数据库课件 第四章
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数据库第四章——数据库安全性
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SQL Server 2005密码复杂性策略： 1. 不得包含全部或部分（>=3）用户帐号名； 2. 长度至少6个字符； 3. 密码包含4类字符：英文大写字母、小写 字母、10个基本数字，非字母字符（！@等）
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An Introduction to Database System
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An Introduction to Database System
数据的安全性是指保护数据以防止因不合法的使用而 数据的安全性是指保护数据以防止因不合法的使用而 造成数据的泄露、更改和破坏。 造成数据的泄露、更改和破坏。这就要采取一定的安 全措施。 全措施。 数据库的安全性和计算机系统的安全性，包括计算机 数据库的安全性和计算机系统的安全性， 硬件、操作系统、网络系统等的安全性，是紧密联系、 硬件、操作系统、网络系统等的安全性，是紧密联系、 相互支持的。 相互支持的。
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SQL Server 2000密码复杂性策略： 2000密码复杂性策略 密码复杂性策略： 1. 不得包含全部或部分（>=3）用户帐号名； 不得包含全部或部分（>=3）用户帐号名； 2. 长度至少6个字符； 长度至少6个字符； 3. 密码包含4类字符：英文大写字母、小写 密码包含4类字符：英文大写字母、 字母、10个基本数字 非字母字符（！ 个基本数字， （！@ 字母、10个基本数字，非字母字符（！@等）
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An Introduction to Database System
删除Windows NT认证模式登录账号
步骤如下： 步骤如下： 以系统管理员身份进入企业管理器，并展开目录树； (1) 以系统管理员身份进入企业管理器，并展开目录树； 在目录树的“登录名” 节点下， (2) 在目录树的“登录名” 节点下，选中待删除的名称 wfy\wfytest” “wfy\wfytest”
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An Introduction to Database System
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An Introduction to Database System
数据的安全性是指保护数据以防止因不合法的使用而 数据的安全性是指保护数据以防止因不合法的使用而 造成数据的泄露、更改和破坏。 造成数据的泄露、更改和破坏。这就要采取一定的安 全措施。 全措施。 数据库的安全性和计算机系统的安全性，包括计算机 数据库的安全性和计算机系统的安全性， 硬件、操作系统、网络系统等的安全性，是紧密联系、 硬件、操作系统、网络系统等的安全性，是紧密联系、 相互支持的。 相互支持的。
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SQL Server 2000密码复杂性策略： 2000密码复杂性策略 密码复杂性策略： 1. 不得包含全部或部分（>=3）用户帐号名； 不得包含全部或部分（>=3）用户帐号名； 2. 长度至少6个字符； 长度至少6个字符； 3. 密码包含4类字符：英文大写字母、小写 密码包含4类字符：英文大写字母、 字母、10个基本数字 非字母字符（！ 个基本数字， （！@ 字母、10个基本数字，非字母字符（！@等）
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An Introduction to Database System
删除Windows NT认证模式登录账号
步骤如下： 步骤如下： 以系统管理员身份进入企业管理器，并展开目录树； (1) 以系统管理员身份进入企业管理器，并展开目录树； 在目录树的“登录名” 节点下， (2) 在目录树的“登录名” 节点下，选中待删除的名称 wfy\wfytest” “wfy\wfytest”
《数据库第4章》课件
03
SQL语言基础
SQL语言概述
总结词
简洁、高效、标准化的特点
详细描述
SQL（Structured Query Language）是一种用于管理关系数据库的标准编程语言。它以简洁的语法 和高效的性能而著称，被广泛应用于数据查询、更新、管理以及数据库设计和维护。
SQL语言的数据定义功能
总结词
定义、修改、删除数据结构
关系数据库系统的特点
要点一
总结词
关系数据库系统具有数据完整性、标准化、安全性和并发 控制等特点。
要点二
详细描述
数据完整性是指关系数据库中的数据保持准确性和一致性 ，防止错误和无效数据的输入。标准化是指通过规范化的 表格结构和关系，减少数据冗余和保证数据一致性。安全 性是指对数据库的访问进行控制，确保数据的保密性和完 整性。并发控制则是在多用户同时访问数据库时，确保数 据的一致性和避免冲突。
