第五章数据库设计
数据库原理总结
第一章数据库概论1.人工管理阶段,文件系统阶段,数据库阶段,高级数据库阶段(对象数据库技术,分布式数据库系统,开放数据库互连技术,xml数据库技术,现代信息集成技术)2.数据描述:概念设计中:实体,实体集,属性,实体标识符;逻辑设计中:字段,记录,文件,关键码;物理设计中:位,字节,字,块,桶,卷;3.概念模型,逻辑模型(层次,网状,关系,对象),外部模型,内部模型;4.三层模式(外模式,逻辑模式,内模式),两级映像(外模式/逻辑模式映像，逻辑模式/内模式映像)5.数据库系统：数据库，硬件，软件，数据库管理员第二章关系模型和关系运算理论1.超键：能唯一标识元组的属性或属性集。
候选键：不含有多余属性的超键主键：用户选作元祖标识的候选键。
外键：是其他模式的主键。
实体完整性规则，参照完整性规则，用户定义的完整性规则关系模式的三层体系结构：关系模式，子模式，存储模式2.关系代数的5个基本操作：并，差，笛卡尔积，投影，选择；关系代数的4个组合操作：交，连接，自然连接，除法。
关系代数的7个扩充操作：改名，广义投影，赋值，外连接，外部并，半连接，聚集操作3.关系代数表达式的启发式优化算法：尽可能早的执行选择操作；尽可能早的执行投影操作；避免直接做笛卡尔积第三章关系数据库语言SQL1.SQL的组成：数据定义语言，数据操纵语言，嵌入式，数据控制语言2.数据定义：数据类型ok，数据库，数据表，索引的创建等ok。
3.数据查询，数据更新ok。
4，视图，嵌入式，动态SQL语句，存储过程。
第四章关系数据库的规范化设计1.定义1：函数依赖：设有关系模式R（U），U为属性集，x、y为U的子集，函数依赖（FD）是形为X→Y的一个命题，只要r是R的当前关系，对r中任意两个元组t和s,都有t[X]=s[X]蕴涵t[Y]=s[Y],那么称FDX→Y在关系模式R(U)中成立。
定义2：如果X→Y和Y→X同时成立，则可记为X←→Y。
定义3：设F是在关系模式R上成立的函数依赖的集合，X→Y 是一个函数依赖。
数据库第五章作业
第五、六章练习题一、选择题1、在关系数据库设计中，子模式设计是在__________阶段进行。
[ B]A．物理设计B．逻辑设计C．概念设计D．程序设计2、设有关系R（A，B，C）的值如下：A B C2 2 32 3 43 3 5下列叙述正确的是（B）A．函数依赖A→B在上述关系中成立B．函数依赖BC→A在上述关系中成立C．函数依赖B→A在上述关系中成立D．函数依赖A→BC在上述关系中成立3、数据库设计阶段分为（D ）A. 物理设计阶段、逻辑设计阶段、编程和调试阶段B. 模型设计阶段、程序设计阶段和运行阶段C. 方案设计阶段、总体设计阶段、个别设计和编程阶段D. 概念设计阶段、逻辑设计阶段、物理设计阶段、实施和调试阶段4、下列说法中不正确的是（C）。
A. 任何一个包含两个属性的关系模式一定满足3NFB. 任何一个包含两个属性的关系模式一定满足BCNFC. 任何一个包含三个属性的关系模式一定满足3NFD. 任何一个关系模式都一定有码5、设有关系模式R(A，B，C，D)，F是R上成立的函数依赖集，F={B→C,C→D},则属性C的闭包C+为( C )A.BCDB.BDC.CDD.BC6、在数据库设计中，将ER图转换成关系数据模型的过程属于（ B ）A.需求分析阶段B.逻辑设计阶段C.概念设计阶段D.物理设计阶段7、下述哪一条不是由于关系模式设计不当而引起的？（B）A) 数据冗余B) 丢失修改C) 插入异常D) 更新异常8、下面关于函数依赖的叙述中，不正确的是（B）A) 若X→Y,X→Z,则X→YZB) 若XY→Z,则X→Z,Y→ZC) 若X→Y,Y→Z,则X→ZD) 若X→Y,Y′ Y,则X→Y′9、设U是所有属性的集合，X、Y、Z都是U的子集，且Z=U-X-Y。
