数据库系统原理论文

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数据库系统原理论文范文第1篇

关键词:数据库课程;个体差异;分类教学实践模式

同济大学计算机科学与技术专业作为国家教育部第三批高等学校特色专业建设点,秉承“夯实基础、面向应用、培养创新、国际接轨”的办学宗旨,在创造性的“一体两翼”人才培养模式下,完善了本科教育课程体系,完成了学科方向布局、分类分层培养课程体系建设[1]。基于总的学科发展与各级各类专业人才培养规划的目标,我们对主干课程之一的数据库课程进行了教学模式的研究与探索。

数据库技术是计算机信息系统中的核心和基础,是应用最广泛的技术之一,也是计算机科学技术发展最快的领域之一。数据库课程不仅是计算机科学与技术专业、信息安全专业、信息管理专业等的必修课程,也是大部分非计算机专业的选修课程。通过数据库课程的教学,学生应掌握数据库系统的基础理论、基本技术与实践技能。在同济大学计算机系的本科专业必修课数据库课程的教学实践中,一方面由于学科发展和分类分层培养目标的确立,使得该课程的教学实践模式与体系需要进行新的规划与设计;另一方面,数据库课程相关的教学和实践环节中,学生所表现出来的学习兴趣、知识背景、创新能力以及未来的就业取向等多方面的差异,也对于传统的课堂教学模式提出了新的挑战和研究课题。要取得好的教学与实践效果,让学生更好地发挥所长,需要不断的研究与探索课程的教学实践模式。

基于计算机系学科发展与专业人才培养总体规划,根据数据库课程自身的特点、数据库相关研究和应用技术的发展,并参考国际、国内一些主要大学数据库课程的教学资源和科研文献,我们提出一种数据库课程分类分层教学模式:根据培养目标、学习兴趣、知识背景和创新能力的不同将学生分为3种类型,有针对性地调整和完善课程的教学内容和实践环节,对不同类型的学生采用不同的教学方式,侧重不同的教学与实践内容,更好地体现该课程教学的基础性、科学性、先进性与实用性。

1课程的教学对象分类

计算机科学与技术本科专业的培养目标为:培养具备良好的科学素养,系统地掌握计算机科学与技术,包括计算机硬件、软件与应用的基本理论、基本知识和基本技能与方法,能在科研部门、教育单位、企业、事业、技术和行政管理部门从事计算机教学、科学研究和应用的计算机科学与技术学科的高级专门人才[2]。

但是,同一年级同一专业学生的学习兴趣、知识背景和创新能力并不完全相同,如有的学生数学基础好、擅长理论分析,有的学生编程能力强、喜欢软件开发,有的学生则倾向于计算机应用系统的管理。因此,基于计算机科学与技术专业和信息安全专业的人才培养总体规划,根据学生的个体差异,我们将数据库课程的教学对象与培养目标分为以下3种类型:

1) 理论强化型。学生通过课程学习将具备坚实深入的数据库理论知识,掌握扎实的实验技能,具有良好的科学素养和较强的创新能力,能独立开展科研和实际工作。

2) 工程研发型。学生通过课程学习将掌握数据库基础理论和主流数据库软件产品,以及数据库系统分析和设计方法,具备较扎实的研究与开发数据库应用系统的技能,成为国内乃至国际认可的高级研发型工程技术人才。

3) 应用管理型。学生通过课程学习将掌握数据库系统基础理论,以及数据库系统开发与管理的基本方法,熟悉主流数据库软件产品,能较好地设计、管理与评估数据库项目方案。

目前,国内已有许多高校,以不同形式的实验班或培训课程,对不同类型的学生分别培养。如清华大学的“计算机科学实验班”、北京大学的“元培计划实验班”、同济大学的“图灵班”和“卓越工程师班”等。在数据库课程分类教学与实践模式研究探索中,我们把计算机系特色教学的“图灵班”、“卓越工程师班”和其他学生分别作为数据库课程教学的理论强化型、工程研发型和应用管理型对象。

2课程的分类教学与实践模式

对于上述3种不同培养目标的学生,我们在数据库课程的教学总纲基础上,有针对性地设计不同的教学方案,调整课堂授课内容的广度和深度,选用不同教材,安排不同的课程实验与课程设计,开展不同的课后活动,引导学生研究与解决不同的开放思考问题,尽量充分调动不同类型学生的学习积极性和主动性,使学生能根据自身的发展目标、研发能力和学习兴趣等在各自擅长和需要拓展的领域内得到更充分的发展。

2.1分类调整授课内容

数据库课程的基本教学内容主要包括:数据库基本概念、关系数据库基础理论、关系数据库标准语言SQL、数据库安全性、数据库完整性、关系查询处理和查询优化、数据库恢复技术、并发控制、数据库设计与实现以及数据库技术的新进展等。对于不同类型的学生,我们有针对性地拓展和加强不同部分的知识。

1) 对于理论强化型学生,拓展和加强关系数据库理论知识,强化数据库管理系统(DBMS)原理与相关算法实现,如存储、索引、查询处理及其优化、事务处理、并发控制、数据库恢复等的机制与主要算法。教材上倾向于国外原版教材,即《Database System Concepts》[3] 辅之以《Database Management Systems》[4]和《Database Systems: The Complete Book》[5]。

2) 对于工程研发型学生,在关系数据库理论知识基础上,强化DBMS的底层算法实现与数据库系统工程设计方法,介绍基于一种主流数据库产品的应用系统设计与实现。教材上使用国内经典教材结合国外原版教材,即《数据库系统概论》[6] 辅之以《Database System Concepts》[3]和《Database: Principles, Program- ming, and Performance》[7]。

3) 对于应用管理型学生,则在关系数据库理论知识基础上,强化关系数据库的查询优化技术、数据库事务处理技术、数据恢复和并发控制技术、DBMS的安全技术和完整性检查技术,介绍基于主流数据库产品的应用系统设计、开发与管理技术。教材上使用国内经典教材,即《数据库系统概论》[6]辅之以《Database System Concepts》[3]和《数据库系统原理》[8]。

