數(shù)據(jù)庫原理與應用教學視頻-是北京師范大學一套遠程教育課程
資料來源：北京師范大學
內容簡介：北京師范大學數(shù)據(jù)庫原理與應用。37講。
內容概述
詳細講解關系數(shù)據(jù)理論，主要是關系數(shù)據(jù)庫規(guī)范化理論。包括關系數(shù)據(jù)庫邏輯設計可能出現(xiàn)的問題，數(shù)據(jù)依賴的基本概念（包括，函數(shù)依賴、平凡函數(shù)依賴、非平凡的函數(shù)依賴、部分函數(shù)依賴、完全函數(shù)依賴、傳遞函數(shù)依賴的概念；碼、候選碼、外碼的概念；多值依賴的概念），范式的概念、1NF、2NF、3NF、BCNF、4NF的概念和判定方法。數(shù)據(jù)依賴的Armstrong公理系統(tǒng)。本章內容分為基本要求部分（《概論》6.1-6.3）和高級部分（《概論》6.4）。前者是計算機大學本科學生應該掌握的內容。后者是研究生應該學習掌握的內容。
本章目標
關系數(shù)據(jù)理論既是關系數(shù)據(jù)庫的重要理論基礎也是數(shù)據(jù)庫邏輯設計的理論指南和有力工具。要掌握規(guī)范化理論和優(yōu)化數(shù)據(jù)庫模式設計的方法。
重點和難點
重點：了解什么是一個"不好"的數(shù)據(jù)庫模式。什么是模式的插入異常和刪除異常。規(guī)范化理論的重要意義。牢固掌握數(shù)據(jù)依賴的基本概念，范式的概念，從1NF到4NF的定義，規(guī)范化的含義和作用。需要舉一反三的：四個范式的理解與應用，各個級別范式中存在的問題（插入異常、刪除異常、數(shù)據(jù)冗余）和解決方法。
難點：能夠根據(jù)應用語義，完整地寫出關系模式的數(shù)據(jù)依賴集合，并能根據(jù)數(shù)據(jù)依賴分析某一個關系模式屬于第幾范式。各個級別范式的關系及其證明。
本章內容的理論性較強。要通過具體例子和習題練習理解和掌握理論知識。
第一節(jié) 關系模式的設計問題
第二節(jié) 關系模式的規(guī)范化
第三節(jié) 數(shù)據(jù)依賴的公理系統(tǒng)
第四節(jié) 關系演算
第五節(jié) 關系模式的分解
第六節(jié) 小節(jié)
第五章 數(shù)據(jù)庫設計
　　 內容概述
講解數(shù)據(jù)庫設計方法和技術。數(shù)據(jù)庫設計的特點，數(shù)據(jù)庫設計的基本步驟，數(shù)據(jù)庫設計過程中數(shù)據(jù)字典的內容，數(shù)據(jù)庫設計各個階段的設計目標、具體設計內容、設計描述、設計方法等。本章內容的實踐性較強，教師可以少講，讓學生多讀書并進行實踐。本章目標
了解數(shù)據(jù)庫設計的重要性和數(shù)據(jù)庫設計在信息系統(tǒng)開發(fā)和建設中的核心地位。掌握數(shù)據(jù)庫設計方法和步驟，使學生具有設計數(shù)據(jù)庫模式以及開發(fā)數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的基本能力，能在實際工作中運用這些知識、技術和方法，設計符合應用需求的數(shù)據(jù)庫及其應用系統(tǒng)。重點和難點
重點：掌握數(shù)據(jù)庫設計步驟和數(shù)據(jù)庫設計過程中的各級模式設計方法。特別是數(shù)據(jù)庫概念結構的設計和邏輯結構的設計，這是數(shù)據(jù)庫設計過程中最重要的兩個環(huán)節(jié)。牢固掌握用E-R圖來表示概念模型的方法，掌握E-R圖的設計，E-R圖向關系模型的轉換。
難點： 技術上的難點是E-R圖的設計和數(shù)據(jù)模型的優(yōu)化，包括對現(xiàn)實世界進行抽象的能力，提取實體、屬性、實體型之間的聯(lián)系，正確劃分實體與屬性的能力。如何把第6章關系數(shù)據(jù)理論與本章結合，用關系數(shù)據(jù)理論指導數(shù)據(jù)庫的邏輯設計。真正的難點是理論與實際的結合。同學們一般缺乏實際經(jīng)驗，缺乏對實際問題解決的能力。特別是缺乏應用領域的知識。而數(shù)據(jù)庫設計需要設計人員對應用環(huán)境、專業(yè)業(yè)務有具體深入的了解，這樣才能設計出符合具體領域要求的數(shù)據(jù)庫及其應用系統(tǒng)。要在完成本章習題的基礎上認真完成大作業(yè)。體會這些要點，從而真正掌握本章講解的知識、方法和技術。課程大作業(yè) 《數(shù)據(jù)庫設計與應用開發(fā)》
