Uniaxial stress-strain relation in plastic-damage models for concrete based on localized failure

Uniaxial stress-strain relation in plastic-damage models for concrete based on localized failure
Uniaxial stress-strain relation in plastic-damage models for concrete based on localized failure

Uniaxial Stress-Strain Relation in Plastic-Damage Models for Concrete Based on Localized Failure

Ji Zhang, Zhong-Xian Zhang, Cai-Ping Huang

School of Civil Engineering and Mechanics

Huazhong University of Science and Technology

Wuhan, China

Email: zzx027027@https://www.360docs.net/doc/9311636723.html, (Z.-X. Zhang)

Abstract—Concrete fails in a localized pattern. In this paper, a uniaxial stress-strain relation incorporating hardening and stiffness degradation is developed for plastic-damage constitutive models for concrete, which reduces mesh sensitivity in the localized strain softening process, while a reasonable stress-strain curve is maintained for the uniform strain hardening process. The proposed formulation can be used in the numerical analysis of concrete structures assuming localized failure.

Keywords-numerical simulation; concrete structures; localized failure; stress-strain relation; plastic-damage model

I.I NTRODUCTION

Concrete is the most widely used material in civil infrastructure. Due to its complex mechanical behavior, numerical simulation of concrete structures under various loading scenarios is an important yet challenging task for engineering practice.

One of the major difficulties comes from the strain softening and localized failure patterns of concrete in both tension and compression. After the formation of shear bands, which occurs approximately on reaching the peak stress, damage and failure of concrete are no longer uniform but localized in a narrow region [1–3]. Over these years, the numerical techniques for handling the uniform strain softening of concrete in compression and reinforced concrete in tension have been fairly successful [4], and the overall behavior of concrete structures can be obtained without taking into account the localized failure patterns. However, the supposed uniform strain softening behavior of the material is not true, therefore the overall behavior of structures obtained therefrom may not be reliable.

With the advancement in numerical simulation of strain localization in solids, it becomes more and more feasible to give physically based descriptions of the failure of concrete structures, for which, constitutive models based on localized failure are required. Multiaxial constitutive models for concrete which define the relation between the stress tensor and the strain tensor are usually calibrated by the uniaxial stress-strain relation [5]. It is the purpose of the present study to formulate an appropriate uniaxial stress-strain relation based on localized strain softening and failure for the widely used plastic-damage models for concrete. The demands on the stress-strain relation imposed by the coupling of plasticity and damage are first analyzed, and then the compressive and tensile stress-strain relations are formulated respectively.

II.C OUPLING OF P LASTICITY AND D AMAGE Concrete exhibits two significant nonlinearities in its mechanical behavior—permanent (plastic) deformation and stiffness degradation (damage). Coupled plastic-damage constitutive models are generally accepted as effective theories in the nonlinear analysis of concrete structures.

In infinitesimal strain plasticity, the strain ? is decomposed additively into an elastic part ?e and a plastic part ?p as

e p.

??? (1)

Incorporating linear elasticity, the stress ?is expressed in terms of the elastic stiffness E and the strain as

(2)

e p

::

E E

????.

In continuum damage mechanics, the stress ?(more specifically, Cauchy stress or nominal stress) is mapped into the effective stress ?through the damage effect tensor M as

:,

M

?? (3)

and the effective stress ? is defined in the undamaged material, where the initial elastic stiffness E0 remains undegraded. So in comparison with (2), the elastoplastic stress-strain relation in the effective stress space is formulated as

p

:.

E

??? (4)

Combining (3) and (4), we can formulate both plasticity and damage in the Cauchy stress space as

(5)

1p

::

M E

??.

?

If the simple isotropic damage represented by a scalar damage variable D is adopted, which is easy to implement in engineering application, the mapping relation in (3) reduces to

978-1-4244-7739-5/10/$26.00 ?2010 IEEE

1

,1D

?? (6)

and correspondingly, the constitutive relation in (5) reduces to

p 01:D E ??.?

(7) In physical mechanism, both permanent deformation and

stiffness degradation are driven by the evolution of microcracks [6]; in the mathematical models of this kind of coupled plastic-damage theories, both plastic hardening and damage evolution are controlled by the hardening variables (equivalent plastic strains), and are usually represented by the uniaxial hardening behavior in material tests [5].

In uniaxial stress states (both tension and compression), (7) reduces to the scalar form

(8)

p 0?1??,D E which correlates the uniaxial hardening behavior (?-?p relation), the uniaxial damage behavior ((1 – D )-?p relation), and the uniaxial load-deformation behavior (? – ? relation), as illustrated in Fig. 1.

In this interrelated trinity, the ?-?p

and (1 – D )-?p

relations are fundamental parts of plasticity theory and damage

mechanics respectively, and are closely related to the physical mechanisms, however, their calibration with material tests are indirect, and available data are rare; the ?-? relation is phenomenal, but its calibration is easy, and a lot of functions for the ?-?curves are available, which are reliable at least in

the ascending branches.

In the next section, the uniaxial ?-?p and (1 – D )-?p relations are formulated for the coupled plastic-damage model. For all the scalar quantities and dimensionless parameters involved in the formulation, the subscript “t” is used when referring to uniaxial tension only, “c” when referring to uniaxial

compression only, and no subscript when referring to both

cases.

Figure 1. Interrelationship between plastic hardening and damage evolution

in uniaxial stress states.

III.F ORMULATION OF U NIAXIAL S TREE -S TRAIN R ELATION In the plastic-damage model of Lubliner et al. [7], an analytically convenient ?-?p function for both tension and compression is proposed as

p p

0?1exp ?exp 2?,f a b a b ao ??

(9)

where f 0 is the initial yield stress; a and b are dimensionless constants. On the basis of (9), Lee and Fenves [8] further assume that the degradation damage also takes an exponential form

(10)

p 1exp ?,D d which, together with (9), yields a simple expression for the effective stress ?.

