好的基础。不难得出结论，我们的表现内容具有创新性而且是有意义的。
关于关系代数、SQL语言……等内容，有的课件从理论的侧面分解各有关概念，并用动画表现，帮助学生理解并吸引注意。我们也在这一部分，设计了许多动画，但特别注意理论与与实际操作相结合，强调实际操作过程，使理论与实践、与练习有机地结合在一起。
例如关于数据库系统，我们的脚本是：①系统分析员基于手工操作或Excel文本操作或单机操作进行需求分析，分析对数据与对数据处理的操作需求。②DBA安装数据库服务器，安装DBMS。③DBA根据数据需求设计数据模式。④程序员根据各部门（人事部、财务部、供应部、销售部、仓储部、办公室或经理室、计划或策划处、信息部、计算机中心、其他专业部门）分别定义管理子系统（人力资源系统、财务管理或财会系统、供应系统、商务系统与客服系统、物流管理系统、办公自动化系统、决策支持与调度系统、系统管理系统、批处理系统与系统维护程序）。⑤DBA定义数据模式并与程序员定义子模式、设计索引结构、定义存储模式。⑥程序员完成各子系统设计，建立网络。⑦系统联调。⑧抽象出三层结构与二级映像概念。
又例如关于笛卡尔积，我们的脚本是：①介绍笛卡尔积的概念。②显示二个表的例子。③将二表结构组合在一起，建立新表。④取第一表一条记录到新表中。⑤根据第二表记录条数复制这一条记录。⑥取第二表全部记录接到新表中第一条记录之后。⑦再取第一表第二条记录，重复操作3。⑧重复操作4、5……。最后一页总结与回顾笛卡尔积的概念。
又例如求关系的投影，我们的脚本是：①给出一个表。②给出求关系投影的关系表达式。③在表中找到指定的各列。④删除无关各列。⑤找出重复记录。⑥删除重复记录得到结果。
（3）纳新
计算机科学与技术是目前发展最快的专业与行业，要求教学必须紧跟发展，国外的教育给我们启示很多，其中强调创新与发展是特别重要的内容。反观国内教育，差距甚大，其中数据库课程尤其是反面的典范，走进书店，可以发现国内数据库教材和上世纪80年代萨
我们的课件在教学内容上进行了调整。首先，目前社会上开发系统，都离不开UML，数据库建模都利用UML工具画图。国外的较新教材也都必讲面向对象建模技术，唯独我国数据库课程教材中难找一本介绍UML的书。考虑到教学内容必须改革，我们在介绍E-R模型后，介绍了UML与数据库建模有关的内容，还讨论了实际应用时如何应用Rose表现E-R模型，绘制UML模型及转换建立数据库表的方法。在PPT中，也添加了与Rose链接的按钮及相关操作的截图，学生可以直接学习相关的操作并上机实践。
由于我们开发了部件库系统，与大、中型数据库连接操作变得十分容易，我们的课件中介绍了Oracle、SQL Server、Access三个数据库的应用方法，详细介绍了Oracle、SQL Server的基本知识。学生可以在原来学习时间内联系实际数据库深入领会数据库的基本理论与基本概念，联系应用、联系实际了解数据库是如何工作的，了解实际数据库是怎样的，通过对它们细微之处的比较，对数据库的基本内容会更加深印象、加深理解，而且应用能力会更进一步提高。
目前大量应用基于C++与JAVA，这二种语言都是计算机专业的学生需要掌握的，我们的教学内容中加入了JAVA开发应用系统的内容，在课件中加入了我们设计的快速入门的实验内容。
从上面介绍可以看出，我们课件中包括了数据库从实际到理论再到应用各方面的内容，将理论与实践有机地结合在一起，如此大量的教学工具与实验设计使得在不多的学时内完成这么多教学任务成为可能（对于二本学生，建议64学时；对于三本及以下学生建议90学时，其中理论54学时，实验36学时）。
（4）链接实验内容