2.2分类安排课程实验

数据库课程的实验内容主要包括:数据库安装与配置、数据库使用、SQL语言使用、数据库安全性、数据库完整性和数据库编程等。对于不同类型的学生,我们在课程实验中有针对性地安排了不同的内容。

1) 对于理论强化型学生,课程实验将完成6～8个DBMS底层算法的研究与实现,主要包括存储、索引、查询处理、查询优化、事务处理、并发控制、数据库恢复等算法,另外还有一个理论方法探索或实际应用系统研发的综合大作业。

2) 对于工程研发型学生,课程实验将完成4～5个DBMS底层算法的实现,如存储、索引、查询处理与优化等的算法,完成1～2个通过ODBC访问数据库、数据库设计与应用开发实验,一个实际系统工程研发相关的综合大作业。

3) 对于应用管理型学生,课程实验将完成6～8个数据库应用系统设计与管理相关的部分实验,主要包括安装了解DBMS、SQL数据定义与查询、SQL更新与视图,数据库事务处理、数据恢复与并发控制、数据安全性与完整性以及一个实际应用开发管理相关的综合大作业。

2.3分类进行课程设计

数据库课程设计的目的是让学生加深对数据库系统基础理论知识的理解,提高数据库应用系统设计与开发的实践能力,全面拓展数据库原理课程相关的综合研发能力。通过课程设计实现一个实际的数据库应用系统,熟悉并能灵活运用所学基础理论,掌握数据库应用系统的设计方法、开发技术,提高分析问题和解决问题的能力,强化动手能力,进一步了解和研究分析DBMS的体系结构与主要技术,并在一定程度上把握课程相关的理论技术发展与前沿动态。数据库课程设计的主要内容包括3个方面。

1) 数据库应用系统的研发:综合运用数据库理论与技术方法设计一个较完善的有实际意义的数据库;掌握流行数据库管理系统SQL Server/ORACLE/ DB2等的应用与开发技术;利用高级语言开发完整的数据库应用系统。

2)DBMS研究分析以及功能实现与扩展:以开源代码的DBMS为基础熟悉并研究分析DBMS的体系结构、基本功能及其实现,完成一些系统功能的实现和进行相应的可扩展性研发,形成系统分析报告、算法实现软件包和技术文档。

3) 领域研究综述与热点问题研究探讨:跟踪数据库相关领域的理论与技术发展,完成相关的前沿研究或技术问题的综述,对领域热点问题开展研究探讨,形成综述报告、技术报告或研究论文。

对于不同类型的学生,我们开展不同主题的课程设计,有不同的考查侧重:

1) 对于理论强化型学生,课程设计更强调在开源代码的数据库系统如Postgres上,针对DBMS底层实现做进一步研究与扩展,以3～5人的课题小组为单位,分析开源DBMS的体系结构和主要的技术方法,并对其中某方面进行重点研究与扩展实现;此外,强调对领域前沿的了解,对某方面理论与技术研究的综合把握与研究分析,并能对一些领域热点问题展开研究探讨,完成领域某方面的综述报告和研究论文。

2) 对于工程研发型学生,课程设计强调在Oracle或SQL Server等数据库产品基础上,以实际应用为背景,以3～5人的课题小组为单位,设计一个中等规模的数据库应用系统,并要求对系统研发过程中的各个设计与技术实现环节能够有较全面的把握;此外,强调对领域技术动态的了解,并能对领域技术和应用有较全面的认识和分析,对实际系统研发能形成有效的技术方案和分析报告。

3) 对于应用管理型学生,课程设计将以3～5人的课题小组为单位,在Oracle或SQL Server等数据库产品基础上,构建一个实用的数据库系统,强调数据库的设计方法和过程的全面把握,以及对项目研发过程中各个实践环节的全面调度与管理;此外,强调对领域研究与技术动态的了解,对系统开发与应用相关的知识体系和管理模式有较全面的认识和分析,能对实际项目开发与管理形成有效的方案和分析评估报告。

2.4分类开展课后活动

数据库课程以各种形式的课后活动,培养不同类型学生对课程的学习兴趣,是对课堂教学的有益补充。

1) 对于理论强化型学生,增加一些相关的领域研究现状和动态的介绍,提出一些开放思考问题,引导学生更深入、广泛地了解相关理论与技术的研究和发展现状,培养学生对本学科的学术前沿的研究热情和研究能力。由教师引导学生去找寻一些课程相关的理论与技术热点或难点问题,主要追踪数据库领域的重要国际会议与国际期刊,国际会议如SIGMOD/PODS、VLDB、ICDE等,国际期刊如ACM Transactions on Database Systems (TODS)、IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering (TKDE)、VLDB Journal等,以及追踪国际国内一些著名的数据库研究小组,学生以自由组合小组形式展开针对某个主题的研究探讨,完成领域综述以及研究论文,并在讨论课上做口头报告;更进一步鼓励学生加盟数据库相关领域导师的实验室和课题组,参与相关的实际科研项目的研究。

2) 对于工程研发型学生,增强数据库前沿理论研究与应用技术的介绍,培养学生对本学科的理论与技术前沿的研究探索热情和研发能力,由教师或企业研发人士引导学生去探讨一些相关的理论与技术热点问题,完成领域技术分析报告以及研究或技术型论文,并在实验课上做口头报告;鼓励学生参与相关导师的实验室和课题组,具体开展一些相关实际课题的研发;引导学生在小学期的企业实习期间有效地参与和完成实践项目的调研和分析设计与实现工作。

3) 对于应用管理型学生,加强数据库软件产品和应用案例的介绍,培养学生对本学科技术前沿的研究探索热情和应用管理能力,邀请企业数据库工程师举行讲座,引导学生去思考一些相关的技术热点问题,完成领域综述以及数据库系统开发案例分析报告,并在实验课上做口头报告;鼓励学生参与相关导师的实际项目研发;引导学生在小学期的企业实习期间有效地参与相关企业项目的研发与管理实践的调研分析。