安全对于保护企业资产、个人隐私以及国家安全等方面都具有重要意义
。
数据库的安全性控制
用户身份认证
通过用户名和密码等身份认证方式，确保只 有经过授权的用户才能访问数据库。
访问控制
根据用户的角色和权限，限制用户对数据库 的访问范围和操作权限。
数据加密
对敏感数据进行加密存储，以防止未经授权 的用户获取和利用。
05
数据库安全与保护
数据库安全概述
01
数据库安全定义
数据库安全是指通过采取各种安全措施和技术手段，确保数据库中的数
据不被未经授权的访问、使用、泄露、破坏、修改或销毁。
02
数据库安全威胁
数据库面临的安全威胁包括数据泄露、数据篡改、数据损坏、非授权访
问等。
03
《Access数据库应用技术》课件第4章
弹出如图4-7所示的“窗体向导”对话框(一)。在“表/查询”
项中选择“学生”表，然后将所有字段选定，单击“下一步”
按钮。
(3) 在“窗体向导”对话框(二)中设置窗体的布局，这
里选择“纵栏表”，如图4-8所示，单击“下一步”按钮。
图4-7 “窗体向导”对话框(一)
图4-8 “窗体向导”对话框(二)
所创建的窗体如图4-16所示。
图4-15 “图表向导”对话框(四)
图4-16 “班级人数图表”窗体
4.2.4 在设计视图中创建窗体 实例4.4 创建“课程信息”窗体。 操作步骤如下： (1) 打开教学管理数据库。 (2) 在“数据库”窗口中，单击“对象”下的“窗体”。
用鼠标左键双击右侧列表中的“在设计视图中创建窗体”项， 打开窗体设计视图，如图4-17所示。
4.1.4 窗体的组成 窗体对象的组成包括窗体页眉节、页面页眉节、主体节、
页面页脚节及窗体页脚节等五部分，如图4-1所示。一般情 况下，只使用部分窗体节，以使得用户能更有效地使用窗体。 大部分窗体只使用主体节、页面页眉节和页面页脚节即可满 足一般性应用需求。
图4-1 窗体的组成
4.2 创建窗体操作实例
(11) 关闭属性窗口，依次为各个文本框设置控件来源， 结果如图4-25所示。
说明：控件的添加也可从字段列表框中拖拽所需字段到 窗体中，系统将自动选择相应的控件与所拖拽的字段对应。
图4-25 设置其他各控件的来源
(12) 按图4-26所示，调整各控件的大小与位置。 说明：用鼠标拖拽出一矩形区域，可选中该区域中的所 有控件。单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中可选择“对齐” 或“大小”菜单中的各子菜单项对控件进行快速调整。
3. 数据透视表视图和数据透视图视图 数据透视表视图或数据透视图视图中的数据与相应的窗 体绑定。在这些视图中，可以动态地更改窗体的版面，从而 以各种不同方法分析数据；可以重新排列行标题、列标题和 筛选字段，直到形成所需的版面布置为止。每次改变版面布 置时，窗体会立即按照新的布置重新计算数据。 在数据透视表视图中，通过排列筛选行、列和明细等区 域中的字段，可以查看明细数据或汇总数据。 在数据透视图视图中，通过选择一种图表类型并排列筛 选序列、类别和数据区域中的字段，可以直观地显示数据。
《数据库基础》PPT课件
第四章 数据库设计基础
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2007-8-21
4、数据库系统的内部结构体系
数据库系统的三级模式： （1）概念模式：数据库系统中全局数据逻辑结构 的描述，是全体用户（应用）公共数据视图。 （2）外模式：也称子模式或用户模式，它是用户 的数据视图，也就是用户所见到的数据模式，它 由概念模式推导而出。 （3）内模式：又称物理模式，它给出了数据库物 理存储结构与物理存取方法。内模式的物理性主 要体现在操作系统及文件级上，它还未深入到设 备级上（如磁盘及磁盘操作）。内模式对一般用 户是透明的，但它的设计直接影响数据库的性能。
表示。
实体集与属性间的联接关系：用无向线段表示。
实体集与联系间的联接关系：用无向线段表示。
学生
M
选月
性别
成绩
第四章 数据库设计基础
第四章 数据库设计基础
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2007-8-21
4、数据库系统的内部结构体系
数据库系统的两级映射： （1）概念模式到内模式的映射； （2）外模式到概念模式的映射。
概念模式到内模式的映射保证数据的物理独立性，
外模式到概念模式的映射保证数据的逻辑独立性。
第四章 数据库设计基础
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4.2 数据模型
1、数据模型
数据模型的概念：是数据特征的抽象，它从抽象层次上描述 了系统的静态特征、动态行为和约束条件，为数据库系统 的信息表示与操作提供一个抽象的框架。数据模型所描述 的内容有三个部分，它们是数据结构、数据操作与数据约 束。
数据模型分为概念模型、逻辑数据模型和物理模型三类。
2、实体联系模型及E-R图 E-R模型的基本概念：
物理独立性：物理独立性即是数据的物理结构（包括存储结 构，存取方式等）的改变，如存储设备的更换、物理存储 的更换、存取方式改变等都不影响数据库的逻辑结构，从 而不致引起应用程序的变化。
数据库系统原理课件第四章演示文稿2024新版
封锁技术
通过设置锁来防止对数据的并发访问冲突。
恢复与并发控制实施方法
时间戳技术
为每个事务分配一个唯一的时间戳，根据时 间戳来决定事务的执行顺序。
乐观并发控制