在某個RDBMS產(chǎn)品上，選擇合適的應用系統(tǒng)開發(fā)工具為某個部門或單位開發(fā)一個數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)。通過實踐，掌握本章介紹的數(shù)據(jù)庫設計方法，同時培養(yǎng)團隊合作精神。要求5~6位同學組成一個開發(fā)小組，每位同學承擔不同角色（例如：項目管理員、DBA、系統(tǒng)分析員、系統(tǒng)設計員、系統(tǒng)開發(fā)員、系統(tǒng)測試員）。具體要求：
● 給出數(shù)據(jù)庫設計各個階段的詳細設計報告；
● 寫出系統(tǒng)的主要功能和使用說明；
● 提交運行的系統(tǒng)；
● 寫出收獲和體會，包括已解決和尚未解決的問題，進一步完善的設想與建議；
● 每個小組進行60分鐘的報告和答辯，講解設計方案，演示系統(tǒng)運行，匯報分工與合作情況。
第一節(jié) 數(shù)據(jù)庫設計概述
第二節(jié) 需求分析
第三節(jié) 概念結構設計
第四節(jié) 邏輯結構設計
第五節(jié) 數(shù)據(jù)庫物理設計
第六節(jié) 小節(jié)第三篇 系統(tǒng)篇
第六章 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)內容概述
通過實例講解關系數(shù)據(jù)庫查詢優(yōu)化的重要性和可能性。講解RDBMS的查詢處理步驟，即查詢分析、查詢檢查、查詢優(yōu)化和查詢執(zhí)行；查詢優(yōu)化的基本概念，查詢優(yōu)化包括代數(shù)優(yōu)化和物理優(yōu)化；代數(shù)優(yōu)化是指關系代數(shù)表達式的優(yōu)化；物理優(yōu)化則是指存取路徑和底層操作算法的選擇，所以先講解實現(xiàn)查詢操作的主要算法，主要是選擇操作和連接操作的主要算法思想，然后講解關系代數(shù)表達式等價變換規(guī)則，關系代數(shù)表達式的優(yōu)化，物理優(yōu)化方法（基于啟發(fā)式規(guī)則的存取路徑選擇優(yōu)化，操作算法的執(zhí)行代價估算方法，基于代價的優(yōu)化方法）。本章目標
本章并不要求學生掌握RDBMS查詢處理和查詢優(yōu)化的內部實現(xiàn)技術，因此沒有詳細講解技術細節(jié)。
本章的目的是希望學生了解RDBMS查詢處理的基本步驟，查詢優(yōu)化的概念、基本方法和技術，為數(shù)據(jù)庫應用開發(fā)中利用查詢優(yōu)化技術提高查詢效率和系統(tǒng)性能打下基礎。重點和難點
重點：了解關系數(shù)據(jù)庫查詢優(yōu)化的重要性。掌握查詢處理各個步驟的主要功能。能夠把SQL語句轉換成查詢樹，對查詢樹進行代數(shù)優(yōu)化，轉換成優(yōu)化的查詢樹。掌握物理優(yōu)化的基本方法。
難點：能運用本章學習的查詢優(yōu)化知識，對于比較復雜的查詢，尤其是涉及連接和嵌套的查詢，寫出適合RDBMS自動優(yōu)化的SQL語句。對于RDBMS不能優(yōu)化的查詢需要重寫查詢語句，進行手工調整以優(yōu)化性能。不要把優(yōu)化的任務全部放在RDBMS上。實驗內容
實驗9 查詢優(yōu)化。通過本章實驗，了解你安裝使用的RDBMS的查詢優(yōu)化方法和查詢計劃表示，能夠利用它分析查詢語句的實際執(zhí)行方案和查詢代價，進而通過建立索引或者修改SQL語句來降低查詢代價，達到優(yōu)化系統(tǒng)性能的目標。
具體實驗內容：
1 對單表查詢 例如以下的查詢(可以自己給出查詢語句)
select * from student where age>20 ；
2. 連接查詢，普通的兩表連接查詢或多表連接查詢
3. 嵌套查詢，自己寫幾個帶有子查詢的例子，主要考慮帶有IN和EXISTS謂詞的子查詢，包括相關子查詢和不相關子查詢。也可以使用《數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論》書上列舉的例子。
對以上各種查詢，通過建立索引或者刪除索引（單表查詢語句）、修改連接順序（連接查詢語句）、重寫SQL語句即查詢重寫(嵌套查詢)；比較不同查詢計劃執(zhí)行的性能差異，達到降低查詢代價，優(yōu)化性能的目標。