However, these concise analytical expressions fail to describe the stress-strain relation appropriately in several aspects. First, since the constants a and b in (9) for the compressive case are already determined by the peak stress

^`

2

c c c c0

c

1max ?4a f f a (11)

and the dissipated specific energy p

c0c c c c 0c ?d ?12f a g b f §· ¨??13 (12) as deducted in [7] and [8], the plastic strain corresponding to

the peak stress p c c c c 21?ln 1a b a (13)

cannot be controlled, which, however, should be recognized as a material property and calculated as

?-?

p c c c 0

??,1c

f D E

(14)

relation

where ?c * and D c * are respectively the stain and relative stiffness damage corresponding to the peak stress.

Second, the dissipated specific energy g c = G c / l c calculated from the compressive fracture energy G c and the characteristic length l c is integrated in the entire process of energy dissipation in (12), in spite of the physical fact that deformation is uniform before bifurcation occurs (around the peak stress) and localization is present only in the strain softening process [1,2].

?-?p

(1-D )-?p relation relation

p 0?1??D E

Third, the ?-?function determined by (8)–(10) is implicit, and the shape of the ?-?curve cannot be controlled in accordance with test results.

In view of these limitations of the simple analytical functions for plastic hardening and damage evolution, more complex expressions are developed in the present study since they actually do not bring about difficulties or inconvenience in numerical calculations.

https://www.360docs.net/doc/9311636723.html,pressive Stress-Strain Relation

In uniaxial compression, concrete undergoes strain hardening after initial yielding and then strain softening after reaching the peak stress. The three interrelated functions illustrated in Fig. 1 are sketched in Figs. 2–4 respectively.

In the strain hardening process, plastic deformation and energy dissipation is uniform in the loaded continuum, and the overall load-deformation relation can represent the ?c-?c

Figure 2. Stress-strain curve in uniaxial compression.

Figure 3. Stress-plastic strain curve in uniaxial compression.

Figure 4. Relative stiffness-plastic strain curve in uniaxial compression. relation at the constitutive level. If the widely used quadratic parabola

2

c c c

c c c

???

2

??

f

§·

¨?

?1

(15)

is employed for the ascending branch of the ?c-?c curve, the relative stiffness formulated as

c p

c c

1

1,

1??

D

(16)

where ?c is a dimensionless constant to be determined by D c*, can yield an explicit ?c-?c p

function

C

o

m

p

r

e

s

s

i

v

e

s

t

r

e

s

s

,

?

c

f

22p p p2

0c c c c c c

c22

p

c

0c0c

c c

2

p p p2

c c c c c

2

c

0c0c

1

22

p p p2

c c c c

222

0c c c

?22??2?2??1

?

??

21??

22??2?2??1

??

1??2??

4,

???

E

f

E E

f

E E

E

-

?

ˉ

a§·

?

¨?

??1

?

?

§·°

?

?

¨??

?1°

?

(17)

f

which can be integrated (numerically) to calculate the

dissipated specific energy during strain hardening

(18)

p

c

?p

c,h c c

?d?.

g

3

In the strain softening process, plastic deformation and

energy dissipation is localized. So the overall load-deformation

relation is discarded, and the highlight is focused on the

localized failure behavior.

The descending part of the ?c-?c p curve should meet the

analytical requirements based on test results

p p

c c

p p

c c

p p,i

c c

p p,i

c c

p p,i

c c

p

c

c c

??

c

p

c??

2

c

p2

c0??

2

c

p2

c??

2

c

p2

c??

c

?

?

d?

d?

d?

d?

,

d?

d?

d?

d?

lim?0

f

!

of

-

°

°

°

°

°

°

°

°

?

°

°

°

°

°!

°

°

°

ˉ

(19)

c

1-D c

C

o

m

p

r

e

s

s

i

v

e

r

e

l

a

t

i

v

e

s

t

i

f

f

n

e

s

s

,

1

-

D

c

c

f

f

C

o

m

p

r

e

s

s

i

v

e

s

t

r

e

s

s

,

?

c

Compressive strain, ?c

Compressive plastic strain, ?c p

Compressive plastic strain, ?c p

where ?c p,i is the plastic strain at the inflexion of the ?c -?c p curve, and can be formulated as

(20)

^

`p p c c c c c c c p

p c c c c

c

?1?exp ?????exp 1????

,

f

ao ??

ao ??where ?c is a dimensionless constant to adjust the curve shape,

and ?c to be determined by the dissipated specific energy during strain softening

p c p

c c

c,s c c ?c c c

12??d ?,?1??f g f

3

(21)

which is calculated as g c,s = G c,s / l c , where the softening compressive fracture energy G c,s is assumed as a material property, and the characteristic length l c is a material property (assumed as 50mm for frictional materials in [9]) or related to the mesh size (methods similar to the traditional crack band theory [10,11] can be taken).

It can be seen from (20) that for a given stress value, the plastic strain developed in the strain softening process (?c p -?c p *) is in inverse proportion to ?c and consequently to l c . To maintain an objective load-deformation relation at the structural level, the total deformation of the localized region in the strain softening process should remain unchanged with varying l c , which demands that the elastic strain in the strain softening process (?c e -?c e *) is also in inverse proportion to ?c and l c as

e e p p c

c c c c,s c c

1

?

???.?g l v v

v v 1 (22)

By substituting (8) into (22), we get the requirement for the damage function from objectivity of the localized deformation

c c c 0c c 0?1,1?1f D E D E

ao?? v ????

(23)

to meet which, the (1 – D c )-?c p

relation in the softening process

can be formulated as

p p c c c c c

c c

p p p p c c c c c c c c c c 111exp ????111?,1?exp ?????exp 1????D D

-ao ???ˉ? °

?aoa o°????

?

(24)

where ?c is a dimensionless constant to be determined by the

relative stiffness when the stress has dropped to half its peak value.

