數據庫課程設計精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的數據庫課程設計主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：數據庫課程設計范文

關鍵詞：數據庫應用；網絡課程；設計

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A

隨著網絡技術的日益發展，在高校中利用網絡進行教學，作為傳統教學模式的一種補充越來越受到重視。與傳統教學相比，網絡課程在課堂教學中具有知識結構模塊化、教學內容多元化、教學形式靈活化等特點，有利于學生根據興趣自主學習，因而在高校教學活動中發揮著越來越重要的作用。

在此背景下，洛陽理工學院為使網絡課程建設與管理工作更加科學化、規范化、制度化，在2010年全面啟動院級重點網絡課程建設工作，并開發了網絡課程建設平臺，筆者參加的《數據庫應用》網絡課程也被遴選為重點資助建設網絡課程。這是洛陽理工學院工程管理專業的一門專業基礎課程，是實現“懂管理的技術人才”培養目標的關鍵課程之一。

一、網絡課程建設的必要性

在日常教學過程中，由于本課程既包括數據庫技術，也包括程序設計方法，且數據庫技術和程序設計分別都有很多知識點，教學內容較多。同時，對于數據庫技術的理論部分、面向對象程序設計的方法，大部分學生對于本課程的內容特別是計算機程序設計部分都是從未接觸過的，課程總體較難。再者，課程除理論部分涉及面較廣外，還包含應用實踐環節。而總體課時安排僅有64學時（其中包括24學時實踐），在這么短的時間內要掌握本課程的主要內容，難度較大。

對此，課程組教師雖然通過不斷優化課程內容，在不影響整體知識結構的情況下，采用精講多練、適當取舍的方法，從而在有限的課時內，將課程基本內容和精華部分傳授給學生；同時，對授課的計劃和程序做了一系列的改進，努力提高學生的學習興趣，采取課堂講授和課下自學相結合的方式，使學生掌握所學內容；最后，在課堂教學方面采用多媒體教學方式，通過引入實際案例，利用互動式學習的方法，由師生雙方共同提出問題、解決問題，從而提高學生的實際應用能力和解決問題能力。但由于時間畢竟有限，為了能夠進一步提高學習的效率，我們充分利用網絡和網絡資源，通過建設網絡課程，構建第二學習課堂。這樣，一方面加強了師生的交流互動，增強學生對知識的掌握；另一方面可充分發揮網絡資源的共享優勢，提高學生學習的效果。

二、網絡課程的教學內容設計

網絡課程的教學內容設計是網絡課程建設的主體，是教師根據學生專業特點及本身對課程的理解，將需要講授的內容按照網絡教學環境的需要和網絡課程的教學目標進行分解、重組，使其更適宜用網絡教學的形式表達。為了適應不同層次學生學習的要求，通常采用模塊化方法組織教學內容，在每個學習模塊下，確定學習重點、難點、需掌握的知識點，并配以相應的測試、練習模塊，參考資源模塊及擴展學習模塊。在呈現方式上采用文本、圖像、視頻等多種方式，以學生為主體，力求提高學生的學習興趣。數據庫應用網絡課程教學內容設計中主要包括：

1、課程基本信息。主要包括課程描述、主講教師信息、教材建設、授課計劃、教學方法、考核辦法等，概要地介紹數據庫應用課程的歷史沿革、教學隊伍建設、理論課和實踐課的教學內容、教學方法，使用的教材和參考資料，考核方法等。

2、課程教學資源設計。提供以服務為中心的豐富教學資源，主要包括理論教學大綱、授課電子教案、多媒體課件、作業與習題在線測試、案例庫、單元題庫及綜合題庫、動態操作演示等。這部分內容是網絡課程教學內容設計中的核心部分，由主講教師根據豐富的授課經驗，針對課程的難點和重點，以圖片、教學錄像和動態演示等表現手法予以呈現，便于學生掌握和理解，提高學習的效率。

3、實踐環節教學設計。數據庫應用是一門對實踐操作能力要求很強的課程，在網絡課程建設中其實踐環節是不可缺少的。通過實踐教學，可使學生進一步掌握所學的知識，將理論知識和實踐環節緊密結合，理論聯系實際，提高學生對所學知識的綜合應用能力。該部分主要包括實踐教學大綱、上機實驗安排、課程設計指導書等，在設計時，主要進行了三個方面的工作：一是在各章理論教學前，通過引入實際案例，并貫穿整個教學環節，同時對案例中出現的問題，采用互動式學習的方法，從而提高學生的實際應用能力和解決問題能力；二是對各個具體的知識點，利用動畫進行動態演示，從而展現整個操作的全過程，提高學生們的動手能力；三是按照實踐教學安排，布置每次上機實驗任務，最后綜合為一個小型的數據庫管理系統。

4、教學輔助資源設計。學生可通過此模塊及時了解課程有關的擴展信息及相關的資源，主要包括：學習內容主題論壇、相關精品課程網站鏈接、網絡資源鏈接、vf二級考試鏈接、相關前沿問題和熱點問題討論的鏈接等。

三、網絡課程的結構設計

網絡課程的結構設計是指課程網站的設計，包括課程的整體框架和功能、導航設計、具體頁面的設計和多媒體設計等。在本課程中首頁主要按照教學內容的設計，采用模塊化的思路系統地呈現各類學習內容與學習活動。本課程整體設計上采用了左右結構，左方類目上包括課程簡介、學習計劃、內容學習、案例分析、實驗、作業、答疑討論以及各種交流工具等模塊；右方為根據需要設立的四大應用型模塊，包括課程描述、學習日歷、釋疑信息、論壇信息和通知。其他頁面的設計采用同樣的風格，框架結構保持不變，在右方顯示該模塊的具體內容。整個結構的設計圍繞課程要求的學習內容與具體的學習活動進行了有效整合，以充分促進學生自主學習的目的；同時，在設計中注意以下問題，以保證網絡課程的實際應用效果。

1、導航功能設計。網絡課程的利用和學生學習效率的高低，在很大程度上取決于導航功能是否完善。方便快捷的導航功能設計，將可以幫助學生在學習過程中隨時獲得幫助，減少在學習過程中的盲目性。為了保證網絡課程的實用性，特從兩個層次設計本課程的導航功能：一是網絡課程中各項教學資源的導航，以方便同學們各個內容的學習；二是在教學資源下學習內容的導航，在這里包括各章節中重點、難點及知識點的導航，以方便不同層次學生的學習，同時給予了學生自主學習和對內容的選擇權利。

2、動態操作演示設計。數據庫應用課程除了理論知識外，對動手操作能力要求很高。因此，在設計中應當突出該課程的特點，尤其是對實踐環節進行個性化設計，充分利用各種信息技術，發揮網絡技術優勢，通過各種圖片、動畫、視頻等，最大限度地表現出課程的特色，使學生可以方便地學習這門課程。

3、在線測試設計。在線測試是教學環節中學生與教師溝通、互動的一個重要橋梁。通過在線測試環節，學生可充分認識到自己對知識掌握的程度，還存在哪些盲點，方便進行再學習和改進；而教師也可全面地了解學生們的學習效果，從而有重點地進行指導。在本環節包括章節測試、知識點測試和綜合測試三部分。

4、交互功能設計。在網絡環境中，學生是學習的中心，可以自主地選擇時間、地點、內容來進行學習。通過在線測試環節雖可對學生們的知識掌握情況有個全面了解，但由于題庫的設計、學生個體掌握程度不同等原因，不能滿足全部的需要。交互功能設計則可針對處于不同時間和空間條件下的教師和學生進行有效地交流的平臺，從而充分提高學習的效率。在此，交互功能主要有數據庫網絡課程學習論壇、課程電子郵件及電子公告板三種形式。

5、在線學習指導設計。本環節主要是為了有效地指導學生的自主學習活動而設計，通過此環節調動學生學習的積極性和主動性，引導學生的學習活動。要求教師根據課程的整體安排，在相應欄目填寫具體內容，包括對各章、各環節進行課程學習引導、學習任務、時間安排、專題討論、答疑活動等進行的安排。

6、教學評價設計。教學評價是以教學目標為依據，運用有效的技術手段，對教學活動的過程及其結果進行測定、衡量，并給予價值判斷。網絡課程設計的質量，除了前面各項內容的設計以外，合理的、多樣化的教學評價也是網絡課程設計質量的重要指標。本課程教學評價模塊主要有兩個方面的內容：一是教師評價的設計，內容涵蓋學生在線測試、學習活動、討論活動等的評價；二是學生評價的設計，涵蓋對教學活動、教學內容及授課方法的評價。通過教學評價，有利于形成教與學的全面互動，有利于教師和學生的充分交流，從而能夠進一步提高學習的效果。

四、結束語

在網絡課程的整個設計中，首先需要設計者明確目標，清楚地認識到為什么要建立網絡課程，從而把握網絡課程設計的整體方向。在此基礎上，圍繞目標設計教學內容，同時從教學內容出發設計網絡課程的結構。筆者認為，把握好這一思路，對提高網絡課程的建設質量、提高網絡課程的使用效果、充分發揮網絡課程的作用具有重要的意義。

（作者單位：洛陽理工學院）

主要參考文獻：

[1]王軍，何曉玲，田同海.機械設計基礎網絡課程建設[J].中國現代教育裝備，2010.2.

第2篇：數據庫課程設計范文

關鍵詞： Oracle；數據庫；CDIO

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）13-0001-02

Abstract： In order to improve the teaching quality of the Oracle database curriculum design， and training students' practical operation level and comprehensive design ability， according to the characteristics of CDIO model matching well with the development process of Oracle database， the CDIO model is introduced to the curriculum design of oracle database in this paper. The curriculum design is developed with the way of active， practice and connection between courses， in accordance with the four stage of the idea， design，implementation and operation， and then the training target of computer application talents is achieved.

