第四章 数据库
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数据库原理与应用第四章
说明：
函数依赖不是指关系模式R的某个或某些关系实例满足的约束条件，而是指R的所有关系实例均要满足的约束条件。 函数依赖是语义范畴的概念。只能根据数据的语义来确定函数依赖。 例如“姓名→年龄”这个函数依赖只有在不允许有同名人的条件下成立 数据库设计者可以对现实世界作强制的规定。例如规定不允许同名人出现，函数依赖“姓名→年龄”成立。所插入的元组必须满足规定的函数依赖，若发现有同名人存在， 则拒绝装入该元组。
四、关系模式的简化表示
关系模式R（U, D, DOM, F） 简化为一个三元组： R（U, F） 当且仅当U上的一个关系r 满足F时，r称为关系模式 R（U, F）的一个关系
五、数据依赖对关系模式的影响
例：描述学校的数据库：
学生的学号（Sno）、所在系（Sdept） 系主任姓名（Mname）、课程名（Cname） 成绩（Grade） 单一的关系模式 ： Student <U、F> U ＝｛ Sno, Sdept, Mname, Cname, Grade ｝
汇报时间：12月20日
Annual Work Summary Report
一、概念回顾
关系：描述实体、属性、实体间的联系。 从形式上看，它是一张二维表，是所涉及属性的笛卡尔积的一个子集。 关系模式：用来定义关系。 关系数据库：基于关系模型的数据库，利用关系来描述现实世界。 从形式上看，它由一组关系组成。 关系数据库的模式：定义这组关系的关系模式的全体。
4.2.2 码
定义5.4 设K为关系模式R<U,F>中的属性或属性组合。若K ｆ U，则K称为R的一个侯选码（Candidate Key）。若关系模式R有多个候选码，则选定其中的一个做为主码（Primary key）。 主属性与非主属性 ALL KEY
数据库第四章——数据库安全性
输入用户名 cheng
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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）
19
An Introduction to Database System
5
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）
14
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
5
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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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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”
第四章 数据库设计基础——关系运算
3. 交（Intersection） ）
R和S
具有相同的目n 相应的属性取自同一个域
R∩S
仍为n目关系，由既属于R又属于S的元组组成 R∩S = { t|t ∈ R∧t ∈S } R∩S = R –(R-S）
An Introduction to Database System
交 (续) 续
An Introduction to Database System
(c)
An Introduction to Database System
1. 选择（Selection） 选择（ ）
1) 选择又称为限制（Restriction） 2) 选择运算符的含义 在关系R中选择满足给定条件的诸元组 σF(R) = {t|t∈R∧F(t)= '真'} F：选择条件，是一个逻辑表达式，基本形式为：
学生-课程数据库: 学生关系Student、课程关系Course和选修关系SC
Student
学号 Sno 200215121 200215122 200215123 200215125 姓名 Sname 李勇 刘晨 王敏 张立 性别 Ssex 男 女 女 男 (a) 年龄 Sage 20 19 18 19 所在系 Sdept CS IS MA IS
An Introduction to Database System
(b)
专门的关系运算(续 专门的关系运算 续)
SC
学号 Sno 200215121 200215121 200215121 200215122 200215122 课程号 Cno 1 2 3 2 3 成绩 Grade 92 85 88 90 80
200215121 200215121 200215122 200215122
第四章第4.7节-数据库安全
Access提供两个默认组：管理员组和用 户组。 管理员组是系统管理员的组帐户，对工 作组使用的所有数据库都拥有完全的权限。 安装程序自动将默认的管理员用户帐户添加 到管理员组。 用户组帐户中包含所有用户帐户，在创建 用户帐户时，Access会将其自动添加到用户 组中。
单击【工具】菜单的【安全】中的【用户 与组帐户】命令，在“用户与组帐户”对 话框中，显示了可用的组和用户以及用户 隶属于哪个组。
图4-51 选择要设置安全机制的数据库对象
图4-52 设置组权限
图4-53 添加新用户
图4-54
设置用户组
图455设 置安 全机 制向 导报 表
2. 使用设置了“用户级安全”的数据 库
3. 如何删除“用户级安全”？——自 学
Access的权限设置比较复杂，用户必 须操作多次，才能明白用户级安全机制 的各个操作步骤的含义。 虽然在Access中实现安全性已变得比 较简单，但是，即使有了向导的帮助， 也必须清楚自己的安全选项，否则，轻 者会带来数据安全隐患，重者会将您锁 在自己的数据库之外。
（2）谁可更改权限？
更改数据库对象的权限：
创建数据库时所使用的工作组信息文件的 “管理员组”成员。 对象的所有者。
对对象具有“管理员”权限的用户。
（3）权限的含义
权限
打开/运行 以独占方式打开 读取设计 修改设计 管理员
允许用户
打开数据库、窗体或报表或者运行数据库中的宏 以独占访问权限打开数据库 在“设计”视图中查看表、查询、窗体、报表或宏 查看和更改表、查询、窗体、报表或宏的设计，或进行删除 对于数据库，设置数据库密码、复制数据库并更改启动属性。 对于表、查询、窗体、报表和宏，具有对这些对象和数据的完全访 问权限，包括指定权限的能力。 查看表和查询中的数据 查看和修改表和查询中的数据，但并不向其中插入数据或删除其中 的数据 查看表和查询中的数据，并向其中插入数据，但不修改或删除其中 的数据 查看和删除表和查询中的数据，但不修改其中的数据或向其中插入 数据
单击【工具】菜单的【安全】中的【用户 与组帐户】命令，在“用户与组帐户”对 话框中，显示了可用的组和用户以及用户 隶属于哪个组。
图4-51 选择要设置安全机制的数据库对象
图4-52 设置组权限
图4-53 添加新用户
图4-54
设置用户组
图455设 置安 全机 制向 导报 表
2. 使用设置了“用户级安全”的数据 库
3. 如何删除“用户级安全”？——自 学
Access的权限设置比较复杂，用户必 须操作多次，才能明白用户级安全机制 的各个操作步骤的含义。 虽然在Access中实现安全性已变得比 较简单，但是，即使有了向导的帮助， 也必须清楚自己的安全选项，否则，轻 者会带来数据安全隐患，重者会将您锁 在自己的数据库之外。
（2）谁可更改权限？
更改数据库对象的权限：
创建数据库时所使用的工作组信息文件的 “管理员组”成员。 对象的所有者。
对对象具有“管理员”权限的用户。
（3）权限的含义
权限
打开/运行 以独占方式打开 读取设计 修改设计 管理员
允许用户
打开数据库、窗体或报表或者运行数据库中的宏 以独占访问权限打开数据库 在“设计”视图中查看表、查询、窗体、报表或宏 查看和更改表、查询、窗体、报表或宏的设计，或进行删除 对于数据库，设置数据库密码、复制数据库并更改启动属性。 对于表、查询、窗体、报表和宏，具有对这些对象和数据的完全访 问权限，包括指定权限的能力。 查看表和查询中的数据 查看和修改表和查询中的数据，但并不向其中插入数据或删除其中 的数据 查看表和查询中的数据，并向其中插入数据，但不修改或删除其中 的数据 查看和删除表和查询中的数据，但不修改其中的数据或向其中插入 数据
数据库原理与SQL Sever2000第四章 数据库设计
管理01
4.2数据库逻辑设计
描述内部数据：一般从输入端向输出端推进。当经过 使数据流的组成或数值发生变化的地方，用一个“加 工”将其连接起来。要求： 1）不能把相互无关的数据画成一个数据流
2）不能 把作为一个处理单位的数据画成两个数据流。
如“图书管理系统”的内部数据流动图4-6表示：
管理01
4.2数据库逻辑设计
物理设计大部分工作都是由DBMS完成，只有少量的工作 可由用户选择或者干预。
管理01
4.4应用程序与系统的运行和维护
4.4.1应用程序设计
1、应用程序设计以数据库逻辑设计为基础 2、设计方法：
建立工作界面 程序按功能模块化 通过控制模块统一调度各功能模块 追求程序可读性
3、程序编码 4、程序调试
管理01
管理01
4.6信息系统开发
4.6.5系统维护评价阶段（P82）
1.