第一節(jié) DBMS 簡介
第二節(jié) 關系DBMS
第三節(jié) 關系DBS的查詢優(yōu)化
第四節(jié) 職務作品的著作權第七章 事務管理內容概述
事務處理技術主要包括數(shù)據(jù)庫恢復技術和并發(fā)控制技術。因為事務是數(shù)據(jù)庫恢復和并發(fā)控制的基本單位，所以首先講解事務的基本概念和事務的ACID性質。
本章講解數(shù)據(jù)庫恢復技術。包括數(shù)據(jù)庫運行中可能發(fā)生的故障類型，數(shù)據(jù)庫恢復中最經(jīng)常使用的技術—數(shù)據(jù)轉儲和登錄日志文件。講解日志文件的內容及作用，登記日志文件所要遵循的原則，針對事務故障、系統(tǒng)故障和介質故障等不同故障的恢復策略和恢復方法。具有檢查點的恢復技術。數(shù)據(jù)庫鏡像功能。
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)必須提供并發(fā)控制機制來協(xié)調并發(fā)用戶的并發(fā)操作以保證并發(fā)事務的隔離性和一致性，保證數(shù)據(jù)庫的一致性。本章討論數(shù)據(jù)庫并發(fā)控制的基本概念和實現(xiàn)技術。包括封鎖技術、封鎖協(xié)議、活鎖和死鎖的概念、并發(fā)調度的可串行性、沖突可串行化調度、兩段鎖協(xié)議、封鎖的粒度、意向鎖。本章目標
掌握事務的基本概念和事務的ACID性質。了解數(shù)據(jù)庫恢復技術的重要性，針對不同的故障類型，掌握恢復數(shù)據(jù)庫的策略和方法。了解的數(shù)據(jù)庫并發(fā)控制技術的必要性和重要性。牢固掌握并發(fā)控制的基本概念。 重點和難點
重點：牢固掌握事務的基本概念和事務的ACID性質。要掌握數(shù)據(jù)庫故障恢復的策略和方法。數(shù)據(jù)庫恢復的基本原理是數(shù)據(jù)備份，它貌似簡單，實際卻很復雜。數(shù)據(jù)庫的事務管理策略（不僅有數(shù)據(jù)庫恢復策略，還有并發(fā)控制策略）和DBMS緩沖區(qū)管理策略、事務一致性級別密切相關，同學們要在學習完這些知識后把這些問題聯(lián)系起來，提升對這些技術的理解和掌握。掌握并發(fā)操作產(chǎn)生的數(shù)據(jù)不一致性（丟失修改、不可重復讀、讀“臟數(shù)據(jù)”）的確切含義。封鎖協(xié)議與數(shù)據(jù)一致性的關系；并發(fā)調度的可串行性概念。
難點： 掌握日志文件的使用，系統(tǒng)故障、介質故障的恢復方法。對于剛剛學習數(shù)據(jù)庫的學生來講并不體會數(shù)據(jù)庫故障恢復的復雜性和重要性。在實際工作中，則必須正確了解所用的DBMS產(chǎn)品提供的恢復技術和恢復方法，并且能夠根據(jù)這些機制正確制定系統(tǒng)的恢復策略，以保證數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)7*24小時正確運行。保證數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在遇到故障時能及時恢復正常運行，提高抗故障抗災難的能力。兩段鎖協(xié)議與串行性的關系、與死鎖的關系。具有意向鎖的多粒度封鎖方法的封鎖過程。
本章內容有一定的深度和難度，可以通過對實例的學習和習題的練習來正確理解和掌握基本概念。實驗內容
在安裝好的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)下對已經(jīng)建立的數(shù)據(jù)庫人為地制造事務內部故障和系統(tǒng)故障，檢查系統(tǒng)是否進行了恢復。并發(fā)控制是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的重要功能之一，它可以對用戶完全透明，即多個用戶訪問同一個數(shù)據(jù)庫對象時，DBMS可以自動完成對該數(shù)據(jù)庫對象的并發(fā)控制。同時數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)通常又提供了SQL語句，允許用戶顯式地對數(shù)據(jù)庫對象加鎖，手工進行并發(fā)控制。本實驗就是通過顯式地對數(shù)據(jù)庫對象加鎖的方式，觀察各種鎖的相容關系、死鎖的產(chǎn)生及解鎖的方法。也可以兩人一組，用戶A建的表授權用戶B，然后兩人同時手工加鎖，檢查死鎖，一人手工回滾解鎖。