下面关于多值依赖的叙述中，不正确的是（C）A) 若X→→Y，则X→→ZB) 若X→Y，则X→→YC) 若X→→Y，且Y′⊂Y，则X→→Y′D) 若Z=Φ，则X→→Y第（10）至（12）题基于以下的叙述：有关系模式A（C，T，H，R，S），基中各属性的含义是：C：课程T：教员H：上课时间R：教室S：学生根据语义有如下函数依赖集：F={C→T，（H，R）→C，（H，T）→R，（H，S）→R}10、关系模式A的码是（D）A) C B) （H，R）C)（H，T）D)（H，S）11、关系模式A的规范化程度最高达到（B）A) 1NF B) 2NF C) 3NF D) BCNF12、现将关系模式A分解为两个关系模式A1（C，T），A2（H，R，S），则其中A1的规范化程度达到（D）A) 1NF B) 2NF C) 3NF D) BCNF13、下述哪一条不属于概念模型应具备的性质？（D）A) 有丰富的语义表达能力B) 易于交流和理解C) 易于变动D) 在计算机中实现的效率高14、在下面列出的条目中，哪个（些）是当前应用开发工具的发展趋势？（D）Ⅰ.采用三层或多层Client/Server结构Ⅱ.支持Web应用Ⅲ.支持开放的、构件式的分布式计算环境A) Ⅰ和ⅡB) 只有ⅡC) 只有ⅢD) 都是15、下面所列的工具中，不能用于数据库应用系统界面开发的工具是（C）A) Visual Basic B) DelphiC) PowerDesigner D) PowerBuilder16、设关系模式R{A,B,C,D,E}，其上函数依赖集F＝{AB→C，DC→E，D→B}，则可导出的函数依赖是(A)。
数据库系统概论第五版PDF
数据库系统概论第五版PDF简介《数据库系统概论第五版PDF》是一本介绍数据库系统的入门教材，旨在帮助读者理解数据库系统的基本概念、原理和应用。
本书由柯里斯·李(Morris R. Li)和布鲁斯·斯图尔特(Bruce G. Lindsay)合著，是数据库领域的经典教材之一。
内容概述本书共分为八个章节，每章介绍了数据库系统的不同方面。
下面是各章节的简要概述。
第一章：引论该章节介绍了数据库的基本概念和发展历程。
通过对数据库系统的定义和优势的解释，给读者提供了对数据库系统的初步了解。
第二章：关系数据模型该章节介绍了关系数据模型，包括关系模型的构成要素、关系数据库设计和关系代数。
通过对关系数据模型的详细介绍，读者可以理解关系数据库的基本原理和数据组织方式。
第三章：SQL语言该章节介绍了SQL语言，包括SQL的基本语法、数据的查询和修改操作。
通过对SQL语言的学习和实践，读者可以掌握数据库操作的基本技巧。
第四章：数据库设计该章节介绍了数据库设计的基本原理和方法。
包括数据模型的设计、关系模式的规范化和数据库的物理组织方式。
通过对数据库设计的学习，读者可以理解如何设计一个高效稳定的数据库系统。
第五章：数据库编程该章节介绍了数据库编程的基本概念和技术。
包括存储过程、触发器和函数的编写，以及数据库事务的管理。
通过对数据库编程的学习，读者可以掌握如何编写高效的数据库应用程序。
第六章：关系数据库标准化及数据完整性该章节介绍了关系数据库的标准化和数据完整性保证。
包括关系数据模式的规范化、实体完整性和参照完整性的实现。
通过对数据库标准化和数据完整性的学习，读者可以设计出符合标准和完整性要求的数据库系统。
第七章：物理数据库设计和调优该章节介绍了物理数据库设计和调优的基本原理和方法。
包括数据库索引的设计、查询优化和数据存储方式的选择。
通过对物理数据库设计和调优的学习，读者可以设计出高效的数据库系统和查询方案。
【课程练习】习题解答-第五章 详细设计
第五章详细设计1.详细设计的基本任务是什么？有哪几种描述方法？详细设计的基本任务：(1)为每个模块进行详细的算法设计。
(2)为每个模块内的数据结构进行设计。
(3)对数据库进行设计，即确定数据库的物理结构。
(4)其他设计：a.代码设计b.输入/输出格式设计。
c.人机对话设计。
(5)编写详细设计说明书。
(6)评审。
描述方法（三种）：a.程序流程图b.PAD图 C.过程设计语言2.结构化程序设计基本要求要点是什么？a.采用自顶向下、逐步求精的程序设计方法b.使用三种基本程序控制结构构造程序1).用顺序方式对过程分解，确定各部分的执行顺序。
