數(shù)據(jù)庫(kù)課程中案例數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

黃欣

摘要：針對(duì)目前數(shù)據(jù)庫(kù)課程中教學(xué)案例選取存在的問(wèn)題，分析和研究了國(guó)內(nèi)主流數(shù)據(jù)庫(kù)課程教材中所設(shè)計(jì)的案例數(shù)據(jù)庫(kù)，提出以論壇數(shù)據(jù)庫(kù)“simpleforumdb”作為課程的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)案例數(shù)據(jù)庫(kù)，并給出該案例數(shù)據(jù)庫(kù)的詳細(xì)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫(kù)；課程教學(xué)；案例數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）31-0001-02

Optimal Design of Case Database in Database Course Teaching

HUANG Xin

（Jiaxing Technician College Department of Trade and Tourism，Jiaxing 314036， China）

Abstract：Aiming at the problem of selecting the teaching cases in， we analysis and research the case database designed int the domestic and mainstream textbook of database course. We propose a forum database named “simpleforumdb” as teaching and laboratorial case， and the detailed design of this database is given at the mean time.

Key words：database；course teaching；case database design

數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是現(xiàn)代IT技術(shù)的重要支撐技術(shù)，是構(gòu)建各類信息系統(tǒng)與應(yīng)用系統(tǒng)的核心技術(shù)和重要基礎(chǔ)[1]。教育部的相關(guān)文件指出“當(dāng)代大學(xué)生應(yīng)具備利用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行管理、加工和處理的意識(shí)與能力，用以解決本專業(yè)領(lǐng)域中的問(wèn)題的能力”[2]。

國(guó)內(nèi)主流數(shù)據(jù)庫(kù)課程教材在組織內(nèi)容時(shí)，雖然有的側(cè)重?cái)?shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)原理的介紹，有的以某一數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（如Oracle、MySQL等）為平臺(tái)介紹數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的應(yīng)用，有的兼顧理論和技術(shù)，但無(wú)一例外都引入了一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)項(xiàng)目作為貫穿全書(shū)各章節(jié)、演示數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)鍵概念和技術(shù)的案例。許多在教學(xué)中廣泛使用的案例數(shù)據(jù)庫(kù)較為簡(jiǎn)單，與實(shí)際工程項(xiàng)目相差較大，不能很好地覆蓋數(shù)據(jù)庫(kù)課程所有知識(shí)點(diǎn)，導(dǎo)致學(xué)生在未來(lái)工作中遇到實(shí)際項(xiàng)目時(shí)無(wú)法快速上手。如何設(shè)計(jì)合理的教學(xué)案例數(shù)據(jù)庫(kù)已成為數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)亟待解決的重要課題。

1 主流數(shù)據(jù)庫(kù)課程教材使用的案例數(shù)據(jù)庫(kù)分析

下面從本專科兩個(gè)教學(xué)層次，選取兩本主流數(shù)據(jù)庫(kù)課程教材中引入的案例數(shù)據(jù)庫(kù)加以分析各自的優(yōu)點(diǎn)和不足。

1.1 圖書(shū)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)

由南京師范大學(xué)鄭阿奇教授主編的數(shù)據(jù)庫(kù)課程系列教材被列為普通高等學(xué)校國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，在職業(yè)院校和應(yīng)用型本科院校的數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)中廣泛使用。該教材以圖書(shū)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)作為教學(xué)案例[3]。

1.1.1 圖書(shū)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯結(jié)構(gòu)

圖書(shū)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)[3]如下：

1）管理員表：Administrator（角色名，密碼，備注）

2）讀者表：TReader（借書(shū)證號(hào)，密碼，姓名，性別，出生時(shí)間，專業(yè)，借書(shū)量，照片，備注，聯(lián)系方式）

3）圖書(shū)表：TBook（ISBN，書(shū)名，作譯者，出版社，出版年月，價(jià)格，復(fù)本量，庫(kù)存量，分類號(hào)，內(nèi)容提要，封面照片）

4）借閱表：TLend（借書(shū)證號(hào)，ISBN，圖書(shū)ID，借書(shū)時(shí)間，應(yīng)還時(shí)間）

5）還書(shū)表：HLend（編號(hào)，借書(shū)證號(hào)，ISBN，圖書(shū)ID，借書(shū)時(shí)間，還書(shū)時(shí)間）

6）借出表：TBLend（圖書(shū)ID，ISBN，是否借出）

1.1.2 圖書(shū)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)分析

優(yōu)點(diǎn)：圖書(shū)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)較為完整，學(xué)習(xí)者不難結(jié)合其他程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（如C#、JSP、ASP.NET等）構(gòu)造出一個(gè)實(shí)用的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)作為課程設(shè)計(jì)。另外，該案例數(shù)據(jù)庫(kù)的屬性較為豐富，可涵蓋SQL語(yǔ)言的主要數(shù)據(jù)類型。