3结语

数据库课程分类教学与实践模式是计算机本科专业课程教学的一种新模式的探索,通过对学生个体

差异的分析,有针对性地分类采用不同的教学内容、集中实验以及课程设计和课外辅导,因材施教。在数据库课程教学研究与实践中,我们针对计算机科学与技术专业和信息安全专业的本科生探索和逐步应用分类教学和实践模式,在课堂教学、实验教学、课程设计、课外实践等多方面进行了探索,从学生们的课程作业、实验报告、技术分析报告、应用系统设计、DBMS分析报告、领域综述报告、研究或技术论文、参与相关导师的研讨班与课题工作、期中和期末考试等情况来看,分类教学和实践模式在较大程度上激发了学生的学习和研究的热情与潜力,大部分同学取得了较好的学习和实践效果。当然,我们还需要不断研究数据库课程教学与实践各个环节,特别是课程自身的体系与数据库日益发展的相关领域的研究与技术应用间的关联,以探索更合理、更优化的教学实践模式。

参考文献:

[1] 蒋昌俊,苗夺谦,王晓国,等.“一体两翼”的创新人才培养模式[EB/OL]. [2009-02-19]. 高教教学参考,2009,3(1):1. /Model1024.asp?id=1425.

[2] 同济大学计算机科学与技术系. 计算机科学与技术专业培养计划(2006修订)[EB/OL]. [2009-09-30]. cs.tongji. /prog/InforWeb/publish/newsdetail.jsp?newsno=904.

[3] Abraham Silberschatz,Henry F. Korth,S. Sudarshan. Database System Concepts(影印版)[M]. 5th ed. New York:McGraw- Hill,2006.

[4] Raghu Ramakrishnan,Johannes Gehrke. Database Management Systems[M]. 3rd ed. New York:McGraw-Hill,2002.

[5] Hector Garcia-Molina,Jeffrey D. Ullman,Jennifer D. Widom. Database Systems:The Complete Book[M]. New Jersey: Prentice Hall,2002.

[6] 王珊,萨师煊. 数据库系统概论[M]. 4版. 北京:高等教育出版社,2006.

[7] Patrick O’Neil,Elizabeth O’Neil. Database:Principles,Programming,and Performance[M]. 2nd ed. San Fransisco: Morgan Kaufmann,2001.

[8] 李建中,王珊. 数据库系统原理[M]. 2版. 北京:电子工业出版社,2004.

Classified Teaching and Its Practice Model for Database System Course

GUAN Ji-hong1, WEI Qing-ting1, 2

(1.Department of Computer Science and Technology, Tongji University, Shanghai 201804, China;

2.School of Software, Nanchang University, Nanchang 330046, China)

数据库系统原理论文范文第2篇

一、数据库技术教学中存在的问题

1.理论与实际联系不紧密

注重理论教学，数据库使用技术讲述的少，使学生不能将所学知识融会贯通，不能适应企业对数据库应用人才的需要。

数据库原理与应用课程是一门实践性很强的计算机课程，但目前实验课时少，导致学生不明确实验目的，实验内容不清楚，考核中实验课也没有一定的比例等。

2.方法和手段过于陈旧

当前数据库原理与应用课程多采用课件进行多媒体教学，一方面，减轻了教师板书的负担，增加了授课的信息量，通过课件也能够使教学内容更加形象化地展现出来；但另一方面，教师在授课时过分依赖课件给教学质量带来了一定影响，如当学生长时间注视投影时，容易产生视觉疲劳；在使用课件进行教学时，演示节奏加快，不能很好的实现教与学的交互，学生的思维难以与之同步，促使教学质量下降。因此必须综合的运用多种教学方法和教学手段，合理地使之相结合，调动学生的学习积极性，促进学生的学习。

二、数据库教学改革的途径

1.优化教学内容，完善知识体系

在实施数据库原理与应用课程教学时，应从基本原理、设计方法到应用开发，涵盖教学内容如下：基本原理包括数据库系统概述、关系数据库、关系数据库查询语言SQL、关系系统及其查询优化、关系数据理论等，这些内容是教学的重点，它们涵盖了关系数据库的基本原理，对数据库的设计、应用和开发起着指导作用；设计方法包括软件工程原则、数据库恢复技术、并发控制、数据库安全性、数据库完整性等；应用开发包括IBM DB2数据库系统、基于高级程序设计语言的C/S（B/S）构架的应用。

2.改革教学方法，优化教学手段

结合多种教学方法进行教学：①采用案例教学，加快学生的学习步伐。针对课堂教学、实验教学和课下练习，均设计了不同的教学案例。从数据库基本原理、设计、实现和开发等诸方面，对案例逐步展开，加快学生对抽象理论和方法的理解与掌握。②采用任务驱动教学法。针对教学中的重要知识点，精心设计教学任务。任务驱动教学法的基本过程为：提出任务、分析任务、学生操作、交流讨论、巩固创新、总结等。在任务的驱动下，促使学生自主思考，并通过自主学习、协作学习等方法，探求解决问题的途径。③采用理论与实践相结合的教学方法。设计了与理论教学内容相对应的实验，以提高学生实践能力，促进对理论内容的吸收。④采用合作学习教学法。合作学习教学法即结构式分组教学模式，使其和任务驱动教学法相结合，对学生进行合理分组，使之相互合作和激励，主动积极地参与学习，培养学生探索创新能力和团结协作的精神。该方法主要用在实验教学当中。

3.注重实践环节，培养创新能力

教学过程中必须将理论教学与实践教学相融合，鼓励引导学生灵活掌握理论知识，并能够应用到实际工程中。实践教学是本课程教学的重要环节，上机实验与课程设计安排要合理。教师在课堂上应给学生指定实验的主要目的、方法及关键点，让学生能够带着问题去上机，使实验更有针对性，使实验课程更有意义。上机时应对学生进行实时指导，并对上机过程中普遍存在的问题进行统一讲解。在课程的后期需要安排两周的课程设计或综合性实验训练促进知识点之间的相互联系，所选题目应具有一定的实用性，让学生能够应用软件工程的基本原理设计一个具有实用价值的数据库应用系统，使所学知识融会贯通。

