山西大学商务学院作为一所独立学院，教学定位就是要培养应用型人才，使学生在毕业后，能尽早的适应工作岗位需要。但是在长期的教学工作和指导毕业设计的过程中，笔者发现了一些具有典型意义的现象。以往不少成绩优秀下面是小编为大家整理的2023年度数据库系统概论【五篇】（全文）,供大家参考。
数据库系统概论范文第1篇
关键词：数据库原理；
实训；
教学改革；
独立学院
中图分类号：G642 文献标识码：B
文章编号：1672-5913(2007)10-0051-03
1引言
山西大学商务学院作为一所独立学院，教学定位就是要培养应用型人才，使学生在毕业后，能尽早的适应工作岗位需要。但是在长期的教学工作和指导毕业设计的过程中，笔者发现了一些具有典型意义的现象。以往不少成绩优秀的学生完成四年本科学习之后，在最后的毕业设计中面对实际问题需要进行数据库系统框架的构建的时候，完全不知道从何处开始着手。抛开其华丽的前台界面，他们设计的后台数据库和数据表的结构，甚至可以用简单幼稚来形容。由此产生的系统隐性逻辑漏洞，使这些毕业设计作品毫无任何实际意义，完全成为应付毕业答辩的摆设。
究其原因，就是这些学生实践经验极其匮乏，动手能力差，无法将以前学过的数据库理论知识与实际开发相联系。在这样的背景下，我们开设了“数据库系统概论”的实训课程。该课程的教学以“数据库系统概论”为理论课程，SQL Server 2000软件作为实验环境，并编写了专门的实训指导书，全部实训内容围绕该课程的各个知识点展开，以实现知识、技能优化整合。
2实训教学的目标
作为一门与“数据库系统概论”相结合的实训课程，本课程的教学着重于训练。课程本身没有任何“考点”，所有内容均与《数据库系统概论》书中的内容同步。学生在实训的过程中应掌握的并非一些抽象的概念，而是去锻炼一系列具体的实践能力。实训课程着重在以下几个方面对学生的能力进行培养。
2.1学习兴趣的培养
经常有一些计算机专业的学生，在一个学期结束之后，完全不知道数据模型为何物、有何用途。如果学生对于专业根本不感兴趣，那他就不可能把这个专业学好。乌申斯基曾说过这样一名话：“没有兴趣的强制性学习，将会扼杀学生探求真理的欲望”。所以教师应特别注意教学方法的选择，以保持和提高学生的学习兴趣。
因此，只有当学生自觉主动地投入到学习中时，才能说明此课程的教学是成功的。
2.2独立解决问题的能力
长期应试教育的结果使得部分学生不能正确理解知识、能力的关系，尤其不能正确认识他们之间的区别。他们甚至认为，知识、能力是等同的，都可以通过考试分数来衡量，较高的考试分数似乎就意味着较强的能力，受到这种传统应试思想的影响，很多学生知识的积累与能力的培养完全依赖于课堂上老师的教学内容。
这种完全依赖与课堂教学的被动应试模式所造成的恶劣后果，在大四的毕业设计中全部暴露出来，学生除了课内的理论知识之外一片茫然。笔者在指导毕业设计的过程中，发现他们所开发系统往往缺乏整体的规划，早期数据库整体架构设计时考虑不周而导致的逻辑漏洞，在后期的调试阶段表现为系统功能上的重大缺陷。使系统陷入无休止的“修改―引发新问题―再修改”的恶性循环中，并最终导致整个系统的重构。因此，一定要学生自己去思考，将学生独立解题的思维当做教学的根本目的来着重培养，以积累其解决实际问题的能力。
2.3实践经验的积累
传统的延续多年的本科教学使得本科生可以学习到一大堆前人在实践中总结出来的抽象理论和概念。学生在课本上可以找到每一条理论定义的基本原理和推理过程，例如数据的抽象、完整性控制等。但就缺乏将这些从实践中得到的基本原理再重新应用到实际工作中的能力。究其原因，就是学生用计算机解决实际问题的能力不足和实践经验的匮乏。
学生的能力应不仅仅限于数据库的设计与构件，而需要具备数据库结构的优化和重构的能力。这就需要我们在强化理论教学的同时，应重视学生实际动手能力的培养，让学生亲手去做。只有培养好学生的动手能力，让学生参加一些简单数据库系统的构建，积累最基础的数据库架构设计经验与常识，才能使学生在后续的课程中充分理解数据库的设计与核心思想。
2.4自学能力的培养
笔者在与已毕业的往届学生的交流中，经常会听到他们埋怨学校教学内容“过时”，并未教给他们任何“实用”的东西。比如，当前最流行的图像处理软件、最新版本的开发语言等等。此类情况在考试成绩优秀的学生身上出现的尤其明显。在独立学院教学中，学生最需要掌握的不是课堂上死记硬背的知识点，而是自学、自行消化新知识的能力。计算机技术的发展日新月异，其中软件的升级和更新更是使人目不暇接，今天在大学课堂中学习的理论知识是没有多少能够在毕业之后直接应用在工作中的。
要解决这个矛盾，只有加强对学生自学能力的培养，使学生能够主动积极地学习，根据的需要，及时更新自己的知识结构，以适应社会的需要。