不足：第一，可能是為了方便數(shù)據(jù)查詢，圖書(shū)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)上存在不規(guī)范問(wèn)題：部分表沒(méi)有達(dá)到3NF的規(guī)范化要求。例如在借閱表TLend中，存在非主屬性ISBN對(duì)碼（借書(shū)證號(hào)， 圖書(shū)ID ， 借書(shū)時(shí)間）的部分函數(shù)依賴[4]。還書(shū)表HLend也存在類似問(wèn)題。改進(jìn)的方法是從借閱表TLend和還書(shū)表HLend中去除屬性ISBN，同時(shí)在TLend中加入“編號(hào)”屬性作為該表的主碼。第二，圖書(shū)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)存在冗余問(wèn)題，部分屬性屬于冗余屬性，可以從相關(guān)表中去除[4]。例如圖書(shū)表TBook中每本書(shū)的“復(fù)本量”和“庫(kù)存量”可通過(guò)對(duì)借出表TBLend中相關(guān)記錄進(jìn)行聚集函數(shù)查詢（使用函數(shù)count）得到，所以這兩個(gè)屬性應(yīng)該從圖書(shū)表Tbook中去除（如果存在，為了維護(hù)數(shù)據(jù)完整性系統(tǒng)將付出很大的性能代價(jià)）。第三，和企業(yè)實(shí)際工程項(xiàng)目相比，圖書(shū)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)略顯簡(jiǎn)單。

1.2 學(xué)生選課數(shù)據(jù)庫(kù)

由中國(guó)人民大學(xué)王珊和薩師煊兩位教授編著的《數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論》一書(shū)引入的案例數(shù)據(jù)庫(kù)——學(xué)生選課數(shù)據(jù)庫(kù)在國(guó)內(nèi)多數(shù)本科院校授課時(shí)廣泛采用[5]?！稊?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論》也是國(guó)內(nèi)第一部介紹數(shù)據(jù)庫(kù)的教材，一直被國(guó)內(nèi)大多數(shù)本科院校作為課程教材和主要教學(xué)參考書(shū)。

1.2.1 學(xué)生選課數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯結(jié)構(gòu)

學(xué)生選課數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)[5]如下：

1）學(xué)生表：Student（Sno，Sname，Ssex，Sage，Sdept），其中屬性Sno表示學(xué)號(hào)，Sname表示學(xué)生姓名，Ssex表示學(xué)生性別，Sage表示學(xué)生年齡，Sdept表示學(xué)生所在系。

2）課程表：課程表Course（Cno，Cname，Cpno，Ccredit），其中屬性Cno表示課程號(hào)，Cname表示課程名，Cpno表示先修課程的課程號(hào)，Ccredit表示課程學(xué)分。

3）選課表：選課表SC（Sno，Cno，Grade），其中屬性Grade表示選課成績(jī)。

1.2.2 學(xué)生選課數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)分析

優(yōu)點(diǎn)：學(xué)生選課數(shù)據(jù)庫(kù)由學(xué)生表Student，課程表Course和選課表SC構(gòu)成。該案例數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)相當(dāng)簡(jiǎn)潔且符合關(guān)系規(guī)范化要求，因而在國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)中廣泛采用。

不足：第一，由于組成數(shù)據(jù)庫(kù)的表的數(shù)量較少，屬性定義不能完全涵蓋SQL語(yǔ)言的主要數(shù)據(jù)類型（如在定義學(xué)生選課數(shù)據(jù)庫(kù)的表時(shí)無(wú)法使用日期時(shí)間類型）。第二，學(xué)生表Student的屬性Sage是派生屬性，應(yīng)改為Sbirthdate（學(xué)生出生日期）較為合理，且可在定義時(shí)使用日期時(shí)間類型。第三，相比企業(yè)實(shí)際工程項(xiàng)目，學(xué)生選課數(shù)據(jù)庫(kù)過(guò)于簡(jiǎn)單。教師在講授復(fù)雜查詢技術(shù)、存儲(chǔ)過(guò)程、觸發(fā)器等內(nèi)容時(shí)，設(shè)計(jì)例題會(huì)比較勉強(qiáng)，無(wú)法設(shè)計(jì)出實(shí)用性強(qiáng)的例題（有時(shí)僅僅為了說(shuō)明相關(guān)理論或技術(shù)而舉例，無(wú)法讓學(xué)生理解該理論或技術(shù)的實(shí)際價(jià)值）。

2 案例數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)良好的案例數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)滿足的條件

基于前面對(duì)主流數(shù)據(jù)庫(kù)課程教材中引入的案例數(shù)據(jù)庫(kù)的分析，我們認(rèn)為一個(gè)設(shè)計(jì)合理、實(shí)用、新穎，具有較高教學(xué)價(jià)值的案例數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)該滿足：

1） 案例數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)來(lái)源于真實(shí)工程項(xiàng)目或?qū)?shí)際項(xiàng)目進(jìn)行簡(jiǎn)化，具有一定的實(shí)用性、啟發(fā)性和創(chuàng)新性，能完整貫穿數(shù)據(jù)庫(kù)課程主要知識(shí)點(diǎn)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)學(xué)習(xí)和技能訓(xùn)練起到良好的輔助效果[6]。

