数据结构英文
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2023年3月18日发(作者：mindmanager)《数据结构及数据库》课程教学大纲
一、课程名称（中英文）
中文名称：数据结构及数据库
英文名称：DataStructureandDatabase
二、课程编码及性质
课程编码：0828171
课程性质：学科大类基础课程，必修课
三、学时与学分
总学时：32（讲课24+上机8）
学分：2.0
四、先修课程
计算机基础、计算机编程语言
五、授课对象
本课程面向材料成型及控制工程专业学生开设，也可以供材料科学与工程专
业和电子封装技术专业学生选修。
六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用）
本课程是本专业的基础课程之一，其教学目的主要包括：
1.掌握数据结构和数据类型的关系、数据结构和算法的关系，熟悉各种基本数据结构
的概念和特点；
2.了解各种基本数据结构的运算方法，培养算法设计能力，能根据实际问题建立模型、
选择或设计合适的算法；
3．熟悉数据库的基础理论，掌握数据库开发、设计、管理与维护方面的知识；
4.能根据实际需求，设计相应的数据库及其操作，培养学生理论与实践相结合、利用
理论知识分析解决问题及创新的能力。
表1课程目标对毕业要求的支撑关系
毕业要求及其指标点
本课程目标对
毕业要求的支
撑关系
毕业要求指标点
毕业要求1：工程知识
能够将数学、自然科学、
工程基础和专业知识用于
解决复杂工程问题。
1.1掌握了用于解决材料成型及控制工程复杂问题的数学基
础知识。
1.2掌握了用于解决材料成型及控制工程复杂问题的物理、化
学等自然科学基础知识。
1.3掌握了用于解决材料成型及控制工程复杂问题的工程力
学基础知识。
1.4掌握了用于解决材料成型及控制工程复杂问题的工程检
测与控制基础知识。
课程目标1
1.5系统掌握了专业知识，能够将所学知识用于解决材料成型
及控制工程复杂问题。
毕业要求2：问题分析
能够应用数学、自然科学
和工程科学的基本原理，
识别、表达、并通过文献
研究分析复杂工程问题，
以获得有效结论。
2.1能够应用工程数学基本原理，识别、表达、并通过文献研
究分析复杂工程问题，以获得有效结论。如：复杂的模具设
计。
2.2能够应用物理、化学基本原理，识别、表达、并通过文献
研究分析复杂工程问题，获得有效结论。如：物理综合实验。
2.3能够应用力学基本原理，识别、表达、并通过文献研究分
析复杂工程问题，获得有效结论。如：工程力学综合实验。
2.4能够应用工程科学基本原理，识别、表达、并通过文献研
究分析复杂工程问题，获得有效结论。如：工程控制实验中
的建模与分析。
课程目标2
课程目标4
毕业要求3：设计/开发解
决方案
能够设计针对复杂工程问
题的解决方案，设计满足
特定需求的系统、单元（部
件）或工艺流程，并能够
在设计环节中体现创新意
识，考虑法律、健康、安
全、文化、社会以及环境
等因素。
3.1了解机械工程、材料成型及控制工程问题特征，掌握解决
复杂工程问题的设计方法。
课程目标2
课程目标4
3.2在考虑法律、健康、安全、文化、社会以及环境等制约因
素的前提下，能够设计（开发）针对复杂材料成型及控制工
程问题的解决方案，具备设计（开发）满足特定材料成型及
控制工程需求的系统、单元（部件）或工艺流程的能力。
3.3在设计（开发）过程中，具有追求材料成型及控制工程复
杂问题创新解决的态度和意识，掌握了基本的创新方法，清
楚创新方向及领域。
毕业要求4：研究
能够基于科学原理并采用
科学方法对复杂工程问题
进行研究，包括设计实验、
分析与解释数据、并通过
信息综合得到合理有效的
结论。
4.1掌握材料热加工成形原理及特点，能够采用科学方法，具
备合理设计材料成型及控制工程（模具）复杂实验、开展科
学研究的能力。
4.2掌握材料成型及控制工程原理及主要工艺，能够采用科学
方法，正确构建并实施材料成型及控制工程综合实验，得出
正确结果的能力。
4.3能正确使用和处理实验数据，通过信息综合处理，具备对
复杂的材料成型及控制工程实验结果进行正确分析能力。
4.4了解常见的材料成型及控制工程常用设备、实验仪器及实
验方法，具备调控设备及仪器参数，进行测控和维护的能力。
毕业要求及其指标点
本课程目标对
毕业要求的支
撑关系
毕业要求指标点
毕业要求5：使用现代工
具
能够针对复杂工程问题，
开发、选择与使用恰当的
技术、资源、现代工程工
具和信息技术工具，包括