3教学内容的结构
3.1理论教学
在实训课程中，课堂教学与上机实验的课时比例是1/3。在有限的课堂教学中，主要是对学生们实验课过程中普遍出现的典型问题进行总结归纳，并结合理论教材内容联系实际进行分析。指导学生由理论过度到实践，将学生碰到的具体疑问及时解决。同时在实验课中表现优秀的学生可以有机会向大家演示自己的作品并介绍自己的实现算法，这样还可以锻炼学生的表达能力，展示其思维过程，重点培养其创造性思维能力。
3.2实验教学
(1) 实验进度安排
实训教学中设计了三个阶段：基本技能培养、综合模块设计能力的培养和系统设计能力的培养。第一阶段主要通过验证型实验，对理论教学中的原理、定义进行验证性的学习并予以掌握，进一步加深课堂教学的感性认识；
第二阶段通过综合模块的设计，让学生根据题目要求，将前一阶段所学到的知识综合应用，在实验的过程中进行阶段性的汇总；
第三阶段通过课程设计，培养学生正确的设计思想，分析和解决实际问题的能力和勇于探索的创新精神。
(2) 实验题目
受学时数的限制，为学生上机实验所提供的每一个实验题目都需要周密考虑、精心设计。力求在有限的课时中获取最佳的教学效果。为此我们编写了专门的实训指导书，所设计的实验题目遵循了以下几点：
1) 所有的题目都出自实际应用中遇到的问题：排除传统的技巧性解题，避免出现在理论教材的习题中常见的仅仅针对关键字和语法特点的题目，以免误导学生陷入学习误区，长时间在语法细节上转圈，单纯为完成习题而解题。
2) 在基本技能培养阶段的实验题目具备一定的针对性，所有题目的内容与理论教材中各个知识点相对应，围绕着“数据库系统概论”教学计划中的各个知识点进行实际训练，使学生能完整、准确、有条理的掌握课程的各个基本知识点。
3) 在综合模块设计阶段的实验题目具备一定的概括性，这时题目的数量有所减少，但每一道题目的内容同时涵盖上一个教学阶段中涉及到的多个知识点。让学生在完成实验的同时通过实践手段对自己近期所学的知识进行阶段性的总结。
4) 在系统设计阶段的题目即课程设计的题目，课程设计是学生在学完一门课后应用本课程知识和以前积累的知识所进行的综合性、开放性的训练。实验题目应具备高度的综合性，其题目涵盖到课程中的所有重要知识点；
同时跨越课程界限。要求学生在完成设计的过程中除应用数据库课程的相关之外同时采用之前学习过的软件开发语言来设计系统前台操作界面。实现多门专业课程知识的综合应用，以培养学生工程意识和创新能力。
(3) 实验过程指导：
实验课组织形式是有意识地将理论教学内容和实验内容相结合，教师在理论课上应指导学生做好实验预习。实验课时首先由教师利用课件讲解实验内容及相关注意事项，然后学生自己动手操作，教师对学生只进行方向性指导，帮助学生理解题目和把握设计方向。学生在教师的指导下，根据给定的实验题目，自己设计实现方案、步骤。只要总体目标达到，教师可不作特别具体的要求，让学生多角度、多方位地思考，培养学生进行科学研究的能力，使他们探索性地解决所提出的问题。
3.3成绩评定
(1) 考核的方式与标准
实训课程的考核包括教学环节的考核和实验环节的考核，两者分别进行，两者之和为课程的总成绩。教学环节的考核与实验环节的考核同时完成。教学环节考核不通过者，实验环节的考核成绩作废。实验环节的考核包括报告和答辩两种形式。要求做的实验必须做，缺一次实验将不参加最终成绩的评定，任何一个实验题目不能完成也不参加最终成绩的评定。
(2) 成绩的构成
学生在校期间参加专业课程的学习时，最为关注的问题往往是如何能通过考试。而实训课程本身并不设置专门考试，该课程最终的成绩通过学生每一次上机实验课作业的得分（占40%）和平时到课率（占20%）课程设计（占40%）的得分计算而来。因此，只有平时重视理论联系实际，勤思考、勤动手的学生，期末才能获得好的成绩。这样不仅可以提高学生在上机实验课中的积极性，也减轻了学生考试的压力。
4结论
通过一个学期的实践，实训课程取得了良好的教学效果，学生们摆脱了死记硬背的学习方法，学习起来轻松、活跃和主动；
课程设计的过程中，气氛活跃，互动性很好，有许多学生还利用了大量的休息时间，投入到课程设计中去。经过实践和探索，不仅提高了解决实际问题，而且还培养了学生的团队合作能力和创新精神。
学生从开始学习计算机起，就会不断遇到新的技术、新的软件，在教学中注重培养学生解决问题的能力和创造性，多提供运用知识的机会，教会学生怎样学习就显得特别重要。只要努力地去培养学生的动手能力、自学能力和解决问题的能力，让他们思考、实践、主动摸索，学生毕业后才能尽早的适应工作需要，成为应用型人才。
参考文献
[1] 萨师煊. 数据库系统概论[M]。
高等教育出版社，2000.