Key words： Oracle； Database； CDIO

1 引言

隨著網絡技術的迅速發展，尤其是Web服務的出現，數據庫管理工具的地位越來越得到提升，作為存儲數據的Oracle數據庫以其獨特的各種優勢成為當前的主流，Oracle數據庫課程也成為高校計算機專業學生學習的必修課重點之一[1]。一般來說，在Oracle數據庫課程的先修課《數據庫原理》課程中掌握了數據庫的基本原理，在《Oracle數據庫》課程學習時著重Oracle軟件的實際設計，它研究服務器數據如何存儲、使用和管理才能保證數據的安全與訪問的效率，具有較強的理論性和實用性[2]。由此可以看出，Oracle數據庫不僅強調學生的實踐操作水平，更需要培養他們的綜合設計能力。然而，Oracle數據庫理論課學生只能聽著和看著老師操作，實驗課也只能將理論課所學知識簡單地加以操作。雖然實驗課在一定程序上提高了學生動手操作水平，但基本是將實驗內容直接實踐出來，而不需要設計，更不需要綜合，不能全面培養學生的實踐動手能力，影響著學生進一步的設計能力、創新能力和綜合研究能力[3]。Oracle數據庫課程設計突破了《Oracle數據庫》理論與實驗課程的局限教學范圍，將Oracle數據庫課程教學中所學的理論知識向實際聯系轉化，需要由學生自己選題、需求分析和數據庫設計，綜合實驗課程所有操作的實驗內容，以團隊的形式作為一個整體數據庫項目開發，進而促使團隊內所有學生的全面發展，能夠有效提高學生的綜合設計能力，是計算機相關專業培養學生設計能力、實踐能力和創新能力的重要實踐教學環節，在Oracle數據庫課程實踐教學和學習培養目標中處于非常重要的地位。

2 CDIO教育模式

CDIO教育模式是2004年由麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學研究創立，CDIO分別代表了構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate）等四個學習過程，是一種以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、 實踐的、 課程之間有機聯系的方式學習[4]。CDIO培養大綱將工程畢業生的能力分為工程基礎知識、 個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面，大綱要求以綜合的培養方式使學生在這四個層面達到預定目標[4]。在Oracle數據庫課程設計中，普遍采取數據庫項目開發形式，由數據庫項目題目確定和項目需求分析、數據庫設計、數據庫實現到數據庫運行與維護等四個階段組成，剛好分別對應了CDIO中的構思、設計、實現和運作等四個過程。同時，Oracle數據庫項目開發過程中，不僅要求學會Oracle數據庫基本理論與實踐知識，培養學生個人設計能力，還要求具有團隊精神和團隊開發水平，以及數據庫綜合設計能力，也是社會對數據庫方向人才的基本要求，與CDIO培養大綱要求相吻合。因此，將CDIO模式引入到Oracle數據庫課程設計，使學生能夠掌握數據庫開發的整個生命周期，形成一個完整的數據庫應用系統，以提高學生的動手能力、設計能力和創新能力，符合高校計算機專業培養目標，對學生的全面培養具有非常重要的意義。

3 基于CDIO模式的Oracle數據庫課程設計

將CDIO模式的構思、設計、實現和運作等四個學習過程引入到Oracle數據庫課程設計，對應于構思、設計、實現和運作等四個階段。

3.1構思階段

（1）Oracle數據庫課程設計題目確定。通過資料的查閱整理和初步的需求分析，在老師的指導下，團隊所有成員共同分析與商議一起確定Oracle數據庫課程設計題目。

（2）需求分析。需求分析是軟件工程生命周期當中的一個關鍵階段，團隊成員共同確定數據輸入需求，獲得結果需求，系統輸出需求等方面，重點圍繞系統用戶進行需求研究，以獲得系統的基本需求。

（3）Oracle數據庫課程設計項目系統體系結構的確定。團隊成員共同選擇課程設計項目開發工具之后，從網絡結構模式和軟件開發模式兩個方面共同確定系統軟件架構。一方面，確定客戶機和服務器結構（Client/Server，C/S）或WEB興起后的瀏覽器/服務器模式 （Browser/Server，B/S）；另一方面，確定為普通開發，或MVC，或分層模式等。

3.2設計階段

（1）功能設計。團隊成員應該掌握軟件系統設計的相關理論與方法，根據構思階段對Oracle數據庫課程設計項目的需求分析，在老師的指導下多次商量反復討論，不斷完善構思與設計，最后確定系統的目標、范圍、定義和功能。

（2）數據庫設計。數據庫設計是Oracle數據庫課程設計的重點，主要包括概念結構設計、邏輯結構設計和存儲設置。概念結構設計通過對項目處理過程的分析抽象出實體，并確定這些實體的屬性，畫出實體ER圖。邏輯結構設計包括對表的結構、序列、索引、視圖、存儲過程、函數、包、觸發器等對象的設計。存儲結構有物理存儲結構和邏輯存儲結構，以物理存儲的數據文件和邏輯存儲的表空間為重點，將數據庫對象與存儲結構有機地結合起來。

（3）項目分工。項目團隊確立小組組長，在組長的帶領下將系統劃分為多個模塊，以及確定各模塊間的接口規范，并為團隊各成員分配任務。

3.3實現階段

（1）數據庫實現。在課程設計過程中，作為數據庫課程，數據庫實現是學生學習的關鍵，雖然在設計階段已經進行了數據庫設計，但最重點的還是要將這些設計實現出來，主要是基于數據庫設計對表、序列、索引、視圖、存儲過程、函數、包、觸發器等對象的創建（CREATE），數據文件和表空間的管理，為后面的代碼實現提供基礎。

（2）代碼實現。在構思階段確定的開發工具和系統架構的基礎上，根據設計階段設計的系統功能，團隊小組成員依照任務分配編寫程序代碼并不斷地反復調試、測試與修改代碼以完成系統各子模塊的開發。代碼實現雖然是學生難度最大、工作量最多的部分，但由于涉及數據庫知識點不多，不作為Oracle數據庫課程設計的重點組成。

（3）系統整合。在團隊小組組長的帶領下，根據事先規定的接口規范將各成員開發的子模塊進行系統的整合與測試，完成課程設計系統的所有功能。

3.4運作階段

（1）系統測試。系統測試主要是對系統的功能性測試，測試系統的輸入與輸出是否符合要求，并適當的反復修改代碼，甚至修改設計，直到達到課程設計目標為止。

（2）論文撰寫。在老師的指導下總結系統設計與開發工作，根據軟件開發規范的需求分析、總體設計、詳細設計、運行與測試等生命周期撰寫論文，是Oracle數據庫課程設計當中不可缺少的重點組成部分。

（3）評價評分。評價評分是指導老師的工作，用于對學生的課程設計進行總結與打分。根據學生在課程設計過程中的平時考勤表現和平時實驗情況確定平時分，參考系統的設計與撰寫的論文，最重要的是系統的任務分配與學生的答辯水平，由此得出每一個學生的成績。

4 結束語

本文將CDIO模式引入到Oracle數據庫課程設計教學，根據CDIO模式中的構思、設計、實現和運作四個學習過程，重點介紹了Oracle數據庫課程設計中的構思、設計、實現和運作等四個階段，以達到培養學生對Oracle數據庫課程的實踐操作水平和綜合設計能力的目的。

參考文獻：

[1] 陸汝華，李亞蘭，李盛欣.Oracle數據庫實驗教學體系研究[J].電腦編程技巧與維護，2014（12）：44-46.

[2] 蘇靖楓，柳菊霞.應用型本科院校《oracle數據庫》課程教學模式研究[J].教育教學論壇，2012：249-250.

第3篇：數據庫課程設計范文

關鍵詞:數據庫原理及應用；課程設計；課程管理；過程化管理；考核方式

中圖分類號：G642.0文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)22-5396-03

Process Management Used for Curriculum Design of Database Principle and Application

LUAN Cui-ju, WANG Wei-hua, WU Ai-hua

(College Of Information Eng., Shanghai Maritime Univ., Shanghai 201306, China)

Abstract：The curriculum design of database principle and application aims to make students understand the database theory and technology better and learn to use in practice, meanwhile strengthen the students several ability including problem analyzing, problem solving, collaboration, and innovation. To achieve this goal, by analyzing the characteristics of the course the method of process management is proposed, the curriculum process, assessment and management methods is designed. Teaching practice shows that, this method can guide the students to follow the database design process step by step in an orderly manner, in each stage the problems can be found and corrected in time.

Key words：database principle and application; curriculum design; curriculum management; process management; assessment methods

《數據庫原理及應用》課程是很多高校計算機、信息等專業的必修課，該課程兼顧數據庫原理、技術及應用，是理論與實踐密切結合的課程[1]。因此，通常都為該課程配套了課程設計，以強化理論課的學習。實踐教育的目的是讓學生理解和消化教師傳授的知識和技能，培養學生的動手能力、社會活動能力、發現問題與解決問題的能力，最終達到培養創新能力的目的[2]。這也是數據庫課程設計的目標。

但是同其他同類課程一樣，《數據庫原理及應用課程設計》的實施效果與其預定目標還存在一定的差距。該文在分析該課程存在問題的基礎上，提出了改進的課程管理及考核方式，以期提高該課程的實施效果，達到鍛煉學生、培養學生的目標。

1數據庫課程設計中存在的問題分析

實踐性課程與理論性課程不同，理論性課程是學習理論知識，而實踐性課程主要是訓練操作技能；課程設計又不同于實驗課程，實驗課程一般分多個專題進行實訓，而課程設計通常是針對一個綜合的項目進行實訓。這些課程的實施方式也是不同的：理論性課程基本是在教室集中授課，實驗課程是在實驗室集中訓練，而課程設計的實施更松散一些。

隨著計算機成為多數學生自備的學習工具，數據庫課程設計通常不采用集中訓練方式，而是采用教師有限次的集中授課加上輔導答疑，學生自擇時間和地點進行系統分析、設計、實現并查閱資料撰寫課程設計報告。其優點是可以給學生更大的自由度，同時能夠提高實驗室的利用率。缺點是容易導致學生放任自流、草草應付，難以達到課程的預定目標。

針對數據庫課程設計中存在的一些問題分析如下：

1)課程設計流程過粗

數據庫課程設計一般采用的流程是：確定選題，開題，中期檢查，系統驗收，課程設計答辯，提交設計報告。這一流程看似很細致，但是沒有體現出數據庫設計的特點，或者說與數據庫設計過程沒有很好的結合。按照這一流程進行管理，到中期檢查時往往發現學生的數據庫結構不合理，根源是數據庫的設計存在問題，這些問題沒有被及時發現，導致后續的系統設計及實現都基于不合理的前期設計。