假设多个事务在并发执行时不会互相干扰， 只在提交时检查是否有冲突。
悲观并发控制
在事务执行过程中就采取措施防止其他事务 的干扰，如加锁等。
THANKS
安全性与完整性实施方法
实体完整性
确保表中的每一行数据都有一个唯一的标识符，防止数据重复和混乱。
参照完整性
在相关联的表之间建立外键约束，确保表之间的数据一致性和有效性。
安全性与完整性实施方法
用户定义的完整性
根据具体的应用需求和数据语义，定义特定的完整性约束条件，如数据范围、格式等。
并发控制
通过锁定机制、时间戳等方法控制多个用户对同一数据的并发操作，防止数据不一致和 冲突。
言）是用于管理关系数据库的标准编程语言。
02
SQL语言的主要功能包括数据查询、数据定义、数据
操纵和数据控制。
03
SQL语言具有简单易学、功能强大、可移植性好等优
点，被广泛应用于各种关系数据库管理系统中。
数据定义语言（DDL）
DDL（Data Definition Language，数据定义语言）用于定义和管理数据 库中的对象，如表、视图、索引等。
02
数据库是长期存储在计算机内 、有组织的、可共享的大量数 据的集合。
03
数据库管理系统（DBMS）是 数据库系统的核心软件，它提 供数据定义、数据操作、数据 控制和数据维护等基本功能。
数据库系统特点
数据结构化
数据库中的数据是按照一定 的数据模型组织、描述和存 储的，具有较高的结构化程 度。
第4章SQLSERVER数据库管理ppt课件全
4.1.3 SQL Server 2008 R2数据库类型
（2）model数据库：model数据库是一个模板数据库。每当创建新的
数据库时(包括系统数据库tempdb)，就会创建model数据库的一个副
本，并以新创建数据库的名称重命名该副本。
（3）msdb数据库
可以把msdb数据库看作是SQL Server代理的数据库，这是因为SQL Server 2008 R2代理广泛地使用msdb数据库存储自动化作业定义、 作业计划、操作员定义以及警报定义。
❖ 步骤:
（1）从“开始”-“程序”-“Microsoft SQL Server 2008 R2”-“SQL Server 2008 R2 Management Studio”点击后，打开该工具，首先点击“连接”到 SQL Server 2008 R2数据库引擎实例，详见图4-3连接 Management Studio工具。
本章的学习目标：
• 了解数据库的存储结构 • 理解数据库文件和文件组的基本特征 • 了解SQL Server 2008 R2系统的数据库 • 了解数据库的物理存储方式和大小估算方法 • 熟练掌握用Management Studio工具和T-SQL语句创建数据库 • 熟练掌握用Management Studio工具和T-SQL语句修改数据库 • 熟练掌握扩大数据库的原因和方法 • 掌握数据库的分离和附加 • 掌握收缩数据库的原因和方法 • 掌握数据库的删除 • 掌握数据库的备份和还原
逻辑存储结构和物理存储结构。
数据库物理存储结构表现为存储数据的各类操作系统 文件，SQL Server 2008 R2数据库在磁盘上是以文件 为单位存储的，由数据文件和事物日志文件组成，每 个数据库至少要具有两种操作系统文件：一个数据文 件和一个事务日志文件。
数据库原理与应用第四章课件
数据依赖研究数据之间的联系；范式是关系模式的标准； 模式分解是自动化设计的基础。其中的重点是关系模式的规范 化式。
4.1 数 据 依 赖
2. 三种函数依赖 在R(U)中，如果X→Y，并且对于X的任意一个真子集X‘，
都有X’不能确定Y，则称Y对X完全函数依赖。 若X →Y，但Y不完全函数依赖于X，则称Y对X部分函数依
赖。
在R(U)中，如果X→Y，（X不属于Y），Y→Z，(Z不属于
Y)，则称Z对X传递函数依赖。
关 系 模 式 R<U ， F>∈1NF ， 如 果 对 于 R 的 每 个 函 数 依 赖 X→Y，若Y不属于X，则X必含有候选码，那么R∈BCNF。
4.3 模 式 分 解
把泛关系模式R用一组关系模式的集合ρ={R1，R2，…， Rk}来表示(R1,R2,...,Rk)都是R的子集，ρ就是数据库模式。以ρ 代替R的过程称为关系模式的分解。实际上，关系模式的分解不 仅仅是属性集合的分解，它是对关系模式上的函数依赖集、以 及关系模式的当前值分解的具体表现。
4.1 数 据 依 赖
3. 最小函数依赖集 每一个函数依赖集F均等价于一个极小函数依赖集Fm。此
Fm称为F的最小依赖集。
4.2 关系的规范化
4.2.1 第一范式
如果一个关系模式R的所有属性都是不可分的基本数据项， 则R∈1NF。
第一范式是对关系模式的最起码的要求。不满足第一范式 的数据库模式不能称为关系数据库。但是满足第一范式的关系 模式并不一定是一个好的关系模式。
4.3 模 式 分 解
2.模式分解的具体算法 算法1 （合成法）转换为3NF的保持函数依赖的分解。 算法2 转换为3NF既有无损连接性又保持函数依赖的分解。
本章小结
4.1 数 据 依 赖
2. 三种函数依赖 在R(U)中，如果X→Y，并且对于X的任意一个真子集X‘，
都有X’不能确定Y，则称Y对X完全函数依赖。 若X →Y，但Y不完全函数依赖于X，则称Y对X部分函数依
赖。
在R(U)中，如果X→Y，（X不属于Y），Y→Z，(Z不属于
Y)，则称Z对X传递函数依赖。
关 系 模 式 R<U ， F>∈1NF ， 如 果 对 于 R 的 每 个 函 数 依 赖 X→Y，若Y不属于X，则X必含有候选码，那么R∈BCNF。
4.3 模 式 分 解