数据库系统概论范文第2篇
数据库是信息管理的核心和基础技术，而本节内容正是信息管理的重点，因此采用情境导入、任务驱动的方式对学习任务进行深入学习，并通过层层深入的设问来调动学生学习的积极性。学好本节内容，可以使学生养成良好的信息资源管理习惯，掌握信息资源管理的常用方法以及利用数据库存储、管理大量数据并实现高效检索，对于学生今后的生活、工作和学习是相当有益的，而且也能为以后学习选修模块《数据管理技术》作好知识和技能的准备，具有承上启下的作用。本次课占2课时。
一、教学目标
知识与技能：了解数据库的基本概念，理解数据库应用程序、数据库管理系统、数据库的关系；
了解Access中数据库表、记录、字段的概念；
学会使用Access浏览、修改、添加、删除记录，了解字段数据类型的选择。
过程与方法：通过在线注册,实践体验数据管理系统和数据库应用程序的作用，能根据实际情况获取数据库中的数据，学会归纳总结的学习方法。
情感、态度与价值观：体会使用数据库管理信息对我们学习、生活带来的影响，树立科学管理、使用信息资源的意识，体验网络数据库的优势。
二、教学重点、难点
教学重点：数据库系统的几个概念间的关系，数据表记录的添加、修改、删除操作。
教学难点：数据库系统的几个概念间的关系，字段数据类型的确定。
三、学情分析
高一年级的学生已掌握Office办公软件的使用，如Word、PowerPoint和Excel，这些为学习本节课提供了一定的基础。数据库系统是新课程改革后加进来的内容，大部分学生都是第一次接触，相对来说掌握起来有一定的难度。
四、教学过程
1.创设情境，激情导入
师：同学们，平时我们经常会上网注册一些信息，今天请大家一起到老师自建的网站上来注册信息。请大家在IE浏览器的地址栏上输入地址192.168.1.10，进入“数据库系统学习平台”，完成注册。
学生登录网站，进行注册，并登录到主页。主页设计如图1所示。
师：好了，现在请大家点击主页左边的“显示已有用户”图标，看看我们班同学的注册信息。
学生看到了自己和其他同学的注册信息都显示在了网页上，如图2所示，觉得很好奇，课堂气氛活跃。
师：现在请同学们思考一下大家注册的信息为什么会显示在网页上？
学生纷纷议论。
生：肯定是我们注册的信息保存到教师机上了。
师：对了，很好。但是具体又是保存到了什么文件里了呢？
学生思考片刻，但没人回答。
师：这就是我们今天要学习的内容――数据库系统。
设计意图：引导学生进入“数据库系统学习平台”注册自己的信息。通过注册、登录和显示已有注册用户来激发学生的好奇心，并由此引入新课。
2.讲述新课
（1）理解数据库、数据库管理系统、数据库应用系统、数据库系统四个概念。
结合书本内容，组织学生思考如下问题：
①数据库是什么？请用自己的话来概括。
②我们通常用什么来建立和管理数据库？
③刚才的网上体验是数据库管理系统还是数据库应用系统？
④数据库系统包含了什么？
（2）四个概念间的关系。
教师展示PPT，并结合刚才的网上注册来理清四个概念之间的关系，如图3所示。
设计意图：由于概念比较抽象，设计时先让学生自学概念，再结合网上注册的例子以图的形式来帮助学生理清概念之间的关系。
（3）体验网上数据查询。
师：现在就请大家思考一下我们身边还有哪些地方用到了数据库？
学生讨论并回答。
师：同学们的回答都很好。现在请同学们点击主页左边的“查询成绩”图标，输入自己的考号来查询一下本次期中考试的成绩吧。
学生尝试根据考号来查询自己的成绩，真正感受到数据库高效检索的优势。
设计意图：通过设问引导学生理论联系实际，感受数据库系统在信息管理方面的优势，进一步体验数据库的应用。
（4）数据库中表、字段的概念及字段的数据类型。
师：现在请大家考虑本节课一开始的问题：大家刚才注册的信息保存到了哪里？
生：保存到教师机的数据库文件里。
师：对了。平时大家到互联网上注册的信息其实就是保存到相关网站对应的数据库文件里。在网上查询资料其实也是到相应服务器的数据库文件里查找。
教师用Access打开刚才学生们注册保存的数据库文件(userinfo.mdb),打开后让学生讨论Access和Excel的异同点。教师根据学生的讨论情况再介绍Access中数据表，记录、字段的概念。
（5）记录的修改、添加、删除。
打开桌面上“student.mdb”文件，完成以下操作：
第一步，将表中的姓名“赵丽雅”改为“赵雅丽”。
第二步，在表的最后添加一条记录，内容为“100 406010900”、“胡杨林”、“1”、“85”、“85”、“85”。
第三步，删除刚才添加的这条记录。
设计意图:让学生充当管理员的角色，知道如何在Access中添加、修改、删除记录，并且趁机引导学生要对数据库文件做好安全工作，树立科学管理、使用信息资源的意识。
（6）字段的修改、添加和删除。
教师打开注册信息表(info)，并对这张数据表需要用到哪些字段、各个字段分别选择什么数据类型进行分析。组织学生讨论，完成以下问题的思考：
①如何修改字段名?