2).用选择方式对过程分解，确定某个部分的执行条件。
3).用循环方式对过程分解，确定某个部分重复的开始和结束的条件。
c.主程序员组的组织形式。
3.简述Jackson 方法的设计步骤。
Jsp 方法一般通过以下5个步骤来完成设计：a.分析并确定输入/出数据的逻辑结构，并用Jackson 结构图表示这些数据结构。
b.找出输入数据结构和输出数据结构中有对应关系的数据单元。
c.按一定的规则由输入、输出的数据结构导出程序结构。
d.列出基本操作与条件，并把它们分配到程序结构图的适当位置。
e.用伪码写出程序。
4.请使用流程图、PAD图各PDL语言描述下列程序的算法。
(1)在数据A（1）-A（10）中求最大数和次大数。
(2)输入三个正整数作为边长、判断该三条边构成的三角形是等边、等腰或一般三角形。
答：(1)1）流程图：2）PAD图3）PDL语言定义n1=n2=0输入A(1).......A(10)n1=n2=A(1)while i>10if A(i)>=n1n2=n1n1=A(i)end while5.用PAD图描述下面问题的控制结构。
有一个表A(1)、A(2)、........A(n),按递增顺序排列。
给定一个Keyw值，在表中用折半查找。
若找到将表位置i送入x,否则将零送到x,同时将Key值插入表中。
第五章JDBC数据库编程基础知识
第五章JDBC数据库编程基础知识数据库开发在当前的Web开发与应用中占有着十分重要的地位，信息科技进步的日新月异，实际应用基本都是对数据的保存，加工和处理，所以应用软件的开发离不开数据库知识。
鉴于数据库操作的重要性，本章就此技术进行详细的介绍，以方便大家学习使用。
Java提供的JDBC（Java Database Connectivity）使得我们在数据库编程中如鱼得水，实现操作平台独立以及供应商独立的目标。
本章中，我们会首先搭建起JSP开发数据库环境，然后对SQL数据库操作语言进行简单介绍，再通过具体的示例，让读者整体了解和掌握此项技术。
5.1 JDBCJDBC是Java数据库编程的总称，是JDK重要组成部分，指java.sql包中提供的所有支持数据库编程的API类。
JDBC同时提供对第三方数据库提供商在编写驱动软件时遵循的协议和规范。
JDBC通过drivers与数据库通讯和交流，驱动软件翻译Java程序中对数据库访问的代码，使之成为数据库语言，同时，当数据库将数据或信息传给Java程序，驱动软件又将其翻译为Java语言的代码和数据。
当前主流的数据库提供商有很多，如IBM的DB2，微软的SQL Server，MySQL，甲骨文的Oracle等。
当要添加数据到数据库时，不同数据库中添加操作使用的程序可能都不尽相同，是否就意味着必须针对不同的数据库编写相应的程序呢？实际上，根本无需如此麻烦，Java提供的驱动软件称为JDBC/ODBC（Open Database Connectivity，开放数据库连接协议）桥，通过这个ODBC作为我们存取数据库的接口，可以轻易的存取不同数据库。
ODBC最初是MS公司提供的数据库编程协议模式，现成为JDK中java.sql包的数据库驱动软件。
JDBC包含了“应用程序”（Application）、“驱动管理器”（Driver Manager）、“驱动程序”（Driver）、“数据来源”（Data Sources）4个要素，关系如下图5-1所示。
Chapter5-大数据技术原理与应用-第五章-NoSQL数据库-pdf
缺点 使用者
功能较少，大都不支持强事务一致性
Ebay（Cassandra）、Instagram（Cassandra）、NASA（Cassandra）、 Twitter（Cassandra and HBase）、Facebook（HBase）、Yahoo! （HBase）
《大数据技术原理与应用》
厦门大学计算机科学系