B.Tensile Stress-Strain Relation

In uniaxial tension, the plastic deformation of concrete before reaching the peak stress is usually neglected, so the material undergoes strain softening immediately after initial yielding (at the peak stress). The three interrelated functions illustrated in Fig. 1 are sketched in Figs. 5–7 respectively. Similar to the formulation of the strain softening process in uniaxial compression, the ?t -?t p curve can be formulated as

^`

p p

t t t t t t t t t t ?1?exp ????exp 1???,f ao ??(25)

where ?t is a dimensionless constant to be determined by the dissipated specific energy

f

T e n s i l e s t r

e s s , ?t

Figure 5. Stress-strain curve in uniaxial tension.

Figure 6. Stress-plastic strain curve in uniaxial tension.

Figure 7. Relative stiffness-plastic strain curve in uniaxial tension.

T e n s i l

e r e l a t i v e s t i

f f n e s s , 1-D

t

f T e n s i l e s t r e s s , ?t

Tensile strain,

?t

Tensile plastic strain, ?t p

Tensile plastic strain, ?t p

p t t

t t t 0

t t 12??d ?,?1??t

f g f

3

(26)

which is calculated as g t = G t / l t , where the (tensile) fracture energy G t is generally accepted as a material property, and the characteristic length l t is a material property or related to the mesh size [10,11].

Similar to (22), an objective load-deformation relation at the structural level demands

e p

t

t t t t t

11

?

??,?g l v v

v v (27)

which brings a requirement for the damage function

t t t 00t

?1,1?f D E E ao v ?? ????

(28)

to meet which, the (1 – D t )-?t p relation can be formulated as

p t t t t

t t

p t t t t t t t t 1

11exp ???111?,1?exp ????exp 1???D D - ?ˉ? p °

?ao °???

(29)

where ?t is a dimensionless constant to be determined by the

relative stiffness when the stress has dropped to half its peak value.

IV.

C ONCLUSIONS

A uniaxial stress-strain relation based on localized failure is formulated in this study for plastic-damage concrete models. For the strain hardening process, during which the deformation is assumed to be uniform, the phenomenal stress-strain relation is obeyed, and serves as a condition for the formulation of stress-plastic strain and damage-plastic strain relations; for the strain softening process, during which the deformation is assumed to be localized, the objective load-deformation relation at the structural level is obeyed, and serves as a condition for the formulation of stress-plastic strain and damage-plastic strain relations.

The formulation presented here relies on proper definitions and realistic values for the compressive fracture energy and characteristic lengths of concrete; a better understanding of the localized failure behavior of concrete structures is needed to improve the constitutive models.

R EFERENCES

[1]

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[3]H. D. Kang and K. J. Willam, “Localization characteristics of triaxial

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concrete structures,” J. Eng. Mech.–ASCE, vol. 124, pp. 892–900, August 1998.

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Eng. Mech.–ASCE, vol. 105, pp. 407–428, April 1979.

[11]Z. P. Bazant and B. H. Oh, “Crack band theory for fracture of concrete,”

Mater. Struct. (RILEM), vol. 16, pp. 155–177, May 1983.

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数据库系统的安全性很大程度上依赖于数据库管理系统。如果数据库管理系统安全机制非常强大,则数据库系统的安全性能就较好。目前市场上流行的是关系式数据库管理系统,其安全性功能很弱,这就导致数据库系统的安全性存在一定的威胁。因此,数据库管理员应从以下几个方面对数据库的安全进行考虑。 一:用户角色的管理 这是保护数据库系统安全的重要手段之一。它通过建立不同的用户组和用户口令验证,可以有效地防止非法的Oracle用户进入数据库系统,造成不必要的麻烦和损坏;另外在Oracle数据库中,可以通过授权来对Oracle用户的操作进行限制,即允许一些用户可以对Oracle服务器进行访问,也就是说对整个数据库具有读写的权利,而大多数用户只能在同组内进行读写或对整个数据库只具有读的权利。在此,特别强调对SYS和SYSTEM两个特殊账户的保密管理。 为了保护ORACLE数据库服务器的安全,应保证$ORACLE_HOME/bin目录下的所有内容的所有权为Oracle用户所有。为了加强数据库在网络中的安全性,对于远程用户,应使用加密方式通过密码来访问数据库,加强网络上的DBA权限控制,如拒绝远程的DBA访问等。二:数据库的加密 由于数据库系统在操作系统下都是以文件形式进行管理的,因此入侵者可以直接利用操作系统的漏洞窃取数据库文件,或者直接利用OS工具来非法伪造、篡改数据库文件内容。这种隐患一般数据库用户难以察觉,分析和堵塞这种漏洞被认为是B2级的安全技术措施。数据库管理系统分层次的安全加密方法主要用来解决这一问题,它可以保证当前面的层次已经被突破的情况下仍能保障数据库数据的安全,这就要求数据库管理系统必须有一套强有力的安全机制。解决这一问题的有效方法之一是数据库管理系统对数据库文件进行加密处理,使得即使数据不幸泄露或者丢失,也难以被人破译和阅读。 我们可以考虑在三个不同层次实现对数据库数据的加密,这三个层次分别是OS层、DBMS内核层和DBMS外层。 ⑴在OS层加密。在OS层无法辨认数据库文件中的数据关系,从而无法产生合理的密钥,对密钥合理的管理和使用也很难。所以,对大型数据库来说,在OS层对数据库文件进行加密很难实现。 ⑵在DBMS内核层实现加密。这种加密是指数据在物理存取之前完成加/解密工作。这种加密方式的优点是加密功能强,并且加密功能几乎不会影响DBMS的功能,可以实现加密功能与数据库管理系统之间的无缝耦合。其缺点是加密运算在服务器端进行,加重了服务器的负载,而且DBMS和加密器之间的接口需要DBMS开发商的支持。 ⑶在DBMS外层实现加密。比较实际的做法是将数据库加密系统做成DBMS的一个外层工具,根据加密要求自动完成对数据库数据的加/解密处理。采用这种加密方式进行加密,加/解密运算可在客户端进行,它的优点是不会加重数据库服务器的负载并且可以实现网上

