个人简历

浙江大学计算机机学院教授、博士生导师。1993年获得浙江大学计算机应用专业博士学位。2001年赴美国道富银行工作访问。浙江大学-道富技术中心联合创始人。阿里巴巴-浙江大学前沿技术联合研究中心“下一代数据库技术实验室”负责人。主要从事数据库系统、分布式计算、机器学习、金融科技、软件工程等方向的研究。承担20多项金融领域国际合作项目;主持国家自然科学基金、国防、863等科研项目。获得国家教委科技进步二等奖、浙江大学“青年教师优秀教学奖”二等奖、“竺可祯基金优秀教师奖”等。在AAAI,IJCAI,SIGIR,ACL,CVPR,KDD等国际学术期刊和学术会议发表论文80余篇；出版数据库书籍3部。浙江大学计算机学院数据库系统课程负责人。教育部-微软精品课程“数据库系统”负责人。浙江大学计算机学院教学督导。浙江大学软件学院教学指导委员会委员。
教学工作
分布式数据库（硕士研究生）
高级数据库技术（硕士研究生）
数据库系统原理（本科生）
数据库系统设计（本科生）
数据库系统（本科生）
面向对象程序设计（本科生）
计算机科学思想史-数据库（本科生）
工作研究项目
阿里巴巴-浙江大学下一代数据库技术
阿里巴巴，2018-2020
金融信息技术研究与开发
国际合作项目,2015-2019
数据汇聚关键技术研究
中国工程科技知识中心关键技术研究子项目,2014
全球市场系统开发
国际合作项目,2013
非结构化数据管理系统
核高基国家重大科技专项子项目,2010
性能优化工程研究
国际合作项目,2010
全球市场软件开发
国际合作项目2008-12-31
在线信息发布系统
国际合作项目2007-12-31
PrivateEdge系统重构
国际合作项目2007-12-31
定息债券投资组合诊断系统
国际合作项目2005-12-31
支持海量数据管理的数据库存储结构研究
20040530
数字报表仓库
国际合作项目2004-07-31
对象关系数据库管理系统OSCAR产品化
“８６３”计划2003-09-20
软件再造工程方法
国际合作项目2003-11-30
Lattice逆向工程
国际合作项目2003-12-31
基于WEB的产品开发与管理技术研究
20010630
宁波华翔集团HX-CIMS应用示范工程
2000-10-01
面向对象数据库管理系统
20001231
数据库、人工智能及程序设计语言的紧密集成的研究
浙江省自然科学基金19971231
统一程序设计的对象模型和关键技术研究
国家自然科学基经19981231
教学与课程
数据库系统
课程代码：21121350课程名称：数据库系统
学分：4周学时3-2
面向对象：本科生
预修课程要求：C语言程序设计(或Java语言程序设计)，数据结构
一、课程介绍
（一）中文简介：
数据库是现代信息社会的基石。本课程介绍数据库系统的原理和技术，包括关系数据模型、关系数据库标准语言SQL、数据库设计与实体-联系模型、关系规范化，数据库应用程序设计、对象-关系模型、XML、物理存储、索引、查询处理和优化、并发控制和恢复。本课程旨在使学生全面理解数据库系统的基本概念和DBMS实现技术，具备操作数据库管理系统和开发数据库应用的能力。
（二）英文简介
Database is the cornerstone of modern information society.The course introduces the principles and techniques of database systems,including the relational data model,relational database standard language SQL,database design and entity-relationship data model,relational formalization,database application programming,object-relational model,XML，physical storage,index,query processing and optimization,concurrency control and discovery.Students are expected to have fully understanding of the basic concepts of database systems and DBMS implementation techniques，and be equipped with the ability to administrate DBMS and develop database applications.