本PPT是如下教材的配套讲义： 21世纪高等教育计算机规划教材 《大数据技术原理与应用 ——概念、存储、处理、分析与应用》 （2015年6月第1版） 厦门大学 林子雨 编著，人民邮电出版社 ISBN:978-7-115-39287-9
第5章 数据库安全保护
更改登录账号的属性
使用存储过程sp_password可改变登录账号的密码
EXEC sp_password '旧密码', '新密码', '登录账号名称' [例5-3]将Mike账号的密码由原来的m1934改为mike1934. EXEC sp_password ‘m1934’,’mike1934’,’Mike’
第5章 数据库安全保护
5.1 5.2 5.3 5.4
数据库的安全性 完整性控制 并发控制与封锁 数据库的恢复
2
5.1 数据库的安全性
5.1.1 数据库安全性的含义
数据库的安全性是指保护数据库以防止非法使 用所造成的数据泄露、更改或破坏。
安全性问题有许多方面 ：
（1）法律、社会和伦理方面时问题。 （2）物理控制方面的问题。 （3）政策方面的问题。 （4）运行方面的问题。 （5）硬件控制方面的问题。 （6）操作系统安全性方面的问题。 （7）数据库系统本身的安全性方面的问题。
18
其中： BUILTIN\Administrators： 表示所有 Windows Adiminstrators组中的用户都可以 登录到SQL Server。此组中的成员同时也具 有SQL Server的系统管理员权限。 sa：SQL Server身份验证模式的系统管理 员账户。 方法2：使用存储过程查看登录账号。 EXEC sp_helplogins
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5.1.4 SQL Server2000的身份验证模式
1.Windows身份验证模式 : 允许Windows操作系统用户连接到SQL Server。 当使用Windows身份验证模式时，用户必 须首先登录到Windows操作系统中，然后 再登录到SQL Server。 一般推荐使用Windows验证模式，因为这 种安全模式能够与Windows操作系统的安 全系统集成在一起，以提供更多的安全功能。
《高级数据库技术》课件
学习事务的 ACID 特性，了解事务的一致
性、原子性、隔离性和持久性。
3
事务隔离级别
掌握事务隔离级别的不同及其对并发操
锁机制与死锁处理
4
作的影响，学习如何选择合适的隔离级
别。
学习数据库的锁机制，以及如何检测和
处理死锁情况。
第四章 数据库备份与恢复
数据库备份
了解数据库备份的重要性，学习常用的备份方 法和策略，以保障数据的安全性。
Spark 分布式计算框架
掌握 Spark 分布式计算框架的特点和使用方法， 以提高大数据处理的效率和性能。
MapReduce 模型
了解 MapReduce 模型的概念和工作原理，学习 如何分布式计算和处理大数据。
NoSQL 数据库
了解 NoSQL 数据库的概念和特点，学习如何选 择和使用适合大数据处理的和过程，以确保数 据库的可靠性和一致性。
数据库恢复
学习数据库恢复的方法和步骤，以应对数据丢 失或损坏的情况。
增量备份与差异备份
掌握增量备份和差异备份的概念和应用，以提 高备份效率和节省存储空间。
第五章 数据库高可用性
主从复制
学习主从复制的原理和方法，以 提高数据库的冗余和可靠性。
流处理与批处理
学习流处理和批处理的概念和应用场景， 了解它们在实时数据处理中的作用。
流数据处理系统
了解流数据处理系统的架构和特点，学 习如何构建和管理实时数据处理系统。
第七章 大数据处理技术
Hadoop 分布式文件系统
学习 Hadoop 分布式文件系统（HDFS）的原理和 使用，掌握大数据存储和处理的基本方法。
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欢迎来到《高级数据库技术》PPT课件！在这个课程中，我们将深入探讨数据 库设计、查询优化、事务管理、备份与恢复、高可用性、实时数据处理、大 数据处理、数据库安全与隐私等主题。