把泛关系模式R用一组关系模式的集合ρ={R1，R2，…， Rk}来表示(R1,R2,...,Rk)都是R的子集，ρ就是数据库模式。以ρ 代替R的过程称为关系模式的分解。实际上，关系模式的分解不 仅仅是属性集合的分解，它是对关系模式上的函数依赖集、以 及关系模式的当前值分解的具体表现。
4.1 数 据 依 赖
3. 最小函数依赖集 每一个函数依赖集F均等价于一个极小函数依赖集Fm。此
Fm称为F的最小依赖集。
4.2 关系的规范化
4.2.1 第一范式
如果一个关系模式R的所有属性都是不可分的基本数据项， 则R∈1NF。
第一范式是对关系模式的最起码的要求。不满足第一范式 的数据库模式不能称为关系数据库。但是满足第一范式的关系 模式并不一定是一个好的关系模式。
4.3 模 式 分 解
2.模式分解的具体算法 算法1 （合成法）转换为3NF的保持函数依赖的分解。 算法2 转换为3NF既有无损连接性又保持函数依赖的分解。
本章小结
《数据库原理及应用》教学课件 第四章数据操纵与查询
SELECT * FROM SC WHERE Grade>80
本例需要查询学生选课信息，即查询数据表 SC 中的所有属性，在 SELECT 后用“*”表示；在 WHERE 子句中使用比较运算符构造查询 条件，输出满足条件的元组。所得查询结果如图所示。
18
4.2 单表查询
4.2.2 无条件查询与条件查询
20
4.2 单表查询
4.2.2 无条件查询与条件查询
（4）确定集合查询
【例4-12】 从数据表 SC 中查询选修了课程“C0204”或“D0101”的学生的选课信息。
SELECT * FROM SC WHERE CNo IN('C0204','D0101')
IN 表示查询属性值属于指定集合的元组。本例查询结果如图 所示。
23
4.2 单表查询
4.2.2 无条件查询与条件查询
（6）空值查询
不同于零和空格，空值不占用任何存储空间。例如，某学生选修了某门课程，但没有参加考试， 这时就会出现数据表中有选课记录但考试成绩为空的情况，空值查询就可以对这类数据进行查询。 同样，也可以对不为空的数据进行查询。
【例4-14】 从数据表 SC中查询考试成绩有效的学生选课信息。 SELECT * FROM SC WHERE Grade IS NOT NULL
查询数据的 SQL 命令为 SELECT，具体语法格式如下：
SELECT [ALL|DISTINCT] <列名> [[AS] <列别名>] [ , N ] FROM <表名> [[AS] <表别名>] [WHERE <条件1>] [GROUP BY <列名1> [HAVING <条件2>] ] [ORDER BY <列名2> [ASC|DESC]]
本例需要查询学生选课信息，即查询数据表 SC 中的所有属性，在 SELECT 后用“*”表示；在 WHERE 子句中使用比较运算符构造查询 条件，输出满足条件的元组。所得查询结果如图所示。
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4.2 单表查询
4.2.2 无条件查询与条件查询
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4.2 单表查询
4.2.2 无条件查询与条件查询
（4）确定集合查询
【例4-12】 从数据表 SC 中查询选修了课程“C0204”或“D0101”的学生的选课信息。
SELECT * FROM SC WHERE CNo IN('C0204','D0101')
IN 表示查询属性值属于指定集合的元组。本例查询结果如图 所示。
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4.2 单表查询
4.2.2 无条件查询与条件查询
（6）空值查询
不同于零和空格，空值不占用任何存储空间。例如，某学生选修了某门课程，但没有参加考试， 这时就会出现数据表中有选课记录但考试成绩为空的情况，空值查询就可以对这类数据进行查询。 同样，也可以对不为空的数据进行查询。
【例4-14】 从数据表 SC中查询考试成绩有效的学生选课信息。 SELECT * FROM SC WHERE Grade IS NOT NULL
查询数据的 SQL 命令为 SELECT，具体语法格式如下：
SELECT [ALL|DISTINCT] <列名> [[AS] <列别名>] [ , N ] FROM <表名> [[AS] <表别名>] [WHERE <条件1>] [GROUP BY <列名1> [HAVING <条件2>] ] [ORDER BY <列名2> [ASC|DESC]]
数据库课件 第四章 结构化查询语言
其中： ADD－增加新列和新的完整性约束条件； DROP－删除指定列或者完整性约束条件； ALTER－修改原有的列定义，包括修改列名和数据类型。
4.2.2 基本表的修改
【例4.4】向抢修工程计划表salvaging增加‚工程项目负 责人‛列，数据类型为字符型。
注意：不论基本表中原来是否已有数据，新增加的列一律为空值。
4.3 数据查询
执行过程：
(1)读取FROM子句中基本表、视图的数据,执行笛卡 儿积操作;
(2)选取满足WHERE子句中给出的条件表达式的元组; (3)按GROUP子句中指定列的值分组,同时提取满足 HAVING子句中组条件表达式的那些组;
(4)按SELECT子句中给出的列名或列表达式求值输出;
(5)ORDER子句对输出的目标表进行排序,可选择升序 或降序.