數據庫課程設計重在數據庫的設計，而數據庫的設計要經過需求分析、概念結構設計、邏輯結構設計、物理結構設計、數據庫實施及系統實現等多個階段，其中需求分析是基礎，概念結構設計是關鍵，邏輯結構設計是目標，如果這三個階段出現問題，后面的設計及系統實現的質量難以保證。

2)課程設計強調結果忽視了過程管理

數據庫課程設計要求學生最終提交一個可運行的系統和一份課程設計報告，在考核方式中這兩部分所占比重非常大。這種模式重在作品也就是結果，沒有強調課程設計實施過程的管理。數據庫課程設計要經過一個從系統分析到設計再到實現的過程，而前兩個階段是本門課程設計的重點，對于這樣的過程沒有管理好，整個課程設計難以達到預期的目標。

3)學生與指導教師之間缺乏溝通

由于前述數據庫課程設計的特點，學生與教師的溝通少之又少，大部分學生只在中期檢查和系統驗收答辯的時候才與指導教師有交流，而這時的交流主要是教師對學生課程設計進展及完成情況的檢查和評價。

究其原因是在整個課程設計過程中，教師處于一種被動等待學生來答疑的狀態，而握有主動權的學生在碰到問題時更多的是尋求其他的解決方法，而不是求助于老師。更甚者，一些學生認為只要給出分析、設計、實現的結果就可以了，至于合理與否根本沒有考慮，導致沒有與教師溝通的需要。

缺乏溝通的結果是學生的作品漏洞百出，而多數情況都是在系統的分析設計階段就出現各種各樣的問題，但是由于缺乏與指導教師的溝通而沒有被指正，就一錯到底了。

4)學生缺乏興趣和熱情

由于對課程設計的認識不足，有些學生抱著蒙混過關的想法，整個課程設計過程應付了事，毫無興趣和熱情。還有一部分學生，由于與指導教師缺乏溝通，導致在出現問題或疑問的時候沒有及時得到指導教師的輔導和鼓勵，而對課程設計的興趣漸失。缺少了興趣和熱情，不僅難以達到課程設計的目標，創新能力的培養更是無從談起。

5)考核方式過于簡單

課程設計考核一方面反映學生的完成情況，另一方面可以起到督促、鞭策學生的作用。但是課程設計的考核方式往往是答辯成績、報告成績與平時成績的加權和，而平時成績因為沒有細化而難以體現出真實情況。這樣的考核方式也是導致學生只重結果不重過程的原因之一。

以上這些問題彼此之間存在聯系，導致這些問題的原因是課程設計的安排及管理疏松、教師對學生的引導和輔導不充分、學生對課程設計認識不足、重視不夠。要克服這些問題并最終實現課程設計的目標，就必須從加強課程設計管理入手，指導教師切實擔負起引導學生和答疑解惑的職責。

2數據庫課程設計過程化管理

數據庫設計是一個分為多階段的連續過程，因此，數據庫課程設計可以采用過程化管理模式，將每個階段管理好、確保階段目標實現、最終實現總體目標。如果其中任何一個階段出現問題，都控制在本階段解決，直至達到質量要求才能進入下一個階段。數據庫設計的各階段目標不同、內容不同、涉及到的理論和技術也不相同，因而過程化管理可以讓學生在實踐中按階段理解并運用相應的理論和知識，通過教師的把關確定是否達到質量要求。這一管理方式與學生學習實踐的過程化特性相吻合。

2.1流程劃分

需求分析、概念結構設計、邏輯結構設計是數據庫設計中的重要階段，也是理論與實踐聯系最緊密的階段，為了加強這三個階段的實踐和管理，將這三個階段添加到原有課程設計流程中。這樣數據庫課程設計過程劃分為：確定選題及系統功能、需求分析、概念模型設計、邏輯模型設計及優化，中期檢查，系統驗收，課程設計答辯，提交設計報告。

1)確定選題及系統功能

按組確定選題，經過初步需求分析明確系統的功能，并形成文檔提交給教師。教師對每組題目及功能進行審核，根據每組的學生情況提出相應的意見。目標是題目及功能符合課程設計的要求，系統不能過于簡單，同時有創新的空間。

2)需求分析

在此階段，要求學生通過各種途徑對系統進行全面細致的需求分析，生成需求分析報告，主要內容包括系統的數據流圖和數據字典。教師對每份需求分析報告進行點評，對于存在問題的給出問題描述和修改意見。目標是數據流圖完整描述系統中數據從哪來、經過什么處理、到哪去；數據字典要全面描述數據流圖中的數據項、數據結構、數據流、數據存儲、數據處理；需求分析報告要符合規范。

3)概念模型設計

在需求分析報告合格的基礎上，學生抽象、設計概念模型。教師對其進行點評，針對不合理的設計給出修改意見。目標是將需求分析報告中涉及到的數據對象恰當的抽象為實體、屬性及實體之間的聯系，不存在沖突和不必要的冗余，描述方法符合規范。

4)邏輯模型設計及其優化

在概念模型設計合理的基礎上，學生設計邏輯模型，要求對每個關系模式進行分析并規范化到第三范式，然后針對系統的需求對其進行優化，結果提交給教師。教師進行點評，針對存在問題的設計給出修改意見或者要求學生給出解答。目標是邏輯模型與概念模型一致；每個關系模式要定義出候選碼、外碼，達到第三范式，針對特殊的情況要給出說明。

5)中期檢查

中期檢查主要對系統的分析設計及已完成的系統實現部分進行檢查，目的是督促學生按照課程進度完成階段目標。要求所有的學生參加課程設計中期檢查，學生針對教師提出的問題進行回答，最后教師給出評價及意見。

6)系統驗收、課程設計答辯

在課程設計的最后階段，教師針對每組的系統進行全面驗收，學生以組及個人相結合的方式進行課程設計答辯。要求系統是可運行的，這一階段的重點是系統實現部分的檢查。

7)提交課程設計報告

經過課程設計答辯環節之后，學生提交設計報告，要求按照學術報告的結構及方式進行撰寫，教師對報告質量進行把關，不合格的要求學生修改。

在每一階段，如果學生做的不好，教師要指出問題所在并提供修改意見，要求學生修改之后重新提交，然后再點評，這個過程可能要反復多次，直到合格。各階段之間是步步銜接、有序進行的，只有在上一階段任務合格完成之后，才能開始下一個階段的任務。

2.2日程安排及考核方式

按照數據庫課程設計的時間跨度（18周），將上述流程安排如表1所示，考核方式細化到每個階段。通過該方式加強課程設計過程化管理的實施，并督促學生按照過程化管理的思想完成數據庫課程設計的整個過程，避免短時間突擊完成，以便確保課程設計的質量。

表1數據庫課程設計日程安排及成績構成

2.3管理方式

數據庫課程設計的過程化管理及考核方式極大加強了教師與學生之間的聯系，教師在其中起到主導作用，同時對教師提出了更高的要求。課程的管理方式也要隨之進行調整，主要體現在以下兩個方面。

1)對學生提交的結果及時進行分析和點評

針對學生在各階段提交的結果要根據其系統特點及時進行點評和回復，以便學生盡早知曉存在的問題并進行修正。根據教師的點評，學生能夠清楚指導自己的設計存在的問題、是否合理、何時進入下一個階段。

2)主動要求學生來答疑

教師在評價學生階段成果的過程中，如果認為學生的問題比較嚴重或者設計上有新意，都可以要求學生當面答疑、討論，這樣可以通過面授的方式糾正學生的問題、啟發學生的思維。從而將教師被動等待學生答疑與主動要求學生來答疑相結合，更好的起到指導作用。

以上兩點，能夠讓學生在數據庫設計的每個階段都得到指導，遇到問題能夠及時得到輔導，在每一階段設計合理的情況下進入下一個階段。因此，這種方式能夠增強學生的信心和興趣，進而較好的完成整個設計，達到教學的目標。

為了便于快速、有效溝通，師生可以通過電子郵箱、即時通訊工具、微博等便捷方式進行問題討論。

3實施效果

通過教學實踐，數據庫課程設計過程化管理及考核方式取得了比較好的教學效果。

表2是在教學實踐過程中針對該文提出的過程化管理方法在學生中進行問卷調查獲取的數據。

從表2的數據可以看出，該文提出的數據庫課程設計過程化管理能夠引導學生有條不紊的按階段完成任務，在出現問題的時候能夠及時得到指導，大部分學生收獲較大。

表2課程設計實施問卷調查結果

4結論

數據庫課程設計的目標是讓學生在實踐中理解并學會運用數據庫理論和技術，增強學生分析問題、解決問題的能力，培養學生的團隊協作以及創新能力和意識。

為實現這一目標，該文依據數據庫設計的特點在數據庫課程設計中引入過程化管理，設計了相應的流程安排、考核及管理方式，引導學生一步步有質量的完成課程設計的任務，切實做到理論與實踐相結合，達到培養學生分析問題、發現問題與解決問題的能力，從而達到課程設計的目標。

參考文獻:

第4篇：數據庫課程設計范文

設計網上合同訂貨發貨系統，涉及合同簽訂和合同發貨等，功能及數據要求如下：

1）一個合同可簽訂多種產品，每個合同文本必須包括合同編號，客戶的名稱，地址，簽定時間，帳號，總金額及產品清單。

2）合同簽訂必須為現有的庫存產品，但產品庫存量不夠時，可允許先簽訂合同；

3）發貨時，必須根據合同簽訂的情況發貨，不得超出合同簽訂的產品品種，數量及庫存量。

4）每個合同的發貨可分次完成，并保留發貨的歷史記錄。（選做）

該系統應包括：

合同管理模塊：可完成簽訂合同，查詢合同詳細情況（包括合同內容，訂購的產品清單，發貨記錄等）

客戶管理模塊：可完成網上客戶的注冊，登錄，修改個人資料等。

庫存及發貨管理模塊：可完成產品入庫，合同發貨（出庫）

二、設計框圖

：10000多字(包括源程序在內)的計算機科學與技術專業的本科論文

論文中帶有完整的源代碼，可以調試

300元

備注:此文版權歸本站所有；。

第5篇：數據庫課程設計范文

【關鍵詞】 sql數據庫設計；項目；教學

【中圖分類號】G642.421 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）20-000-01隨著信息技術的普及和發展，《sql數據庫設計》課程成為了高職高專計算機類的必修課程。但是，在傳統的教學過程中偏重講理論，只是把知識進行簡單羅列，實踐操作少。在教學中，如何提高學生的動手能力，如何與崗位工作過程相吻合，本文對該課的教學進行一些探討。