二、教学目标
(一)课程定位及学习目标
本课程是计算机科学与技术专业计算机软件技术方向的专业必修课，也是软件工程专业的主要专业必须课。
本课程所讲授的数据库系统是现代信息社会的基石，在计算机学科体系中占据重要地位，是重要的应用支撑软件，具有广泛的应用；它的理论和方法是从事数据分析与处理应用与研究的基础。建议本课程在专业基础课之后，并在“操作系统”课程之后修读，也可以和“操作系统”课程并行修读。
本课程旨在使学生全面理解数据库系统的基本概念和技术，具备操作数据库管理系统和开发数据库应用系统的能力。
（二）可测量结果
1)能安装和使用一种数据库管理系统软件，如MySQL或MS SQL Server。
2)熟练使用SQL语言进行数据库表定义和数据查询与管理。
3)能针对具体应用，进行ER模型设计和关系模式设计。
4)能用一种程序设计语言（如C或Java）开发数据库应用程序。
5)能完成XML数据和关系数据的相互转换；能用XQuery表达XML数据查询要求。
6)掌握数据库管理系统以B+_树为代表的索引结构。
7）熟悉以2PL为代表的基于锁的并发控制协议。
8）掌握数据库管理系统故障恢复的基本原理和ARIES算法。
注：以上结果可以通过课程作业、综合性课程设计、以及笔试等环节测量。
三、课程要求
（一）授课方式与要求
授课方式：a.教师讲授（讲授核心内容、总结、按顺序提示今后内容、答疑）；b.课后作业（每周作业在教学日历中列出）；c.课堂测验（就已经学过的内容不定时进行课堂测验）；d.案例研讨（就某个典型的数据库应用案例进行课前调研和课堂研讨）e.实验（布置一组实验，以巩固课程内容，每个实验都要求完成实验报告。）f.project(用C/C++语言实现一个精简型单用户数据库管理系统MiniSQL)。g期中考试h.期末考试（允许带一张手写A4纸笔记进考场）。
课程要求：熟悉数据库基本概念、掌握数据库SQL定义和管理数据的技能，提高数据库管理系统使用和数据库应用系统设计能力，掌握数据库管理系统软件的实现技术。
说明：本课程注重实践能力的培养。课后需要有足够的时间掌握使用一种数据库管理系统、进行案例调研以及project的设计的实现。
考试评分与建议
课程作业占10％，课堂测验占10％,实验和project占30％，期末考试占50％。
四、教学安排
第一次：数据库系统引论
主要内容：
数据库是现代信息社会的基石,绝大多数计算机应用都依赖于数据库系统的支持。数据库广泛应用于企业生产制造、金融、医疗、教育、社会服务、互联网等各个领域。
介绍数据库基本概念、数据库主要特征、数据库与文件系统的区别、数据模型、数据库系统三级模式结构、数据库用户和系统管理员、数据库系统结构等基本概念和专业术语。
介绍关系数据库的基本概念;讲述SQL语言基础。
阅读材料：
1．Abraham Silberschatz,Henry F.Korth,S.Sudarshan,Database System Concepts(6th Edition),McGraw-Hill Book Company,高等教育出版社（2010）。第1章。
思考题：数据库系统有什么特征？它和文件系统比较有什么优势？
作业1：书后习题1.8、1.9、1.13、1.15
第二次：关系数据模型
主要内容：
数据模型是数据库系统的一个根本特性。关系数据模型因为其简单有效而在数据库领域占据主导地位。讲授关系模型的数学模型，包括关系模型的数据结构、数据完整性、数据操作；重点讲授关系代数及基本关系操作及附加关系操作，学习用关系代数表达式表达数据查询要求。
阅读材料：
1．Abraham Silberschatz,Henry F.Korth,S.Sudarshan,Database System Concepts(6th Edition),McGraw-Hill Book Company,高等教育出版社（2010）。第2章，第6.1节。
思考题：关系代数有哪些基本操作？关系代数的查询表达能力如何？
作业2：书后习题2.9、2.13、6.11、6.13
第三次：SQL语言(1)-表定义、基本SQL查询
主要内容：
SQL(Structured Query Language)是关系数据库标准语言,包括数据定义、数据操纵、数据控制一体化管理功能。SQL是一种陈述式的语言。讲授SQL的表定义，包括：SQL基本数据类型、primary key、foreign key和check定义，以及SQL DML语句的基本用法，包括select、from、where、group by、having各子句。
阅读材料：
1．Abraham Silberschatz,Henry F.Korth,S.Sudarshan,Database System Concepts(6th Edition),McGraw-Hill Book Company,高等教育出版社（2010）。第3章3.1-3.7节。
思考题：SQL作为一种陈述式语言，它和过程式语言（如C）有什么区别？SQL的数据完整性定义功能有什么优点？
作业3：书后习题3.8、3.9
第四次：SQL语言(2)-SQL嵌套查询、数据更新、视图、索引
主要内容：
讲授SQL嵌套子查询构成的复杂查询。
讲授SQL数据更新语句，包括insert、delete、update语句.