系统维护的目标
系统能正常运行、系统资源能有效利用；系统不断 完善；系统功能得以扩充；系统效率得到提高
2.
系统维护的任务
维护任务包括：程序、数据文件、代码、机器与设 备等。
3.
系统评价的内容
管理01
4.7小结
系统的开发过程 数据库的设计过程
明确用户要求，是数据库设计的关键。分析用户 要求分四个步骤： 分析用户活动 确定系统范围 分析用户活动所涉及的数据 分析系统数据
管理01
4.2数据库逻辑设计
[例4-1]某图书馆要求数据库支持以下数据处理：办理借 书证、查询馆藏图书、查询逾期读者、丢失图书罚款。 1、分析用户活动
管理01
4.2数据库逻辑设计
图书（编号、书名、作者、出版社、单价、库存量） 可以分解为： 科技图书（编号、书名、作者、出版社、单价、库存量） 文艺图书（编号、书名、作者、出版社、单价、库存量） 外文图书（编号、书名、作者、出版社、单价、库存量） 这样减少了单个数据表中的记录，因此每次操作只需要使 用其中一个表，就可以达到减少单位时间内访问的逻辑 记录的个数。
第4章 网络数据库技术
客户机 计算机1
服务器
应用程序
计算机
计算机2
应用程序
……
计算机n DB 图4-3 客户机/服务器结构的数据库访问
应用程序
2．三层的C/S结构
所谓三层C/S体系结构，是在客户端与服务器端之 间加入一个“中间层”，即“客户机—功能服务 器—数据库服务器”模式。客户机驻留用户界面层 （也称为表示层）软件，负责用户与应用层之间的 对话任务；功能服务器存放业务逻辑层（也称为功 能层）软件，响应客户机请求，完成业务处理或复 杂计算，在有数据库访问任务时，根据客户机的要 求向数据库服务器发送SQL指令；数据库服务器存 放数据库服务层（也称为数据层）软件，用来执行 功能层送来的SQL指令，实现对数据库的查询、插 入、删除、更新等操作。操作完成后通过功能服务 器向客户机返回操作结果。如图4-4所示。
ODBC driver
特定驱动程序
中间件服务器
数据库
数据库
数据库 图4-17 JDBC框架
数据库
3．JDBC数据库应用实例
与数据库建立连接 发送SQL语句 处理结果集 关闭对象及连接
三、ADO技术
1．ADO技术简介 ADO（ActiveX Data Objects，即ActiveX 数据对象）是微软在OLE DB之上提供的一种面 向对象的、与语言无关的应用程序编程接口。 微软所提出的访问数据的几种方法的关系如图 4-18所示。
……
局部概念模式 (Local Conceptual Shema)
局部内模式
DB 场地1 4-2 分布式数据库系统的模式结构
DB 场地2
4．分布式数据库管理系统
分布式数据库管理系统与集中式数据库管理系统 一样，是对数据进行管理和维护的一组软件，是分布 式数据库系统的重要组成部分，是用户与分布式数据 库的接口。分布式数据库管理系统包括3个主要部分 全局数据库管理系统 局部数据库管理系统 通信管理程序。
第四章+数据库
Page 6
5. 数据库设计器的打开 命令格式: 命令格式 MODIFY DATABASE [<数据库名 ] 数据库名>] 数据库名 功能:在数据库打开的状态下,使用MODIFY 功能:在数据库打开的状态下,使用 DATABASE命令可以打开数据库设计器. 命令可以打开数据库设计器. 命令可以打开数据库设计器 若当前没有打开数据库,使用MODIFY 若当前没有打开数据库,使用 DATABASE <数据库名 可以打开数据库设计器 数据库名>可以打开数据库设计器 数据库名 可以打开数据库设计器; 若缺省数据库名,系统弹出"打开"对话框, 若缺省数据库名,系统弹出"打开"对话框,用 户可选择要打开的数据库. 户可选择要打开的数据库. 4.1.3 数据库表的基本操作
Page 10
(2)打开表的同时指定工作区的命令 ) 格式:USE <表名 IN <工作区 [ALIAS <别名 ] 表名> 工作区> 别名>] 格式 表名 工作区 别名 功能:在指定的工作区打开表,但不改变当前工作区, 功能 在指定的工作区打开表,但不改变当前工作区,若要改变工作 在指定的工作区打开表 区还需使用SELECT命令. 命令. 区还需使用 命令
一个数据表只能属于一个数据库, 一个数据表只能属于一个数据库,若想将表添加到其他 数据库中,必须先从当前数据库中移去该表. 数据库中,必须先从当前数据库中移去该表.
Page 7
4.2 多工作区操作 4.2.1 工 作 区 1. 基本概念 (1)工作区号 ) 工作区就是用来存放表的内存空间. 工作区就是用来存放表的内存空间.Visual FoxPro 6.0提供了 提供了32767个工作区,编号从 到 个工作区, 提供了 个工作区 编号从1到 32767. . 一个工作区同一时刻只可以打开一个表. 一个工作区同一时刻只可以打开一个表. 同一时刻一个表只能在一个工作区被打开 .
5. 数据库设计器的打开 命令格式: 命令格式 MODIFY DATABASE [<数据库名 ] 数据库名>] 数据库名 功能:在数据库打开的状态下,使用MODIFY 功能:在数据库打开的状态下,使用 DATABASE命令可以打开数据库设计器. 命令可以打开数据库设计器. 命令可以打开数据库设计器 若当前没有打开数据库,使用MODIFY 若当前没有打开数据库,使用 DATABASE <数据库名 可以打开数据库设计器 数据库名>可以打开数据库设计器 数据库名 可以打开数据库设计器; 若缺省数据库名,系统弹出"打开"对话框, 若缺省数据库名,系统弹出"打开"对话框,用 户可选择要打开的数据库. 户可选择要打开的数据库. 4.1.3 数据库表的基本操作
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(2)打开表的同时指定工作区的命令 ) 格式:USE <表名 IN <工作区 [ALIAS <别名 ] 表名> 工作区> 别名>] 格式 表名 工作区 别名 功能:在指定的工作区打开表,但不改变当前工作区, 功能 在指定的工作区打开表,但不改变当前工作区,若要改变工作 在指定的工作区打开表 区还需使用SELECT命令. 命令. 区还需使用 命令
一个数据表只能属于一个数据库, 一个数据表只能属于一个数据库,若想将表添加到其他 数据库中,必须先从当前数据库中移去该表. 数据库中,必须先从当前数据库中移去该表.
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4.2 多工作区操作 4.2.1 工 作 区 1. 基本概念 (1)工作区号 ) 工作区就是用来存放表的内存空间. 工作区就是用来存放表的内存空间.Visual FoxPro 6.0提供了 提供了32767个工作区,编号从 到 个工作区, 提供了 个工作区 编号从1到 32767. . 一个工作区同一时刻只可以打开一个表. 一个工作区同一时刻只可以打开一个表. 同一时刻一个表只能在一个工作区被打开 .