• 结果集
– 查询操作的对象是关系，结果还是一个关系， 是一个结果集，而且是一个动态数据集。
4.3 数据查询
我们以电力抢修工程数据库 为例说明SELECT语 句的各种用法.
(a) stock表
4.3 数据查询
(b) salvaging表
4.3 数据Βιβλιοθήκη 询(c) out_stock表
4.3.1 单表查询
4.2.1 基本表的定义
(3)配电物资领料出库表： out_stock（prj_num, mat_num, amount, get_date, department） 主码为（prj_num, mat_num） 各属性含义如下： 工程项目编号（prj_num） 物资编号（mat_num） 领取数量（amount） 领料日期（get_date） 领料部门（department）
4.2.1 基本表的定义
4.2.2 基本表的修改
【例4.4】向抢修工程计划表salvaging增加‚工程项目负 责人‛列，数据类型为字符型。
注意：不论基本表中原来是否已有数据，新增加的列一律为空值。
4.3 数据查询
执行过程：
(1)读取FROM子句中基本表、视图的数据,执行笛卡 儿积操作;
(2)选取满足WHERE子句中给出的条件表达式的元组; (3)按GROUP子句中指定列的值分组,同时提取满足 HAVING子句中组条件表达式的那些组;
(4)按SELECT子句中给出的列名或列表达式求值输出;
(5)ORDER子句对输出的目标表进行排序,可选择升序 或降序.
• 结果集
– 查询操作的对象是关系，结果还是一个关系， 是一个结果集，而且是一个动态数据集。
4.3 数据查询
我们以电力抢修工程数据库 为例说明SELECT语 句的各种用法.
(a) stock表
4.3 数据查询
(b) salvaging表
4.3 数据Βιβλιοθήκη 询(c) out_stock表
4.3.1 单表查询
4.2.1 基本表的定义
(3)配电物资领料出库表： out_stock（prj_num, mat_num, amount, get_date, department） 主码为（prj_num, mat_num） 各属性含义如下： 工程项目编号（prj_num） 物资编号（mat_num） 领取数量（amount） 领料日期（get_date） 领料部门（department）
4.2.1 基本表的定义
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4.1.2 规范化理论研究的内容 关系数据库的规范化理论主要包括三个方面的内容： • 函数依赖（Functional Dependency） • 范式（Normal Form） •模式设计（Form Design） 其中，函数依赖起着核心的作用，是模式分解和模式设 计的基础，范式是模式分解的标准。
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第四章关系模式的规范化设计
由Armstrong公理系统，可以得到以下四个推理： (1) A4合并律（Union） 若X→Y，X→Z，则X→YZ；（其 中YZ表示Y∪Z） (2) A5分解律（Decomposition） 若X→YZ，则X→Y，X→Z； （其中YZ表示Y∪Z） (3) A6伪传递律（Pseudo Transitivity） 若X→Y，WY→Z， 则XW→Z；（其中WY表示W∪Y，XW表示X∪W） (4) A7复合律（Composition） 若X→Y，W→Z，则WX→YZ。 （其中WX表示W∪X，YZ表示Y∪Z）
第依赖
4.2.1 属性间联系 1．一对一联系（1:1） 2．一对多联系（1:n） 3．多对多联系（m:n）
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第四章关系模式的规范化设计
4.2.2 函数依赖的定义 定义4.1 函数依赖（Functional Dependencies）：设R(U) 函数依赖（ 定义 ） 是属性集U（如U={A1,…,An}）上的一个关系模式，X， Y为U的子集，如果R(U)的所有关系r 都存在着：对于X 的每一个具体值，都有Y的惟一值与之相对应，则称属 性Y函数依赖属性X（或属性X函数决定属性Y），记作 X→Y，其中属性X是决定因素（Determinant），属性Y 是被决定因素（Dependent）；否则，记作X Y称为 属性X不能函数决定属性Y。
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第四章关系模式的规范化设计
4.1 问题提出
4.1.1 关系数据库逻辑设计问题 例如： SLC={SNO, SNAME,DEPT,D_LOC,D_DEAN,CNAME,GRADE}
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第四章关系模式的规范化设计
将其规范成为1NF有三种方法： •重复存储SNO和SNAME，此时按规定，只能选定GRADE为 候选关键字，但有重复成绩时就会出错了，所有人的所有成绩 均不相同是不符合实际情况的，因此这种分解方法是不可取的。 •以SNO为候选关键字，把GRADE分为ENG_G和MA_G两个属 性，此方法基本可行。 • 还是以SNO为候选关键字，但强制每条记录只能有一个 GRADE。此时若每个学生确实只有一个成绩，这个方法就可 行，但若有学生有两个成绩，则会丢失部分数据。
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第四章关系模式的规范化设计
4.3.2 第二范式 定义4.9 第二范式（2NF）：满足第一范式的关系 第二范式（ 定义 ） 模式R，如果所有非主属性都完全依赖于候选关键字， 则称R属于第二范式，记为R∈2NF。
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第四章关系模式的规范化设计
4.3 关系模式的范式