SQL视图(view)和索引(index)分别对应数据库三级模式中的用户模式和物理模式。用户可以象查询基本表一样查询视图中的数据，在特定情况下可通过视图更新基本表中数据。索引可以加快数据库查询处理的效率。讲授视图的语法和用法，以及可更新视图的概念。通过具体例子讲解视图的优点。讲授索引的作用、索引的类型SQL索引定义的语法。
阅读材料：
1．Abraham Silberschatz,Henry F.Korth,S.Sudarshan,Database System Concepts(6th Edition),McGraw-Hill Book Company,高等教育出版社（2010）。第3章3.8-3.9节，第4章4.1-4.2节。
思考题：1)构想一个数据库应用，用SQL定义数据库中的表，并构思若干查询要求，写出对应的SQL语句。2)举例说明视图的优点。3)如何选择在数据库表上建立哪些索引？
作业4：书后习题3.10、3.11、3.15
第五次：SQL语言(3)-数据完整性、安全性和事务
主要内容：
数据完整性包括primary key、foreign key、check和断言(Assertion，即一个数据库必须满足的条件谓词)。触发器(Trigger)是数据库表更新时自动触发执行的动作，也是维护数据完整性的一种手段。安全性控制是数据库中不可缺少的功能。SQL中的安全性控制包括用户身份鉴别、权限管理和审计三方面。事务（transaction）是构成一个完整的逻辑工作单元的数据库操作的集合，是数据库系统进行并发控制和恢复的基本手段。
阅读材料：
1．Abraham Silberschatz,Henry F.Korth,S.Sudarshan,Database System Concepts(6th Edition),McGraw-Hill Book Company,高等教育出版社（2010）。第4章4.3-4.6节,第5章5.3节。
思考题：1)触发器在数据库系统中有哪些用处?2)数据库安全控制有哪些方面？3)SQL中和事务相关的语句有哪些？
作业5：书后习题4.7、4.9、4.12
第六次：SQL语言(4)-嵌入式SQL、ODBC、JDBC
主要内容：
嵌入式SQL是应用程序调用数据库的一种方式。SQL和高级程序设计语言(如C语言)存在着基本数据类型和执行方式两方面的不匹配。嵌入式SQL通过游标(cursor)等方式处理这些不匹配的问题。讲授嵌入式SQL的基本原理，包括不带cursor的SQL语句和带cursor的嵌入式SQL语句、静态嵌入式SQL、动态嵌入式SQL、ODBC、JDBC。
阅读材料：
1．Abraham Silberschatz,Henry F.Korth,S.Sudarshan,Database System Concepts(6th Edition),McGraw-Hill Book Company,高等教育出版社（2010）。第5章5.1-5.2节。
思考题：SQL和C语言在数据类型和执行方式上存在哪些不匹配的地方？嵌入式SQL如何处理这些不匹配?ODBC比起嵌入式SQL有什么优缺点？
作业6：书后习题5.15、5.17、5.21
第七次：数据库设计和ER模型
主要内容：
实体-联系模型（Entity-Relationship Model）是一种概念模型，用于数据库分析阶段为现实世界建模。它使用ER图描述现实世界的实体（Entity）以及实体之间的联系（Relationship）。实体用以描述现实世界中可以区分的对象。实体所具有的特征称为实体的属性（Attribute）。实体之间存在着各种联系。
通过实体-联系方法得到现实世界的一个抽象模型，但这一模型并不能为数据库管理系统接受。要完成从现实世界到信息世界的转化，还必须将实体—联系方法所得的ER图转化为关系模式，并用SQL语句定义相应的表。
讲授实体-联系模型的各种要素，重点掌握采用实体-联系方法为现实世界建模的一般过程和要点。讲授ER模型中实体（包括弱实体）和联系（包括一对一、一对多、多对多联系）等的转换方法。
阅读材料：
1．Abraham Silberschatz,Henry F.Korth,S.Sudarshan,Database System Concepts(6th Edition),McGraw-Hill Book Company,高等教育出版社（2010）。第7章7.1-7.10节。