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数据库的存储结构(文件、记录的组织和索引技术)

数据库的存储结构(文件、记录的组织和索引技术) by 沈燕然0124141 利用课余时间自学了第6章《数据库存储结构》,对于数据 库不同层次的存储结构,文件记录组织和索引技术有了一定的 了解,在这篇札记中将会结合一些具体应用中涉及到的数据存 储和索引知识,以及通过与过去学习过的一些数据结构比较来 记录自己学习的心得体会。这些实例涉及不同的数据库系统, 如Oracle, DB2和Mysql等等,它们之间会有一些差异。不过 本文旨在探讨数据存储方面的问题,因而兼容并包地将其一并收入,凡是可能需要说明之处都会加上相应的注解。:) 1、数据库(DBS)由什么组成?——逻辑、物理和性能特征 1、什么是数据库系统(DBS)——DBS用文件系统实现 在关系模型中,我们把DBS看成关系的汇集。DBS存在的目的就是为了使用户能够简单、方便、容易地存取数据库中的数据。因此在用户的眼中,数据库也就是以某种方式相关的表的集合。用户并不需要去关心表之间关系,更不需要了解这些表是怎样存储的。但是我们现在从DBA(数据库管理员)的角度来看,情况就比那稍稍复杂一点。 实际的数据库包含许多下面列出的物理和逻辑对象: ?表、视图、索引和模式(确定数据如何组织) ?锁、触发器、存储过程和包(引用数据库的物理实现) ?缓冲池、日志文件和表空间(仅处理如何管理数据库性能) 2、什么是表空间?——表空间相当于文件系统中的文件夹。 表空间被用作数据库和包含实际表数据的容器对象之间的一层,表空间可以包含多个不同的表。用户处理的实际数据位于表中,他们并不知道数据的物理表示,这种情况有时被称为数据的物理无关性。

上图描述了一个ORACLE数据库大致的表空间组织,USER中存放主要的数据表,TEMP存放临时数据表,INDX存放索引,TOOLS存放回退段(RBS). 表空间在DB2数据库系统中是比较典型的说法,在Mysql等系统中也直接使用文件系统中文件夹的概念。新建一个表的时候可以指定它所在的表空间,至于用文件具体存储数据时如何存储这可能就是各个数据库系统的商业机密了,至少DB2是这样。另外值得关注的一点是不同于oracles对表空间的严格要求,Mysql的数据库形式相对比较简单,以文件夹的形式存放在安装目录的/data/下面,该数据库的每一个表对应两个文件,一个存放表中数据,另一个存放元数据信息,也就是建表时指明的列属性等等信息。 3、文件中的记录在物理上如何实现?——文件组织形式 在外存中,DB以文件形式组织,而文件由记录组成。文件结构由OS的文件系统提供和管理。文件组织有两种方式——定长记录格式和变长记录格式。 那种格式更好? 定长记录格式——优点是插入操作较简单。 缺点是对记录长度有硬性要求,而且有的记录可能横跨多个快,降低读写效率。 变长记录格式——优点是记录长度自由方便 缺点是记录长度差异导致删除后产生大量“碎片”,记录很难伸长,尤其“被拴记录”移动代价相当大。 中庸之道——预留空间和指针方式 记录长度大多相近——采用预留空间方法,取最大记录长为统一标准,在短记录多于空间处填特定空值或记录尾标志符。 记录长度相差很大——采用指针形式(每纪录后的指针字段把相同属性值记录链接起来)。文件中使用两种块——固定块(存放每条链中第一条记录)和溢出块(存放其 余纪录)。 3、记录在文件中怎样组织?

无锡市基础空间数据库SHP格式方案(大比例尺)

无锡市基础空间数据SHP格式设计方案 (大比例尺) 1、综述 1.1目的 为无锡市规划局基础空间数据建库提供标准。 1.2适用范围 1:500、1:1000、1:2000基础地形图数据 1.3制定原则 ●保证按本方案生产的数据可以实现同SHP数据的高效互转; ●保证按本方案生产的数据在转入数据库后可以实现标准图的输出; ●操作方便。 1.4类型约定 ● ●

1.5引用标准 《GB/T 14804-93 1:500 1:1000 1:2000 地形图要素分类与代码》(1994-08-01)《GB/T 7929-1995 1:500 1:1000 1:2000 地形图图式》(1996-05-01) 《GB 1:500 1:1000 1:2000 地形图数字化规范》(1998-08-01) 《GB/T14804-93 1:500 1:1000 1:2000 地形图要素分类与代码》(1994-08-01)《GT地籍数据库标准》 《GB/T 13923-92 国土基础信息数据分类与代码》(1993-07-01) 2、实体的划分 数据在SDE的服务器里是按照点、线、面和注记划分的,每一个SDE图层(FEATURECLASS)只能存储上述的一种空间对象。由于这种存储模型的限制,势必造成很多国标中的复杂地物被拆分到不同的SDE图层。为了在编码中体现设计的合理性、对实体的物理存储进行统一的管理,特在数据库的设计中在对空间实体做逻辑的划分。 2.1简单点 ●简单点实体只记录插入点的位置和相关属性,所有的简单点实体都必须以插入符号 的形式采集。 ●简单点状实体对应ARCOBJECT体系的IPOINT对象。 ●采集单位在使用点符号的时候要保证简单点的符号要和本方案提供的符号描述一 致,符号的插入点一致。 2.2简单无向线 ●简单线需要作业单位针对每一种实体制作线符号,这里所指的线符号必须是采集系 统提供的线符号库,不能用程序绘制。