数据库原理与设计-第四章
练习：
1、在关系R（R#，RN，S#）和S（S#，SN，SD）中，R的主键
是R#，S的主键是S#，则S#在R中称为 外键
。
2、用户选作元组元组标识的一个侯选键称为 主键
。
3、关系模式的任何属性（ A ）。
A、不可再分
B、可再分
C、命名在该关系模式中可以不惟一 D、以上都不是
4、一个关系数据库文件中的各条记录（ B ）
练习：
1、分别建立表dept1和emp1，并在二者之间定义关联。
表名
列名
数据约束
约束
DEPT1
Dno NAME
Decimal(3) VARCAHR(10)
PRIMARY KEY
LOC
VARCHAR(20)
表名 EMP1
列名 数据类型
Eno
Decimal(4)
NAME VARCHAR(10)
Salary Decimal(6,2)
Dno
Decimal(3)
约束
UNIQUE
FOREIGN KEY 级联删除
2、增加约束
（1）值唯一； （2）可有一个且仅有一个空值。
唯一约束既可以在列级定义，也可以在表 级定义。
【例4-4】示例。
（1）建立employee表，在employee表中定义一个phone字段， 并为phone字段定义指定名称的唯一约束。
CREATE TABLE employee ( empno DECIMAL(2) PRIMARY KEY, name VARCHAR(8), age DECIMAL(3), phone VARCHAR(12), deptno DECIMAL(2), CONSTRAINT emp_phone UNIQUE(phone) );
《数据库基础》PPT课件
第四章 数据库设计基础
9
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
10
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
11
2007-8-21
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。
数据库技术培训教程(ppt 31页)
1.E-R图中每个实体，都相应转换为一个关系，并确定主关键 字；
2.对于E-R图中联系，联系方式不同，处理方法不同。
1：1联系：联系本身无属性，在任意方关系 中加入对方主键均可。
厂长（厂长号，厂号，姓名，年龄） 工厂（厂号，厂名，地点） 或：厂长（厂长号，姓名，年龄） 工厂（厂号，厂长号，厂名，地点）
据处理后将结果输出，最后数据和程序占据的内存空间被 一起释放。 只有程序文件的概念，数据的组织方式由程序自行设计和 安排。 问题：数据不保存、应用程序管理数据、数据不共享、数 据没有独立性。
应用程序 A 应用程序 B 应用程序 C
文件A 文件B 文件C
1.数据库发展史——发展阶段——文件系统阶段
2.数据——文件
文件：为了某一特定目的形成的同类记录的集合。 是数据库的基础：数据库太大，主存有限——某一特定时
间，只需要数据库的一小部分数据，为了某个特定应用目 的才会被程序存取。
1 数据库发展史
2 数据
3
数据库设计
数据库技术
3.数据库设计——设计步骤
需求分析 概念结构设计 逻辑结构设计 物理结构设计
• 数据完整性：实体完整性、参照完整性、 用户自定义完整性。
• 三范式：1971 codd 提出的。
3.数据库设计——物理结构设计
物理结构设计是为数据模型在设备上选定合适的存储结构 和存取方法，以获得数据库的最佳存取效率。
库文件的组织形式 存储介质的分配 存取路径的选择
文件管理阶段 50s中期到60s中期 当时条件：出现了磁盘、磁鼓等。操作系统提供了文件系
统管理数据，数据以文件方式存储，对数据操作就是对相 应文件操作。 优点：数据可以保存，以文件系统管理数据:数据不属于 某个特定程序，可以重复使用，即具有共享性:具有一定 的独立性，对程序的依赖减弱。 缺点：数据冗余大:独立性不好，编程不方便:不支持并发 访问。
2.对于E-R图中联系，联系方式不同，处理方法不同。
1：1联系：联系本身无属性，在任意方关系 中加入对方主键均可。
厂长（厂长号，厂号，姓名，年龄） 工厂（厂号，厂名，地点） 或：厂长（厂长号，姓名，年龄） 工厂（厂号，厂长号，厂名，地点）
据处理后将结果输出，最后数据和程序占据的内存空间被 一起释放。 只有程序文件的概念，数据的组织方式由程序自行设计和 安排。 问题：数据不保存、应用程序管理数据、数据不共享、数 据没有独立性。
应用程序 A 应用程序 B 应用程序 C
文件A 文件B 文件C
1.数据库发展史——发展阶段——文件系统阶段
2.数据——文件
文件：为了某一特定目的形成的同类记录的集合。 是数据库的基础：数据库太大，主存有限——某一特定时
间，只需要数据库的一小部分数据，为了某个特定应用目 的才会被程序存取。
1 数据库发展史
2 数据
3
数据库设计
数据库技术
3.数据库设计——设计步骤
需求分析 概念结构设计 逻辑结构设计 物理结构设计
• 数据完整性：实体完整性、参照完整性、 用户自定义完整性。
• 三范式：1971 codd 提出的。
3.数据库设计——物理结构设计
物理结构设计是为数据模型在设备上选定合适的存储结构 和存取方法，以获得数据库的最佳存取效率。
库文件的组织形式 存储介质的分配 存取路径的选择
文件管理阶段 50s中期到60s中期 当时条件：出现了磁盘、磁鼓等。操作系统提供了文件系
统管理数据，数据以文件方式存储，对数据操作就是对相 应文件操作。 优点：数据可以保存，以文件系统管理数据:数据不属于 某个特定程序，可以重复使用，即具有共享性:具有一定 的独立性，对程序的依赖减弱。 缺点：数据冗余大:独立性不好，编程不方便:不支持并发 访问。
第4章数据库安全性数据库知识点整理
第4章数据库安全性数据库知识点整理第4章数据库安全性了解计算机系统安全性问题数据库安全性问题威胁数据库安全性因素掌握TCSEC和CC标准的主要内容C2级DBMS、B1级DBMS的主要特征DBMS提供的安全措施⽤户⾝份鉴别、⾃主存取控制、强制存取控制技术视图技术和审计技术数据加密存储和加密传输使⽤SQL语⾔中的GRANT语句和REVOKE语句来实现⾃主存取控制知识点什么是数据库的安全性数据库的安全性是指保护数据库以防⽌不合法的使⽤所造成的数据泄露、更改或破坏举例说明对数据库安全性产⽣威胁的因素⾮授权⽤户对数据库的恶意存取和破坏数据库中重要或敏感的数据被泄露安全环境的脆弱性信息安全标准的发展历史，CC评估保证级划分的基本内容TCSEC/TDI 安全级别划分安全级别定义A1 验证设计（verified design）B3 安全域（security domains）B2 结构化保护（structural protection）B1 标记安全保护（labeled security protection）C2 受控的存取保护（controlled access protection）C1 ⾃主安全保护（discretionary security protection）D 最⼩保护（minimal protection）CC评估保证级（EAL）的划分评估保证级定义 TCSEC安全级别（近似相当）EAL1 功能测试（functionally tested）EAL2 结构测试（structurally tested） C1EAL3 系统地测试和检查（methodically tested and checked） C2EAL4 系统地设计、测试和复查（methodically designed，tested and reviewed） B1EAL5 半形式化设计和测试（semiformally designed and tested） B2EAL6 半形式化验证的设计和测试（semiformally verified design and tested） B3EAL7 形式化验证的设计和测试（formally verified design and tested） A1实现数据库安全性控制的常⽤⽅法和技术⽤户⾝份鉴别该⽅法由系统提供⼀定的⽅式让⽤户标识⾃⼰的名字或⾝份。