1、課程指導思想

傳統的課程內容陳舊而死板，側重知識的羅列，實踐案例少，并且與實際工作應用脫離，提不起學生興趣。結合“sql數據庫設計”這門課程的實際情況，我們的研究思路及重點是“培養學生的實際操作能力”，具體如下：

一是教學目標重心遷移，即從理論知識的存儲轉向職業能力的培養，導致教學方法逐漸從“教”法向“學”法轉移，實現基于“學”的“教”。

二是教學內容重心遷移，即從知識的羅列、灌輸轉向動手操作、邊做邊學，利用項目案例，根據工作過程和知識點分布將其分解成若干個可操作性強的小項目，導致教學內容逐漸從“理論知識”向“實踐應用”轉移，實現基于“技能”的“傳授”。

2、課程采用的教學方法

為培養學生的動手操作能力，在教學上，采用“項目”教學法，教師選取一個網站系統的數據庫項目，教師分析和演示項目，然后學生對項目進行討論；接著正式實施項目；然后演示項目結果，由學生闡述項目機理，教師總結歸納；最后由教師對學生的作品進行評估，并補充相關的拓展內容。通過采用項目教學法，讓學生掌握數據庫設計的方法，同時也學到了對應的技能點，從而將知識點融入項目訓練中。與傳統的教學方法相比，項目驅動教學法能更大地激發學生的學習興趣和求知欲望，充分調動學生的學習積極性和主動性，從而培養學生自主學習、分析問題、解決問題的能力和協作、創新、探索的精神。

教師在項目教學中主要起引導作用，首先教師講解項目背景，引入項目要求，然后由學生討論及上機獨立完成。通過這樣的方法，學生在實踐中思考的問題越多，學到的知識也就越多，對學習的興趣就越濃厚，動手能力也從原來的照學變成了自主動手，培養學生的自學能力、創造能力，而這是當今社會最需要的。只有具有自學、創造能力的人才，才能在當今這個信息無限豐富的社會中立足，并能充分利用信息資源和技術，創造性地完成工作。

在實訓過程中，教師充分體現學生的自主性和主體性，隨時巡視，對學生解決不了的問題詳細指導，以體現老師解惑的作用。在實訓結束時，教師對項目及時點評，指出出現的問題及解決辦法，總結所學技能點，從而鞏固所學知識。

3、課程設計

本課程采用項目教學方式，以學生選課系統數據庫項目為案例，課程共設計了十個項目，根據工作過程為導向設置了項目的完成順序；同時依據各個項目涉及的知識點難度，又把項目劃分了兩個階段。在本門課的教授中，讓學生逐步掌握技能，最終使學生具備做數據庫項目的能力。教師主要對學生進行方法上的指導為主，進而讓學生進行實踐。《sql數據庫設計》課程內容組織如下圖所示：

學生通過對上面所列的各個項目的操作練習，層層推進，逐步理解與掌握課程中操作要點，使學生最終能制作出綜合數據庫項目作品，達到企業要求。

4、課程評價設計

作為一門操作性和應用性非常強的課程，本課程的考核方式如果只取決于期末成績，會使學生在平時的學習中不重視實踐操作，只會在期末時突擊完成任務。另外，傳統考試中，以筆試為主，主要考察學生對書本知識的記憶，不利于擴大學生的知識面，忽視了對學生獨立思考能力、知識的運用能力、創新能力以及其他素質的培養。

所以，在這門課的考核方式上，要把上述因素考慮進去，在期末成績之外，平時表現也要作為考核總成績的組成部分。因此，本課程的考評方式采用中間評價和期末評價兩者綜合的評價方式。中間評價占40%，期末評價占60%。

中間評價：主要由考勤、課堂任務考查、課后作業三部分組成。學生是否按時上課是學習態度問題，通過考勤登記了解學生的到課情況。在課堂項目考查中，老師檢查學生每次課完成任務情況，對其完成情況進行評分。課后作業作為課堂所學技能的鞏固和拓展，老師將每次課后作業收集，并進行打分和點評。每個項目的考核評價如下表：

期末評價：對學生進行綜合項目評價，要求學生自行分組，在期末制作完成一個信息系統的數據庫項目（如人才招聘系統、酒店管理系統等）。期末項目完成后，分組進行項目的展示與講解：用3-5分鐘的時間對本組的所做的項目進行展示與講解。具體考核標準為：

在課堂中對《sql數據庫設計》課程通過應用上面的項目教學方法進行教學，教學效果良好，學生的動手能力得到了很大提高，實現了教育部提出的高職高專教育要培養可持續發展的“技術型”人才的培養目標。學生的自主探索能力及自學能力、創造能力得到提高，在課程結束時學生能制作出數據庫項目作品，適應企業的需要。

參考文獻

[1]姜大源.職業教育學研究新論[M].北京：教育科學出版社，2007.

第6篇：數據庫課程設計范文

關鍵詞:課程建設;教學改革;應用型人才;數據庫開發;激勵式教學;CDIO教學理念

筆者所在院校是本科二類學校中的優秀院校,學校以工為主,是海峽西岸經濟區人才培養重點基地。依據學校的辦學定位,我系的人才培養目標是:培養具有計算機軟、硬件系統設計及計算機應用系統開發基本能力,掌握嵌入式系統開發、軟件開發和計算機網絡技術,具有創新精神和實踐能力的應用型高級工程專門人才。本文將圍繞數據庫開發技術課程的定位及教學目標,將我們在課程特色建設和教學改革過程中的一些方法與措施與大家交流分享。

1課程定位與課程目標

數據庫開發技術處于3個層次課程體系(計算機文化基礎、計算機技術基礎、計算機應用基礎)中的第3層次,在當今計算機3大支撐技術(計算機網絡技術、數據庫技術和智能技術)中占有非常重要的地位,發揮著重要的作用。數據庫開發技術是計算機各專業學生都要修讀的主干課程,與傳統數據庫原理課程相比,它是一門培養學生掌握數據庫開發技術的實用型課程。為了能為社會培養出更多的應用型計算機人才,滿足海峽西岸經濟區建設對應用型計算機人才的社會實際需求,也因為這門課的成功建設能有效提高畢業生的就業率,所以對數據庫開發技術進行特色建設和教學改革是必要和重要的。

數據庫開發技術以高端的Oracle大型數據庫管理系統為平臺,學生通過本門課程的技術學習與應用開發實踐,應達到以下目標:

1) 掌握大型數據庫的體系結構、安裝、基本操作和常用管理工具的使用。

2) 能熟練地使用非過程化的SQL語言進行數據定義、數據操縱、數據控制。

3) 掌握過程化的PL/SQL語言的開發技術與技巧,包括控制結構、游標、異常處理、復合數據類型和PL/SQL編程:存儲過程、函數、觸發器和包。

4) 勝任各類Oracle數據庫管理和開發崗位,使學生在就業市場中具備競爭優勢。

2教學改革與實踐

近年來,我們積極探索本課程體系的構建與創新,改革教學內容、教學手段、教學方法和考核方式[1],著力強調圍繞社會需求,圍繞培養學生的創新及解決問題的能力,結合本課程的工程應用性,提高教學質量與教學效果。教師的課堂教學水平和實踐指導能力得到顯著的提高,綜合教學效果受到許多同行教師與廣大學生的好評。具體教學改革措施如下:

1) 把握課程特點、學生特點,精選教學內容。

數據庫開發技術是一門培養學生掌握數據庫開發技術的實用型課程,而我校是本科二類應用型院校,應在夯實學生基本理論的基礎上,強調培養學生的工程應用能力。所以教學改革和課程建設的中心點是圍繞著如何培養符合社會實際需求的工程應用型人才所展開,體現在精選教學內容,實施針對性教學,達到提高教學效率和效果的目的。

2) 理論與實踐相結合,提高“三性”實驗的比例。

理論與實踐相結合,重理論教育的同時更加強調實踐教育的重要性。在課程實踐環節提高了“三性”(綜合性、設計性和研究探索性)實驗的比例,在實踐環節中有50%設計為“三性”實驗課程,課程教學理念是面向過程的重能力教育,著力培養學生的工程應用能力。

3) 引入CDIO教學理念。

CDIO是Conceive、Design、Implement、Operate 4個單詞的縮寫,意為構思―設計―實現―運行[2],是由麻省理工學院等4所大學通過幾年的研究、探索和實踐建立的一種先進的工程教育模式,此模式符合工程人才培養的規律,代表先進的教育方法。我們在課程建設中引入了CDIO教學理念,具體體現在制定合理和詳細的課程教學大綱上,也體現在獲取知識教育和能力培養雙重效果的一體化課程計劃的設計上。實踐指導上貫徹“邊做邊學”、“做中學”的模式,力圖讓學生以生動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習和獲取工程能力。

4) 對教學方法進行創新。

在教學實施過程中嘗試激勵式教學法和快樂教學法,注重創新思維的培養,實踐的效果不錯。比如,精心備課,精選教學實例,由淺入深,由易至難地漸近教學,方法雖然老套,但實施方法卻創新巧妙。又如,實驗任務按難易分層分級,使基礎差的同學也能收獲一定的成就感,針對本二學生特點讓絕大多數同學都能在這門課程的學習中受益匪淺。再如,教學方式要幽默、恢諧,激發學生學習興趣、學習熱情和內在的學習欲望。

教學過程中根據教學內容精心設計問題情境,激發學生解題興趣。通過案例教學,示范完成一個數據庫開發任務的正確過程和途徑,示范如何尋找從難到易地分解問題、解決問題的正確切入點和常用方法,遇到困難時如何求助、求解直至最終得解。課堂提問討論時,表揚、鼓勵、記錄所有的成績(即使是很小的成績),采取引導、糾正錯誤但不批駁錯誤的教學態度,實施快樂教學的理念。課堂上不局限于傳授知識內容,借助寬厚的人文素養,傳授學習方法、做學問做人的道理,傳授如何從創新的角度和思維分析、解決問題等,讓學生有課堂知識之外的收獲。這些教學方法的踐行收獲了良好的教學效果。教學中具體運用的有關成功案例,由于篇幅與文題所限,將另撰文書寫。