图像数据存储技术

图像数据存储技术

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图像数据存储技术 摘要:,将多媒体信息引入到系统当中,随着数据库应用技术的发展,已经成为人们对现代数据库应用系统的要求之一。本文通过对图像数据的不同存储方式的分析,提出在学生信息系统中以数据库方式存储学生照片的方法,并且使用VB 6.0 中的ADO 数据控件实现了图像数据入库操作及照片的浏览。 关键词:信息系统;图像; 概述:随着数据库应用技术的发展,将多媒体信息引入到系统当中,使管理系统功能更强大,界面更美观,信息更丰富,已经成为人们对现代数据库应用系统的要求之一。在学生信息系统中,除了需要将每一名学生的基本数据信息存入系统,还需要将该学生的照片以图像信息的形式存入系统。这样可以随时查看学生的照片,或用来制作学生证等证件,以提高证件的可信度并减少证件照片处理的工作量。 图像的数据量要远远大于数据库中存储的普通数据的数据量。因此,组织与管理好图像数据与数据库应用系统的结构、效率、安全性、完整性息息相关。本文给出了一种在学生信息系统中组织与管理图像信息的方法,并利用ADO 技术设计实现了图像信息的入库及浏览等操作。 1.存储图像数据的策略 1.1 以文件方式存储图像数据 图像信息通常是通过扫描或摄像的方法进入系统的,并且一般的多媒体系统中都采用文件形式存放数据。所以在数据库应用系统中,可以采用文件形式存放图像数据。首先,将每一幅图像组织成一个文件,众多的图像文件形成图像文件集。在学生基础信息表中设置一个存放照片图像文件物理文件名的字段(pFileName),在该字段中存放每一名学生照片文件的存储路径及文件名。这样就建立起了学生基础信息表与照片文件集之间的关联(如图1 所示)。

实验7-数据库安全性策略

实验7 数据库安全性策略 一、实验目的 1.掌握使用SQL语句进行数据库完全备份的办法 2.掌握使用客户端程序进行完全备份的方法 3.掌握数据库用户账号的建立与删除方法 4.掌握数据库用户权限的授予方法 二、实验准备 1.了解在MySQL Administrator中进行数据库备份操作的方法 2.了解数据库安全的重要性 3.了解数据库用户账号的建立于删除的方法 4.了解数据库用户权限的授予和回收方法 三、实验内容及要求 1.用SQL语句进行数据库备份和恢复 1)备份YGGL数据库中的Employees表到D盘FILE文件夹下,并在执行 完成后查看D盘FILE文件夹下是否有Employees.txt文件。 2)先删去Employees表中的几行数据,再使用SQL语句恢复Employees 表,执行完成后使用SELECT查看Employees表的变化。 2.使用客户端工具备份和恢复表 1)使用mysqldump备份数据库YGGL中的Salary表,并查看是否备份成 功。 2)备份整个YGGL数据库,并查看是否备份成功。 3)先删除YGGL数据库中的Employees表,再使用mysql恢复数据库。 4)假设原来的Salary表内容已经备份成Salary.txt文件,如果Salary 表中的数据发生了变动,使用mysqlimport恢复表数据。 3.数据库用户 1)创建数据库用户user_1和user_2,密码都为1234(假设服务器名为 localhost)。 2)将用户user_2的名称修改为user_3。 3)将用户user_3的密码修改为123456。 4)删除用户user_3。 5)以user_1用户身份登陆MySQL。 6)刚刚创建的用户有什么样的权限。 7)创建一个用户,并以该用户的身份登录。 4.用户权限的授予与收回 1)授予用户user_1对YGGL数据库Emlpoees表的所有操作权限及查询 操作权限。 2)授予用户user_1对Emlpoees表进行插入,修改,删除操作权限。 3)授予用户user_1对数据库YGGL的所有权限。 4)授予user_1在Salary表上的SELECT权限,并允许其将该权限授予 其他用户。 5)回收user_1的Emlpoees表上的SELECT权限。 6)授予用户user_1所有的用户权限。 7)取消用户user_1所有的权限。

数据库基础知识试题(含答案)

数据库基础知识试题 部门____________ __________ 日期_________ 得分__________ 一、不定项选择题(每题1.5分,共30分) 1.DELETE语句用来删除表中的数据,一次可以删除( )。D A .一行 B.多行 C.一行和多行 D.多行 2.数据库文件中主数据文件扩展名和次数据库文件扩展名分别为( )。C A. .mdf .ldf B. .ldf .mdf C. .mdf .ndf D. .ndf .mdf 3.视图是从一个或多个表中或视图中导出的()。A A 表 B 查询 C 报表 D 数据 4.下列运算符中表示任意字符的是( )。B A. * B. % C. LIKE D._ 5.()是SQL Server中最重要的管理工具。A A.企业管理器 B.查询分析器 C.服务管理器 D.事件探察器 6.()不是用来查询、添加、修改和删除数据库中数据的语句。D A、SELECT B、INSERT C、UPDATE D、DROP 7.在oracle中下列哪个表名是不允许的()。D A、abc$ B、abc C、abc_ D、_abc 8.使用SQL命令将教师表teacher中工资salary字段的值增加500,应该使用的命令 是()。D A、Replace salary with salary+500 B、Update teacher salary with salary+500 C、Update set salary with salary+500 D、Update teacher set salary=salary+500 9.表的两种相关约束是()。C