4.3.1 第一范式 定义4.8 第一范式（1NF）：如果一个关系模式 第一范式（ 定义 ） R的所有属性都是不可分的基本数据项，则称关系 R满足第一范式，记作R∈1NF。
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第四章关系模式的规范化设计
关系模式SLC 表1-4-1 关系模式
SNO 01001 01001 01001 01002 01002 01002 02001 02001 02001 03001 SNAME 张艺 张艺 张艺 王尔 王尔 王尔 李散 李散 李散 赵斯 DEPT 信息系 信息系 信息系 信息系 信息系 信息系 自动化系 自动化系 自动化系 机械系 D_LOC A座 A座 A座 A座 A座 A座 B座 B座 B座 A座 D_DEAN 陈武 陈武 陈武 陈武 陈武 陈武 胡柳 胡柳 胡柳 郭奇 CNAME 软件工程 数据结构 Java语言 软件工程 数据结构 Java语言 接口技术 自动原理 数字电路 机械制图 GRADE 98 87 76 97 86 75 98 85 74 98
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第四章关系模式的规范化设计
属性之间的三种联系，并不是每一种联系都存在函数依赖 (1) 若属性或属性集X、Y之间是1:1联系，则存在函数依赖： X Y，例如，在SLC中的SNO SNAME。 (2) 若属性或属性集X、Y之间是1:n联系，则存在函数依赖： Y→X，例如，在SLC中的SNAME→DEPT。 (3) 若属性或属性集X、Y之间是m:n联系，则X、Y之间不 存在函数依赖，例如，在SLC中的SNAME和CNAME。
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第四章关系模式的规范化设计
4.2.4 逻辑蕴含 定义4.6 逻辑蕴含：若F是关系模式R（U,F）上的一函数 逻辑蕴含： 定义 依赖集合，X→Y是R的一个函数依赖，若一关系模式满 足F，则必然满足X→Y，称F逻辑蕴含X→Y。也就是说， 若根据给定的函数依赖集F，可以证明其他一些函数依赖 也存在，就称这些函数依赖被F逻辑蕴含。 定义4.7 闭包（Closure）：若F是一个函数依赖集合，则 闭包（ 定义 ） F所逻辑蕴含的函数依赖的全体称为F的闭包，记作F+。
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第四章关系模式的规范化设计
• 如果X→Y和Y→X同时成立，则记作X
Y。
• 当X→Y，且Y⊆X时，称X→Y是平凡函数依赖 （Trivial Functional Dependence）； • 当X→Y，且YX（Y不包含于X）时，则称X→Y是 非平凡函数依赖（Nontrivial Functional Dependence）。
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第四章关系模式的规范化设计
4.2.3 候选关键字和外关键字 定义4.4 候选关键字 候选关键字（Candidate Key）：设K是关系 定义 模式R（U，F）中的属性或属性组，K '是K的真子 集（即K ' ⊂ K），若K→U，而不存在K '→U，则K 是R的候选关键字。 定义4.5 外关键字 外关键字（Foreign Key）：设有两个关系 定义 ： 模式R和S，X是R的属性或属性组，并且X不是R 的候选关键字，但X是S的候选关键字，则称X是R 的外关键字。
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第四章关系模式的规范化设计
定义4.2 完全 部分函数依赖 完全/部分函数依赖 部分函数依赖：在R(U)中，如果 X→Y， 定义 且X的任一真子集X '，都有X ' Y，则称Y对X完全函数 依赖（Full Functioanl Dependence），记作X Y ；否则 称Y对X是部分函数依赖(Partial Functioanl Dependence)， 记作X Y。 定义4.3 传递函数依赖 传递函数依赖：在R(U)中，若X→Y，Y→Z ，且 定义 Y X，Z Y，Y X ，则称Z对X是传递函数依赖 （Transitive Functioanl Dependence），记作X Z。实际 上，若加上Y→X，则X Y，那么X Z。
第四章关系模式的规范化设计
前面已知SLC的候选关键字是（SNO,CNAME)，且 （SNO,CNAME）（SNAME,DEPT,D_LOC,D_DEAN）， 为了消除其中的部分函数依赖，对其进行投影分解，新关 系包括两个关系模式，它们可达到第二范式。 SD（SNO,SNAME,DEPT,D_LOC,D_DEAN）∈2NF SC（SNO,CNAME,GRADE）∈2NF
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第四章关系模式的规范化设计
存在四个主要的问题： (1) 数据冗余（Data Redundancy） (2) 插入异常（Insertion Anomaly） (3) 删除异常（Deletion Anomaly） (4) 修改异常（Modification Anomaly）
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第四章关系模式的规范化设计
•若候选键个数多于一个，则选择其中的一个作为主关 键字（Primary Key）。 •没有被选中作为主关键字的其他候选关键字都称为替 代关键字（Alternate Key）。 •属于任一候选关键字的属性都称为主属性（Primary Attribute）；不属于任何候选关键字的属性都称为非主 属性（Nonprime Attribute）。 •若候选关键字中只有一个属性，则称为单关键字 （Single Key）； •若整个属性组是一个候选关键字，则称为全关键字 （All Key）。
第四章关系模式的规范化设计