②如何在字段的后面添加另外字段？
③同一个字段内的值可以任意填写吗？
设计意图:通过层层深入的设问让学生明白如何设计字段。
3.随堂测试
点击主页上的“随堂测试”图标，完成课堂测试并当堂批改。
4.自我评价
学生点击主页上的“自我评价”图标，完成自我评价。
5.课后作业
以四人为一小组，合作设计一个图书借阅系统的数据库，要求包括用户信息表、图书信息表和借书记录表。
五、教学反思
本节课的内容是数据库相关概念、记录操作和字段类型选择。概念理论的知识点很多，动手操作内容比较少，很难引发学生学习的兴趣。对于这点顾虑，我在引入阶段设计了学生上网注册信息这个过程，一方面为了引起学生的学习兴趣，另一方面也能让学生亲身感受利用数据库存储、管理大量数据并实现高效检索方面的优势，为下面数据库的讲解提供了实例。
数据库系统概论范文第3篇
关键词:知识网络;结构分析;教学策略
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)01-161-02
1 概述
数据库技术诞生于20世纪60年代末期,逐步发展成为一种计算机应用的专门技术,而今更成为现代计算机环境中理论研究和实用技术的核心组成部分。学习数据库课程的目的不仅要掌握其基本理论,而且要求能够用用现有的DBMS和数据库应用系统开发工具解决实际问题。由于数据库技术专业术语多,理论丰富,应用广泛,使课程的结构呈现出发散状态,对教师授课和学生学习都提出了严峻的挑战。
2 课程结构分析
通过分析研究大量中外教材(见参考文献)可以看出,该课程容量大,内容前后交错,重叠呈现,一方面根据基础理论、基本设计和系统管理构成了课程的纵向线条,另一方面在纵向线条的不同阶段不少知识点有重叠和递进,衍生出横向线条,使得课程内容形成复杂的知识网络。
2.1 纵向结构分析
该课程各种版本的教材中纵向结构大体基本相同。典型的情况是通常将数据库技术课程分成四大部分内容,每部分再分成若干章节。分析我国经典数据库教材萨师煊、王珊教授的《数据库系统概论》有以下的结构:
第一部分是数据库的基础理论,分成数据模型、关系数据库基础理论、数据库标准语言SQL、数据库安全性和数据库完整性五章。
第二部分是数据库的设计与应用,分成关系数据理论、数据库设计和数据库编程三章。
第三部分是系统管理与维护,分成关系查询处理和查询优化、故障恢复技术和并发控制三章。
第四部分是数据库新技术,包括新型数据库类别和高级应用。
有些教材将关系查询处理和优化放到第一部分,作为数据库的基础理论,同时将数据库的安全性和完整性放到第四部分,作为系统管理与维护的内容。分析这些章节所表达的意义,这样的安排都比较合理。
2.2 横向结构分析
该课程各种版本的教材中横向结构包括的知识点不尽相同,其中主要是由于国外的教材通常涉及到更多更细致的内容,各知识点在不同章节呈现的深度广度也不尽相同,分析典型的情况,包括的内容主要有:
1) 数据模型中对关系及其相关概念的概念使用描述的方法;在关系数据库理论中使用了关系代数的精确定义。
2) 数据完整性在关系数据库理论中使用描述的方法介绍了关系的完整性;在SQL中不强调名称地基于功能分类进行了完整性实现;在数据库可完整性一章中理论和实现上均进行了广义的扩充,系统管理和维护部分则把完整性作为其管理和维护内容的重要一部分工作进行了研究。
3) 关系数据库理论中的数据操纵使用关系代数来完成;在实际的DBMS中使用SQL完成;在关系查询的优化中以关系代数的实现过程为依据,以SQL的构造为实现方法构成了数据操纵从理论到实现,从实现到优化实现的完整研究。
4) 数据库安全性与完整性有类似的安排。
5) 作为关系中总最要的概念之一的码从数据模型一章开始引入;在关系数据库理论中详细描述码及其相关概念的含义;在SQL部分使用语言实现;在关系数据理论部分进行展开,一方面基于关系理论进行精确定义,一方面分析了各个不同码的概念的区别和意义,对后期内容中码的应用打下了坚实的理论和实现基础。
以上分析是主要的例子但并不完全,但从以上的分析已足以见该课程内容的丰富和繁杂。
3 课程教学策略与实践
1) 将课程由复杂的网络结构理清为线条清晰的纵向结构和横向结构。
2) 教学内容的组织原则是以纵向结构为主以横向结构为辅。即课程的讲授基本不打乱教材的章节次序,但讲课中渗透横向结构知识点的处理。
3) 分析并明确各横向结构知识点。整理出所有相关的知识点,明确它们在本课程中不同章节处出现时所承担的不同作用,所完成的不同功能。
4) 设计各横向结构知识点在各章节教学过程中的任务。安排各相关知识点在第几章的授课中具体讲什么内容,讲到什么程度。
5) 横向结构知识点讲课过程中要进行回溯。回溯要简明扼要。学生回忆起学过的内容,教师又同时不必消耗太多课时,温故知新,温故求新。
6) 横向结构知识点完成时进行总结,对进一步应用探索指明方向。
7) 明确学生在每部分学完需要掌握的知识点及程度并辅之以网络课堂,其中基本资料至少包括课件、作业和答疑,以提供给学生及时和持续的指导。
4 效果分析
经过几年的实践,数据库技术课程的教学达到了以下效果:
1) 将课程复杂的网络结构简化成纵向和横向两条线性结构,学生的学习由难趋易,明显降低了课程难度。知识点有打碎有融合。打碎是小化知识点,降低难度,融合是为了知识点的融会贯通和有效应用。