第四章 常用中文数据库(一)
层次性和系统性是分类浏览/检索的特点
分类浏 览路径
分类浏览结果
采用检索提问式检索复杂概念
用逻辑组配符号+连接检索词 ——表示检索结果为其左右两侧概念的并集。 用逻辑组配符号*连接检索词 ——表示检索结果为其左右两侧概念的交集。 用逻辑组配符号-连接检索词 ——表示检索结果为从前概念中去除后概念。
检中记录290条
对初级检索结果进行“二次检索”
核心期刊——是指发文质量高，专业信息含量大，被摘率、被引率和借阅率都比 较高，而被公认为代表着学科（或专业）当前水平和发展方向的期刊。
“二次检索”结果的题录显示
检索结果的摘要显示
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全文 下载 相关检索
摘 要
检索结果的保存
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文本选择工具（可 以选择需要摘录的 段落、章节予以保 存）
(1) 数据库基本情况
收录1989年至今约9000余种中国期刊（全文）。其 中核心期刊1747种,文献总量达1250万篇,年更新量大于 200万篇。 内容覆盖自然科学、社会科学各个领域。按照《中 国图书馆分类法》进行分类，所有文献被分为8个专辑： 社会科学、自然科学、工程技术、农业科学、医药卫生、 经济管理、教育科学和图书情报。 本数据库检索入口多、具有相关信息链接、支持全 文下载、文字转换能功能。数据每日更新。
传统检索界面
简单检索
输入检索词
查看检索结果
关 于 二 次 检 索
二次检索是在一次检索的检索结果中，根据检 索目标的需求，选择采用“与、或、非”进行再次 检索，以寻求更加准确的检索结果。 可以在检索中不止一次地应用“二次检索”功 能，但要注意及时对检索字段等的相应调整。
复合检索功能——检索举例
(1) 数据库基本情况 (2) 数据库检索 (3) 相关注意事项
分类浏 览路径
分类浏览结果
采用检索提问式检索复杂概念
用逻辑组配符号+连接检索词 ——表示检索结果为其左右两侧概念的并集。 用逻辑组配符号*连接检索词 ——表示检索结果为其左右两侧概念的交集。 用逻辑组配符号-连接检索词 ——表示检索结果为从前概念中去除后概念。
检中记录290条
对初级检索结果进行“二次检索”
核心期刊——是指发文质量高，专业信息含量大，被摘率、被引率和借阅率都比 较高，而被公认为代表着学科（或专业）当前水平和发展方向的期刊。
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(1) 数据库基本情况
收录1989年至今约9000余种中国期刊（全文）。其 中核心期刊1747种,文献总量达1250万篇,年更新量大于 200万篇。 内容覆盖自然科学、社会科学各个领域。按照《中 国图书馆分类法》进行分类，所有文献被分为8个专辑： 社会科学、自然科学、工程技术、农业科学、医药卫生、 经济管理、教育科学和图书情报。 本数据库检索入口多、具有相关信息链接、支持全 文下载、文字转换能功能。数据每日更新。
传统检索界面
简单检索
输入检索词
查看检索结果
关 于 二 次 检 索
二次检索是在一次检索的检索结果中，根据检 索目标的需求，选择采用“与、或、非”进行再次 检索，以寻求更加准确的检索结果。 可以在检索中不止一次地应用“二次检索”功 能，但要注意及时对检索字段等的相应调整。
复合检索功能——检索举例
(1) 数据库基本情况 (2) 数据库检索 (3) 相关注意事项
第四章 空间数据库
4 点-线查询 查询某点实体一定范围内的线实体。步骤
： (1)激活点图层，选择一个点
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(2)SQL查询 激活线图层，输入查询条件
本次您浏览到是第三十三页，共四十三页。
5 线-线查询
查询与某个线实体相连的其他线实体。步骤：
(1)激活线图层，选择一条线
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本次您浏览到是第十三页，共四十三页。
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网状模型用连接指令或指针来确定数据间的显 式连接关系，是具有多对多类型的数据组织方 式 。网络模型将数据组织成有向图结构，结构 中结点代表数据记录，连线描述不同结点数据间 的关系。
存在以下问题：1）结构复杂，增加了用户查询 和定位的困难。要求用户熟悉数据的逻辑结构， 知道自身所处的位置。（2）网状数据操作命令 具有过程式性质（3）不直接支持对于层次结构 的表达。
(2)SQL查询
输入查条件
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6 面-线查询 查询经过某个面实体的线实体。步骤：
(1)激活面图层，选择一个面
本次您浏览到是第三十六页，共四十三页。
(2)SQL查询 激活线图层，输入查询条件
本次您浏览到是第三十七页，共四十三页。
7 点-面查询
查询某个点实体被包含在哪个面实体内部。 步骤： (1)激活点图层，选择一个点
本次您浏览到是第二十四页，共四十三页。
点、线、面实体相互关系的9种查询： 1 点-点查询
查询某点实体给定距离范围内的其他点 实体。如200km。步骤： (1)激活点图层，选择一个点
本次您浏览到是第二十五页，共四十三页。
(2)SQL查询（200km以内的其他点）
第4章 MySQL数据库及SQL语言简介
普通文本字符串：CHAR和VARCHAR CHAR指的是定长字符串,在定义时指定字符串的长度,若存入字符串实际长度小于指定长
度,保存时在右侧填充空格以达到指定的长度,在访问该数据时再把空格去掉,因此CHAR类型的 数据末尾不能有空格,
VARCHAR指的是变长字符串,在定义时指定字符串的最大长度,保存时按存入字符串的实 际长度分配存储空间,在访问该数据时不会去掉尾部空格。
4.3 MySQL数据类型
4.3.1 数值型 MySQL中支持的数值型包括：整型TINYINT、SMALLINT、MEDIUMINT、
INT、BIGINT,浮点小数型FLOAT、DOUBLE,定点小数型DECIMAL。 整数类型 浮点小数类型和定点小数类型
4.3 MySQL数据类型
4.3.2 字符串型 1. 文本字符串：普通文本字符串和长文本字符串
4.2 SQL概述及功能
4.2.2 SQL的特点及命令动词 1. SQL语言的特点 支持三级数据模式 全体基本表构成了数据库的全局逻辑模式，视图和部分基本表（被用户直接操作）构成了数 据库的外模式，而数据库的存储文件和索引文件则构成了数据库的内模式。
4.2 SQL概述及功能
4.2.2 SQL的特点及命令动词 2. SQL语言的三大功能及命令动词 数据定义：create、alter和drop 数据操纵：select、insert、delete和update 数据控制：grant和revoke
4.3 MySQL数据类型
4.3.3 日期时间型 DATE类型仅存储日期而不存储时间，TIME类型仅存储时间，DATETIME和TIMESTAMP都 是既存储日期也存储时间，如果需要表示年月日时分秒，DATETIME和TIMESTAMP都是可以选 择的数据类型。 4.3.4 选择数据类型的原则
度,保存时在右侧填充空格以达到指定的长度,在访问该数据时再把空格去掉,因此CHAR类型的 数据末尾不能有空格,
VARCHAR指的是变长字符串,在定义时指定字符串的最大长度,保存时按存入字符串的实 际长度分配存储空间,在访问该数据时不会去掉尾部空格。