5) 加強對學生數據庫開發能力的訓練。

首先是提高實踐教學的效果,采用實驗過程的互動教學,提高實驗課老師的指導質量,設計更有實用價值的實驗任務,設計提高“三性”實驗的比例和效果等。其次是在校內組織數據庫開發軟件比賽,指導學生參加校外信息系統設計與應用的軟件大賽。

6) 幫助學生獲得Oracle認證資格。

專業認證能夠構建工程教育與企業界的聯系機制,增強工程教育人才培養對產業發展的適應性[3]。為了更好地配合校系卓越工程師計劃的實施與完成,我們在課程教學中與Oracle甲骨文公司授權的阿拉丁計算機國際認證培訓中心進行校企合作,實施雙語教學試點,方便學生取得業界認可的專業認證資格,提高學生就業率。制定了對成功取得Oracle認證資格學生的獎勵措施,鼓勵學生及時獲得職業證書認證。

7) 教學資源的擴展供給。

教學資源供給不僅僅是課件、大綱、作業和習題的網絡下載,還有為每一個重要的知識點準備的相關背景資源、擴展領域和前沿知識。舉例來說,在第1章介紹Oracle數據庫的發展歷程中,課堂講授時間并不多,但我們為學生準備了《Oracle公司傳奇》等圖文并茂、生動有趣的背景資源,以激發學生學習Oracle軟件的興趣。另外為課程內容中一些最能體現開發技巧和提高開發程序質量的知識點(如偽列在TOP n 分析中的應用、DECODE函數和過程調用中的NOCOPY參數的使用等)均準備了擴展學習資源和樣例程序,為學有余力的學生提供更寬廣的專業學科視野,指出深入發展的方向與途徑。

8) 改革考核評價方法。

改革考核評價方法,重視對實踐應用能力的考核,通過對學生的有效考核來促進教與學。考核成績中包括了平時成績和實踐環節的成績,綜合成績評定則側重學生的過程實踐能力。期末考試采用了限制性開卷的方法。本課程的考核內容主要是學生的數據庫開發技術和能力,不要求學生死記硬背大量的語句語法格式,在考試時允許學生攜帶一張A4紙,記錄相關語句的語法格式等,有助于學生將學習精力集中在更深層次的能力掌握上,也有益于提高試題的信息量,多出一些綜合性和設計性高的考題,更好地考核出學生的真才實能。

3教學團隊建設與青年教師培養

課程特色建設的關鍵是建設一支優秀的教學團隊,而優秀教學團隊建設的生命線是青年教師的培養。以下是我系數據庫開發技術教學團隊建設與青年教師培養的一些情況介紹。

1) 建設一支實踐指導能力強的教學團隊。

課程教學團隊中有企業工程師背景的教師占40%,獲軟考高級程序員(工程師)資格的教師占20%,曾親自動手為企業開發過軟硬件應用系統的教師達到了100%。這些教師緊跟業界的發展趨勢,是一支有著很強工程應用實踐指導能力的教學團隊,既具有扎實的相關技術理論知識,又具有實際工程實踐背景和比較廣闊的工程視野,學術風格各具特色,注重人文科學素養的積累。本課程教學科研的優勢互補和整體實力的發揮均得益于此。本課程的教師隊伍多人次獲得校畢業設計優秀指導教師稱號,所指導的軟件大賽學生多人次獲得各級比賽名次。

2) 派送青年教師在職參加學習和深造。

加大青年教師培養力度,支持課程組青年教師不斷進行深入學習,選送他們到國內一流大學和世界著名企業進修或培訓,參加數據庫領域的國際和國內高層次學術活動,提高教師的學歷層次,努力使師資隊伍的梯次結構更趨合理。課程教學團隊中在讀博士占20%,去清華大學、東南大學等一流高校進修的訪問學者占40%,先后參加了世界著名企業(Oracle公司、Borland公司和 Microsoft公司)關于數據庫領域開發平臺或應用軟件培訓達3次以上且獲得認證證書的占60%。

3) 提高教學團隊的教學質量。

組織教學團隊成員集體備課、教學試講,開設公開課,研討教學大綱和教案;隨著數據庫技術的發展不斷修訂教學大綱,交流教學心得和經驗;加強新教師的指導和考核,以老帶新,加快青年教師的培養,提高青年教師業務素質。

4) 加強青年教師的師德師風教育。

對青年教師進行師德師風教育,使敬崗愛業蔚然成風,提高教師的責任感和使命感。

5) 培養健康向上、均衡發展的團隊精神。

鼓勵青年教師積極參加文體活動和形式多樣的工會活動,擁有健康的心理和強壯的身體,博覽群書,培養寬厚的人文素養。全面均衡的發展,健康向上的教風,必將為學生帶來課堂知識之外的良好影響和幫助。本課程組的大多數成員都是校系工會的積極分子,在校系組織的運動會上,在田徑項目、羽毛球、乒乓球、排球等項目上多次獲得各級好名次。

6) 鼓勵支持青年教師進行校企合作。

讓教師有機會到軟件開發企業一線進行實踐調研,擴大教師的知識面,使其具備廣闊的工程視野,并緊跟數據庫開發技術發展的趨勢。

4實驗教學的設計與改革

課程實驗內容的設計是圍繞課程知識點展開的,突出重點和難點部分的內容比重。目的是讓學生學會在Oracle平臺下進行SQL數據操縱和PL/SQL開發,掌握大型數據庫開發的技術與技巧。在課程實踐環節中有50%是設計成“三性”實驗課程,也就是說設計的實驗過程和結果要能夠驗證和分析本課程內容中不同知識點之間的因果關系或相互影響,是本課程不同知識點的綜合。要完成這樣的實驗,要求學生熟練掌握多個章節的知識內容。具體要求為:

1) 學生在實驗前應根據實驗指導要求做好實驗準備,復習理論知識、準備相關資料及預先編寫好實驗程序代碼等。

2) 實驗結束后,要求學生認真撰寫實驗報告,實驗報告內容中最后要包括實驗心得和實驗小結,記錄實驗過程中遇到的困難和解決問題的方法。還要分析所設計的代碼中主要使用了哪些知識點,解決同一個問題的不同方法有哪些,方法之間的優劣比較等。

3) 實驗效果應能達到培養學生綜合應用和綜合分析能力的教學目的。對每個實驗,我們都提供了實驗指導書,學生在實驗指導書的指導下,理解要求、設計程序、測試程序,深入理解和掌握知識點并提高數據庫開發技能。

本著激勵式教學和快樂式學習的教學指導原則,實驗任務按難易分層分級,使基礎差的同學也能收獲一定的成就感。能力有高低,進步有大小,關鍵是每個學生都在不斷進步,這樣才能讓那些學習能力較弱,幾欲放棄的學生,逐漸樹立起學習信心。再根據部分基礎好,專業志向是從事數據庫開發技術學生的思想特點和成才需求,設計出課外實踐教學指導書,提出更高的設計目標,充分發揮學生的主體作用,調動學生的學習積極性。

教師在實驗過程中進行全程指導,為遇到困難的學生答疑解惑,指導過程采用的是啟發式教學方式,一步一步引導學生找到解決問題的方法,指導后要有恰當的總結,幫助同學遇到相似問題能舉一反三,消除依賴學習的習慣,也鼓勵學生之間的互動學習。如果現場發現統一的問題,就統一演示指導,提高指導效率。這也正是袁駟[1]在“改進教學模式、切實提高教學質量”一文中倡導的教學理念。

5結語

我們在數據庫開發技術課程建設的過程中,引入了CDIO教學理念,邊做邊學,既摸索出一些成功的方法,也走過了曲折的道路。希望能借此文與所有有志于計算機教育的同行們交流分享,共同培養出更多更好的符合社會需要的應用型高級工程專門人才。

參考文獻:

[1] 袁駟. 改進教學模式 切實提高教學質量[J]. 中國大學教學,2009(1):11-13.

[2] 顧佩華,沈民奮,陸小華. 重新認識工程教育:國際CDIO培養模式與方法[M]. 北京:高等教育出版社,2009.

[3] 蔣宗禮. 計算機科學與技術專業的認證與改革[J]. 計算機教育,2010(1):7-11.

Curriculum Building and Teaching Reform of Database Development Technique

HU Wen-yu1,2, CHEN Qing-qiang1, YANG Rong-hua1, ZHANG Guo-an1, JIANG Jian-hui1, CHEN Yu1

(1. Department of Computer and Information Science, Fujian University of Technology, Fuzhou 350108, China;

2. School of Computer Science and Engineering, Southeast University, Nanjing 21009, China)

第7篇：數據庫課程設計范文

關鍵詞：智能交通；ORACLE；數據庫安全性；備份；恢復

中圖分類號：TP311文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044(2007)17-31187-02

Database Reliability Design of Urban Intelligent Transport System

ZHANG Jing-jing, MU Bin

(Software Engineering School of Tongji University, Shanghai 201804,China)

Abstract: This paper is based on the Shenzhen Urban Transport Simulation System (SUTSS).Nowadays, people pay more attention to Database Reliability because of its responsibility of information storage. Database Reliability is an ability which a database system has according to customers’ requirements and goals. It includes availability and recoverability. Availability means the normal time of the system is able to run. Recoverability means the capacity and speed of system recovering after a disaster. High availability and recoverability should be assured by good database backup and recovery.