第一節(jié) 事務的基本概念
第二節(jié) 數(shù)據(jù)庫恢復概述
第三節(jié) 恢復的實現(xiàn)技術
第四節(jié) 故障恢復
第五節(jié) SQL對事務管理的支持
第六節(jié) 事務并發(fā)控制
第七節(jié) 小節(jié)第八章 數(shù)據(jù)庫的安全性與完整性內容概述
介紹計算機以及信息安全技術標準的進展。詳細講解數(shù)據(jù)庫安全性問題和實現(xiàn)技術。RDBMS實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)安全性的技術和方法有多種，本章講解最重要的存取控制技術、視圖技術和審計技術。講解存取控制機制中用戶權限的授權與回收，合法權限檢查。數(shù)據(jù)庫角色的概念和定義等。　詳細講解數(shù)據(jù)庫的完整性概念。包括，什么是數(shù)據(jù)庫的完整性，數(shù)據(jù)庫的完整性概念與數(shù)據(jù)庫的安全性概念的區(qū)別和聯(lián)系，RDBMS的數(shù)據(jù)庫完整性實現(xiàn)機制，包括實體完整性、參照完整性和用戶自己定義的完整性約束的定義機制、完整性檢查機制和違背完整性約束條件時RDBMS采取的預防措施。觸發(fā)器的概念和在數(shù)據(jù)庫完整性檢查中的應用。本章目標
掌握什么是數(shù)據(jù)庫的安全性問題，牢固掌握數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫安全性控制的常用方法和技術。
掌握什么是數(shù)據(jù)庫的完整性，掌握用SQL語言定義關系模式的完整性約束條件。重點和難點
重點：使用SQL中的GRANT 語句和 REVOKE 語句來實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)自主存取控制功能。使用SQL中CREATE ROLE語句創(chuàng)建角色，用GRANT 語句給角色授權。掌握視圖機制在數(shù)據(jù)庫安全保護中的作用。牢固掌握DBMS完整性控制機制的三個方面，即完整性約束條件的定義、完整性約束條件的檢查和違約反應。需要舉一反三的：用SQL語言定義關系模式的完整性約束條件。包括定義每個模式的主碼；定義參照完整性；定義與應用有關的完整性。
難點：強制存取控制（MAC）機制中確定主體能否存取客體的存取規(guī)則，同學們要理解并掌握存取規(guī)則為什么要這樣規(guī)定。RDBMS如何實現(xiàn)完整性的策略，即當操作違反實體完整性、參照完整性和用戶定義的完整性約束條件時，RDBMS如何進行處理，以確保數(shù)據(jù)的正確與有效。其中比較復雜的是參照完整性的實現(xiàn)機制。本章目標實驗內容
實驗3 在安裝好的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)下對已經(jīng)建立的數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建用戶、角色、視圖；使用SQL對數(shù)據(jù)進行安全性控制，包括：授權和權力回收。操作完成后看看已授權的用戶是否真正具有授予的數(shù)據(jù)操作的權力了；權力收回操作之后的用戶是否確實喪失了收回的數(shù)據(jù)操作的權力。
本實驗可以分小組完成。例如，用戶A登錄、建表、建視圖等，授權一些數(shù)據(jù)操作權限用戶B，然后用戶B登錄，檢查是否具有授予的數(shù)據(jù)操作權限。也可以一個人建2個用戶來完成。 本章目標實驗內容
第一節(jié) 基本概念
第二節(jié) 數(shù)據(jù)庫安全控制
第三節(jié) 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構
第四節(jié) 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)
第五節(jié) 數(shù)據(jù)庫的完整性控制
第六節(jié) 觸發(fā)器
第七節(jié) 小節(jié)