Oracle数据库安全策略与实现方法

数据库安全性问题一直是围绕着数据库管理员的恶梦,数据库数据的丢失以及数据库被非法用户的侵入使得数据库管理员身心疲惫不堪。随着计算机技术的飞速发展,数据库的应用十分广泛,深入到各个领域,但随之而来产生了数据的安全问题。各种应用系统的数据库中大量数据的安全问题、敏感数据的防窃取和防篡改问题,越来越引起人们的高度重视。数据库系统作为信息的聚集体,是计算机信息系统的核心部件,其安全性至关重要,关系到企业兴衰、国家安全。因此,如何有效地保证数据库系统的安全,实现数据的保密性、完整性和有效性,已经成为如今关注的一个话题。 甲骨文董事长拉里·埃里森在Oracle OpenWorld大会上,谈到了一个观点——要保护数据库安全,关键在于加密。他还认为,我们不仅要为发往互联网的数据库中的数据加密,还要为从硬盘转移到后端系统的过程中的数据加密。他还建议企业禁止用户在没有进行加密的情况下实施数据备份。“因为如果没有加密的备份CD或者DVD光盘一旦丢失,你就会失去信息。” 数据库系统的安全性很大程度上依赖于数据库管理系统。如果数据库管理系统安全机制非常强大,则数据库系统的安全性能就较好。目前市场上流行的是关系式数据库管理系统,其安全性功能很弱,这就导致数据库系统的安全性存在一定的威胁。因此,数据库管理员应从以下几个方面对数据库的安全进行考虑。 一:用户角色的管理 这是保护数据库系统安全的重要手段之一。它通过建立不同的用户组和用户口令验证,可以有效地防止非法的Oracle用户进入数据库系统,造成不必要的麻烦和损坏;另外在Oracle数据库中,可以通过授权来对Oracle用户的操作进行限制,即允许一些用户可以对Oracle服务器进行访问,也就是说对整个数据库具有读写的权利,而大多数用户只能在同组内进行读写或对整个数据库只具有读的权利。在此,特别强调对SYS和SYSTEM两个特殊账户的保密管理。 为了保护ORACLE数据库服务器的安全,应保证$ORACLE_HOME/bin目录下的所有内容的所有权为Oracle用户所有。为了加强数据库在网络中的安全性,对于远程用户,应使用加密方式通过密码来访问数据库,加强网络上的DBA权限控制,如拒绝远程的DBA 访问等。

大数据存储技术.docx

大数据存储技术 刘雷1,杜鹏程2,贺俊铭3,孔庆春4,张莉莉5 1,2,3,4,5(清华大学计算机科学与技术系,北京100084) Abstract:Big data analysis compared with the traditional data warehouse applications, with a large amount of data and complex query analysis, etc. Big data storage because of its itself exists 4 v characteristics, the traditional storage technology can not meet the needs of large data storage, data resources through the ETL technology was extracted from the source system, and is converted into a standard format, then using NoSQL database for database access management, make full use of the network cloud storage technology enterprise storage cost saving, efficiency advantage, through a distributed network file system to store data information in the Internet network resources, using visual operating interface to satisfy the user's data processing requirements at any time. Key words: Data acquisition (ETL), data access (NoSQL), cloud storage, distributed file systems, visualization 摘要:大数据分析相比于传统的数据仓库应用,具有数据量大、查询分析复杂等特点。大数据存储由于其本身存在的4V特征,传统的存储技术不能满足大数据存储的需要,通过ETL技术数据资源被从源系统中提取,并被转换为一个标准的格式,再使用NoSQL数据库进行数据库存取管理,充分利用网络云存储技术节约企业存储成本,提高效率的优势,通过分布式网络文件系统将数据信息存储在整个互联网络资源中,并用可视化的操作界面随时满足用户的数据处理需求。 关键词: 数据采集(ETL)、数据存取(NoSQL)、云存储、分布式文件系统、可视化 1引言 在学术界,Nature早在2008年就推出了Big Data专刊[1]。计算社区联盟(Computing Community Consortium)在2008年发表了报告《Big9Data Computing: Creating revolutionary breakthroughs in commerce, science, and society》[2],阐述了在数据驱动的研究背景下,解决大数据问题所需的技术以及面临的一些挑战。Science 在2011年2月推出专刊《Dealing with Data》[3],主要围绕着科学研究中大数据的问题展开讨论,说明大数据对于科学研究的重要性。美国一些知名的数据管理领域的专家学者则从专业的研究角度出发,联合发布了一份白皮书《Challenges and Opportunities with Big Data》[4]。该白皮书从学术的角度出发,介绍了大数据的产生,分析了大数据的处理流程,并提出大数据所面临的若干挑战。 业界通常用V olume、Variety、Value和Velocity(简称为―4V‖,即数据体量巨大、数据类型繁多、价值密度低和处理速度快)四个特征来显著区分大数据与传统数据。 大数据技术是一个整体,没有统一的解决方案,本文从大数据生命周期过程的角度讨论了ETL技术、NoSQL、云存储、分布式系统、数据可视化等5个部分。 2ETL技术 随着信息化进程的推进,人们对数据资源整合的需求越来越明显。但面对分散在不同地区、种类繁多的异构数据库进行数据整合并非易事,要解决冗余、歧义等脏数据的清洗问题,仅靠手工进行不但费时费力,质量也难以保证;另外,数据的定期更新也存在困难。如何实现业务系统数据整合,是摆在大数据面前的难题。ETL数据转换系统为数据整合提供了可靠的解决方案。 ETL是Extraction-Transformation-Loading的缩写,中文名称为数据提取、转换和加载。ETL负责将分布的、异构数据源中的数据如关系数据、平面数据文件等抽取到临时中间层后进行清洗、转换、集成,最后加载到数据仓库或数据集市中,成为联机分析处理、数据挖掘的基础。它可以批量完成数据抽取、清