Key words: Intelligent Transport; Oracle Database Security; Backup; Recovery

1 引言

隨著當今信息時代的飛速發展，信息顯得越來越重要，在信息收集、傳輸、存儲與的整個過程中，每一階段均以數據的形式而存在。而在這幾個階段中，信息存儲是最為關鍵的。由于承擔信息存儲的重任，數據庫的可靠性引起人們廣泛的關注和研究。數據庫可靠性即是一個數據庫系統按照用戶的要求和設計的目標能夠正常運行的能力，包括可用性和可恢復性。可用性指系統能夠正常運行的時間。可恢復性是指系統在遭到破壞之后，迅速恢復正常狀態的能力和速度。可用性和可恢復性要靠數據庫良好的備份和恢復策略來保證。

1.1 數據庫備份

數據庫備份就是把數據庫復制轉儲設備的過程。備份可以分為“物理備份”與“邏輯備份”兩種類型[1]。物理備份是指將數據庫文件從一個位置復制到另一個位置上，需要進行備份的文件包括數據文件、歸檔重做日志以及控制文件等。邏輯備份是利用EXPORT等工具執行SQL語句的方式將數據庫中的數據讀取出來，然后寫入到一個二進制文件中。

1.2 數據庫恢復

數據庫恢復主要是指恢復數據庫本身，即在故障引起數據庫癱瘓以及狀態不一致以后，將數據庫恢復到某個正確狀態或一致狀態，包括數據庫修復和數據庫恢復。前者是指利用備份的數據庫文件來替換已經損壞的數據庫文件，后者是指利用重做日志文件的增量備份來重新建立已經丟失的數據,如圖1所示。

2 城市智能交通系統中的數據庫可靠性設計

深圳市城市交通仿真系統（簡稱SUTSS）是深圳市智能交通系統的重要組成部分和啟動工程，目的在于形成城市交通仿真與公用信息平臺一體化的結構，有效地提高深圳市城市交通設施的規劃建設與管理水平，緩解道路交通擁擠狀況；同時，定期交通報告，為政府部門決策提供技術支持。該系統計劃采集深圳市城市路網主要路段的交通數據，結合來自交警局的道路交通狀況數據，向有關職能部門提供交通綜合信息服務和交通決策支持，向交通出行者及公眾提供實時交通信息服務。

圖1 數據庫恢復

2.1 城市智能交通系統中的數據庫

SUTSS面臨著數據大集中的需求，需要統一地存儲大量數據，包括路況信息、交通實時信息、年報月報統計信息等，其所用的數據庫系統的數據量達到幾百GB級，因此采用ORACLE 10G大型數據庫。基于SUTSS的特點，該數據庫系統具有以下特點：

(1)數據規模龐大，并且持續不斷地增長；

(2)海量的數據通過備份轉儲到磁帶，并且在系統故障時能夠恢復數據；

(3)數據加載、數據查詢、備份與恢復必須能滿足性能要求；

2.2 備份恢復策略

針對SUTSS數據庫的特點，對其備份恢復策略和方法設計如下：

2.2.1 備份策略

SUTSS數據庫可劃分為靜態信息表空間，流量表空間，速度表空間，動態數據輸入表空間，動態輸出信息表空間和仿真輸出信息表空間。其數據文件可分為靜態和動態數據文件兩類。靜態數據文件主要是靜態信息表空間，數據相對來說比較穩定，變化和更新不那么頻繁。動態數據文件包括：流量表空間，速度表空間，動態數據輸入表空間，動態輸出信息表空間。數據的數據量較大，會有頻繁的更新、大量的數據裝載和計算事務。備份根據每個表空間所包含的數據的特點、更新訪問的頻率以及安全級別來定制備份策略，以下是擬備份具體日程：

表1 備份年日程表

表2 備份日程表

表3 備份周日程表

2.2.2 恢復策略

為確定SUTSS數據庫的恢復方案，先對該數據庫可能遇到的錯誤進行分類，主要分為：SQL語句失敗、線程失敗、實例失敗、用戶操作失敗和存儲設備失敗。[2]

如果發生前三種失敗，不需要人為干涉，Oracle系統會自動進行恢復。

對于用戶操作型的失敗，采取的補救措施主要有導入最新的邏輯備份或進行到某一時間點的不完全恢復。由于Oracle 10g中引入了基于表空間的時間點恢復，故可以單獨將包含錯誤操作的表空間恢復到指定時間。

針對存儲設備的失敗的情況比較復雜，存儲設備的失敗必然會使放置在其上的文件變為不可用，因此先將SUTSS數據庫所涉及到的文件進行一個劃分，可分為：數據庫系統文件、數據庫控制文件、數據庫聯機重做日志文件、數據文件和歸檔日志文件。

避免數據庫系統文件失敗主要依賴系統管理員進行操作系統級的備份，當發生事故后只能依靠操作系統備份將其恢復。數據庫控制文件之間互為鏡像，當其中任何一個發生故障，只需將其從INI文件中注釋掉故障數據文件就可重新將數據啟動。

如果丟失的是聯機日志文件，分兩種情況處理：如果丟失的是非活動的日志文件，而發生故障的日志文件組又具有多個成員，可以先將數據庫SHUTDOWN，然后用操作系統命令將損壞日志文件組中好的日志成員文件把損壞的成員文件覆蓋。但如果丟失的是當前激活的日志文件，數據庫又沒有鏡像且當前日志組中所有成員均變為不可用時，則首先將數據庫SHUTDOWN ABORT，從最近的一次全備份中恢復所有的數據文件，將數據庫啟動到MOUNT狀態，再使用RECOVER DATABASE UNTIL CANCEL命令來恢復數據庫。

如果損壞的是系統表空間的數據文件。唯一的辦法是從上一次備份中恢復受損的數據文件。如果丟失的是歸檔文件或歸檔文件所處的物理位置不可用時，先作一個冷備份，再修改INI文件中的歸檔日志文件目的路徑，重新啟動數據庫即可。

2.3 備份恢復方法

出于安全考慮，SUTSS數據庫的物理備份全部采用脫機備份，附加邏輯備份。

2.3.1 物理備份及恢復的實現

做備份時數據庫必須是經過SHUTDOWN NORMAL或IMMEDIATE方式正常關閉，把數據庫相應的數據文件、控制文件、聯機日志文件、存檔文件及參數文件復制出來。步驟如下:

（1）如果數據庫處于打開狀態，在SQL*PLUS中以NORMAL, IMMEDIATE或TRANSACTIONAL方式關閉數據庫；

（2）對數據庫進行完全備份，重新啟動數據庫并將它干凈地關閉。對數據文件、控制文件、歸檔重做日志及其它的ORACLE配置文件進行備份；

（3）重新啟動數據庫。

在進行完全數據庫備份時，如果數據庫是干凈關閉的，不需要對聯機重做日志文件進行備份，除非是利用完全備份對整個數據庫進行修復。基于該備份方式的恢復，需要使用備份的所有文件，并將其恢復到原來同樣的目錄結構，然后重新啟動數據庫，此時數據庫將恢復到備份時間點。

2.3.2 邏輯備份及恢復的實現

SUTSS數據庫的邏輯備份策略采用表模式和完全模式備份，這里著重講解完全模式備份，即備份整個SUTSS數據庫[3]。具體采用以下兩種操作方法：

（1）完全型備份，備份數據庫中所有的數據。命令為：

EXP ICDMAIN/ICD ROWS=Y INDEXES=N COMPRESS=N BUFFER=65536

FEEDBACK=100000 VOLSIZE=0 FULL=Y

FILE=EXP_FULLDB_YYYYMMDD.DMP

LOG=EXP_FULLDB_YYYYMMDD.LOG

（2）增量型備份，備份自上次完全備份或增量備份后改變的數據。因SUTSS數據庫動態數據量非常大，故對其每天進行增量備份。命令為：

EXP ICDMAIN/ICD ROWS=Y INDEXES=N COMPRESS=N BUFFER=65536

FEEDBACK=100000 VOLSIZE=0 FULL=Y INCTYPE=INCREMENTAL

FILE=EXP_FULLDB_YYYYMMDD.DMP

對應于邏輯備份，完全模式備份對應與完全恢復模式，即用于恢復備份數據的全部內容。從本地文件恢復，使用如下命令：

IMP ICDMAIN/ICD FROMUSER=ICDMAIN TOUSER=ICDMAIN ROWS=Y INDEXES=N

COMMIT=Y BUFFER=65535

FEEDBACK=100000 IGNORE=N VOLSIZE=0

FILE=EXP_ICDMAIN_CS D_YYYYMMDD.DMP

LOG=IMP_ICDMAIN_CSD_YYYYMMDD.LOG

3 結束語

現今，數據庫技術已與操作系統、應用服務器一起成為IT基礎設施的重要組成部分。但是由于計算機硬件故障、系統軟件和應用程序的故障、操作員的失誤，甚至病毒等事件造成的數據庫事故總是不可避免，因此定期進行數據庫備份是保證系統可靠性的一項重要措施，尤其在數據量極其龐大和復雜的智能交通數據庫系統中應該受到高度重視，以保證系統的正常運行。

參考文獻：

[1]陶宏才,主編.數據庫原理與應用設計[M].成都：西南交通大學出版社，2001.

[2]王海亮,王海鳳.精通Oracle 10g備份與恢復[M].北京：中國水利水電出版社，2005.

第8篇：數據庫課程設計范文

[關鍵詞]學習共同體 數據庫與程序設計 教學改革

[作者簡介]張媛媛（1970- ），女，山東煙臺人，山東工商學院，副教授，研究方向為教育基礎理論。（山東 煙臺 264005）

[中圖分類號]G642.3 [文獻標識碼]A [文章編號]1004-3985（2014）05-0144-02

商科院校中的“數據庫與程序設計”是為非計算機專業的理工科學生開設的計算機公共基礎課，也是計算機語言的導入課程。它是一門計算機程序設計課程，以Basic作為實現語言，具有Windows可視化的圖形界面。因此，它簡單易學，又具有高級語言的面向對象的特點，且與其他高級程序設計語言有較好的銜接性。因此，加強本課程的建設，提高教學質量，有利于提高學生對計算機課程的興趣，提高計算機二級的通過率。

一、“數據庫與程序設計”教學現狀

“數據庫與程序設計”的教學一般分為課堂授課和機房實驗兩部分。在課堂授課中，教師除了講解基本語法，控件的屬性、方法和事件之外，還要在VB的集成可視化的界面中進行操作。在這個過程中，除了偶爾的提問，大部分學生的整個課堂都是在被動的“聽”中度過。學生思考少、參與少，缺乏學習的動力和緊迫感。在實驗課上，教師布置作業，學生獨立完成。教師往往忙于回答重復或者相似的問題，而學生間缺乏交流各自為營，大部分同學會在上交作業時，復制一份就了事。具體分析，該課程在教學中存在以下三個問題：