4.3 MySQL数据类型
4.3.1 数值型 MySQL中支持的数值型包括：整型TINYINT、SMALLINT、MEDIUMINT、
INT、BIGINT,浮点小数型FLOAT、DOUBLE,定点小数型DECIMAL。 整数类型 浮点小数类型和定点小数类型
4.3 MySQL数据类型
4.3.2 字符串型 1. 文本字符串：普通文本字符串和长文本字符串
4.2 SQL概述及功能
4.2.2 SQL的特点及命令动词 1. SQL语言的特点 支持三级数据模式 全体基本表构成了数据库的全局逻辑模式，视图和部分基本表（被用户直接操作）构成了数 据库的外模式，而数据库的存储文件和索引文件则构成了数据库的内模式。
4.2 SQL概述及功能
4.2.2 SQL的特点及命令动词 2. SQL语言的三大功能及命令动词 数据定义：create、alter和drop 数据操纵：select、insert、delete和update 数据控制：grant和revoke
4.3 MySQL数据类型
4.3.3 日期时间型 DATE类型仅存储日期而不存储时间，TIME类型仅存储时间，DATETIME和TIMESTAMP都 是既存储日期也存储时间，如果需要表示年月日时分秒，DATETIME和TIMESTAMP都是可以选 择的数据类型。 4.3.4 选择数据类型的原则
第四章数据库技术
数据库系统的出现使信息系统从以加工数据的程序为中心转 向围绕共享的数据库为中心的新阶段。这样既便于数据集中管理， 又有利于应用程序的研制和维护，提高了数据的利用率和相容性， 提高了决策的可靠性。
4.1.2
数据库系统结构
从数据库管理系统的角度：数据库系统通常采用三级模式结构， 数据库管理系统内部的系统结构。 从数据库最终用户的角度：数据库结构分为集中式、分布式、 客户/服务器和并行结构，这是数据库管理系统外部的系统结构。
二、数据库的二级映象功能与数据独立性
数据库系统的三级模式是对数据的三个抽象级别，它把 数据的具体组织留给DBMS管理，使用户能逻辑地抽象地处理 数据，而不必关心数据在计算机中的具体表示方法与存储方 式。为了能够在内部实现这三个抽象层次的联系和转换，数 据库管理系统在这三级模式之间提供了两层映象。 （1）“外模式/模式”之间的映象 模式描述的是数据的全局逻辑结构，外模式描述的是数 据的局部逻辑结构。对应同一个模式可以有任意多个外模式。 对于每一个外模式，数据库系统都有一个外模式/模式映象， 它定义了该外模式与模式之间的对应关系。 当模式改变时由DBA对各个外模式/模式的映象作相应修 改，可使外模式保持不变。应用程序是依据数据的外模式编 写的，从而应用程序不必修改，保证了数据与程序的逻辑独 立性，简称数据的逻辑独立性。
三、数据库系统的构成 ① 数据库 存贮在计算机内有结构的数据集合（存放数据仓 库，它里面的数据按一定的格式存放）。 ② 数据库管理系统（DBMS） 以统一的方式管理和维护数据库，并提供访问数据库接 口的软件（介于用户应用程序与数据库之间的一个接口） 其主要功能： 定义数据库结构、管理数据库、建立和维 护数据库、与操作系统的通信。 ③ 数据库系统 指引进数据库技术后的计算机系统。 一般由支持数据库运行的软硬件、数据库、数据库管理 系统、数据库管理员和用户等部分组成的。
第4章 常用中文数据库检索
1.中国期刊全文数据库（CJFD）
◆ 产品分为十大专辑： 基础科学（数理化天地生） 工程科技Ⅰ（化学化工能源与材料） 工程科技Ⅱ（工业技术） 农业 医药卫生 信息科技 （自然科学与工程技术文献） 哲学与人文科学 社会科学Ⅰ（政治军事与法律） 社会科学Ⅱ（教育与社会科学综合） 经济与管理科学 （人文与社会科学文献 ） 十大专辑下分为 168 个专题和近 3600 个子栏目。
4.中国重要会议论文全文数据库
China Proceedings of Conference Fulltext Database（简称CPCD） ◆ 简介：收录我国2000年以来国家二级以上学 会、协会、高等院校、科研院所、学术机构 等单位的论文集，年更新约 10 万篇论文。 累积出版会议论文全文文献 115万篇。
3.中国优秀硕士学位论文全文数据库
China Master’s Theses Full-text Database （简称CMFD） ◆简介：是目前国内相关资源最完备、高质 量、连续动态更新的中国优秀硕士学位论 文全文数据库。累积出版硕士学位论文全 文文献 86万篇。 ◆ 知识来源：全国532家硕士培养单位的优 秀硕士学位论文。 ◆ 收录年限：1999年至今 ◆时滞：不迟于论文答辩日期之后4个月。
1.《中文科技期刊数据库》 （文摘/全文版） 产品特点
由专业质检人员对题录文摘数据进行质检， 确保原始文本数据的质量。定期进行刊期统计并 作增补，数据完整率达到99%以上。在主题标引用 词基础上，编制了同义词库、同名作者库并定期 修订，有助于提高文献检全率。
2.《中文科技期刊数据库》（引文版）
《中文科技期刊数据库》（引文版）可查询 论著引用与被引情况、机构发文量、国家重点实 验室和部门开放实验室发文量、科技期刊被引情 况等，是科技文献检索、文献计量研究和科学活 动定量分析评价的有力工具。 • 海量资源：1990年至今公开出版的5000多种 科技类期刊（其中包括《中文核心期刊要目总览》 中的核心期刊1500余种），总数据量约300万篇文 献。 覆盖范围、分类体系同《中文科技期刊数据 库》（全文版）
第四章-空间数据库
1 2 3 4 5
x
26.7 28.4 46.1 31.3 68.4
y
23.5 46.5 42.5 45.6 38.7
地 图
M
Ⅰ
Ⅱ
2 a 1
b Ⅰ d c 4
3
e Ⅱ g
5 f
M
多 形 边
Ⅰ Ⅱ
点
a c b e c f d g
1 2 3 4
x1 x2 x3 x4 x5 x6
y1 y2 y3 y4 t5 y6
学校名称 西北大学
系名 教师数 学生数 研究生 系名 教师数 学生数 研究生 城资系 系名 52 教师数 300 学生数 70 研究生 49 257 71 地质系 化学系
学号 姓名 年级 籍贯 系名 教师数 学生数 002312 系名 张三 教师数 3 学生数广东 研究生
教师号 姓名 年龄 职称 系名 教师数 学生数 66 系名 李四 教师数 30 学生数教授 研究生
数据库技术是20世纪 年代初开始发展起来的一 数据库技术是 世纪60年代初开始发展起来的一 世纪 门数据管理自动化的综合性新技术。 门数据管理自动化的综合性新技术。 一、数据库 数据库： 为了一定的目的 ， 在计算机系统中以特定的 数据库 ： 为了一定的目的， 结构组织、存储和应用的相关联的数据集合。 结构组织、存储和应用的相关联的数据集合。 空间数据库： 即地理信息系统的数据库， 空间数据库 ： 即地理信息系统的数据库 ， 是某区域内 关于一定地理要素特征的数据集合。 关于一定地理要素特征的数据集合。
1、计算机对数据的管理阶段
经过了三个阶段 ： 程序管理阶段 文件管理阶段 数据库管理阶段
（1）程序管理阶段 变量赋值、运算、输出均在一个程序中进行，值变程 序就变。 如：add.c #include “stdio.h” main() { int a,b,c; a=3; b=5; c=a+b; printf(“c=%d\n”,c); } 编译后生成add.exe。
x
26.7 28.4 46.1 31.3 68.4
y
23.5 46.5 42.5 45.6 38.7
地 图
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多 形 边
Ⅰ Ⅱ
点
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x1 x2 x3 x4 x5 x6
y1 y2 y3 y4 t5 y6
学校名称 西北大学