列存储数据库关键技术综述

第37卷 第12期2010年12月计算机科学Computer Science V ol.37No.12Dec 2010 到稿日期:2010 01 08 返修日期:2010 03 22 本文受国家863计划(编号2009AA01Z143),铁道部 清华大学科技研究基金(编号:J2008X 009)资助。 李 超(1978-),女,博士,讲师,主要研究方向为存储技术、数据库技术等,E mail:li chao@https://www.360docs.net/doc/9311636723.html,;张明博(1982-),男,工程师,主要研究方向为W eb 信息管理、数据库技术等;邢春晓(1967-),男,博士,教授,主要研究方向为数据库技术、数字图书馆等。 列存储数据库关键技术综述 李 超 张明博 邢春晓 胡劲松(清华大学信息技术研究院 北京100084) 摘 要 随着互联网技术的发展、硬件的不断更新、企业及政府信息化的不断深入,应用的复杂性要求越来越高,推动着数据存储技术向着海量数据、分析数据、智能数据的方向发展,以便为数据仓库、在线分析提供高效实时的技术支持。基于行存储的数据库技术面临新的问题,已经出现了技术瓶颈。近些年来,一种新的数据存储理念,即基于列存储的关系型数据库(简称列数据库,下同)应运而生。列数据库能够快速发展,主要原因是其复杂查询效率高,读磁盘少,存储空间少,以及由此带来的技术、管理和应用优势。对列数据库技术的基本现状、关键支撑技术以及应用优势进行了介绍和分析。 关键词 列数据库,列存储,数据压缩,延时物化,成组迭代,不可见连接,数据仓库,商业智能,T PCH 中图法分类号 T P391 文献标识码 A Survey and Review on Key Technologies of C olumn Oriented Database Systems L I Chao ZH A N G M ing bo XIN G Chun x iao H U Jin song (Research In stitute of Inform ation Techn ology,Tsin ghua U nivers ity,Beijing 100084,China) Abstract Co lumn o riented database is a kind of new database sto rag e technolog y that sto res dat a acco rding t o column (not tr aditio nally ro w).T he database pioneers such as Dr.M ichael Stonebr aker ar e advocating and ex plor ing the new theo ry and techno log y fo r co lumn o riented database.T he main featur es o f it are g oo d query efficiency,less disk access,less st orag e,and significant impro vement o f database perfo rmance.Column or iented dat abase is an ideal ar chit ecture fo r data w arehouse nat ively,and thus sho ws a goo d potential in suppo rting hig hly eff icient business intellig ence applica t ions.T his new technolo gy is promising in both academic and business,ther efo re attracting lots of high tech co rpora t ions and research institutes to devote in it.T his paper intr oduced and analysed the main featur es,key techno log ies and cur rent R&D situat ions of column or iented database. Keywords Column or iented database,Compressio n,Block it er atio n,L at e mater ialization,Invisible join,D ata w arehouse,Business intellig ence,T PCH 1 引言 列数据库是基于列存储的、主要面向企业决策分析领域的关系型数据库。在SIGM O D85,论文 A Deco mpo sitio n St orag e M odel [1]提出了一种新的存储概念,简称DSM ,这就是列数据库的雏形,但是这种技术在当时并没有得到足够的重视。近些年来在以M ichael Stonebr aker ,Daniel J.Abadi,Peter Boncz 为首的一批专家的大力提倡下,列数据库相关技术及应用快速发展,在企业决策领域已经开辟了一条新道路(参考网址w w w.databasecolumn.co m)。这种技术的特点是复杂数据查询效率高,读磁盘少,存储空间少。这些特点使其成为构建数据仓库的理想架构,因而引起数据库学术前沿和相关高新科技企业投入大量的人力和物力研发。 1.1 列数据库基本概念 列数据库是对应并区别于行数据库的概念。行数据库就 是我们所熟知的传统关系型数据库,即数据按记录存储,每一条记录的所有属性都存储在一起,如果要查询一条记录的一个属性值,需要先读取整条记录的数据。而列数据库是按数据库记录的列来组织和存储数据的,数据库中每个表由一组页链的集合组成,每条页链对应表中的一个存储列,而该页链中每一页存储的是该列的一个或多个值。 1.2 列数据库的学术价值与应用价值 列数据库技术有它独有的学术价值,近些年来在国际一流的数据库会议上频频有关于这个领域的优秀论文出现[1 3,5 17],他们主要围绕其商业价值以及主要关键技术,包括基于其主要存储原理的存储压缩、延时物化、成组叠代、查询优化、索引、及加密等进行研发。 列数据库的应用价值来自它对复杂查询的灵活快速以及压缩所带来的存储优势,这使其在数据仓库和商务智能方面具有良好的发展前景。已经有许多列数据库在企业决策分析

基本的SQL安全策略

基本的SQL安全策略 一个故事引起的安全意识 前几日笔者在家里的PC上安装了Windows7旗舰版的操作系统,顺便搭了sqlserver2008和vs2010的开发环境,本打算业余时间可以方便开发、学习。可是不尽人意啊!用了不到两天,居然突然出现一个新建的系统用户,还是管理员组的。晕死了,机器让人给挂马了,成了“肉鸡,养马场”...仔细排查后(看Windows 日志,sqlserver日志等),初步推断:是某位无聊的“黑客”同志,通过扫描器踩点后,然后用“1433端口入侵工具”去找sa用户弱口令,挂上“黑客字典”,弱口令一会儿就可以算出来了。接下来就获得了系统管理员权限,给我机器上放了一些“类似于特洛伊的小虫子”,有新建了一个帐户。加入管理员组,做个提权。。。哎哟!NND还想给我来远程控制啊?还好,这位仁兄比较有“职业道德”,估计也是在“友情检测”罢了,至少在我发现之前,没有做什么严重的破坏(删除数据,格盘等危险操作)。 看来我得好好反省了,毕竟自己在中学时代也是个“黑客爱好者”,曾混迹于各大黑客论坛,网站联盟等。入侵者惯用的那些手法和思路,我还是非常熟悉的,虽然有几年没有接触了。分析一下我的失误:1.安装系统的时候,随便指定了管理员,并给了空口令。2.没有检查防火墙,安全策略,杀毒软件等(认为自己至少在曾经是很懂安全的,估计没人敢惹我,应该没事的)。3.安装数据库的前后,没有做任何的安全控制,例如用户,权限等。就连sa用户,为了图个方便快速,也随便给了弱口令。o(∩_∩)o 哈哈。今天就总结一下sqlserver的安全相关问题(注意:暂时不讨论sql注入方面的知识,因为我觉得sql注入更接近“脚本安全”,和程序员更加关系密切。我今天说的,可能更适合于系统管理员或者DBA) 大多数系统管理员对数据库不熟悉而数据库管理员有对安全问题关心太少,而且一些安全公司也忽略数据库安全,这就使数据库的安全问题更加严峻了。如果数据库管理员不希望操作系统管理员来通过操作系统登陆来接触数据库 数据库是电子商务、金融以及ERP系统的基础,通常都保存着重要的商业伙伴和客户信息。大多数企业、组织以及政府部门的电子数据都保存在各种数据库中,他们用这些数据库保存一些个人资料,比如员工薪水、个人资料等等。数据库服务器还掌握着敏感的金融数据。包括交易记录、商业事务和帐号数据,战略上的或者专业的信息,比如专利和工程数据,甚至市场计划等等应该保护起来防止竞争者和其他非法者获取的资料。数据完整性和合法存取会受到很多方面的安全威胁,包括密码策略、系统后门、数据库操作以及本身的安全方案。但是数据库通常没有象操作系统和网络这样在安全性上受到重视。 微软的SQL Server是一种广泛使用的数据库,很多电子商务网站、企业内部信息化平台等都是基于SQL Server上的,但是数据库的安全性还没有被人们更系统的安全性等同起来,多数管理员认为只要把网络和操作系统的安全搞好了,那么所有的应用程序也就安全了。大多数系统管理员对数据库不熟悉而数据库管理