2) 将数据库理论和应用相互促进。横向结构保证知识点既在理论部分分析讨论又在应用部分基于某种具体的DBMS进行实现,知其然知其所以然,增强了学生学习的兴趣。
3) 实现了知识的顺利迁移。数据库理论是广谱的通用的知识点,这种DBMS的功能这样实现,另外的DBMS势必主要也包括了这样的内容,掌握了理论将方便学习和移植,把学习一个DBMS的方法迁移到另一个不同的DBMS上去。这个在学生毕业设计中得到了明显体现。课程实验使用SQL Server环境,毕业设计使用 Oracle 或 Mysql 或 DB2 等,通过自学,学生们顺利完成了任务。
4) 学生掌握了一种新的学习方法,从而增强了自主学习能力。沿着教材的纵向结构学习是一种本能,发现知识的横向结构、提取它,然后以此掌握知识的内涵并应用于实践则进入了学习的更高一层境界。这种能力,可以用于这门课程,当然也可以用于其它课程;可以用于学习功课,当然也可用于应用实践。
参考文献:
[1] 王珊,萨师煊.数据库技术[M]4版. 北京:高等教育出版社,2006.5.
[2] 黄德才.数据库技术及其应用教程[M]2版.北京:科学出版社,2006.8.
[3] C.J.Date. 数据库系统导论(An Introduction to Database Systems)(Seventh Edition)[M]. 北京:机械工业出版社,2003.
[4] Abraham Silberschatz, 等. 数据库系统概念(Database System Concepts)(Fifth Edition)[M]. 北京:机械工业出版社,2008.
[5] Patrick O’Neil,等. 数据库技术编程与性能(Database Principles, Programming and Performance)(Second Edition)[M]. 北京:机械工业出版社,2006.
[6] 叶小平, 汤庸,等. 数据库系统基础教程[M]. 北京:清华大学出版社,2007.
[7] 施伯乐,丁宝康,等. 数据库教程[M]. 电子工业出版社,2004.
[8] 陈志泊.数据库技术及应用教程[M]. 北京:人民邮电出版社,2002.
数据库系统概论范文第4篇
[关键词]数据库；
关系模式；
结构设计
中图分类号：TP312 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）42-0319-01
1 数据库概述
数据库是数据管理的最新技术。数据管理先后经过了人工管理阶段、文件系统阶段、数据库系统阶段。在数据库领域中最常用的数据模型有层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型等。关系型数据库系统是建立在关系模型基础上的。
关系数据库系统遵循严格的数学基础，它应用数学方法，主要是集合代数的概念和方法来处理数据库中的数据。关系数据库的数据结构简单，它的逻辑结构可以看做是一张二维表。
2 数据库设计方法及流程
大型数据库的设计是涉及多学科的综合性技术。数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造优化的数据库逻辑模式和物理结构，并据此建立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储和管理数据，满足各种用户的应用需求。数据库的设计应符合“三分技术、七分管理、十二分基础数据”的基本原则。其基本设计步骤分为：需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库实施、数据库运行和维护六个阶段。
2.1 需求分析
需求分析是数据库设计的起点，简单地说就是分析用户的需求。该阶段的任务是通过详细调查现实世界要处理的对象，充分了解原系统工作状况，明确用户的各种需求（包括信息要求、安全性与完整性要求），然后在此基础上确定新系统的功能。注意新系统必须充分考虑今后可能的扩充和改变，以预留出足够的可扩展空间等。例如：对于一个教务管理系统的设计，设计之初首先应了解其工作需求，确定要实现哪些功能、应包含哪些属性以及未来可能的扩展需求等。
2.2 概念结构设计
概念结构设计是将需求分析阶段所得到的用户需求抽象为信息结构的过程，它是整个数据库设计的关键。概念结构的主要特点包括：能真实充分的反应现实世界，易于理解，易于改正，易于向关系、网状、层次等各种数据模型转换。
概念结构设计通常有自顶向下、自底向上、逐步扩张、混合策略四种方法。概念结构是对现实世界的一种抽象，一般包括分类、聚集和概括三种抽象。利用抽象机制对数据进行分类、聚集，形成实体、实体的属性，标识实体的码，确定实体之间的联系类型，设计分E-R图是概念结构设计的第一步。具体做法包括：选择局部应用，一般以中层数据流图作为设计分E-R图的依据；
逐一设计分E-R图，即对每个局部应用设计分E-R图。最后，将得到的各分E-R图综合形成一个系统的总E-R图。在教务管理系统中有学生、教师、主任等实体，学生实体有包含姓名、学号、班级、成绩等属性，应对其逐一设计E-R图。