对复杂工程问题的预测与
模拟，并能够理解其局限
性。
5.1掌握文献检索、资料查询、现代网络搜索工具的使用方法。
5.2了解材料成型及控制工程专业重要资料来源及获取方法。
5.3具备应用各类文献、信息及资料进行复杂材料成型及控制
工程实践的能力。
5.4掌握复杂材料成型及控制工程问题的预测与模拟方法，理
解其局限性。
毕业要求6：工程与社会
能够基于工程相关背景知
识进行合理分析，评价专
业工程实践和复杂工程问
题解决方案对社会、健康、
安全、法律以及文化的影
响，并理解应承担的责任。
6.1了解与工程相关的国家方针、政策与法律法规，能够评价
工程实践对社会、健康、安全、法律以及文化的影响。
6.2了解材料成型及控制工程专业特点及其对社会、健康、安
全、法律以及文化的影响，能够正确评价复杂成型及控制工
程问题解决方案的优劣。
6.3能正确认识材料成型及控制工程各种复杂工艺对于客观
世界和社会的影响，理解并能够承担的相应工程和社会责任。
毕业要求7：环境和可持
续发展
能够理解和评价针对复杂
工程问题的工程实践对环
境、社会可持续发展的影
响。
7.1了解材料成型及控制工程的专业特征、学科前沿和发展趋
势，正确认识本专业对于社会发展的重要性。
7.2能正确理解和评价材料成型及控制工程复杂问题实施对
环境保护及社会可持续发展等的影响。
7.3在解决复杂的材料成型及控制工程的实际问题中，能够正
确理解并考虑工程实践对环境、社会可持续发展的影响。
毕业要求8：职业规范
具有人文社会科学素养、
社会责任感，能够在工程
实践中理解并遵守工程职
业道德和规范，履行责任。
8.1具有人文社会科学素养，理解世界观、人生观的基本意义
及其影响。
8.2了解中国国情，理解中国可持续科学发展道路以及个人的
做人规范，具有较高的社会责任感。
8.3在工程实践中，理解工程师的职业性质、职业责任,具备工
程师的职业道德
8.4具有健康的体质和良好的心理素质，能较好地履行责任。
毕业要求9：个人和团队
能够在多学科背景下的团
队中承担个体、团队成员
以及负责人的角色。
9.1具备较宽广的本学科基础知识和较高的个人素质，能够在
多学科背景下，承担个人及团队成员的作用。
9.2具备良好的团队协作精神，善于和团队其它成员协作、互
补、交往。
9.3能够承担团队负责人角色，具备综合团队成员意见和建
议，进行合理决策之领导能力。
毕业要求10：沟通
能够就复杂工程问题与业
界同行及社会公众进行有
效沟通和交流，包括撰写
报告和设计文稿、陈述发
言、清晰表达或回应指令。
10.1较好地掌握了一门外语，了解不同文化的差异，具有一
定的跨文化交流能力。
10.2了解本专业领域及其相关行业的国内外的技术现状，具
有较强的业务沟通能力与竞争能力。
毕业要求及其指标点
本课程目标对
毕业要求的支
撑关系
毕业要求指标点
并具备一定的国际视野，
能够在跨文化背景下进行
沟通和交流。
10.3能够应用现代工具撰写报告、设计文稿、陈述发言、清
晰表达或回应指令，就复杂的专业工程问题进行有效沟通和
交流。
毕业要求11：项目管理
理解并掌握工程管理原理
与经济决策方法，并能在
多学科环境中应用。
11.1了解机械及材料工程管理和经济决策的基本知识，理解
并掌握工程管理原理与经济决策方法。
11.2具备应用工程管理和经济决策知识实践的工作能力，具
有一定的组织、管理及领导能力，能够较好地通过口头或书
面方式表达自己的想法。
11.3具有较强的综合归纳能力，能在多学科环境中加于应用。
毕业要求12：终身学习
具有自主学习和终身学习
的意识，有不断学习和适
应发展的能力。
12.1对终身学习的重要性，有自觉的意识和正确的认识。
12.2能够采用合适的方法，自我学习、提高的能力。
12.3能够适应社会进步与发展，与时代同步。
七、教学重点与难点：
教学重点：
1）数据结构与数据库有极强的概念性，将基本概念与实际问题相结合是本
课程的教学重点；
2）在全面掌握数据结构基本概念的基础上，重点学习线性表、栈和队列、
树等常用的数据结构；
3）在全面掌握数据库基本概念的基础上，重点学习关系数据库设计方法及
常用的结构化查询语言SQL；
4）重点学习的章节内容包括：第2章“算法与数据结构的基本概念”（2学
时）、第6章“查找与排序”（2学时）、第8章“关系数据库的设计”（3学时）、
第9章“结构化查询语言SQL”（5学时）。
教学难点：
1）数据结构及数据库是实践性极强的课程，而其又有很强的概念性，如何
将基本概念与实际情况相结合是本课程的一个难点，因此本课程将引入大量实例，
并采用课堂授课与上机实练相结合的形式；