有些内容仅仅靠动画、板书仍不能让学生真正理解，尤其是细微之处更难以接受，更谈不上联系实际与培养动手能力。我们设计了20余个专用实验，在PPT中做了对这些实验程序的链接，使得学生可以边学习理论，边进行实验，进行验证、甚至动手设计与操作。在关系代数、SQL语言中，一方面用动画表现，一方面链接有关专用程序，学生可以参考动画中的操作，也可以自己随意操作；PPT中还链接了Access数据库文件，学生可以实际修改数据库中的数据，再运行程序，观察其变化，从中深入理解有关知识内容。
又关于ODBC与JDBC，是应用数据库必须掌握的内容，但是，学习JDBC存在难度，经常看到有许多学生在经历毕业设计几十天后仍连不上数据库，无法进入设计。有一些教材介绍了相关内容，但是内容多不全，或设计复杂难懂，无法上机验证。我们为此设计了11个相关最简程序，包括JDBC-ODBC桥驱动（仅用10行语句表现）（给出了Oracle驱动、SQL Server驱动、MySQL驱动、DB2驱动、Sybase驱动、Access驱动等六个数据库JDBC-ODBC驱动语句）、链接数据源、显示数据、数据维护操作、界面设计、简单应用等内容，能帮助学生将该难点问题变成一个普通的基础性问题。
在PPT中多个位置加入链接源程序、链接数据库与链接执行程序等三个按钮，使既可以进入数据库修改程序，又可以修改源程序、进行编译，再运行程序，程序容易理解，正确性与可操作性强。老师可以边讲理论，边演示实验；如果在有投影的机房上课，学生可以边听边操作，当场验证，更容易理解与接受。
以上设计不仅帮助深入认识与理解基本概念与理论知识，而且使理论与实际相联系，提高动手能力，提高运用所学知识于实践的能力，对于教学是有意义的。这一做法是具有创新性的。
2、试题库系统
试题可以帮助学生重点识记、加深理解。试题库包括776道题，629道题附有答案。这一规模是其它课件中少见的。
对试题库，提供浏览测试题与答案、自我检查、自我测试、模拟试卷等程序，使更充分发挥其作用，更能让学生加深对有关概念与知识的理解与掌握。
浏览测试题与答案是查出有关章节、类型题集后，一题题查看题目与答案。
自我检查是先看题目，当思考后需要看答案的，再按有关按钮查看答案。
自我测试只对选择题，随机出卷后，可以一题题选择答案，最后打分并对照查看结果。
模拟试卷使可以随意选定章节、类型及各类型题量，自动出综合试卷，可以保证连出4套卷无重复题，大量出卷无重复卷。可以帮助学生进行自我测试，客观评价自己的学习情况，也可供教师辅助出考试卷与标准答案，几分钟出一卷可以大大减少出卷劳动强度，而且使试卷更具有客观性，能更科学地评价教学情况。
系统还提供了试题库管理系统程序，教师可以根据自己的教学需要灵活设置与使用，可以补充、删减、修改试题库，使更符合各位老师教学需要。
3、数据库原理与应用全书检索系统
试题库帮助学生深入了解有关知识与概念，要求语言精练、简明扼要、概念准确、表述清晰，这是从点上去学习与理解，缺少知识之间连贯性；要答疑解惑，解决对有关理论与概念全面理解的问题只靠几个题是不够的。一些概念需要从不同侧面去理解、互相印证，才能真正掌握，要求有内容全面、包罗万象、带上下文、容易检索的百科全书，这对答疑解惑才是有帮助的。我们设计的数据库原理与应用全书检索系统就希望达到这样的效果，利用数据库查询功能，容易使用，方便查询。本系统含1700条条文与图片（包括动画）。对同一知识点可以同时查到多个相关内容，使对同一问题，可以找到多方面的说明，从多方面对比描述，能帮助学生全面地掌握知识，从面上融汇贯通，使知识不再支离破碎，对启发创新思维具有意义。
4、部件库最小系统
