《NoSQL原理与应用》是计算机/软件工程专业数据库方向的一门工程性基础课程,在软件工程学科人才培养体系中占有重要的地位。随着近年来数据科学的发展,人们记录信息的方式和量级不断地发生改变,数据的应用场景产生的重大变革,传统关系型数据库的缺陷逐渐暴露。通过打破关系型数据库的模式,构建出的NoSQL数据库结构简单,且具有分布式的易扩展的特点。这种高效便捷的新型数据库逐渐在互联网、电信、金融等行业得到广泛的应用,和关系型数据库形成了一种技术上的互补关系。《NoSQL原理与应用》已成为高等学校计算机软件教学体系中的一门重要课程。

本课程理论和实践相结合,循序渐进地介绍了多种NoSQL数据库,全面、系统地介绍了多种NoSQL数据库的使用方法和适用范畴。课程注重贯穿数据库在开发过程中的实践性应用,以当前流行的主流NoSQL数据库为核心,密切结合这些数据库的最佳实践,使学生在理解和实践的基础上掌握当前NoSQL数据库在软件开发过程中的使用方法、技术和工具。

通过本课程的学习,要求学生能掌握NoSQL数据库的基本概念、基本原理、使用场景、多种NoSQL数据库的部署及使用方法;学生应能掌握开发NoSQL数据库在软件项目中的使用方法,以及使用NoSQL数据库有效地解决实际问题,为学生参加大型软件开发项目打下坚实的理论基础。

本课程注重培养学生理论应用于实践的能力,课堂上教师向学生讲述NoSQL数据库中的相关原理和概念,并通过课程设计,加深学生对NoSQL数据库使用方法的理解,让学生能切实体会到使用NoSQL数据库在实际软件项目开发过程中的便捷高效。本课程对提高学生的数据库使用能力和软件开发能力有重要的现实意义。

通过本章学习,了解数据库系统的基础知识;了解关系型数据库的发展历史和主要功能;了解NoSQL数据库的发展及其特色;了解NoSQL数据库分类;了解NewSQL。

通过本章学习,掌握NoSQL数据库的分布式数据管理特点;深刻理解分布式系统中的一致性问题。

通过本章学习,了解文档数据库概念及特点;掌握MongoDB数据库的基本操作;了解通过Java访问MongoDB的基本实施过程;了解通过Python访问MongoDB的基本实施过程。

通过本章学习,了解副本集的概念;了解分片的概念;了解副本集和分片集群的部署方法;掌握副本集的基本操作;掌握分片的基本操作;深刻理解副本集的同步机制、选举机制和心跳检测机制。

通过本章的学习,了解列族数据库与HBase的发展过程;掌握HBase的组件和各组件的功能;了解HBase安装配置的基本过程;掌握HBase的数据模型和基本操作;了解通过Java访问HBase的基本实施过程。

通过本章的学习,深刻理解水平分区原理的相关概念;了解HBase Region的管理方式;深刻理解HBase集群的高可用性与伸缩性。

通过本章的学习,了解键值数据库与Redis的特性和使用场景;了解Redis安装配置的基本过程;掌握Redis的数据结构;了解使用Java操作Redis的基本实施过程。

通过本章的学习,了解图论和图数据库的基本概念;了解Neo4j的概念和应用场景;了解Neo4j安装配置的基本过程;掌握Neo4j的数据模型;了解Cypher的基础知识。

通过本章学习,理解MongoDB数据库在实际场景中的应用方式;进一步掌握MongoDB数据库的基本操作。

通过本章学习,理解HBase数据库在实际场景中的应用方式;进一步掌握HBase数据库的基本操作。

通过本章学习,理解Redis数据库在实际场景中的应用方式;进一步掌握Redis数据库的基本操作。

通过本章学习,理解Neo4j数据库在实际场景中的应用方式;进一步掌握Neo4j数据库的基本操作。

本课程教学方法以教师为主导的启发式讲授教学法为主,讨论(提问)式教学为辅,结合课外学习的教学方法。实验以学生动手实验为主,教师的启发式讲授教学法为辅,并结合讨论(提问)式教学,以及结合课外学习的教学方法。

1.本课程概念较多,因此教学形式以讲授方式为主。本课程拟采用多媒体PPT的教学方法,增加课堂信息,浅显通俗地对概念、定义和原理进行解释,增加教学的直观性,教学过程中注意各个知识点的关联性,以使学生更好地理解课程内容。

3.为加强和落实动手能力的培养,每章课后应安排作业,帮助学生学习和应用。

本课程共48个学时,其中理论32个学时,讲授16周(每周2学时);实验16个学时,讲授8周(每周2学时)。

1.做好课前预习,预习时以教材为主,了解相关的概念、定义、原理。预习中认真思考,以便带着问题主动地听课。

2.课后要复习,有余力的学生复习时还应阅读参考资料,认真整理课堂听课笔记。

3.要求学生课外自主学习,学生课外阅读的参考资料以本大纲所列参考资料为主。

本课程成绩由平时成绩和期末考核成绩组合而成,课程成绩以百分制计算,分配比例如下:

1.平时成绩占60%,主要考查作业的完成程度,理论课和实验课的出勤率,实验课的考试结果。其中实验占20%,课程设计占35%,出勤率占5%。

2.期末成绩占40%,采用考试的考核方式。考试采用闭卷形式,题型为选择题、正确/错误题、填空题、简答题,以及应用题。

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