系名 教师数 学生数 研究生 系名 教师数 学生数 研究生 城资系 系名 52 教师数 300 学生数 70 研究生 49 257 71 地质系 化学系
学号 姓名 年级 籍贯 系名 教师数 学生数 002312 系名 张三 教师数 3 学生数广东 研究生
教师号 姓名 年龄 职称 系名 教师数 学生数 66 系名 李四 教师数 30 学生数教授 研究生
数据库技术是20世纪 年代初开始发展起来的一 数据库技术是 世纪60年代初开始发展起来的一 世纪 门数据管理自动化的综合性新技术。 门数据管理自动化的综合性新技术。 一、数据库 数据库： 为了一定的目的 ， 在计算机系统中以特定的 数据库 ： 为了一定的目的， 结构组织、存储和应用的相关联的数据集合。 结构组织、存储和应用的相关联的数据集合。 空间数据库： 即地理信息系统的数据库， 空间数据库 ： 即地理信息系统的数据库 ， 是某区域内 关于一定地理要素特征的数据集合。 关于一定地理要素特征的数据集合。
1、计算机对数据的管理阶段
经过了三个阶段 ： 程序管理阶段 文件管理阶段 数据库管理阶段
（1）程序管理阶段 变量赋值、运算、输出均在一个程序中进行，值变程 序就变。 如：add.c #include “stdio.h” main() { int a,b,c; a=3; b=5; c=a+b; printf(“c=%d\n”,c); } 编译后生成add.exe。
数据库系统概论第5版课后答案第4章 数据库安全性
第4章数据库安全性1.什么是数据库的安全性答：数据库的安全性是指保护数据库以防止不合法的使用所造成的数据泄露、更改或破坏。
2.数据库安全性和计算机系统的安全性有什么关系答：安全性问题不是数据库系统所独有的，所有计算机系统都有这个问题。
只是在数据库系统中大量数据集中存放，而且为许多最终用户直接共享，从而使安全性问题更为突出。
系统安全保护措施是否有效是数据库系统的主要指标之一。
数据库的安全性和计算机系统的安全性，包括操作系统、网络系统的安全性是紧密联系、相互支持的。
CC评估保证级（EAL）的划分4.试述实现数据库安全性控制的常用方法和技术。
答：实现数据库安全性控制的常用方法和技术有：1)用户标识和鉴别：该方法由系统提供一定的方式让用户标识自己的名字或身份。
每次用户要求进入系统时，由系统进行核对，通过鉴定后才提供系统的使用权。
2)存取控制：通过用户权限定义和合法权检查确保只有合法权限的用户访问数据库，所有未被授权的人员无法存取数据。
例如CZ 级中的自主存取控制( DAC ) , Bl 级中的强制存取控制（MAC ）。
3)视图机制：为不同的用户定义视图，通过视图机制把要保密的数据对无权存取的用户隐藏起来，从而自动地对数据提供一定程度的安全保护。
4)审计：建立审计日志，把用户对数据库的所有操作自动记录下来放入审计日志中，DBA 可以利用审计跟踪的信息，重现导致数据库现有状况的一系列事件，找出非法存取数据的人、时间和内容等。
5)数据加密：对存储和传输的数据进行加密处理，从而使得不知道解密算法的人无法获知数据的内容。
5.什么是数据库中的自主存取控制方法和强制存取控制方法答：自主存取控制方法：定义各个用户对不同数据对象的存取权限。
当用户对数据库访问时首先检查用户的存取权限。
防止不合法用户对数据库的存取。
强制存取控制方法：每一个数据对象被（强制地）标以一定的密级，每一个用户也被（强制地）授予某一个级别的许可证。
系统规定只有具有某一许可证级别的用户才能存取某一个密级的数据对象。
第4章数据库安全及维护
第4章数据库安全及维护第4章数据库安全及维护本章学习⽬标数据库系统中由于⼤量数据集中存放，⽽且为许多⽤户直接共享，是宝贵的信息资源，所以安全性问题更为重要。
系统安全保护措施是否有效是数据库系统的主要性能指标之⼀。
本章将介绍以下⼏部分内容：●数据库安全性问题的基本概念和保证数据安全性的基本措施●数据库并发情况下的数据安全及处理⽅法●数据发⽣故障情况下的恢复技术4.1 数据库安全性4.1.1 基本概念数据库的安全性指保护数据库以防⽌不合法的使⽤所造成的数据泄露、更改或破坏。
安全性问题不是数据库系统所独有的，计算机系统都有这个问题，是因为在数据库系统中，⼤量数据集中存放，并为许多⽤户直接共享，是宝贵的信息资源，从⽽使安全性问题更为突出，系统安全保护措施是否有效是数据库系统的主要性能指标之⼀。
安全性问题和保密问题是密切相关的。
前者主要涉及数据的存取控制、修改和传播的技术⼿段；⽽后者在很⼤程度上是法律、政策、伦理、道德等问题。
这⼀节主要讨论安全性的⼀般概念和⽅法，然后介绍⼀些数据库系统的安全性措施。
4.1.2 安全措施的设置模型在计算机系统中，安全措施通常是⼀级⼀级层层设置的。
例如可以有如图4-1所⽰的计算机系统安全模型。
图4-1 计算机系统安全模型在如图4-1所⽰的安全模型中，⽤户在进⼊计算机系统时，⾸先根据⽤户输⼊的⽤户标识进⾏⾝份验证，只有合法的⽤户才准许登录计算机系统。
进⼊计算机系统后，DBMS对⽤户进⾏存取控制，只允许⽤户执⾏合法操作，操作系统同时允许⽤户进⾏安全操作。
数据最终可数据库技术及应⽤54以通过加⼊存取密码的⽅式存储到数据库中。
下⾯讨论最常见的⽤户标识与鉴别、存取控制等安全措施。
1．⽤户标识和鉴别⾸先，系统提供⼀定的⽅式让⽤户标识⾃⼰的名字或⾝份。
系统进⾏核实，通过鉴别后才提供机器使⽤权。
常⽤的⽅法有：●⽤⼀个⽤户名或者⽤户标识号来标明⽤户⾝份，系统鉴别此⽤户是否为合法⽤户。
若是，则可以进⼊下⼀步的核实；若不是，则不能使⽤计算机。
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1︰2.5万 1︰ 1万 1︰ 5千
图层概念：计算机内二维阵列中的每个单元仅能容 纳一个数值，为表达不同的地图数据，必须被分离 成不同的二维阵列来储存，每个储存层及储存的数 据被称为图层 。 图层结构：不同的图层组织在一起形成了图层结构。
栅格数据分层
建筑物 森林 土壤 地貌
Z
Y X
空间数据分层方法：
3、大地坐标与高斯平面直角坐标的转换
正转换：大地坐标 平面直角坐标
，
其中，S ——赤道到测点纬度
的经线长
4.2 空间区域框架与图层结构
一、空间区域框架 空间区域框架：就是按区域储存和表达空间信息 的一套规则。 1、分为：自然区域框架，行政区域框架，自然行政综合区域框架，和地理网格区域框架。
2、地形图都是以地理网格区域框架作为储存和 表达空间数据的基础。一般的专题图或以所研 究的自然区域，或行政区域，或以自然-行政 综合区域框架为基础。
（2）属性数据
采用数据库管理方式（DBMS），如dbase， foxbase，Oracle等。 （3）图形数据与属性数据的连接 根据属性表中的唯一公共标识来连接 图形文件 属性文件
标识符
（5）混合式空间数据库和一体化空间数据 库功能结构举例（以Arcview为例） 1）以Arcview为例，理解混合式空间数据结构
2 a 1 d
b Ⅰ c 4
3
e Ⅱ g
5 f 6
M
M I a b c d e II f g
1
2
3
4
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6
网络数据库模型 优点： •能明确而方便地表示数据间的复杂关系 •数据冗余小 缺陷： •网状结构的复杂，增加了用户查询和定 位的困难。 •需要存储数据间联系的指针，使得数据 量增大 •数据的修改不方便（指针必须修改）
A.文件类型
矢量数据.shp 栅格数据.grd 属性数据.dbf
（5）数据保护。
二、GIS空间数据库
1、GIS空间数据库特点
1）复杂性
A.数据类型复杂：空间数据和属性数据紧密相连 B.数据结构复杂：包括矢量和栅格两种结构
C.数据之间关系复杂：空间数据与属性数据既相 互独立又密切联系
2）多样性
查询与检索同时涉及空间与属性数据，经常引 入算法与模型。