思考题：1)采用实体-联系方法为现实世界建模时，有些信息既可以用实体来表达，也可以用联系来表达，这两种方式的选择依据是什么？2）一对多的联系既可以转换成一个独立的关系，也可以和实体对应的关系合并，这两种转换方法各有什么优缺点？
作业7：书后习题7.1、7.2、7.20
第八次：关系数据库设计和关系规范化
主要内容：
一个不好的关系数据模式会产生数据冗余、数据更新异常等问题。通过函数依赖的概念分析关系模式的规范化程度，并把不规范的关系模式分解为规范化的关系模式。讲授函数依赖的概念、Armstrong公理系统、关系模式的候选关键字（candidate key）以及关系模式分解的原则，即无损连接的分解和保持函数依赖的分解。
BCNF是函数依赖范畴内规范化程度最高的关系模式，而3NF是比BCNF低的规范化形式。一个关系模式总能无损连接地分解为BCNF的关系模式，但不一定能保持函数依赖；若要求分解既是无损连接的又是保持函数依赖的，则保证可以分解为3NF。通过考察多值依赖，还可以获得更高规范化的关系模式，即4NF。讲授函数依赖的相关概念，以及3NF和BCF的定义、分解为BCNF和3NF的算法；介绍多值依赖及4NF的概念。
阅读材料：
1．Abraham Silberschatz,Henry F.Korth,S.Sudarshan,Database System Concepts(6th Edition),McGraw-Hill Book Company,高等教育出版社（2010）。第8章8.1-8.6节。
思考题：1）一个不好的关系模式会产生哪些问题？如何消除这些问题？2）3NF和BCNF有何区别？如何把关系模式分解为BCNF的关系模式？举例说明4NF。
作业8：书后习题8.1、8.13、8.19、8.20、8.29
第九次：数据库设计案例研讨
主要内容：
通过一个具体的案例（如在线书店）研讨ER图的设计过程和设计要点、ER图向关系模式转换的方法，并用SQL定义转换所得的关系模式,及用SQL写出典型的数据查询要求。要求学生课前进行需求调研和ER图设计，课堂进行展示和讨论。
阅读材料：
1．Abraham Silberschatz,Henry F.Korth,S.Sudarshan,Database System Concepts(6th Edition),McGraw-Hill Book Company,高等教育出版社（2010）。第8章8.8节。
思考题：总结实际的ER图设计过程中可能碰到的主要问题及其解决思路。
作业9：Project Suggestions 9.11、9.17
第十次物理存储和索引
主要内容：
数据持久存放于以磁盘为代表的存储设备中，处理时需读入主存。磁盘和主存之间存在着巨大的访问速度鸿沟。讲授以块为单位的内外存数据传输、缓冲区管理与替换策略、记录在块中的存放方式，以及数据文件组织的主要形式。索引是数据库管理系统提高数据访问速度的主要措施之一。介绍稠密索引和稀疏索引的原理和区别，重点讲解B+-树索引的结构和算法。
阅读材料：
1．Abraham Silberschatz,Henry F.Korth,S.Sudarshan,Database System Concepts(6th Edition),McGraw-Hill Book Company,高等教育出版社（2010）。第10章、第11章11.1-11.5
思考题：1）磁盘和主存之间存在着多大的访问速度鸿沟？为克服此鸿沟，数据库管理系统采取了哪些措施？2）假如已知B+-树索引项的数目，如何估算B+-树的高度和结点总数？
作业12：书后习题10.8、10.14、10.17、11.3[a]、11.4
第十一次查询处理和优化
主要内容：
查询处理是数据库管理系统的主要功能之一。介绍关系数据库管理系统查询处理的主要过程，关系数据库基本操作（选择，连接，排序等）的算法实现及代价估算，以及关系表达式的求值方式。查询优化是关系数据库管理系统的核心功能之一。讲解查询优化的两个阶段的基本步骤，即代数优化和物理优化；介绍关系代数表达式的等价变换规则，以及基于代价估算的查询优化的基本原理。
阅读材料：
1．Abraham Silberschatz,Henry F.Korth,S.Sudarshan,Database System Concepts(6th Edition),McGraw-Hill Book Company,高等教育出版社（2010）。第12章，第13章。