1.學生被動學習，興趣不高。“數據庫與程序設計”課程一般開設在大學一年級第一學期或者第二學期，此時大部分學生都沒接觸過計算機語言，對于如何將自己的想法轉換為正確的計算機語言無從下手。與此同時，由于課時有限，教師講課時不得不將重點放到基本理論知識的講解上，很少給學生操作軟件的機會。因此，課堂教學一般處于教師講，學生看，老師滿堂灌，學生昏昏睡的狀態。學生們既不知道如何用計算機語言來表達自己的想法，也不能從老師那里獲得解決此問題的辦法，又兼學生幾乎沒有動手操作相關軟件的嘗試機會，故學習積極性不高。

2.學生各自為營，缺少協作。進入大學，學生的獨立性增強，平時基本上沒有學習上的交流。即使在實驗課中，教師組織同學們分組完成，學生往往推出組內一個成員來完成，然后大家共享。看起來是在進行分組的小組合作學習，這種分組也僅限于形式上的分組，實質上的學生之間的交流合作、互通有無、互相幫助并不存在。計算機語言的學習與其他課程不一樣，特別是調試程序遇到問題的時候。一個人花費好幾個小時調試不出的程序，別人可能一眼就能看出問題所在。因此，在學習過程中，特別是實驗課中，調動大家主動合作、交流是當務之急。

3.考核方式單一，不能反映學生真實能力。為了改變一考定成績的傳統考核方式，該課程的考核引入了最終成績=期末閉卷考試成績[×]70%+平時成績（點名+課后作業+上機作業）[×]30%，但效果不佳。因為在平時成績中的課后作業和上機作業部分，因缺乏有效的監督機制，部分同學以應付的態度復制別人的作業上交，自己并沒有深入地思考。因此平時成績的給定難以發揮其促進學生學習、反映學習效果的作用，失去了真實性。

二、“學習共同體”的內涵與特點

1995年，博耶爾在《基礎學校：學習的共同體》中提出了“學習共同體”的概念。它是由學習者與助學者（包括教師、專家、輔導者和家長等）借助于一定的學習載體共同構成的一種特殊的學習環境，是一個共享和協作的組織。在這個團體中，大家擁有共同的期望、目的和志趣，并因這些共同的精神因素凝聚在一起。學習共同體鼓勵學習者在學習過程中，分享各自的信息與見解，與同伴開展包括呈現自己的知識、協商、承擔責任等多方面的合作性活動。大家彼此相互依賴，平等相待，最大限度地共享利益。學習者與其他人相互交流、相互溝通、相互協作，從而達到共識、共享、共進，實現教學相長和共同發展。在構建課堂學習共同體的過程中，教師的責任并不僅僅在于上好課，而在于最大限度地實現每個學生的學習權利，發揮學生的主觀能動性。“學習共同體”須具備以下特點：

1.整體性。學習共同體各要素作為密不可分的系統，是一個完整有序的整體。共同體的成員具有體性思考，意識到自己是在一個團體中進行學習，而且感受到團體對自己的價值和意義。各成員把自己看成是系統的組成部分，助學者與學習者，學習者與學習者之間互相信任、交流，為了一個共同的目標，把學習中的離散狀態集中起來，達到超過助學者講解、學習者被動學習的效果。

2.互動性。在學習共同體中，教學過程的實現主要通過師生互動、生生互動和學生與教學內容之間的互動來完成的。學習共同體通過營造民主、和諧、平等的氛圍，使各成員之間開放、自由地交換觀點、交流意見和相互合作成為可能。這不再是簡單的傳遞信息，而是對信息深層次的理解、加工、吸收的過程。每個學者都與其他學習者分享自己的見解，同時又接受其他人的影響，豐富、擴充自己的知識，并提高自己在學習和解決問題活動中的自我效能感。在這個過程中學生的主體性即自主性、主動性和獨立性可以充分發展。

3.規范性。沒有規矩不成方圓。在學習共同體中同樣需要制定一定的規范和評價標準來督導學習者的學習和共同體的發展。積極健康、公平公正的規范，是建立具有凝聚力的學習共同體的基礎，也是學習共同體持續發展的保障。相同的學習目標、相似的價值取向和相同的規范，成為學習共同體的“粘合劑”，它們共同規范著共同體成員的行為，感召和凝聚大家的學習興趣和學習激情。

4.身份轉換的靈活性。即在學習共同體中，參與者的身份是可以重建的。任何人都可能以特定身份或角色與一個或幾個相同或不同身份的人聯系交往，交往的開放性使每個個體都可能最廣泛地參與到學習活動中去。通過不同身份的構建和體驗，學生處理不一樣的學習問題，從不同的學習角色中體驗不同的收獲。通過身份的轉變，學習共同體成員獲得了知識上的分享，思想上的交匯和情感上的滿足，提高了協調能力、合作精神、溝通能力。

三、“數據庫與程序設計”教學改革建議

以構建“學習共同體”為理念指導“數據庫與程序設計”課程的教學過程改革，本質是將以知識為本位的課堂教學轉變為以學生為本位的課堂教學，將學生的被動接受轉變為積極獲取，帶著一種歸屬、認同心理積極地參與和體驗共同體的學習生活。可以從三個方面入手：

1.設計教學以提高學生學習參與度。在學習共同體中，學習內容是否新穎，是否有擴展性直接決定了學習的效果。（1）引入導學案例。教師應為每一章設計一個導學案例，案例中盡可能包含本章節主要的知識點。在講解之前，請學生分析案例中所涉及的新控件、新屬性、新方法，可否有其他的方式實現。當然此案例的設計要盡可能有趣、實用，并且在設計的過程中要盡量保持案例的延續性，從而保證學生思維和知識的延續性。例如，在講解建立簡單應用程序時，可以引入案例。設計一個計算兩數乘法c=a[×]b的VB程序，要求用兩個文本框分別輸入乘數和被乘數，一個文本框輸出計算結果，并且用標簽分別標示三個文本框的作用。三個按鈕分別是計算按鈕、清除按鈕、退出按鈕。而在講解基本控件，如文本框、命令按鈕的使用時，可以將上面的導入案例功能進行擴展，引入新的知識點。擴展功能包括：用戶重新輸入時，數字被全部選中；輸入完畢，判斷輸入的是否為數字，如果正確則聚焦在下一個文本框，不正確給出提示；乘數與被乘數修改時，計算結果應該清空；點擊清空時，光標定位在第一個文本框。這樣，學生在思考和擴展過程中，自然而然地運用了新的知識點。（2）分層設計實驗課題目。教師在設計題目時要體現出層次性，并將其難易程度標識出來，以幫助學生根據自己的學習情況選擇題目。這樣可以使所有學生都參與到學習中，并使其體驗到選擇的權利，從而增加其學習動力。如果有不積極參與的成員，教師應該主動關心、引導，鼓勵所有成員一起來探討、交流思想，相互協作，使學習者獲得人際性支持，并從中得到鼓勵和支撐。

2.輪換角色組建合作性學習小組。在課堂教學中，教師通過編制導入案例將要講解的新知識點設計其中。講解之前，以就近為原則，將學生3～5個人組合為一組，大家通過查找案例、課本，在小組成員間進行分工，形成設計方案和實施方案。教師通過隨機點名程序確定程序演示小組給大家展示小組成果。然后請其他小組來評判和完善或者提出新的解決方法。通過這樣一個過程，徹底改變了教、學角色，整個教學環節的設計以學生為本體，以學生的感受為驅動，學生在小組成員的共同努力下自覺、主動地學習了新知識。

在實驗教學中，可以將學習時間劃分為兩階段。第一階段，學生自主完成實驗教學大綱中較為簡單的題目，復習和吸收基本知識。此階段中，教師的指導和引導作用至關重要。對于大多數第一次接觸計算機語言的大一新生來說，不可避免地會遇到學習上的困難，部分同學采取妥協逃避態度，部分同學自己悶頭研究。前者往往會喪失對本課程的興趣，甚或完全放棄本課程；后者則會在很小的問題上浪費寶貴的時間。因此教師需要積極主動地幫助同學，使其盡早進入第二階段。第二階段，小組協作完成具有擴展性的題目。學生以自愿原則劃分為固定的學習小組。小組成員可以根據任務不同劃分為界面設計、代碼設計、方法設計、小組秘書等不同角色。每完成一次任務，小組成員要進行角色輪換。學生通過討論、交流完成任務，形成任務說明書和程序。最后，每個小組介紹自己的程序，展開小組間、每個成員間的探討和交流，提高學生的溝通能力、協作能力和創新精神。

3.加強過程化考核，規范學習共同體。成立團隊績效考核小組，在老師指導下由學生自主制定團隊考核指標、方式、方法。每一次任務的完成都可以采取：（教師對小組的評價）[×]50%+（小組間評價）[×]20%+（小組成員間自評）[×]30%的計算方法產生一個綜合成績作為平時成績。教師要及時公布該成績，保證成績的公平、公正。學生總成績的給定采取“5+1”課程考核模式，即按“作業、課堂程序演示、實際操作、小組答辯、上機作業”5個過程考核模塊和1次期末考試進行。這樣，對學生知識的學習而言，做到了過程性評價和終結性評價的結合；對學生社會性發展而言，以課程知識內容的學習為載體，學生提高了交往能力、獲得責任意識、合作精神；對師生關系而言，由于學習共同體倡導給每位學生展示其能力的機會，給每位學生發展和進步的機會，因而有助于教師更加全面地理解學生，而師生關系的改善是激發學生主動學習的重要因素。而且，學習共同體始終凸顯學生個人在共同體中的價值和貢獻，對于糾正時下的個人主義和功利主義時弊有一定作用。

[參考文獻]

[1]郭永志.學習共同體理論及其對英語教學的啟示[J].遼寧教育行政學院學報，2012（1）.

[2]全守杰.“學習共同體”研究理論考察與新探[J].湖北經濟學院學報：人文社會科學版，2007（10）.

[3]王攀峰.走向生活世界的課堂教學[M].北京：教育科學出版社，2007.

[4]張建林.大學本科研究性學習及其實施[M].武漢：湖北人民出版社，2006.