数据库银行存储

学生课程设计报告2017 ~ 2018 学年第一学期 学院计算机科学技术 专业计算机科学与技术 学号150511523 姓名董鑫 指导教师

一.需求分析阶段: 1.课程设计题目: 银行储蓄系统 2.实验目的: 在学生系统的学习了数据库原理课程后,按照关系型数据库的基本原理,综合运用所学的知识,以小组为单位,设计开发一个小型的数据库管理系统。通过对一个实际问题的分析、设计与实现,将原理与应用相结合,使学生学会如何把书本上学到的知识用于解决实际问题,培养学生的动手能力;另一方面,使学生能深入理解和灵活掌握教学内容。 3.实验内容及要求: ※※※实验内容: (1)主要的数据表 定期存款单,活期存款帐,存款类别代码表等等。 (2)主要功能模块 实现储户开户登记。 办理定期存款帐。 办理定期取款手续。 办理活期存款帐 办理活期取款手续。 实现利息计算。 输出明细表。 具有数据备份和数据恢复功能。 ※※※实验要求: (1)要进行实际调研,系统功能在实现时参照实际的储蓄系统的功能。 (2)同时要考虑银行系统数据的安全与保密工作。 4.制作E-R图: 分析功能需求: 基本功能需求: 完成实现储户开户登记;办理定期存款帐;办理定期取款手续;办理活期存款帐;办理活期取款手续;实现利息计算;实现所有功能的查询。考虑银行系统数据的安全与保密工作。 性能需求: 对于计算时需要较大负荷,处理较多数据时,应该尽量避免较长时间的延时。另外,系统的界面应该比较友好,利于用户以及管理人员双方面的操作。还有就是系统应该具备高度容错能力,不至于发生一些意想不到的错误而没法处理。根据以上分析内容开始制作系统E-R图: 实体:用户,活期存款,活期存取明细,定期存款,定期存取明细。 1.用户表E-R图

空间数据库复习资料

第一章 1数据库的定义:数据库:就是为了一定的目的,在计算机系统中以特定的结构组织、存储、管理和应用的相关联的数据集合。空间数据库是存取、管理空间信息的数据库。 2 空间数据库的内容 (1)矢量地形要素数据库矢量核心地形要素数据库是利用计算机存储的各种数字地形数据及其数据管理软件的集合。 (2)数字高程模型数据库数字高程模型是计算机存储的数字高程模型数据及其管理软件的集合。 (3)数字正射影像数据库数字正射影像数据库是具有正射投影的数字影像的集合。 (4)数字栅格地图数据库数字栅格地图数据库是数据栅格地图及其管理软件的集合。数字栅格地图是现有纸质地形图经计算机处理后的栅格数字文件。 (5)元数据库元数据库是描述数据库/子库和库中各数字产品的元数据构成的数据库。(6)专题数据库专题数据库是各种专题数据的集合 3 空间数据管理演变过程(发展) 空间数据库的研究始于20世纪70年代的地图制图与遥感图像处理领域,其目的是为了有效利用卫星遥感资源迅速绘制出各种经济专题地图。 (1)人工管理阶段(50年代中期以前) (2)文件系统阶段(50年代后期—60年代中期) (3)文件与数据库管理阶段(20世纪70年代初) (4)全关系型空间数据库管理系统(20世纪70年代后期) (5)对象关系数据库管理系统 (6)面向对象的数据库管理系统 4 地理空间数据库主要研究内容 (1)空间数据模型 (2)地理空间数据的获取与处理1)空间数据库的准确性研究2)空间数据质量研究(3)地理空间数据组织1)空间数据的多种表达方式研究2)时空关系的研究 3)海量空间数据库的结构体系研究 (4)空间数据库管理系统1)空间关系语言研究2)分布式处理和Client/Server模式(5)地理空间数据共享研究1)空间数据共享的理论;2)空间数据共享的处理方法,包括数据规范、标准、元数据研究,空间数据融合、集成与互操作的理论与方法等。 第二章 1 空间实体——指具有确定的位置和形态特征并具有地理意义的地理空间物体。(河流、道 路、城市、航线等) 空间实体:地理信息系统中不可再分的最小单元现象称为空间实体.属性是空间实体已定义 的特征(如人口数量、林地上林木名称等) 空间实体:是指现实世界中地理实体的最小抽象单位,主要包括点、线和面三种类型.空间检索的目的是对给定的空间坐标,能够以尽快的速度搜索到坐标范围内的空间对象,进 而对空间对象进行拓扑关系的分析处理 2 空间对象模型特征 (1)点对象点是有特定的位置、维数为零的实体 1)点实体(point entity):用来代表一个实体。 2)注记点:用于定位注记。 3)内点(label point):用于记录多边形的属性,存在于多边形内。 4)结点(node):表示线的终点和起点。

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