注意在形成总E-R图的过程中并不是将各个分E-R图进行简单的合并，因为在合并过程中分E-R图之间会因为各种原因导致许多不一致的地方，即会产生冲突现象。应先通过讨论、协商并根据应用的语义解决各类冲突。
2.3 逻辑结构设计
逻辑结构设计是指将概念结构设计阶段设计好的E-R图转换为与选用DBMS产品所支持的数据模型相符合的逻辑结构。设计逻辑结构首先将概念结构转换为关系、网状、层次模型。例如，设计关系模型就要根据E-R图设计二维表，二维表中包括字段名、数据类型、长度、描述等。最后设计符合用户习惯的外模式。
实现E-R图向关系模型的转换实际是就是将实体型、实体的属性和实体之间的联系转换为关系模式。实体的属性就是关系的属性，实体的码就是关系的码，实体之间的联系应注意它是一对一、一对多还是多对多的联系。形成初步的关系模型后，然后就是对模型的优化。关系数据模型的优化通常以规范化理论为指导。在对外模式的设计上，关系数据库管理系统一般都使用视图这一功能设计更符合局部用户需要的用户外模式。
2.4 物理设计
物理结构设计就是为逻辑结构设计阶段所得到的数据模型选取一个最适合应用要求的物理结构。在关系数据库中主要是先指定存取方法和存储结构，然后主要对时间和空间效率进行评价。
考虑到数据库系统是多用户的共享系统，所以应建立多条存取路径以满足多用户的多种应用要求。常用的存取方法有索引方法、聚簇方法、HASH方法。
2.5 数据库的实施和维护
在数据库实施阶段，设计人员要用RDBMS提供的数据定义语言和其他实用程序将数据库逻辑设计和物理设计结果严格描述出来，成为DBMS可以接受的源代码，再经过调试产生目标模式，最后就可以组织数据入库了。
在数据库试运行后，由于应用环境、物理存储等不断的变化，所以应对数据库进行长期的维护工作。对数据库的维护包括：数据库的转储和恢复，数据库的安全性、完整性控制，数据库性能的监督、分析和改造，数据库的重组织与重构造等。
3 数据库的规范化及约束条件
由于逻辑结构设计并不唯一，对于任何一种数据库应用系统如何构造出合适的逻辑结构，这就涉及到规范化问题。对于关系模式最基本的要求是应满足第一范式，即每一个分量必须是不可分割的数据项。此外，为了消除关系模式中存在的插入删除异常，修改复杂，数据冗余等毛病，应使关系模式逐步满足第二、第三范式、BC范式等。
关系的完整性规则是对关系的某种约束条件。它包括实体完整性、参照完整性和用户自定义的完整性三种完整性约束。其中，实体完整性要求关系中的主属性不能为空；
参照完整性是用来描述实体与实体之间联系的完整性约束，这两个是必不可少的完整性约束条件。此外，数据库系统根据应用环境的不同可能会有某些特殊的约束条件，这就需要用户自定义完整性。
完整性约束和规范化是数据库系统设计中必不可少的约束条件。只有满足这些约束条件才能设计出完整、高效、可靠的数据库系统。
总之，在信息化社会，能充分有效地管理和利用各类信息资源，是进行科学研究和决策管理的前提条件。数据库技术是管理信息系统、办公自动化系统、决策支持系统等各类信息系统的核心部分。
高思，1993年9月，汉族，河北省石家庄，本科，学生，计算机科学与技术。
赵博，1992年6月，汉族，河北省张家口市，本科，学生，计算机科学与技术。
参考文献
[1] 王珊，萨师煊，《数据库系统概论》，高等教育出版社，2013.12.
[2] 王晴，《新编关系数据库与SQL Server 2008》，清华大学出版社2013.8.
[3] 吴德胜，赵会东，《SQL Server入门经典》，机械工业出版社，2103.4.
[4] 李巧君，刘春茂，浅析数据库设计的一般流程和原则.技术与市场.2010.
基金项目
数据库系统概论范文第5篇
关键词：本体；
知识库；
知识库系统
中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)18-2pppp-0c
Research on Knowledge Base System Based on Ontology
LIU Cheng-liang,lI Han
(Henan Normal University,College of Computer &Information Technology,Xinxiang 453007,Chian)
Abstract:Ontology is introduced to the knowledge base in this paper based on the traditional knowledge base system. The origin and development of ontology in knowledge engineering,the definition and role in knowledge base system are discussed in the paper.Then,the approach to building the knowledge base system is studied and its application is introduced a question knowledge base system as an example of.