2） 案例數(shù)據(jù)庫(kù)的所有數(shù)據(jù)表應(yīng)符合關(guān)系規(guī)范化要求，所有數(shù)據(jù)表均應(yīng)達(dá)到3NF甚至BCNF。

3） 案例數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)表數(shù)量應(yīng)當(dāng)在5～6個(gè)最為適宜。實(shí)踐教學(xué)表明，如果案例數(shù)據(jù)庫(kù)中表的數(shù)量太多，對(duì)于初學(xué)者而言，在學(xué)習(xí)多表連接查詢或嵌套查詢時(shí)會(huì)有一定的干擾；表的數(shù)量太少，在講授存儲(chǔ)過(guò)程、觸發(fā)器等內(nèi)容時(shí)，教師不易設(shè)計(jì)例題。

4） 構(gòu)成案例數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)表中應(yīng)包含較多的屬性，這樣才能涵蓋SQL語(yǔ)言的主要數(shù)據(jù)類型，以便讓學(xué)生接觸和理解各種數(shù)據(jù)類型的使用方法。畢竟對(duì)于任何程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言而言，數(shù)據(jù)類型始終是最基礎(chǔ)、最重要的教學(xué)內(nèi)容之一。

5） 案例數(shù)據(jù)庫(kù)的記錄數(shù)量要達(dá)到一定規(guī)模，以便能更好地滿足教學(xué)和實(shí)驗(yàn)的需求。

2.2 論壇數(shù)據(jù)庫(kù)“simpleforumdb”

論壇模塊是各類網(wǎng)站中必備的模塊之一[7]，也是學(xué)習(xí)各種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言最理想的入門(mén)項(xiàng)目。我們?cè)趯?duì)“嘉興人網(wǎng)”、“天涯”等典型論壇結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出論壇數(shù)據(jù)庫(kù)“simpleforumdb”項(xiàng)目作為課程的案例數(shù)據(jù)庫(kù)。該案例數(shù)據(jù)庫(kù)具有很好的工程項(xiàng)目背景且符合前文提到的設(shè)計(jì)良好的案例數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)滿足的條件，可用于實(shí)際項(xiàng)目（或?qū)ζ渖约痈脑欤8]。論壇數(shù)據(jù)庫(kù)“simpleforumdb”的邏輯結(jié)構(gòu)如下：

1） 用戶等級(jí)表：rank（rankno， rankname， minimumintegral），其中屬性rankno表示等級(jí)編號(hào)，屬性rankname表示等級(jí)名稱，屬性minimumintegral表示達(dá)到某級(jí)別的最低積分。

2） 用戶表：user（username，emailaddress， password， registerdate， integral， userrank， status， lastactivetime， lastenunciabletime），其中屬性u(píng)sername表示用戶名，屬性emailaddress表示電子郵箱地址，屬性password表示密碼，屬性registerdate表示注冊(cè)日期，屬性integral表示用戶積分，屬性u(píng)serrank表示用戶等級(jí)，屬性status表示狀態(tài)（是否在線），屬性lastactivetime表示上次活躍時(shí)間，屬性lastenunciabletime表示上次發(fā)表時(shí)間。

3） 版塊表：column（columnid， columnname， moderator， columndescription， parentcolumnid），其中屬性columnid表示版塊編號(hào)，屬性columnname表示版塊名稱，屬性moderator表示版主的用戶名，屬性columndescription表示版塊說(shuō)明，屬性parentcolumnid表示父版塊編號(hào)。

4） 主帖表：mainpost（mainpostid， belongedcolumnid， poster， title， content， posttime， clickrate），屬性mainpostid表示主帖編號(hào)，屬性belongedcolumnid表示主帖所屬版塊編號(hào)，屬性poster表示發(fā)表主帖用戶的用戶名，屬性title表示主帖標(biāo)題，屬性content表示主帖內(nèi)容，屬性posttime表示發(fā)帖時(shí)間，屬性clickrate表示點(diǎn)擊率。

5） 跟帖表：replypost（replypostid， belongedmainpostid， replyer， replycontent， replytime），屬性replypostid表示跟帖編號(hào)，屬性belongedmainpostid表示跟帖所回復(fù)的主帖編號(hào)，屬性replyer表示回復(fù)用戶的用戶名，屬性replycontent表示回復(fù)內(nèi)容，屬性replytime表示回復(fù)時(shí)間。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的國(guó)內(nèi)主流數(shù)據(jù)庫(kù)教材中引入的案例數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比較分析，我們?cè)O(shè)計(jì)了具有較強(qiáng)工程背景和較高教學(xué)價(jià)值的案例數(shù)據(jù)庫(kù)——論壇數(shù)據(jù)庫(kù)“simpleforumdb”，以取代傳統(tǒng)的圖書(shū)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)和學(xué)生選課數(shù)據(jù)庫(kù)，用于數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)踐表明，教學(xué)案例數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)于改善教學(xué)效果，提高學(xué)生實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神起到重要作用，最大限度地滿足了教師教學(xué)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)的需求。

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