①培养创新意识。富于想象并敢于大胆提出问题，注重实践，具有勤奋努力、百折不挠的拼搏精神，这是进行创新教育的必备条件。

②建立一种全新的创新教育激励机制。学生课程设计或综合性实验后，不但要形成软件，还应鼓励学生撰写相应论文，在论文中阐述其设计思路、运用的知识及自己的体会。对于一些优秀论文，教师应给予一定奖励，并从中挖掘人才，建立课外研究小组，与教师一起从事数据库应用和开发研究。

③建立一支富有创新精神的教师队伍。实施创新教育，培养创新人才，教师无疑是教育的关键和主体，教师应通过组织课堂教学、进行课后辅导、开展答疑解难、指导课程设计和综合性实验等环节，循循善诱、潜移默化地培养创新人才。

4.改革考核方式，重视能力培养

数据库系统原理论文范文第3篇

    各企、事业单位内部运行着多个应用信息系统,而应用系统的安全保护等级决定系统运维人员的水平。例如统计核心业务系统信息安全保护等级为二级,因此要求运维人员技能不低于二级等级保护的技能水平。要求核心业务系统运维人员责任心强,熟悉常用的操作系统和系统软件,掌握关系数据库常规使用方法和日常数据库管理的基本SQL操作命令,熟悉统计核心业务系统的功能和结构,具有网络及硬件设施日常维护能力。从上述计算中心主要的日常运维工作可以看出,计算中心的工作人员应掌握计算机软、硬件的基本理论知识;熟悉项目建设、技术方案论证、基础设施建设、需求分析、技术架构、系统部署、系统测试、系统运行维护方案制定、系统的定级测评等软件开发和运维过程中各个环节的目标、工作任务、主流开发技术等;具有较强的组织、协作、协调沟通能力。由此可见,在企、事业单位的计算中心、信息中心、网络中心或相关部门,要求任职人员具有扎实的理论基础、较强的实践技能和经验,计算机中心的专业人员在各部门的信息化建设中占主导地位。

    二、教学体系与课程教学模式改革思路

    1.适应社会需求,完善教学体系。根据学校的特点,明确以培养应用型人才为目标。计算机应用型人才的培养,必须以市场需求为导向,确定人才培养方案。同时积极进行教学改革,研究应用能力、创新能力培养模式,建设稳定的实践教学基地,完善教学质量控制过程,以达到课内课外教学实践相结合,提升学生实践动手能力和创新能力。论文根据实际工作中应用技能的需求,将专业课程分群组、能力培养分方向,优化课程体系。①知识体系模块化。应用型计算机专业的知识体系主要分为以下几个模块:公共基础课程模块、专业基础课程模块、程序设计课程群、计算机硬件课程群、操作系统课程群、数据库应用技术课程群、网络技术模块、软件工程与开发技术等模块。其中:公共基础课程应强化学生的数学基础和英语能力;专业基础课程重点建设《离散数学》、《数据结构》;程序设计课程群建设以C/C++程序设计语言为主线,以《Java语言程序开发》和《.Net程序开发》为两个选修方向;计算机硬件技术模块以汇编语言与计算机组成原理为核心,以嵌入式程序设计与开发为方向;操作系统课程群重点讲解《操作系统原理》,并以《Linux/Unix操作系统》为选修方向;数据库应用技术模块以《数据库原理》为主体,以提升主流数据库管理系统的管理与应用能力为具体实践训练目标;网络技术模块以网络原理为中心,实践操作内容以华为网络体系和思科网络体系为方向;软件工程与开发技术模块以软件工程为核心,以开发某一领域的应用系统软件为目的。②实践技能规范化。目前的教育教学体系理论知识讲的多,而实践训练较少,以上课程群除课程包含的实验/上机之外,至少都应单独设置一门相关的实践环节课程。目前,独立设置实践环节课程如下:专业基础模块有2周的《数据结构课程设计》;程序设计课程群有两门课程实习,即2周的《C/C++课程设计》、3周的《软件设计实习》;计算机硬件课程群有1周的《计算机组成原理与接口技术课程设计》;操作系统课程群有1周的《操作系统课程设计》;数据库应用技术课程群有1周的《数据库课程设计》,并有《软件设计实习》与之相结合;网络技术模块和软件工程与开发技术模块均采用3周、校外、校企合作形式的实习。

    2.教育教学与课程教学模式改革。课程教学应以应用能力培养为导向,增加实践性教学环节,广泛开展校企合作,实现专业化的技能培养,严格质量控制过程管理,以提高学生适应社会需求能力。下面以数据库课程教学改革为例,探讨应用型人才培养的课程教学模式。①以应用能力培养为课程教学目标。《数据库原理》课程以当前主流数据库技术和应用为背景,以数据库管理系统为核心、以数据模型为线索,重点讲授关系数据库的理论与应用技能。数据库应用技术是软件开发人员必备的一项技能。设计一个数据库容易,设计一个好的数据库难。本课程要求学生熟悉数据库系统的基本概念与原理,掌握数据库系统的设计步骤和常用方法,能熟练地运用数据库SQL语言进行数据操纵,具有开发实用的数据库应用系统的能力并有效地进行数据库应用系统的维护。②理论实践相结合,注重实际需求。数据库技术既有坚实的理论基础,又是实践性非常强的一门技术。《数据库原理》课程必须注意分析实际应用系统设计、开发、运维管理过程中出现的常见问题。如对数据库管理系统的监控工作,主要包括:定期检查数据库集群运行状态、数据库对象的空间扩展情况、数据增长情况、数据库当日备份完成情况、所有实例的状态、正常登陆到所有数据库的例程,记录数据库的cpu使用、I/O、buffer命中率等。这部分内容在教材中很难见到,但实际工作中却极为常见,因此必须做必要的讲解。③重视设计规范,案例教学,强化实践能力。数据库应用系统的设计既有数据库结构设计,又有应用系统程序设计,一个好的数据库结构是应用系统的基础。为了强化学生设计、开发数据库应用系统的能力,增加了《数据库课程设计》实践课。课程以实际应用系统需求为案例,运用常用的CASE工具(如PowerDe-signer),从系统需求分析的数据流图、业务流图、数据字典的绘制,到概念模型、逻辑模型、物理模型的建立,严格按照给定的数据库设计规范进行数据库设计,并撰写系统需求分析和系统设计文档。同时以某种程序设计语言为工具进行系统功能开发,实现一个实用的应用系统。④注重课程间的衔接,提倡校企合作。数据库类课程由有实践经验的教师或企业中的数据库设计、开发人员讲授。在系统的设计、开发过程中,数据库技术与程序设计相结合,学生深刻地认识到数据库结构设计的重要性,能更深入地理解数据库设计理论、方法和经验,同时学生程序设计能力也进一步提升,这门课程是保证学生在校四年程序设计不断线的重要环节。