2）通过本课程的学习，要求了解常见的数据结构与数据库概念与形式，掌
握实际问题的建模方法，具备合理选择、设计及使用算法和数据库的能力
八、教学方法与手段：
教学方法：
（1）采用现代化教学方法（含PPT演示，设备照片，影像资料等），讲授各
类成型装备的工作原理、结构组成及应用特点，以提高教学效果及效率；
（2）采用课堂教学与学生PPT汇报、交流讨论等方式，进行课堂互动，吸
引学生的注意力、激发学生的学习热情，提高学生的学习效果。
（3）采用课堂教学与实验教学相结合的方法，帮助学生将基本概念与实际
问题结合起来。
教学手段：
（1）以常见的数据结构与数据库为讲解对象，结合典型的实例，分析常见
数据结构和数据库的使用方法，深入分析算法与数据库的设计方法，使学生具备
一定设计开发的能力；
（2）在课堂讲解过程中引入大量实例，使基本概念更为形象化，将课堂教
学与上机实验相结合，引导学生将基本概念运用到实际问题中，激发学生兴趣的
同时让学生对数据结构与数据库有更为感性、深刻的认识；
（3）尽量采用小班教学，要求每一位学生根据自己的兴趣，完成PPT展示
汇报（大班教学时采用抽签等形式确定汇报的学生）；汇报展示后，全体学生进
行讨论交流，提高课堂互动频率与水平。
九、教学内容与学时安排
（1）总体安排
教学内容与学时的总体安排，如表2所示。
表2基本教学内容与学时安排
序号课程内容
课堂（学习、讨
论）学时
课外（准备、复试、
实践）学时
1
数据结构与数据库绪论22
2
算法与数据结构基本概念22
3
线性表及其存储结构22
4
栈和队列22
5
树与二叉树22
6
查找与排序22
7
数据库的基本概念44
8
关系数据库的设计33
9
结构化查询语言SQL55
10
上机实验88
（2）具体内容
各章节的具体内容如下：
课堂教学内容(24学时)
第1章数据结构与数据库术绪论（2学时）
1.1数据结构与数据库学习目标及方法概述
1.2数据结构与数据库应用概述
第2章算法与数据结构基本概念（2学时）
2.1算法的基本概念
2.2算法的复杂度及算法的描述方式
2.3什么是数据结构
2.4数据结构的图形表示
2.5线性结构与非线性结构
第3章线性表及其存储结构（2学时）
3.1线性表的基本概念
3.2线性表的顺序存储及其运算
3.3线性链表及其运算
第4章栈和队列（2学时）
4.1栈及其基本运算
4.2队列及其基本运算
第5章树与二叉树（2学时）
5.1树的基本概念
5.2二叉树
5.3树的存储结构
5.4森林与二叉树的转换
5.5哈夫曼树及其应用
第6章查找与排序（2学时）
6.1查找及其方法
6.2排序及其方法
第7章数据库的基本概念（4学时）
7.1信息与数据、数据处理与数据管理
7.2数据管理技术的发展
7.3数据库、数据库管理系统和数据库系统
7.4数据模型
7.5关系的规范化
第8章关系数据库的设计（3学时）
8.1数据库设计概述
8.2规划
8.3需求分析
8.4概念结构设计
8.5逻辑结构设计
8.6数据库的物理设计
8.7数据库的实施、运行和维护
第9章结构化查询语言SQL（5学时）
9.1概述
9.2数据定义
9.3查询
9.4数据更新
9.5视图
实验教学内容（8学时）
数据结构的设计与程序实现
数据库的设计与实现
（3）各章节的课后思考题（作业）及讨论要求
思考题（课后作业）：
第2章思考题：
1、下列问题不能用算法描述的是（）
A、所有自然数之和B、将四位十进制数转换为对应的二进制数
C、将100个实数按升序排列D、求100个整数中的最大值和最小值
2、判断下列关于算法的说法是否正确：
A、求解某一类问题的算法是唯一的
B、算法必须在有限步操作之后停止
C、算法的每一步必须是明确的不能有歧义或者模糊
D、算法执行后一定产生一样的结果
3、对于算法的要求不包括：
A、写出的算法必须能解决一类问题
B、需使算法尽量简单
C、所写的算法不能重复使用
D、要保证算法正确却计算机能够执行
第3章思考题：
1、分别编写在顺序表和链表中统计出值为x的元素个数的函数，统计结果
由函数值返回。
2、编写在单链表中删除具有重复值的多余节点，使每个节点的值均不同的
函数。
第4章思考题：
1、写出下面算法的结果
（1）Voidexem1(SeqStack&s)
{
inti,a[4]={15,24,38,44};
InitStack(s);//初始化s栈
Push(s,20);//向s压入20
Push(s,36);//向s压入36
for(i=0;i<4;i++)
Push(s,a[i]);//a数组各元素入栈