3）数据量大
农地 2，8，9 1，4，5， 林地 6，10 牧地 3，7
4，6，10 1
2，3，8， 9
现在要查询土地资源数据库中，利用现状为 林地，地貌类型为缓坡、坡向为半阳的地块。
方法：查询倒排文件并进行逻辑运算。 （1）查利用现状倒排表得林地的地块号为： [1，4，5，6，10]； （2）查地貌类型倒排表得缓坡的地块号： [1，5，6，10]； （3）查坡向倒排表得半阳的地块号： [4，6，10]； （4）对（1），（2），（3）所得结果求交得： [6，10]。 符合条件的地块为6号和10号地块。
4
5 6 Ⅰ Ⅰ Ⅰ a b c
x4
x5 x6 1 2 3
y4
t5 y6 2 3 4
地 图
M
Ⅰ
Ⅱ
线
Ⅰ
d
e f g
4
3 5 6
1
5 6 4
多 边 形
Ⅰ a Ⅱ c
b
e
c
f
d
g
Ⅱ Ⅱ Ⅱ
关系数据库模型
优点： 结构特别灵活，满足所有布尔逻辑运 算和数学运算规则形成的查询要求 能搜索、组合和比较不同类型的数据 增加和删除数据非常方便 缺陷： 数据库大时，查找满足特定关系的数 据费时 对空间关系无法满足
2. 子午线圈（经圈）和平行圈（纬圈）
3. 大地地理坐标系统
二、正射投影
概念：
把地球表面上的细部投影 到与投影中心正切的面上
特点：
随着距投影中心的距离增 加，比例尺变小，位移增 大。只适用于小面积。
三、圆锥投影与百万分之一地图投影
1、圆锥投影： 以圆锥面为投影面，圆锥轴与地轴重合，圆 锥面与某一纬线相切或相割。按着某种条件 及数学法则将地球上的经纬线投影到圆锥面 然后按圆锥某一条母线切展平即获得园锥投 影，可分切圆锥投影和割圆锥投影
关系数据库模型
关系数据库模型是以记录组或数据表的形式 组织数据，以便于利用各种地理实体与属性 之间的关系进行存储和变换，不分层也无指 针，是建立空间数据和属性数据之间关系的 一种非常有效的数据组织方法。
2 a 1 d
b Ⅰ c 4
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5 f 6
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1
x1 x2 x3
y1 y2 y3
点
2 3
数据库与传统文件系统的差别: （1）数据独立于应用程序而集中管理， 实现了数据共享，减少了冗余，提高了效 益；
（2）在数据间建立了联系，从而使数据 库能反映出现实世界中信息的联系。
数据库的主要特征（与传统文件管理相比）： （1）数据集中控制； （2）数据冗余度小； （3）数据独立； （4）复杂的数据模型；
2、直角平面坐标系 （高斯坐标）
1、每一带中央子午线的投影线为该带的平面直角坐标系 的纵轴（X轴），赤道的投影为横轴（Y轴），交点 为坐标原点。 2、为了避免横轴坐标出现负值，纵轴西移动500km，所 以原坐标原点的坐标为(0，500km)。 3、为了避免不同带之间地点出现相同的高斯平面直角坐 标，高斯平面直角坐标系规定在横坐标Y值前标以投 影带的编号（n）。
在土地资源数据文件中，地块号为关键字， 地貌类型、坡度、坡向、利用现状为次关 键字。对次关键字分别建立倒排表。
地貌类型倒排表 坡向倒排表 利用现状倒排表
次关键 地块号 字 3， 7 陡坡 2， 8 垣面 4 沟道 9 宽顶梁 缓坡 1，5，6，
10
次关键 字 阴 半阳 半阴
阳
地块号 5，7
次关键 地块号 字
2、百万分之一地图投影： 采用改良的多圆锥投影和等角圆锥投影
改良的园锥投影：为减少变形，令许多圆锥 与地球相切并规定按“经6纬4”分幅，每幅 单独投影。
四、高斯---克吕格投影及直角平面坐标系
1、高斯-克吕格投影
为等角横切圆柱投影。我国比例尺大于1︰50万的 地形图均用此投影。该投影先把地球按经度6度分 带，由西向东共划60个投影带
土地资源文件
地块号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 地貌类型 缓坡 垣面 陡坡 沟道 缓坡 缓坡 陡坡 垣面 宽梁顶 缓坡 坡度 5°~10 ° <3 ° >15 ° <5 ° 5 °~10 ° 5 °~10 ° >15 ° <3 ° <3 ° 5 °~15 ° 坡向 半阴 阳 阳 半阳 阴 半阳 阴 阳 阳 半阳 利用现状 林地 农地 牧地 林地 林地 林地 牧地 农地 农地 林地
查找速度快，节省空间。
索引文件：带有索引表的文件，在索引 表中存放记录的关键字和记录在文件中 的位置。 索引区：存放索引表
数据区：存放主文件
查询：先查索引表，再按索引表所指地 址查记录。 在GIS中，空间数据量大，使用索引文 件可以提高系统运行速度。
数据文件
弧段号 1
. . .
左多边形号 右多边形号
4.3 空间数据库的总体结构
一、数据库概述
1、数据库概念： 一个数据库就是有关事物及其它们彼此之间 关系的信息集合，这些信息的集合是按一定的数 据模型和逻辑结构被储存一个或多个适合于计算 机的数据文件之中。
2、计算机对数据的管理经历的三个发展阶段： 1）程序管理阶段：
2）文件管理方式：顺序、随机、索引、倒排 文件等 3）数据库管理系统：层次模型、网状模型和 关系模型等
弧段坐标数据
弧索引表
弧段号 1
. . .
物理地址 80
. . .
倒排文件：在多关键字文件中，建立一系列 次关键字索引表。这种次关键字的索引表称 作倒排文件。 次关键字索引表中每个索引项应包含次 关键字及具有同一次关键字的多个记录的主 关键字或物理记录号。 优点：对复杂的多关键字查询时，可在倒排 表中先完成查询的“交”、“并”等逻辑运 算，然后将得到的结果再对主文件中记录进 行存取。即把对记录的操作转换成地址集合 的运算，提高了查询的速度。
3、地形图区域框架的划分（国际分幅法规）
（1）国际标准图幅以1︰100万的地图为基础划分
纬差4度，从赤道向南北各自分成22带，用A，B，C，……， V表示带名； 经差6度，从东经180度起，由西向东分成60带，用1，2， 3，……，60，表示带名； 纵横交错形成地理网格， 每个网格作为1︰100万 地图的空间区域框架， 用横、纵带名双编码表 示，如L—52（北纬44~48， 东经126~132）
1）程序管理： 10 Read x, y, z 20 a=x+y …… 100 data 3, 7, 8, 3, 4, 10
2 ）文件管理： 顺序文件:按记录进入文件的先后顺序存放。 优点：结构简单，连续存取速度快 缺点：不便于插入、删除和修改等操作 随机文件：采用关键字变地址方法组织文件。
优点：文件随机存放，插入删除方便，
c 4 3
e 5 5
f 6 6
g 4
层次数据库模型
优点： 存取方便且速度快 结构清晰，容易理解 数据修改和数据库扩展容易实现 检索关键属性十分方便 缺陷： 结构呆板，缺乏灵活性 同一属性数据要存储多次，数据冗余大（如公共边） 不适合于拓扑空间数据的组织
网络数据库模型
网络模型用连接指令或指针来确定数据间的 显式连接关系，采用图数据结构，具有图数 据结构的一系列特点。表达的数据关系是多 对多，且数据之间具有显式的连接关系，但 没有层次关系 。
空间区域框架及图层结构
空间数据的录入及处理 空间数据管理
4.1 地图投影和坐标系统
图层概念：计算机内二维阵列中的每个单元仅能容 纳一个数值，为表达不同的地图数据，必须被分离 成不同的二维阵列来储存，每个储存层及储存的数 据被称为图层 。 图层结构：不同的图层组织在一起形成了图层结构。
栅格数据分层
建筑物 森林 土壤 地貌
Z
Y X
空间数据分层方法：
3、大地坐标与高斯平面直角坐标的转换
正转换：大地坐标 平面直角坐标
，
其中，S ——赤道到测点纬度
的经线长
4.2 空间区域框架与图层结构
一、空间区域框架 空间区域框架：就是按区域储存和表达空间信息 的一套规则。 1、分为：自然区域框架，行政区域框架，自然行政综合区域框架，和地理网格区域框架。