数据库系统原理论文范文第4篇

关键词：数据库；备份恢复；应用设计

中图分类号：TP311 文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)06-11494-02

1 引言

随着信息技术的迅猛发展，计算机在银行业得到了广泛的应用，为保证综合业务信息实时处理系统(以下简称综合业务系统)7×24小时不间断的安全生产运行，银行通常采用磁盘阵列机、双机热备份、流带备份等软硬件容错技术，以有效提高综合业务系统的安全性。管理的数据对企业来说是非常重要的，不允许在系统运行发生故障的情况下丢失任何数据，DBMA (Database management system)应该保证应用系统即使发生故障，也能够在故障清除之后恢复故障发生所丢失的数据。

在当今信息社会，最珍贵的财产并不是计算机软件，更不是计算机硬件，而是计算机内的宝贵数据。建立网络最根本的用途是要更加方便地传递与使用数据，但人为错误、硬盘损坏、电脑病毒、断电或是天灾人祸等等都有可能造成数据的丢失。所以应该强调指出，数据是资产、备份最重要的部分。

鉴于各种因素的不确定性，各大企业，尤其是十分重视数据安全的企业，都采用了数据备份系统。在中国，数据的安全性己得到越来越多的企业的重视。许多商业银行都采用了远程数据备份系统，以保障数据的安全。随着，企业对数据的重视程度的提高，数据备份将成为企业保障数据安全的重要措施。

2 数据存储备份和恢复概述

2.1 备份和恢复的基本概念

总的来说，备份以及恢复包括了为了预防数据库的数据丢失，以及为了能够重建数据而采取的任何策略与手段。

2.1.1 数据库备份

备份(backup)的最简单的方式就是复制数据。对于数据库来说，需要复制的不仅仅是用户数据，还包括一些重要的数据库组件，比如控制文件、数据文件等。在发生数据丢失或应用程序错误时，可以利用备份来重新建立应用程序所需的数据与环境。

备份可以分为“物理备份”与“逻辑备份”两种类型。

物理备份(PhysicalB ackup)

物理备份，是指将数据库文件从一个位置复制到另一个位置上，需要进行备份数据库包括数据文件、归档重做日志以及控制文件等。物理 备 份 就是数据库文件的复制，这是在数据库备份与恢复策略中最常使用的一种备份方式。一般利用操作系统自带的命令和工具来制作物理备份。

逻辑备份(LogicalBackup)

逻辑备份，是利用export(导出)等工具执行SQL语句的方式将数据库中的数据读取出来，然后再写入到一个二进制文件中。在需要恢复的时候，可以利用import(导入)等工具从这个二进制文件中读取数据，并通过执行SQL语句的方式将他们写入到数据库中。对应地，逻辑数据恢复的并不是操作系统物理文件，而是逻辑数据(比如，表和存储过程)。可以利用export等工具将逻辑数据读取到一个二进制文件中。在数据库的备份与恢复策略中，逻辑备份通常作为物理备份的一种补充方式。和物理备份相比，通过备份导出的数据库和数据文件完全脱离了关系，并且可以被导入到其他的数据库，甚至运行于其他操作平台的数据库中，因此具有更大的灵活性。

2.1.2 数据库恢复

数据库系统中的恢复主要是指恢复数据库本身，即在故障引起数据库瘫痪以及状态不一致之后，将数据库恢复到某个正确状态或一致状态。从数据库理论的角度看，数据库恢复可以用一个简单的词来概括，即“冗余”。换句话说，数据库是否能够恢复，主要取决于在系统其他位置是否冗余地保存了当前数据库的所有信息，而冗余主要是通过数据库物理备份来实现的。

数据库的恢复实际上包括了两个概念:数据库修复和数据库恢复。

数据库修复：数据库修复是指利用备份的数据库文件来替换已经损坏的数据库文件，这项操作主要是在操作系统级完成的。

数据库恢复：数据库恢复是指利用重做日志文件的增量备份来重新建立己经丢失的数据，这项操作主要是在操作系统级别完成的。

对于发生介质损坏的数据库来说(即数据库文件丢失或损坏)，通过数据库修复可以弥补数据库的物理缺失，即数据库文件的损坏与丢失；而通过数据恢复则可以弥补数据库的逻辑损失，即数据库中的逻辑数据的损失与丢失。

对数据库进行物理备份，保留的只是数据库在进行备份时刻的一个精确副本。通过数据库修复可以将数据库恢复到进行备份的那个时刻。但是如果将数据库恢复到发生故障的那个时刻，就必须通过应用归档重做日志和联机重做的方式进行数据库恢复。也就是说，先将数据库恢复到进行备份的那个时刻，然后再在数据库备份的基础上，通过应用重做数据而重现从备份时刻开始到故障发生之前这一段时间中所有的数据修改操作，从而将数据库恢复到故障发生之前的状态。