第五章 数据库完整性
例2：将SC表中的SNO、cno属性组定义为码 create table sc (sno char(9) not null, cno char(4) not null, grade smallint, primary key(sno,cno) )
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5.1.2 实体完整性的违约处理
对于实体完整性的检查，包括:
在子表中修改外码(也是主属性)的策略
6. 在参照关系(子表)中修改外码(同时是主码 属性 )。与在参照关系中插入元组类似，可以 有2种策略： 受限修改 递归修改 RDBMS在实现参照完整性时: 需要向用户提供定义主码、外码的机制。 向用户提供按照自己的应用要求选择处理依 赖关系中对应的元组的方法。
6
5.1 实体完整性
5.1.1 定义实体完整性 例1：将student表中的sno属性定义为码 create table student (sno char(9) primary key, sname char(20) not null, ssex char(2), sage smallint, sdept char(20) )
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5.4 完整性约束命名子句
1. 完整性约束命名子句 Constraint <完整性约束条件名><完整性约 束条件> 例5.10 建立学生登记表 student,要求学号在 90000—99999 之间，姓名不能取空值，年 龄小于30，性别只能是“男”或者“女”
5
数据库完整性控制机制
DBMS完整性控制机制： 1. 提供定义完整性约束条件的机制：提供定义数 据完整性约束条件的方法，完整性约束条件作为 模式的一部分存入数据库中； 2. 提供完整性检查的方法：进行完整性检查，检 查数据是否满足约束条件； 3. 进行违约处理：若有违反，采取相应措施（拒 绝、报告、改正）处理。 完整性子系统：DBMS中执行完整性控制的子系统。 其功能为监督事务的执行，测试其是否违反完整性 约束条件；若有违反，则分情况进行预定的处理。
数据库系统概论 课件 第05章_数据库完整性
列值非空（NOT NULL约束） 列值唯一（UNIQUE约束） 检查列值是否满足一个布尔表达式（CHECK约束）
SQL Server 实现用户定义数据完整性的主要方法 有：约束、默认、规则、自定义数据类型和触发器
1、不允许取空值
DB
例5 在定义“学生”表时，说明学号Sno为主键，姓
数据库系统原理
DB
Principles of Database System
第五章 数据库完整性
第五章
DB
数据库完整性
数据库的完整性(Integrity)
数据的正确性、有效性和相容性
防止不合语义的数据进入数据库
例：学生的年龄必须是整数，取值范围为14-35；
学生的性别只能是男或女； 学生的学号一定是唯一的； 学生所在的系必须是学校开设的系；
DB
FOREIGN KEY(<列名>) REFERENCES <表名> [(<列名>)] [ ON DELETE <参照动作> ] [ ON UPDATE <参照动作> ] 其中 第一个“列名”是外部关键字 第二个“列名”是被参照表中的主键或候选键 。
参照动作
DB
NO ACTION（拒绝）
CASCADE（级联）
FOREIGN KEY(Sno) REFERENCES Student(Sno),
FOREIGN KEY(Cno) REFERENCES Course(Cno)
);
5.2.2 参照完整性检查和违约处理
DB
一个参照完整性将两个表的相应元组联 系起来了
对被参照表和参照表进行增删改操作时
有可能破坏参照完整性 因此，必须进行检查