例如，由学号SNO，姓名SNAME，成绩GRADE组成一 个表（一个学生可能有英语和数学两个成绩）
表1-4-2 不符合第一范式的关系
SNO 01001 01002 02001 03001 SNAME 张艺 王尔 李散 赵斯 98 86 GRADE ENGLISH 76 MATH 98 97
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第四章关系模式的规范化设计
一个好的关系模式应该具备以下四个条件： • 尽可能少的数据冗余。 • 没有插入异常。 • 没有删除异常。 • 没有修改异常。
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第四章关系模式的规范化设计
第四章关系模式的规范化设计
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第四章关系模式的规范化设计
【本章要点 本章要点】 本章要点 本章主要介绍设计关系数据库的有关理论，包括函数 依赖、范式和关系模式规范化等方面内容。首先具体讲解 了函数依赖、完全函数依赖和传递函数依赖的定义，以及 候选关键字和外关键字等概念。之后讨论了以函数依赖为 基础的4种关系范式，其中最基本的是1NF，最高级的是 BCNF。在1NF中消除非主属性对关键字的部分函数依赖， 就得到了2NF；在2NF中消除非主属性对关键字的传递函 数依赖，就可得到3NF；在3NF中消除主属性对关键字的 部分和传递函数依赖，就可得到BCNF。最后，以实例介 绍 了 关 系 模 式 规 范 化 的 基 本 方 法 和 步 骤 。
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第四章关系模式的规范化设计
由Armstrong公理系统，可以得到以下四个推理： (1) A4合并律（Union） 若X→Y，X→Z，则X→YZ；（其 中YZ表示Y∪Z） (2) A5分解律（Decomposition） 若X→YZ，则X→Y，X→Z； （其中YZ表示Y∪Z） (3) A6伪传递律（Pseudo Transitivity） 若X→Y，WY→Z， 则XW→Z；（其中WY表示W∪Y，XW表示X∪W） (4) A7复合律（Composition） 若X→Y，W→Z，则WX→YZ。 （其中WX表示W∪X，YZ表示Y∪Z）
第依赖
4.2.1 属性间联系 1．一对一联系（1:1） 2．一对多联系（1:n） 3．多对多联系（m:n）
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4.2.2 函数依赖的定义 定义4.1 函数依赖（Functional Dependencies）：设R(U) 函数依赖（ 定义 ） 是属性集U（如U={A1,…,An}）上的一个关系模式，X， Y为U的子集，如果R(U)的所有关系r 都存在着：对于X 的每一个具体值，都有Y的惟一值与之相对应，则称属 性Y函数依赖属性X（或属性X函数决定属性Y），记作 X→Y，其中属性X是决定因素（Determinant），属性Y 是被决定因素（Dependent）；否则，记作X Y称为 属性X不能函数决定属性Y。
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第四章关系模式的规范化设计
4.1 问题提出
4.1.1 关系数据库逻辑设计问题 例如： SLC={SNO, SNAME,DEPT,D_LOC,D_DEAN,CNAME,GRADE}
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第四章关系模式的规范化设计
将其规范成为1NF有三种方法： •重复存储SNO和SNAME，此时按规定，只能选定GRADE为 候选关键字，但有重复成绩时就会出错了，所有人的所有成绩 均不相同是不符合实际情况的，因此这种分解方法是不可取的。 •以SNO为候选关键字，把GRADE分为ENG_G和MA_G两个属 性，此方法基本可行。 • 还是以SNO为候选关键字，但强制每条记录只能有一个 GRADE。此时若每个学生确实只有一个成绩，这个方法就可 行，但若有学生有两个成绩，则会丢失部分数据。
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第四章关系模式的规范化设计
4.3.2 第二范式 定义4.9 第二范式（2NF）：满足第一范式的关系 第二范式（ 定义 ） 模式R，如果所有非主属性都完全依赖于候选关键字， 则称R属于第二范式，记为R∈2NF。
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4.3 关系模式的范式
4.3.1 第一范式 定义4.8 第一范式（1NF）：如果一个关系模式 第一范式（ 定义 ） R的所有属性都是不可分的基本数据项，则称关系 R满足第一范式，记作R∈1NF。
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第四章关系模式的规范化设计
关系模式SLC 表1-4-1 关系模式
SNO 01001 01001 01001 01002 01002 01002 02001 02001 02001 03001 SNAME 张艺 张艺 张艺 王尔 王尔 王尔 李散 李散 李散 赵斯 DEPT 信息系 信息系 信息系 信息系 信息系 信息系 自动化系 自动化系 自动化系 机械系 D_LOC A座 A座 A座 A座 A座 A座 B座 B座 B座 A座 D_DEAN 陈武 陈武 陈武 陈武 陈武 陈武 胡柳 胡柳 胡柳 郭奇 CNAME 软件工程 数据结构 Java语言 软件工程 数据结构 Java语言 接口技术 自动原理 数字电路 机械制图 GRADE 98 87 76 97 86 75 98 85 74 98