2.2 数据安全的因素分析

曾有一位计算机专家说过，系统灾难的发生，不是是否会，而是迟早的问题。造成系统数据丢失的原因很多，有些还往往被人们忽视。正确分析威胁数据安全的因素，能使系统的安全防护更有针对性。一般，导致系统失效的因素主要有以下方面：

(1)系统物理故障

主要是系统设备的运行损耗、存储介质失效、运行环境(温度、湿度、灰尘等)对计算机设备的影响、电源供给系统故障、人为的破坏等。

(2)系统软件设计的缺陷

现今操作系统环境和应用软件种类繁多，结构复杂。软件设计上的缺陷也会造成系统无法正常工作。另外，版本的升级、程序的补丁等都会对系统造成影响。

(3)使用人员人为失误

由于操作不慎，使用者可能会误删除系统的重要文件，或者修改了影响系统运行的参数，以及没有按照规定要求、操作不当导致系统失灵。

(4)自然灾害

首先，地理环境决定了我国具有较高的自然灾害发生率，如地震、严重的洪涝灾害等。其次，火灾也是一大隐患。火灾的发生概率要比自然灾害高得多。一般来讲，一个大型城市每年平均都会发生几百起火灾事故。虽然灾害与其他因素相比发生的频率并不高，但这样的灾害只要发生一次，就会给银行带来很大的麻烦。

3 数据存储备份和恢复的现状

3.1 目前，银行业内数据存储备份和恢复存在如下问题：

其一，目前的系统备份有着和目前的竞争环境不适应的地方。首先，每天的备份均采用手工将数据导出的方法进行，这种备份方式当出现流带问题或数据库系统崩溃时，恢复将耗费很多的时间，无法在很短的时间内进行恢复，这将导致整个业务系统的瘫痪。

其二，在非工作时间如果系统意外宕机，必须由系统工程师立即赶赴现场进行系统的重启和恢复，由于路途耽误，到达现场后再进行启动恢复将耗费很多时间，这将对业务造成很大的影响。

同时，现存备份方式存在如下隐患：

第一，由于生产用机不能停机，使开发和测试用的数据和生产数据卷无法完全分离开来，开发系统影响生产系统的性能，生产系统的安全性无法保证。由于开发过程无法完全使用真实的生产数据，因此新开发的应用程序无法具有更高的代码质量。备份速度慢，不能适应数据量的增长。

第二，不少的系统管理员每天都在做着同一样的工作― 对数据进行备份。一旦哪一天疏忽了，而这一天系统又恰恰发生了故障，需要进行数据恢复，那么此时就无能为力了。由于整个备份工作完全依赖于系统管理员手工完成，备份无法保证规范性和高可靠性。一方面，日复一日的备份工作加重了管理人员的工作：另一方面，由于是手工作业，数据备份的质量更多地依赖系统管理人员的自觉性，由于出差、生病等各种原因，都可能造成备份工作的疏漏。有时，还可能发生失误，如误将有用的磁带内容覆盖了。

3.2 ORACLE备份与恢复的基本策略

在开始创建数据库之前就应该考虑如何指定备份策略，以保证数据库在发生各种故障时都可以得到恢复，尤其是针对介质故障的情况，如果在创建数据库之前没有考虑到备份策略，那么根本就无法应付类似硬盘损坏这样严重的介质故障。在建立备份策略的时候需要具体问题具体分析，比如操作系统的资源配置、数据库系统的运行要求等都会对备份的策略产生重要的影响。Oracle数据库作为数据库领域的主流数据库产品，其备份准则与策略如下：

如果用一个简单的词来概括“数据库的备份与恢复”，那就是“冗余”。为ORACLE数据文件、控制文件以及重做日志文件建立的备份可以统称为数据库的一个“冗余集”。

ORACL E数据库备份与恢复采用了如下的黄金法则：存储冗余集的硬盘或其他介质，应当独立于存储数据文件、联机重做日志文件以及控制文件的硬盘或其他介质。通俗地讲，所谓法则就是不要把备份的数据和系统当前的正在使用的数据放到同一个位置上。遵循这个法则，就能够保证即使存储当前的数据库文件的硬盘发生损坏，也不会影响到恢复数据库所需的备份文件，这样数据库仍然是可恢复的。

由此可知，一个产品化的ORACLE数据库至少要求使用两个硬盘：一个硬盘用于存储冗余集（应当通过ORACLE的复合功能将联机重做日志文件以及控制文件复合到这个硬盘中)，另一个硬盘用于存储当前的数据库文件。

4. 银行系统备份与恢复方案实现

4.1 利用BCV卷进行快速数据备份

银行需要全天24小时运作，这给的备份工作留下的时间微乎其微，而随着银行的进一步扩展，可供备份的时间将会更少。

BCV ( BusinessContinuanceVolume，业务连续性卷)是EMC存储上的一块空间，利用BCV卷可以对STD(Stand volume)标准卷进行快速的数据备份。BCV的使用主要是为了将ORACLE数据库系统和EMC的设备有机地结合在一起。

对BCV生成的备份数据有三个方面用途：

(1)用于数据库崩溃时进行数据的恢复，由于每天进行的BCV卷是ORACLE数据库在每天某个时间点的物理备份，如果数据库崩溃后需要进行恢复，就可以利用该BCV卷加上archive log进行恢复。由于有当天的数据库物理全备，所以可以对数据库进行快速的恢复，以减轻对业务的影响;

(2)将备份出来的数据分流到其他机器上进行报表的分发和处理，以减轻主机的工作压力，使交易能够正常进行;

(3)用于程序的测试，由于数据是最近的生产数据的全备份，可以给程序测 提供全真的环境，这样测试出来的程序有很大的实用性。

要完成基于ORACLE 的BCV联机备份，需要两个步骤，第一步是BCV的建立，第二步是BCV的分离。建立BCV是为了得到数据，而分离BCV，则是为了使用数据。BC V一旦建立，就使图中R1及R2的STD卷和BCV卷处于同步状态。处于同步状态时，STD卷所作的一切更改均同步到BCV上，而且这种镜像过程非常快，对于数十GB的数据量来说，在10分钟之内均可完成，一旦分离，就可以得到一个数据库的物理全备，该物理全备可用于数据库测试和恢复。