Key words:Ontology;Knowledge base;Knowledge base system
1 引言
近年来，知识库技术已经在许多相关领域得到了广泛关注和深入研究。21世纪是信息时代，知识库系统应用研究已成为信息时展的必然，而构建基于本体论的知识库系统是提高知识的共享性、互操作性、可维护性和可重用性的一个有效途径，具有深入研究的价值。作者已在“知识库系统的原理及其在智能搜索引擎中的应用”一文中探讨了知识库系统的基本原理，包括知识的定义、表示和知识库系统的推理机制、系统结构等。在此基础上，本文将本体（Ontology）论引入到知识库系统中，讨论了本体知识库系统的构建。
2 本体论与知识库
2.1 本体的起源
本体（Ontology）是哲学界的一个概念，它是指“哲学中研究世界的本原或本性的问题的部分”，或是“玄学 (metaphysies)中涉及存在的性质和关系的一个分支”。它是关于存在及其本质和规律的学说，是物质存在的一个系统的解释，这个解释不依赖于任何特定的语言。
2.2 知识库中本体的引入
对于知识库而言，最核心的部分是知识表示。对于不同类型的知识范畴，选用不同的知识表示方法对知识处理的影响很大。
在实际的知识表示过程中，传统知识表示方法在知识表示、传递和共享过程中存在先天性的缺陷。一方面，它所表达的知识无法保证在传递和共享过程中知识理解的唯一性与无二义性；
另一方面，在大量原子性知识的环境中对复杂知识的表达与推理可能会产生组合爆炸。因此，冲突消解能力的强弱以及知识原子的大小、多少与组织方式直接决定了这种知识表示方法的可用程度。
为了解决上述知识表示方法中存在的问题，在知识工程领域引入了本体（Ontology）的概念。
目前在学术界对本体（Ontology）还没有统一的定义，比较公认的是T.R.Gruber于1 994 年提出的定义：Ontology是一个可共享的概念化规范，概念化是某领域的概念及其相互关系的描述，是所描述的世界的一个抽象的和简化的视图。根据这个定义，本体是一种概念体系或基本知识体系，是知识库较高层次的知识抽象。抽象是把握世界的工具，概念是抽象的直接结果。任何 Ontology都不可能把握复杂现实对象的全部，只能根据领域来刻画其某些侧面，或限定在人们所关心的领域侧面中。Ontology描述了知识的结构，在给定的领域，它构成了面向该领域的知识表示系统的核心。它使知识共享成为可能。
2.3 知识库中本体的定义
知识本体可以用一个三元组定义：
KO=(1)
上述三元组中各字母的代表的含义如下：
（1）KA(Knowledge Atom)为知识原子，表示整个知识模型中最小的知识表示单元，可以是公理、概念及基本的操作关系等，即：
lcl01.tif (2)
bi表示知识论域Ω中的知识原子；
（2）Rela(Relation)表示知识原子之间以及由知识原子构成的知识实体之间存在的相互联系作用和影响的集合，即：
lcl02.tif (3)
其中，m表示由知识原子构成的知识实体，即：
lcl03.tif (4)
rijbi,bj)表示知识原子之间的关系，rklbk,bl)表示知识实体之间的关系；
（3）Rule表示知识原子或知识实体之间的关系组合生成的一些规则或操作集。
2.4 本体在知识库系统中的作用
知识库系统的实现主要涉及知识的表示、传递、推理和获取，以实现知识的检索，满足用户的需求。传统的检索方法有一定的效率， 但同时都缺乏一种对知识进行表示、推理、检索和获取的综合手段。而被引入到知识库系统中的本体，可以用术语或概念对知识进行表达，同时揭示这些知识之间内在的关系。基于Ontology的知识库系统中的知识不仅通过纵向类属分类，而且通过对本体的联想进行组织和关联，然后推理机构利用这些知识进行推理，以满足用户的检索需求。
总的来说，本体在知识库系统中的作用有：
(1)本体提供了一种结构化的表示领域知识的形式化方法。本体明确说明了领域概念，及概念之间的关系，并且支持对领域规则的描述，是领域知识的形式化表示。
(2)本体提高了知识的可重用性。本体提供了独立于应用的描述方法，使其可以在不同系统之间重用， 提高了知识重用的层次。例如在开发基于本体论的知识库系统时，知识工程师详细说明模型中涵盖的概念、实例、关系和公理等实体，并以此建立领域本体。通过使用元属性对属性进行分析，并对属性提出一种针对本体建模的概念化的形式化方法，解决了知识重用的一些问题，这不但使开发人员减轻了工作负担，而且有效地促进了来自不同领域的研究人员和组织间的交流。
(3)本体支持将静态知识和操作知识进行分离。这样，相同操作方面的知识可以
应用到不同的领域中。
(4)本体提高了知识的共享性，方便了不同领域的系统开发人员和研究人员之间的沟通。它也是人机在语义上交互的最好的基础。