思考题：1）关系表达式求值的流水线方式有什么优点？是否所有的关系操作都可以采用流水线方式处理？2）查询优化为什么要用到数据库的统计信息？3）数据库应用的运行会带来统计信息的变化，这对查询优化会产生怎样的影响？
作业13：书后习题12.2、12.3[b]、13.4、13.15
第十二次并发控制
主要内容：
事务是数据库管理系统进行并发控制和恢复的基本单位。讲解事务的基本概念、事务的ACID性质、事务并发执行的好处和潜在问题，以及并发事务的可串行性和可恢复性。
并发控制保证多个事务并发执行如同串行调度一样获得正确的运行结果。讲解基于锁的并发控制协议的主要思想、两阶段封锁协议（2PL）、死锁及解决办法，以及多粒度锁。
阅读材料：
1．Abraham Silberschatz,Henry F.Korth,S.Sudarshan,Database System Concepts(6th Edition),McGraw-Hill Book Company,高等教育出版社（2010）。第14章,第15章15.1-15.3，15.9。
思考题：1）事务的并发执行有哪些好处？2）如果不进行恰当的并发控制，多个事务并发执行可能产生哪些潜在的问题？3）证明2PL是保证事务调度冲突可串行性的充分条件，而非必要条件。
作业14：书后习题14.6、14.7、15.10、15.21
第十三次数据库恢复
主要内容：
数据库管理系统确保在系统发生各种故障的情况下，数据库能恢复到正常状态。讲解各种故障类型、基于日志的恢复策略、提高恢复效率的checkpoint方法,以及业界采用的ARIES恢复算法。
阅读材料：
1．Abraham Silberschatz,Henry F.Korth,S.Sudarshan,Database System Concepts(6th Edition),McGraw-Hill Book Company,高等教育出版社（2010）。第16章。
思考题：ARIES算法如何在DBMS恢复效率和系统正常运行时效率两方面取得平衡？
作业15：书后习题16.2、16.10、16.18、16.22
第十四次对象-关系数据库
主要内容：
关系数据库具有坚实的数学理论基础并且有标准的SQL语言，因而得到了广泛应用。但是，随着应用的深入，关系数据库也暴露出一些不足。关系模型因其结构的简单性而难以有效表示现实世界中的复杂对象，限制了关系数据库对文本、图形、图像、空间数据等复杂对象的处理。对象数据库克服了关系数据库的缺点，它支持关系模型无法直接表达的一些数据类型，如集合、列表、包、数组等。重点讲授对象-关系数据库的特征以及相应的SQL语言扩展。
阅读材料：
1．Abraham Silberschatz,Henry F.Korth,S.Sudarshan,Database System Concepts(6th Edition),McGraw-Hill Book Company,高等教育出版社（2010）。第22章。
思考题：比起传统的关系数据库，对象-关系数据库有哪些新特征？
作业10：书后习题22.7
第十五次：XML
主要内容：
XML(Extensible Markup Language)已成为应用系统之间传递数据的一种标准，它和关系模型相比具有不同的特点。讲授XML文档的基本要素、文档类型定义语言DTD。XSchema克服了DTD的无类型化的弱点，具有更强大的XML数据建模能力。介绍关系模式和XML之间的转化方法。XPath是XML数据的基本查询语言；XQuery基于XPath,是XML数据查询的事实标准。讲授XPath和XQuery的基本要素，学生重点掌握用XQuery语言表达XML查询要求的方法。
阅读材料：
1．Abraham Silberschatz,Henry F.Korth,S.Sudarshan,Database System Concepts(6th Edition),McGraw-Hill Book Company,高等教育出版社（2010）。第23章23.1-23.5节。
思考题：关系模式和XML DTD如何相互转换？比较XML XQuery和关系SQL的不同特点。
作业11：书后习题23.2、23.3、23.9
第十六次复习总结
主要内容：
对整个课程内容进行回顾，重点说明课程的要点，巩固讲授的知识内容，对数据库技术的发展进行展望。回答同学提问。
阅读材料：