利用EMC公司的BCV工具对硬盘或逻辑驱动器进行的镜像，即将当前的数据库系统数据精确地复制一份到其它设备中，然后通过分离镜像的方式就可以得到一个独方的与当前数据库完全相同的备份。

4.2 利用SRDF建立容灾系统

利用磁带拷贝进行数据备份和恢复是最常见的传统灾难备份方式。这些磁带拷贝通常都是按天、按周或按月进行组合保存的。使用这种方式的数据拷贝通常是存储在盘式磁带或盒式磁带上，并存放在远离基本处理系统的某个安全地点，不过，从使用磁带拷贝方式进行的系统备份和恢复过程可以看出，基于磁带拷贝方式的传统灾难备份方式存在明显缺陷，越来越不适合用户不断发展的业务系统的需要。

为满足当前业务需求，我们选择了EMC的高端智能存储系统使用SRDF技术规划。SRDF技术是EMC公司Symmetrix存储系统用于保护本地数据的磁盘镜像(RAID-1)技术的一种发展。EMC SRDF解决方案是基于存储系统的智能解决方案，与主机的操作类型及应用无关。使用SRDF时，其数据保护机制与服务器CUP、HBA、IO卡及应用处理程序无关，不占用服务器的资源，同时，可自动保护任何服务器类型和任何操作系统中的数据。同时，该智能存储平台，通过优秀的CACHE算法使数据尽可能使用CACHE I/0操作替代硬盘I/0操作，将对整个系统硬件性能的提高起着决定性作用

SRDF有如下特点：

SRDF的运行完全独立于主机和主机操作系统，不额外占用任何主机CPU、主机通道和网络资源，且支持几乎所有主流商用主机配置，SRDF是目前较为成熟的远程实时容灾热备份解决方案。

由于EMC SRDF方案中只要求企业存储系统之间直接互通，无需对应用作任何修改。系统在进行容灾切换时，只需几条命令即可，整个切换过程简单，对网点用户透明。SRDF还支持备份现场到生产现场的恢复(Restoration )。

使用在线的、独立于主机的镜像数据解决方案，将生产站点数据复制到一个或多个物理上独立的目标Symmetrix系统，而勿需考虑位置的远近。提供的能力包括:同步和异步远程复制，将数据快速地从源卷传输到位于灾备中心的远程卷。并且能彻底改变传统的白天营业，晚上备份的工作方式。当数据中心运行中断时，SRDF可以在几分钟内从镜像目标获得数据，恢复系统的运行。另外，SRDF可以实施数据在不同环境间的实时有效复制―无论这些环境相距远近。

采用EMC智能存储系统的SRDF远程磁盘镜像技术等作为数据备份技术，生产中心和灾备中心之间通过直连光缆实现数据备份通道，生产中心和灾备中心通过广域网的IP协议相连接。

5 结束语

论文首先对数据库系统的备份和恢复的原理和方法进行了认真的研究，并结合某银行系统的综合业务系统的需求，通过ORACLE数据库的备份和恢复，并利用EMC的BCV，对综合业务系统的备份和恢复进行了开发。并阐述了数据备份和恢复的重要性，由于数据的重要性，许多大的企业和单位都将数据的备份和恢复放在非常重要的位置上，随着数据备份和恢复的发展，今后的发展前景将十分的广阔。

参考文献：

[1]王海亮.精通Oracle10g备份与恢复[M].中国水利水电出版社，2005.

[2]滕永昌，高杨.Oracle数据库系统管理[M].清华大学出版社，2003.

[3]孟小峰等.数据库技术发展趋势[J].软件学报,2004(15),12:1822-1836.

[4]赵广利,赵焕忠.基于Oracle数据库安全管理技术的实现[J].计算机工程与应用,2000(36),4:98-99.

数据库系统原理论文范文第5篇

论文摘要：目前，大多数高职高专院校以《SQL Server数据库与应用》课程作为计算机等相关专业的专业课，但这是一门理论性较强的课程，传统的以理论讲解为主的数据库课程教学显然不能适应高职院校教学，本文针对这一不足提出该课程与一门前台语言整合的教学改革思路。

1 数据库技术在计算机信息管理专业中的地位

1.1 课程性质与任务 是“计算机信息管理”专业必修的核心课程，有很强的实用性。教授学生理解关系型数据库原理，掌握关系型数据库的设计、管理和维护，让学生学完之后能够利用数据库知识进行信息处理和管理。

1.2 课程培养目标 通过数据库技术课程的学习，具有设计、使用和维护一个一般数据库系统的基本能力，能够根据具体的信息管理工作要求，设计出符合要求的数据库系统，并掌握一定的界面开发能力。

1.3 课程教学内容 主要知识点：关系型数据库的基本概念、数据库的设计、具体创建表、创建数据的方法、常用的数据库对象、SQL语言，重点是数据的查询统计语句、数据库的安全与管理，至少学习一种前台开发平台与数据库的连接及数据基本操纵方法。 能力要求：熟练掌握数据库的设计与创建、掌握数据库安全与管理维护操作。通过实际项目的学习，能够根据用户需求设计合理数据库，熟练掌握SQL查询和统计语句，能够编写SQL语句查询分析数据。

2 数据库技术课程教学中存在的问题

2.1 单独开设，注重理论教学，学生运用知识的能力差 目前，大多数高职院校计算机信息管理专业都会单独开数据库技术这门课。很多教师在教学活动过程中强调知识点的完整性，按照教材的章节顺序进行讲解，不能充分调动学生学习的积极性。学完之后，学生只掌握了一些基本概念，一些简单的SQL语句等，但还不能理解数据库技术作为信息管理系统后台技术支持的重要性，在进行数据库程序开发时，自己不能设计合理的数据库。