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属性之间的三种联系，并不是每一种联系都存在函数依赖 (1) 若属性或属性集X、Y之间是1:1联系，则存在函数依赖： X Y，例如，在SLC中的SNO SNAME。 (2) 若属性或属性集X、Y之间是1:n联系，则存在函数依赖： Y→X，例如，在SLC中的SNAME→DEPT。 (3) 若属性或属性集X、Y之间是m:n联系，则X、Y之间不 存在函数依赖，例如，在SLC中的SNAME和CNAME。
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4.2.4 逻辑蕴含 定义4.6 逻辑蕴含：若F是关系模式R（U,F）上的一函数 逻辑蕴含： 定义 依赖集合，X→Y是R的一个函数依赖，若一关系模式满 足F，则必然满足X→Y，称F逻辑蕴含X→Y。也就是说， 若根据给定的函数依赖集F，可以证明其他一些函数依赖 也存在，就称这些函数依赖被F逻辑蕴含。 定义4.7 闭包（Closure）：若F是一个函数依赖集合，则 闭包（ 定义 ） F所逻辑蕴含的函数依赖的全体称为F的闭包，记作F+。
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第四章关系模式的规范化设计
• 如果X→Y和Y→X同时成立，则记作X
Y。
• 当X→Y，且Y⊆X时，称X→Y是平凡函数依赖 （Trivial Functional Dependence）； • 当X→Y，且YX（Y不包含于X）时，则称X→Y是 非平凡函数依赖（Nontrivial Functional Dependence）。
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4.2.3 候选关键字和外关键字 定义4.4 候选关键字 候选关键字（Candidate Key）：设K是关系 定义 模式R（U，F）中的属性或属性组，K '是K的真子 集（即K ' ⊂ K），若K→U，而不存在K '→U，则K 是R的候选关键字。 定义4.5 外关键字 外关键字（Foreign Key）：设有两个关系 定义 ： 模式R和S，X是R的属性或属性组，并且X不是R 的候选关键字，但X是S的候选关键字，则称X是R 的外关键字。
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定义4.2 完全 部分函数依赖 完全/部分函数依赖 部分函数依赖：在R(U)中，如果 X→Y， 定义 且X的任一真子集X '，都有X ' Y，则称Y对X完全函数 依赖（Full Functioanl Dependence），记作X Y ；否则 称Y对X是部分函数依赖(Partial Functioanl Dependence)， 记作X Y。 定义4.3 传递函数依赖 传递函数依赖：在R(U)中，若X→Y，Y→Z ，且 定义 Y X，Z Y，Y X ，则称Z对X是传递函数依赖 （Transitive Functioanl Dependence），记作X Z。实际 上，若加上Y→X，则X Y，那么X Z。
第四章关系模式的规范化设计
前面已知SLC的候选关键字是（SNO,CNAME)，且 （SNO,CNAME）（SNAME,DEPT,D_LOC,D_DEAN）， 为了消除其中的部分函数依赖，对其进行投影分解，新关 系包括两个关系模式，它们可达到第二范式。 SD（SNO,SNAME,DEPT,D_LOC,D_DEAN）∈2NF SC（SNO,CNAME,GRADE）∈2NF
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第四章关系模式的规范化设计
存在四个主要的问题： (1) 数据冗余（Data Redundancy） (2) 插入异常（Insertion Anomaly） (3) 删除异常（Deletion Anomaly） (4) 修改异常（Modification Anomaly）
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第四章关系模式的规范化设计
•若候选键个数多于一个，则选择其中的一个作为主关 键字（Primary Key）。 •没有被选中作为主关键字的其他候选关键字都称为替 代关键字（Alternate Key）。 •属于任一候选关键字的属性都称为主属性（Primary Attribute）；不属于任何候选关键字的属性都称为非主 属性（Nonprime Attribute）。 •若候选关键字中只有一个属性，则称为单关键字 （Single Key）； •若整个属性组是一个候选关键字，则称为全关键字 （All Key）。
第四章关系模式的规范化设计
例如，由学号SNO，姓名SNAME，成绩GRADE组成一 个表（一个学生可能有英语和数学两个成绩）
表1-4-2 不符合第一范式的关系
SNO 01001 01002 02001 03001 SNAME 张艺 王尔 李散 赵斯 98 86 GRADE ENGLISH 76 MATH 98 97
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第四章关系模式的规范化设计
一个好的关系模式应该具备以下四个条件： • 尽可能少的数据冗余。 • 没有插入异常。 • 没有删除异常。 • 没有修改异常。
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第四章关系模式的规范化设计
【本章要点 本章要点】 本章要点 本章主要介绍设计关系数据库的有关理论，包括函数 依赖、范式和关系模式规范化等方面内容。首先具体讲解 了函数依赖、完全函数依赖和传递函数依赖的定义，以及 候选关键字和外关键字等概念。之后讨论了以函数依赖为 基础的4种关系范式，其中最基本的是1NF，最高级的是 BCNF。在1NF中消除非主属性对关键字的部分函数依赖， 就得到了2NF；在2NF中消除非主属性对关键字的传递函 数依赖，就可得到3NF；在3NF中消除主属性对关键字的 部分和传递函数依赖，就可得到BCNF。最后，以实例介 绍 了 关 系 模 式 规 范 化 的 基 本 方 法 和 步 骤 。