Abraham Silberschatz,Henry F.Korth,S.Sudarshan,Database System Concepts(6th Edition),McGraw-Hill Book Company,高等教育出版社（2010）。
思考题：关系数据模型；数据库系统三级模式结构；关系数据库语言SQL；数据库设计和数据库应用开发；XML和XQuery.数据库系统物理存储和索引结构；数据库系统查询处理和优化的基本方法；并发控制与恢复的基本原理。
五、参考教材及相关资料
1．Abraham Silberschatz,Henry F.Korth,S.Sudarshan,Database System Concepts(6th Edition),McGraw-Hill Book Company,高等教育出版社（2010）。
2．陈根才等，数据库课程设计，浙江大学出版社，2008。
实验室介绍
浙江大学超大规模信息系统研究中心VLIS(Very large Information Systems)成立于2001年，依托浙江大学计算机理论和应用工程基础研究，充分考虑我国当前信息化发展和需求，致力于研究关键领域面临的超大规模信息系统问题，通过理论探索和工程实践的有机结合，寻求我国关键领域信息化发展的突破。
VLIS研发团队经过多年的发展，已经具备了稳定的研发梯队，其中包括教授/副教授6人，讲师1人，博士、硕士研究生百余人，以及本科生数十人，形成了年轻、充满朝气的研发团队。
VLIS从事大规模信息工程研究已近10年，承担了数十项国内外大规模信息系统的研发，在全球化大规模信息系统开发、系统测试、过程管理和质量保证等方面积累了丰富的科研和工程经验。针对大规模信息系统特点及面临的问题展开创新性研究，提出了多项大规模信息系统基础架构、项目管理等方面的技术模型。当前研究中心的主要研究方向包括分布式计算与软件架构、超大规模数据库、金融信息系统以及软件工程。
VLIS核心团队多年来承担国家和省部级研究项目多项，主要包括：国家863计划项目4项，国家自然科学基金项目3项，浙江省自然科学基金项目1项，浙江省科技厅重点项目1项。曾获得国家科技进步三等奖1次，教育部科技进步二等奖2次，浙江大学科教奖励多次。近5年来，发表学术论文近百篇。
VLIS积极参与国内、国际交流与合作，与国内外多个院校和金融机构建立了广泛的科技交流与合作，如美国道富银行、英国曼彻斯特大学、美国思科公司、浙大网新等。从2001年开始，核心团队成功举办了九届“面向金融服务的信息技术国际研讨会”，与会者达4000余人次，已经成为一个探讨全球最前沿的金融软件开发理念与技术以及开发过程的有效交流平台。
VLIS大数据分析处理
人工智能赋能的新型数据库研究。互联网时代数据库技术面临巨大的变革机遇。大规模电子商务、社交网络和移动应用对数据库技术提出了新的挑战。新型硬件如非易失内存（NVM）和远程直接内存访问（RDMA）为新一代数据库系统提供了硬件支持。以深度学习为代表的人工智能2.0为数据库系统赋能，使新一代数据库系统具有高度的自组织性，以及自我优化、自我诊断、自我学习的能力，以适应多样化的应用场景和异构的硬件环境。包括以下研究内容：基于机器学习的数据库系统优化，研究冷热数据识别与分离机制、存取优化策略、缓存调度策略，在提升系统性能的同时，优化系统成本，实现绿色计算。基于深度神经网络的数据库自然语言接口,研究自然语言（英文、中文）到数据库SQL语言的自动翻译转换，为数据库提供方便的自然语言接口，广泛应用于智能问答等领域。
非结构化数据管理系统。大数据分析处理的分布并行式算法和架构；各类非结构化数据(网页、文本、图像、视频)的特征分析、存贮、索引、检索；非结构化数据挖掘；多元异构数据集成；数据质量评估与改进。
时序数据分析处理。时序数据距离度量、特征分析、相似性检索和连接；时序数据复杂事件处理，复杂事件检测和模式挖掘；复杂事件处理在金融信息系统中的应用；基于云的复杂事件检测服务。
推荐算法研究。用户-物品评分矩阵与丰富附加信息（用户属性、物品内容和特征、时空间信息等)结合的综合推荐；根据物品特征信息建模用户细粒度的偏好；根据内容信息推导用户喜欢物品的原因；根据时间信息判断用户兴趣的动态转移等；集成推荐在电商中的应用等。

研究领域

数据库系统
分布式计算
机器学习
金融科技
软件工程""

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