第9篇：數據庫課程設計范文

關鍵詞:數據庫;性能調優;課程;教學;實驗

數據庫系統原理課程是計算機學科本科教學的一門非常重要的專業基礎課,數據庫系統不僅是最重要的系統軟件之一,而且是應用信息系統開發的基石,它在計算機學科體系中占據重要地位。課程的教學目的是讓學生對數據庫系統的基本概念和原理有較全面的了解,同時具備使用數據庫管理系統軟件和開發數據庫應用系統的能力。

數據庫系統原理課程的教學內容主要包含關系數據模型、SQL語言、數據庫設計、XML、數據存儲、查詢處理和事務管理等,是一門實踐性很強的課程[1]。實驗教學是數據庫課程的重要組成部分,實驗內容一般包括小型數據庫管理系統實現、應用系統開發、SQL查詢等,這些實驗對于加深數據庫基本概念和原理的理解,提高數據庫應用開發能力具有重要的作用。

數據庫性能調優是在實際應用開發中必然要遇到的一項工作,這項工作要求開發者既要具有廣泛而深入的數據庫原理和系統實現知識,又要有扎實的應用設計能力,熟悉操作系統和有關軟硬件環境[2]。把性能調優作為數據庫系統原理課程的一項綜合性實驗,可以幫助學生加深了解數據庫基本原理,學會分析問題、解決問題的方法,提高計算機綜合實踐能力。

1性能調優實驗的重要性

1) 性能調優實驗符合數據庫課程的實驗要求。數據庫系統原理課程內容豐富,只有通過動手實踐才能真正深入地理解和運用這些概念和原理。課程實驗的要求,一方面是深化對課程內容的理解,另一方面是提高綜合運用并解決實際問題的能力。性能調優實驗涉及到課程的各個方面,包括SQL語言、數據庫設計、數據存儲、查詢處理和事務管理等,可以針對具體問題設計非常多的實驗素材,結合知識點學習進度合理選擇具體實驗內容,在進度安排上也非常容易。另外,性能調優實驗有難有易,可以根據不同的學生層次進行選擇,一個學期中可以安排1個或若干個實驗。 2) 性能調優是數據庫學習的重要內容。性能調優本身是數據庫應用開發的一項重要工作,它可以使數據庫應用運行得更快更好,達到更高的吞吐量或更短的響應時間。數據庫性能調優遠不是按照有關指南通過短短幾步就可以達到的,它需要扎實的理論基礎和高超的問題處理技巧,要想獲得滿意的結果,調優者需要綜合考慮緩沖池大小、數據結構、鎖爭用、應用程序需求等因素之間的復雜關聯,另外到操作系統的配置甚至硬件,進行綜合判斷,涉及到數據庫技術的方方面面。

3) 有利于提高學習的興趣和動力。采用的性能調優實驗都來自于實際應用開發,具有實踐性強的特點,與實際應用相結合的實驗過程可以讓學生真正地投入到其中,感覺就像是自己動手解決一個實際問題,而不僅僅是為了應付課程作業,這種身臨其境的體驗可以極大地促進學生的學習興趣,可以有效地促進探究型教學的開展。反過來,通過實驗又可以讓學生了解應用開發中所要解決的問題,從而更主動地學習課程內容。

4) 有利于培養學生獨立的科研和工程能力,在教學改革中實現探究型教學。性能調優實驗的過程是由教師提出問題并引導學生如何利用學到的知識來解決問題,學生通過自主地建立實驗環境、測試運行、收集數據、綜合分析、推導結論等環節來實現,實驗的結果因人而異,并沒有一個標準答案。在這個過程中,學生可以充分地體驗到自主探索的樂趣,這是一種典型的探究型教學方法,可以讓學生初步了解如何獨立開展研究,解決實際問題。

2實驗設計

2.1實驗過程和要求

實驗過程包括教師和學生兩部分,如圖1所示,教師部分以雙線框表示,學生部分以單線框表示,整個過程分為實驗內容選擇、任務分配、實驗方案設計、實驗環境建立、測試運行、數據收集、分析總結、演示答辯、評價反饋、實驗報告撰寫、對提交的報告評分等環節。

實驗的總體要求是學生按照教師給出的問題敘述,利用課程學習到的知識,在教師指導下自主完成實驗方案設計和運行測試,提交的成果是綜合實驗報告,報告內容包括背景說明、方案設計、實驗環境、測試過程、數據分析、實驗結論、體會和收獲等。實驗一般要求利用常見的大型關系數據庫,通過開發實現測試程序,調整參數,測試相關因素對數據庫性能的影響。除了綜合實驗報告外,還可以要求學生提交詳細的測試程序代碼和文檔。

2.2實驗內容設計

以下給出幾個具體的性能調優實驗內容,進一步說明實驗的要求,當然這樣的實驗有很多,可以結合具體的教學內容進行選擇。

1) 緩沖區大小對數據庫性能的影響。

數據緩沖區是在內存中設置的一塊區域,為事務處理提供共享數據,引入緩沖區希望達到的一個主要目標就是減少對磁盤等二級存儲的物理存取,事務在內存中讀取數據的命中率很大程度上取決于緩沖區的大小,所以緩沖區大小是數據庫系統的一個重要參數,是需要在應用系統運行中重點考慮的因素之一。在數據庫實例運行的不同時期,數據緩沖區對物理內存的需求是不同的,當工作負載較大時,較小的數據緩沖區會造成頻繁的I/O換頁操作;當工作負載較小時,較大的數據緩沖區會造成物理內存的閑置,因此合理設置緩沖區大小,對數據庫性能有較大影響。這個實驗的目的是讓學生充分理解緩沖區的概念和原理,并學會如何在實際應用中選擇合理的緩沖區大小。

要求設計多組數據庫應用,分別模擬高、低負載等多種情況,測試這些應用在不同大小緩沖區下的性能變化,性能指標可以選取吞吐量和響應時間。最好的策略是不斷增加緩沖區大小,直到性能不再隨緩沖區的增大而提高,從而找出最佳的緩沖區大小。實驗可以采用Oracle、SQL Server或MySQL等數據庫管理系統,這些數據庫都提供了調整緩沖區大小的功能。

2) 規范化對查詢性能的影響。

在數據庫表設計中,要綜合考慮應用需求、規范化、存儲空間、事務處理性能等因素,一個良好的設計是多種因素的平衡。在表設計中規范化的要求一般是要達到3NF或BCNF,但有時逆規范化會帶來性能的提升,例如以下兩種表設計(表來自于TPC-C基準測試,做適當簡化),設計1符合BCNF要求,占用存儲空間少,但對于“查詢在某城市購買的所有零件”,設計2在性能上要優于設計1。

模式設計1:

Customer(C_ID, C_NAME, C_CITY)

Order(O_ID, C_ID, O_DATE)

Order_Line(O_ID, ITEM_NAME, ITEM_QUANTITY, ITEM_AMOUT)

模式設計2:

Customer_Order(C_ID, C_NAME, C_CITY, O_ID, O_DATE, ITEM_NAME, ITEM_QUANTITY, ITEM_AMOUT)

實驗的要求是針對不同的表設計,包括采用逆規范化、垂直劃分等方法,考察在不同應用需求環境下,存儲空間、性能等的差別,并在實踐基礎上總結出應用開發中表設計應該遵循的一些基本原則和方法。

3) 索引對查詢性能的影響。

索引是提升數據庫查詢性能的重要手段。實驗中,要求學生設計多種不同的索引場景來研究索引對數據庫查詢性能的影響:(1)沒有索引的場景;(2)在查詢屬性上建立單屬性索引的場景;(3)在查詢語句涉及的多個屬性上建立復合屬性索引的場景。

學生可以通過數據庫管理系統工具,考察在不同索引場景中的查詢執行計劃,并探究針對某個特定查詢的優化索引方案。

3討論分析

我們在數據庫系統原理課程教學中進行了性能調優實驗的實踐,學生反映普遍很好,取得了預期的效果。根據在具體教學過程中反饋的意見,選擇性能調優實驗還需注意以下一些問題:

1) 性能調優實驗較適合于計算機相關專業的本科生,尤其是開展探究型教學改革的課程。性能調優是數據庫系統的一項復雜工作,涉及到多方面的知識,學生除掌握數據庫基礎知識外,還需對操作系統、硬件等有一定的了解,另外還要求學生有較高的實驗方案設計能力,綜合的計算機實踐能力,不適合初學者。

2) 要結合學生的具體情況設計合適的性能優化實驗,這需要教師對性能調優實驗的難易程度有較高的掌控,充分了解學生的實際情況,包括已學習過的其他課程情況。性能調優實驗有難有易,可以針對不同的學習層次和要求進行選擇,做到循序漸進,既不能讓學生感到問題太難而無所適從,又要有一定的難度,讓學生通過實際操作提高計算機實踐能力。

3) 教師在進行實驗評分時要根據實驗小組內每個成員的情況區分對待。由于性能調優實驗需要發揮學生的綜合能力,比較適合于2～4人的小組協作完成,同時還可以培養團隊精神,但在評分時也要考慮到一個小組內不同人的貢獻是不一樣的,甚至還會出現有些小組的成員完全不出力的情況,防止這種情況的比較好的方法是教師在實驗過程中要與學生密切溝通,了解真實情況。另外在實驗過程中還要設置演示答辯環節,每個小組進行20分鐘的匯報,講解設計方案和結論,匯報分工和合作情況,教師進行質詢和點評等,可以指定小組內某個成員回答,這樣一方面通過反饋意見促進學生進一步完善實驗成果,另一方面也減少抄襲、出工不出力的情況。

4結語

以前的數據庫系統原理實驗中,都較多地采用小型數據庫管理系統實現、應用開發、SQL語言等實驗,我們采用性能調優作為數據庫課程實驗,結合探究型教學方法,在實驗過程中,學生在教師的指導下,獨立設計實驗方案,自主分析和解決問題,有效地提高了學生的綜合動手能力,在實踐教學中取得了很好的效果。進一步的工作包括優化實驗過程、設計更多更完善的實驗素材等。

參考文獻:

[1] 王珊. 數據庫課程教學改革:面向21世紀課程教材與國家精品課程[J]. 中國大學教學,2006(4):14-17.

[2] Dennis Shasha,Philippe Bonnet. Database Tuning Principles, Experiments, and Troubleshooting Techniques[M]. San Fransisco:Morgan Kaufmann Publishers Inc.,2002:1-8.

Design and Practice of Performance Tuning Experiments in the

Course of Database System Principles

LIN Huai-zhong, SUN Jian-ling, ZHOU Bo, CHEN ling

(College of Computer Science and Technology, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China)