部件库最小系统使能不写代码就针对任何可在windous系统中建立ODBC数据源的数据库建立基本应用系统，05年就经鉴定达到世界先进水平的部件技术研究的一个成果，但到目前还未见任何类似项目的报道（实际是世界首创），颇具特色。只要先装一个数据库，建立基本数据表，建立ODBC数据源，安装VFP6.0（不要求知道VFP的任何知识），再进入本系统，定义环境，通过选择参数建立系统驱动菜单，系统就能建立与使用，系统可以拥有多种数据录入、修改、删除、查询、导入、导出、关系运算、交叉表等多种统计计算与报表、一般的单记录形式报表、表格式报表、标签类报表、直线拟合线性回归分析与绘图、各种统计图、多种财务统计计算等程序模块；可以自动加入代码表使用、字典表使用、完整性控制、安全性控制、派生数据计算与录入、异构数据自动变换等功能。所有这些都无需编码，无需编译，只填写不多的几个参数就能完成。在教学中，我们首先要求学生了解其使用方法，了解一般管理信息系统的需求与常见功能、性能要求，再要求设计实际应用系统，并用它搭建原型系统，再用JAVA最终实现。学生反映这软件太傻瓜、太简单，但真要他们建立原型系统，又没有几人能建。一般在校学生，没有社会实践经验，对管理完全没概念，关于实际管理信息系统的界面要求，他们理解都难，更不谈设计了，而这一实验平台将给他们以启迪，逼使他们去思考更深的东西，能在管理信息系统开发中快速入门。学生可以联系实际设计具体、有应用价值的应用系统，可以实地了解数据库的意义与作用，可以真正深入了解数据库的基本概念：数据共享、数据完整性（包括运用代码表实现的域完整性）、数据安全性、数据一致性、数据库模式、数据库范式、派生数据、各种查询（包括模糊查询）、数据处理的基本内容等等。还可以联系后续课程：软件工程与管理信息系统，了解一般应用系统的结构、界面设计的要求、变化及界面设计的内容。学生在毕业设计中可以应用它设计自己作品的原型系统，保证毕业设计质量。学生还可以从中理解软件复用技术及其意义。对于理论联系实际、扩展学生知识面、培养动手能力极具有意义。
5、课件内容全面完整
本课件按照精品课程课件的标准设计，包括了一般精品课程课件的全部内容。视频重点表现实际操作的一些问题，讲述了如何使用与操作部件库最小系统；结合关系代数一章，介绍关系代数的基本理论、基本概念与基本方法，同时，通过链接运行实际程序的操作，说明了在PPT中转接实验的操作方法，也展示了如何发挥链接实验对教学的辅助作用，清楚地表现本课件的特色。
对于教学重点与难点问题，（1）在幻灯片中通过加色、图片、动画（40余幅）突出表现；（2）通过试题库（776道题，629道带答案）重点识记；（3）通过数据库概念全书检索系统（含1700条条文与图片（包括动画））从多方面对比描述，从面上融汇贯通；（4）基于具有世界先进水平的部件库技术特别设计了一个实验平台（包括20余专门设计的程序），使理论联系实际；（5）通过视频，细腻地帮助解决重难点问题。
本课件部分内容从02起与水利水电出版社出版、我们所写《数据库原理与技术》一书作为随书光盘发行，发行3万册以上，湖北省自考委指定本书为数据库原理与技术课程教材，目前是第2版，内容具有科学性、正确性。
部件库最小系统已3次通过出版社发行的光盘发行，并2次在网上公开发布
全课件按精品课程课件要求设计并实现，课程内容完整：内容从介绍我们破解的SQL Server等数据库存储文件与索引文件结构起、到数据库基本理论与基本概念、到Access、SQL Server、Oracle三种数据库；从E-R模型到Rose面向对象建模到部件库建立实际系统原型到J2EE连接数据库与基本程序设计；从理论基础到实际应用系统开发全面覆盖。经实践证明，能提高教学效果，提高学生素质，可以在有限学时内完成更多的教学工作量，效果良好。
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