cout< Push(s,a[2]-6); While(!StackEmpty(s)) cout< cout< } （2）Voidexem2(SeqQueue&q) { inti,a[4]={5,8,12,15}; InitQueue(q);//初始化队列q for(i=0;i<4;i++) EnQueue(q,a[i]);//a数组各元素入队 EnQueue(q,DeQueue(q));//入队元素是出队元素 EnQueue(q,30);//30入队 EnQueue(q,DeQueue(q)+10); While(!QueueEmpty(q)) cout< cout< } 第5章思考题： 1、设以二叉树的存储结构，结点的结构如下图所示，其中data为整数。试 设计一个算法voidchange(BiTreer)，使当节点的左孩子的值域时，则交换其左、 右子树。 lchilddatarchild 2、设计一个算法intcount(BiTreer,datatypex)，统计出二叉树中大于给定值x 的节点个数，该统计值由函数返回。 第6章思考题： 1、假设线性表中元素的键值为整型并按顺序存放在数组a[]中，表中有n个 元素，k是要查找的元素的键值，试写一顺序查找算法，用a[n]做监哨存放给定 值k。 2、设一个线性表中的元素为正整数或负整数。设计一个算法，将正整数和 负整数分开，使线性表的前面为负整数，后面为正整数，不要求对他们排序，但 要求尽量减少交换次数。 第7章思考题： 1、改造下面给出的数据集，使其能够作为关系数据库中的关系的形式。 系名课程名教师名 计算机系A01程城，李天 通信工程A02王学金 电子系A03刘璐 微电子系A04高小芬，王实学 第8章思考题： 1、下面关系R中课程名为主键，确定R为第几范式，将其分解为高一级的 范式，分解后的关系可以避免什么操作异常。 课程名教师名职称 A01 程城副教授 A02 王学金讲师 A03 刘璐教授 A04 程城副教授 2、假定一个部门的数据库包括如下信息： 员工信息：员工号、姓名、性别、所在部门 部门信息：部门名称、部门主管、服务客户、部门所有员工 客户信息：客户号、客户姓名、客户地址 画出这个数据库的E-R图。 第9章思考题： 1、列出‘计算机系’没有选修‘数据库’课程或虽选修但考试没有及格的 男生名单。 2、列出人均成绩低于70分的课程代号，以及人均分数。人均分数低的列在 前面。 3、表:状元榜(年度,姓名,总分)记录着各年的高考状元的姓名及其高考总分， 2004年度考生总分记载在表T2004(考号,姓名,总分)中。试将2004年度的高考 状元记入到状元榜中。 讨论（思考题及作业）要求： 1、每章节学习结束后，学生都要按上课教师的具体要求对课后思考题进行 思考，并在每次课的开始对上次课留下的思考题进行讨论与讲解。 2、每位学生，根据自己的兴趣，完成1种典型的算法或数据库进行介绍， 用PPT展示汇报（时间不超过10分钟），其它同学对该学生的汇报情况进行评价 与交流。汇报表现与成绩，按约10%计入课程总成绩。 十、教学参考书及文献 1、沈朝辉等编著.数据结构与数据库应用基础教程.天津:南开大学出版 社,2007. 2、严蔚敏等编著.数据结构.北京：清华大学出版社，2007 3、,CourseinDatabaseSystems. PrenticeHall,1997 4、萨师煊等编著.数据库系统概论.北京：高等教育出版社，2006 十一、课程成绩评定与记载考核方式 1、课程考核及评价细则 课程考核及评价细则，详见表3。 表3课程考核及评价细则 成绩组成 考核/评价 环节 分值考核/评价细则 对应的 教学目 标 平时成绩 30% (说明按规定，全 部课程的平时 成绩统一为 30%) 上机实验20 在上机实验中，每位同学完成一个数据结构 及一个数据库的设计作业，按照作业的完成 情况评分，成绩按20%计入总成绩。 1、2、3、 4、5 交流（读书 报告PPT 展示等） 10 根据每位同学的上课表现，或根据自己的兴 趣，完成1次课程相关的PPT展示汇报，成 绩按10%计入课程总成绩。 1、2、3、 4、5 考试成绩 70% 考试的卷 面分数 70 主要考核数据结构与数据库的基本概念、描 述方法、设计方法、评价方法等内容，以卷 面成绩的70%计入总成绩。 1、2、3、 4、5 2、终结性考试形式 根据考试试题的难度，可以实施开卷或闭卷考试，以卷面成绩的70%计入总 成绩。 撰稿：《数据结构及数据库》课程组（主笔：周建新） 审核：材料科学与工程学院本科教学指导委员会 2015-12-21