2.2 授课方式、方法不适宜 在传统的数据库技术教学中，教师重视理论知识的讲解，一般是讲解完理论知识，然后操作一遍给学生看，上机课让学生模仿做一遍。这种教学方式，只是停留在对知识点的学习，没有把课程系统化，学生不能理解这门课程在整个信息系统开发过程中的具体应用，学生虽然能够模仿做出每次课程的操作，但对知识的理解不够深入，自己思考的少，在遇到实际问题的时候不能自己分析解决，甚至在学习过程中兴趣不高，感觉不到数据库技术的作用。

3 数据库技术与其他前台语言的整合

数据库技术作为现代信息化技术的后台技术支持，除了具有一定的实用性外，还需要前台语言的连接，这样才能形成一个具有一定实用价值的系统。目前信息系统的结构是C/S结构或B/S结构。用于C/S模式开发的主要有VB、DELPHI等，用于B/S模块开发的主要有ASP、JSP、PHP等，目前，随着电子商务的发展，B/S模式的程序更加普及，社会对B/S模式程序设计、维护的人员需求较大。

考虑到单独开设数据库技术的教学效果不是很好，笔者所在的学校尝试将数据库技术与ASP整合起来，培养学生网站数据库的开发维护能力。经过充分的社会调研，分析工作岗位要求确定教学内容，以“够用、实用”为原则，让学生学有所得，并培养学生具有一定的自学能力。

改革后，采用项目课程的形式进行教学设计。课程教学内容围绕学生成绩管理系统展开，重点是网站数据库的设计，并讲解一定的前台网页开发技术。将教学内容对应到项目的各个环节，整个教学过程模拟计算机企业数据库项目开发的流程。

3.1 教学内容的分解 进行数据库项目开发，首先是进行需求分析，明确系统功能，分析当前工作过程中需要存储的数据，可以收集一些纸质的管理文档，确定系统需要的基本数据结构，所有数据库技术课程最先讲述的应该是关于系统数据逻辑设计方面的内容；确定系统的基本数据结构后，接下来要做的就是将它转化为系统的存储结构，这部分涉及到数据库的创建和数据表的设计与创建；建好数据库和表后，就要实现数据库数据的基本操作，如增加、查询、修改、删除，这部分内容一般对应于数据库项目开发中的程序设计环节，SQL语言的学习；学完数据操作语句之后，针对项目开发中可能涉及的复杂查询、数据统计，以及实现复合操作的要求，还涉及到视图的设计与建立、存储过程和触发器的设计和创建；学完以上内容之后，涉及的就是数据库安全和维护方面的内容，属于数据库应用项目初步完成之后的工作；最后，就是综合运用前面所提到的知识，开发一个完整的数据库应用项目，数据库技术课程内容的分解及对应的应用程序开发过程如图1所示。

3.2 课程实施建议 学时：总学时72，其中理论36学时，实践36学时。前导课程：Excel、网页制作、ASP。

3.3 项目的实施 教师首先给学生演示开发好的系统，让学生了解系统的功能，整个项目的开发过程。然后结合教学内容将项目进行分解，明确开发步骤和本课程对应的知识模块，将整个项目分解为多个子项目，针对每个子项目展开知识讲授，并利用项目方式，让学生分组完成子项目，在所有讲授完毕之后，让学生对子项目进行组合并修改，形成一个完整的项目，最后举行作品汇报会，让学生相互评价完成项目的情况，给出评语及建议，教师对学生完成的项目进行验收和总结课程的教学成果。整个教学过程循序渐进，环环相扣，既将课程内容讲授给学生，又让学生经历了整个数据库项目的开发过程，教学效果明显提高。

3.4 项目教学的保证措施 教学过程设计的再好，如果保证不了实施顺利进行，那也是没有用的，对于项目课程来说，教学过程也是循序渐进的，因此在开展教学之前，任课教师就必须制定保证措施，以保证教学顺利进行。根据实践经验，我们制定了数据库技术项目课程的相关措施如下:①教师要摸清学生情况，根据学生特点制定项目内容，并合理分好学生项目组，一个项目组成员，最好要搭配好、中、差的学生，让他们可以互相学生，保证实训项目的顺利完成，教师在设计项目课程时，难度要适中，才能达到预期的教学效果。②项目的设计要是学生比较了解的实际项目。项目教学中的项目一定要是学生比较清楚，容易理解的实用项目，脱离了这个基本规则，就很难调动学生的积极性。本课程所给出的项目——学生成绩管理系统，每个学生考试完都有成绩，成绩是怎么保存的？学生在家上网就能查询到自己的成绩，这是怎么实现的？学生用了学校的成绩管理系统，自然就会想到这些问题，并能激发他们学习兴趣。③制定有效、严格的成绩评定办法，促进学生保质保量地完成项目。高职学生在学习方面缺乏一定的自律性，在进行项目教学时，不把握好教学过程，教学效果反而会更糟，因为项目课程前后的连贯性很强，学生没有完成前面布置的项目，后面的项目就无从下手。所有在设计项目课程的同时，一定要制定严格、有效的成绩评定办法，以考促学。例如，取消理论考试，考核成绩将以项目验收的成绩为准，学生只有通过项目演示、现场答辩的相关考核，才算成绩合格。考核方式要给学生一定压力，督促他们学习，考核方式要注重对职业技能和职业素质的培养、要符合高职学生的特点。

4 结语

在《数据库技术》的教学实践过程中，将其与前台开发技术ASP整合，并采用项目的形式进行教学，教学中数据库原理的有关内容和概念贯穿于整个教学过程，即让原理部分与应用紧密结合。这样既能让学生能知其然并知其所以然，又能避免了纯粹讲原理的枯燥和泛味，取得了良好的教学效果。

参考文献

[1]李康乐.高职高专数据库技术改革新思路，哈尔滨金融高等专科学校学报.[J]，2009.6.