3 本体知识库系统的构建
3.1 本体构建方法
目前还没有成熟的理论方法来指导本体的构建，一种结构化开发领域本体的方法步骤是（如图1所示）：
第一步：获取领域的有关知识实体并建立知识链。通过概念以及概念间的关系语义将知识进行层次化。
第二步：用中间表达集合对知识链进行概念化，中间表达用类对领域知识的知识实体、属性进行描述和定义，实现本体的结构化。
中间表达包含以下三个阶段：
(1)建立领域信息词典阶段，包括领域内的概念、概念的属性、示例及相关的值等。
(2)建立概念类阶段，将概念封装成类。
(3)描述类所包含的属性阶段。
第三步：实现概念模型。
第四步：本体评估。
3.2 知识库系统中的本体论结构
一个本体可表示为一个带权有向图G=(V, E)，其中V表示结点，E表示有向边，其类型可以有多种。有向边上的权是一个标注对象，它用来说明某人具有某种能力的强弱程度等。
一个基于本体论的启发式表达式可以表示为n个函数的组合运算：
f1,f2,…fi…fn，n≥1 (5)
其中：fi=(λ)r1
λ表示一条有向边e E或其反向e-1；
r是一个偏序闭包，它表示路径长度，其取值形式可为：
1,2,…,i,…m，≥1， * (表示≥0)或+(表示≥1)(i,,m为正整数)
公式(5)说明它以一有向图的结点集作为输入，对每个结点，沿着公式所说明的边以从右到左的顺序进行计算，每步产生的中间结果将作为下一步的输入。
在设计实际的知识检索方法时，我们可以给出不同的启发式公式，从而得出不同的检索结果。
4 应用举例
4.1 系统设计
本文设计一个试题知识库系统，它是一个基于本体论的语义检索原型系统。系统的开发采用三层结构，即表示层、业务逻辑层和数据层。
基于本体论的知识检索系统结构图如图2所示。
（1）表示层
本层是用户与系统交互的接口，用户通过浏览器或其他界面访问系统，用户界面负责接收查询请求，并将服务端的检索结果显示给用户。虽然在该系统中引入了本体，但表示层对用户屏蔽了本体。
（2）业务逻辑层
本层为主要应用逻辑层，实现系统知识的检索。它由本体管理组件、语义分析组件、推理引擎、查询组件和信息获取组件 5 个部分构成。
（3）数据层
数据层包括3个部分：本体库、资源描述库、资源数据库。它是试题本体知识库的存储介质，创建并提炼出结构化的知识本体，是知识检索的直接来源。
4.2 构建试题知识的本体
试题知识库本体构建的关键在于定义各种类、类间关系、属性、属性间关系、属性约束规则等。类可以进行层次划分，即一个类可以有子类，子类表达了更为明确、详细的概念。
在试题库领域，试题分不同的课程的试题，如数据结构、数据库系统原理、操作系统等多门课程。
试题知识库中的知识本体不仅采用了规范的术语和概念表示，而且也揭示了知识之间的内在关系。由于知识是通过语义关联进行组织和关联的，所以在检索时，通过逻辑推理，可以提高系统的查全率和查准率。
本文以创建课程类和创建《数据结构》本体试题库设计为例，建立《数据结构》课程的知识点类、相关联类和结构类等。
4.3 类的定义
类间通过子类、同义和反义等语义关系，组成类层次结构，子类自动继承父类的属性和关系（如图3所示），从而完成类和类的等级体系的建立。建模采用自顶向下法，图中各个概念用矩形表示，椭圆表示概念的属性，箭头代表层次，领域中最大的概念是“Course”，它由“Concept”、“QuestionTask”和“CourseTask”组成，形成复合结构（hasPart关系）。课程任务（CourseTask）包括一些具体的学习材料，如例子（Example）、常见问题（Question）、课件（Lecture）和练习（Exercise）等。而后再通过添加“CourseTask”的子类“Example”、“Question”、“Lecture”和“Exercise”等将其概念细化，每一子概念下面再分之。
5 结束语
本体知识库系统已成为当前知识共程领域的研究热点，国内外很多机构的学者都对其作了大量研究。它之所以成为研究热点是因为Ontology形式化地表达了领域知识的基本概念、属性、处理方法和内在关系，使得知识可被重用和共享，便于实现对知识的检索。本体知识库在现代教学系统、学习支持系统以及智能搜索引擎等许多领域有着广泛的应用前景。
参考文献
[1]余以胜,张玉峰.基于本体论的知识库系统研究.情报杂志,2003.
[2]吴淑雷,等.基于OWL的试题本体知识库构建研究.海南师范大学学报,2007.
[3]UsChOId,etal.The Enterprise Ontology.TheKnOWledgeEngineeringReviewl13(1),1998.
[4]王晓东.基于Ontology知识库系统建模与应用研究(博士学位论文).上海:华东师范大学,2003.