2、地形图都是以地理网格区域框架作为储存和 表达空间数据的基础。一般的专题图或以所研 究的自然区域，或行政区域，或以自然-行政 综合区域框架为基础。
（2）属性数据
采用数据库管理方式（DBMS），如dbase， foxbase，Oracle等。 （3）图形数据与属性数据的连接 根据属性表中的唯一公共标识来连接 图形文件 属性文件
标识符
（5）混合式空间数据库和一体化空间数据 库功能结构举例（以Arcview为例） 1）以Arcview为例，理解混合式空间数据结构
2 a 1 d
b Ⅰ c 4
3
e Ⅱ g
5 f 6
M
M I a b c d e II f g
1
2
3
4
5
6
网络数据库模型 优点： •能明确而方便地表示数据间的复杂关系 •数据冗余小 缺陷： •网状结构的复杂，增加了用户查询和定 位的困难。 •需要存储数据间联系的指针，使得数据 量增大 •数据的修改不方便（指针必须修改）
A.文件类型
矢量数据.shp 栅格数据.grd 属性数据.dbf
（5）数据保护。
二、GIS空间数据库
1、GIS空间数据库特点
1）复杂性
A.数据类型复杂：空间数据和属性数据紧密相连 B.数据结构复杂：包括矢量和栅格两种结构
C.数据之间关系复杂：空间数据与属性数据既相 互独立又密切联系
2）多样性
查询与检索同时涉及空间与属性数据，经常引 入算法与模型。
3）数据量大
农地 2，8，9 1，4，5， 林地 6，10 牧地 3，7
4，6，10 1
2，3，8， 9
现在要查询土地资源数据库中，利用现状为 林地，地貌类型为缓坡、坡向为半阳的地块。
方法：查询倒排文件并进行逻辑运算。 （1）查利用现状倒排表得林地的地块号为： [1，4，5，6，10]； （2）查地貌类型倒排表得缓坡的地块号： [1，5，6，10]； （3）查坡向倒排表得半阳的地块号： [4，6，10]； （4）对（1），（2），（3）所得结果求交得： [6，10]。 符合条件的地块为6号和10号地块。
4
5 6 Ⅰ Ⅰ Ⅰ a b c
x4
x5 x6 1 2 3
y4
t5 y6 2 3 4
地 图
M
Ⅰ
Ⅱ
线
Ⅰ
d
e f g
4
3 5 6
1
5 6 4
多 边 形
Ⅰ a Ⅱ c
b
e
c
f
d
g
Ⅱ Ⅱ Ⅱ
关系数据库模型
优点： 结构特别灵活，满足所有布尔逻辑运 算和数学运算规则形成的查询要求 能搜索、组合和比较不同类型的数据 增加和删除数据非常方便 缺陷： 数据库大时，查找满足特定关系的数 据费时 对空间关系无法满足
2. 子午线圈（经圈）和平行圈（纬圈）
3. 大地地理坐标系统
二、正射投影
概念：
把地球表面上的细部投影 到与投影中心正切的面上
特点：
随着距投影中心的距离增 加，比例尺变小，位移增 大。只适用于小面积。
三、圆锥投影与百万分之一地图投影
1、圆锥投影： 以圆锥面为投影面，圆锥轴与地轴重合，圆 锥面与某一纬线相切或相割。按着某种条件 及数学法则将地球上的经纬线投影到圆锥面 然后按圆锥某一条母线切展平即获得园锥投 影，可分切圆锥投影和割圆锥投影
关系数据库模型
关系数据库模型是以记录组或数据表的形式 组织数据，以便于利用各种地理实体与属性 之间的关系进行存储和变换，不分层也无指 针，是建立空间数据和属性数据之间关系的 一种非常有效的数据组织方法。
2 a 1 d
b Ⅰ c 4
3
e Ⅱ g
5 f 6
M
1
x1 x2 x3
y1 y2 y3
点
2 3
数据库与传统文件系统的差别: （1）数据独立于应用程序而集中管理， 实现了数据共享，减少了冗余，提高了效 益；
（2）在数据间建立了联系，从而使数据 库能反映出现实世界中信息的联系。
数据库的主要特征（与传统文件管理相比）： （1）数据集中控制； （2）数据冗余度小； （3）数据独立； （4）复杂的数据模型；
2、直角平面坐标系 （高斯坐标）
1、每一带中央子午线的投影线为该带的平面直角坐标系 的纵轴（X轴），赤道的投影为横轴（Y轴），交点 为坐标原点。 2、为了避免横轴坐标出现负值，纵轴西移动500km，所 以原坐标原点的坐标为(0，500km)。 3、为了避免不同带之间地点出现相同的高斯平面直角坐 标，高斯平面直角坐标系规定在横坐标Y值前标以投 影带的编号（n）。
在土地资源数据文件中，地块号为关键字， 地貌类型、坡度、坡向、利用现状为次关 键字。对次关键字分别建立倒排表。
地貌类型倒排表 坡向倒排表 利用现状倒排表
次关键 地块号 字 3， 7 陡坡 2， 8 垣面 4 沟道 9 宽顶梁 缓坡 1，5，6，
10
次关键 字 阴 半阳 半阴
阳
地块号 5，7
次关键 地块号 字
2、百万分之一地图投影： 采用改良的多圆锥投影和等角圆锥投影
改良的园锥投影：为减少变形，令许多圆锥 与地球相切并规定按“经6纬4”分幅，每幅 单独投影。
四、高斯---克吕格投影及直角平面坐标系
1、高斯-克吕格投影
为等角横切圆柱投影。我国比例尺大于1︰50万的 地形图均用此投影。该投影先把地球按经度6度分 带，由西向东共划60个投影带
土地资源文件
地块号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 地貌类型 缓坡 垣面 陡坡 沟道 缓坡 缓坡 陡坡 垣面 宽梁顶 缓坡 坡度 5°~10 ° <3 ° >15 ° <5 ° 5 °~10 ° 5 °~10 ° >15 ° <3 ° <3 ° 5 °~15 ° 坡向 半阴 阳 阳 半阳 阴 半阳 阴 阳 阳 半阳 利用现状 林地 农地 牧地 林地 林地 林地 牧地 农地 农地 林地
查找速度快，节省空间。
索引文件：带有索引表的文件，在索引 表中存放记录的关键字和记录在文件中 的位置。 索引区：存放索引表
数据区：存放主文件
查询：先查索引表，再按索引表所指地 址查记录。 在GIS中，空间数据量大，使用索引文 件可以提高系统运行速度。
数据文件
弧段号 1
. . .
左多边形号 右多边形号
4.3 空间数据库的总体结构
一、数据库概述
1、数据库概念： 一个数据库就是有关事物及其它们彼此之间 关系的信息集合，这些信息的集合是按一定的数 据模型和逻辑结构被储存一个或多个适合于计算 机的数据文件之中。
2、计算机对数据的管理经历的三个发展阶段： 1）程序管理阶段：
2）文件管理方式：顺序、随机、索引、倒排 文件等 3）数据库管理系统：层次模型、网状模型和 关系模型等
弧段坐标数据
弧索引表
弧段号 1
. . .
物理地址 80
. . .
倒排文件：在多关键字文件中，建立一系列 次关键字索引表。这种次关键字的索引表称 作倒排文件。 次关键字索引表中每个索引项应包含次 关键字及具有同一次关键字的多个记录的主 关键字或物理记录号。 优点：对复杂的多关键字查询时，可在倒排 表中先完成查询的“交”、“并”等逻辑运 算，然后将得到的结果再对主文件中记录进 行存取。即把对记录的操作转换成地址集合 的运算，提高了查询的速度。
3、地形图区域框架的划分（国际分幅法规）
（1）国际标准图幅以1︰100万的地图为基础划分
纬差4度，从赤道向南北各自分成22带，用A，B，C，……， V表示带名； 经差6度，从东经180度起，由西向东分成60带，用1，2， 3，……，60，表示带名； 纵横交错形成地理网格， 每个网格作为1︰100万 地图的空间区域框架， 用横、纵带名双编码表 示，如L—52（北纬44~48， 东经126~132）
1）程序管理： 10 Read x, y, z 20 a=x+y …… 100 data 3, 7, 8, 3, 4, 10
2 ）文件管理： 顺序文件:按记录进入文件的先后顺序存放。 优点：结构简单，连续存取速度快 缺点：不便于插入、删除和修改等操作 随机文件：采用关键字变地址方法组织文件。
优点：文件随机存放，插入删除方便，
c 4 3
e 5 5
f 6 6
g 4
层次数据库模型
优点： 存取方便且速度快 结构清晰，容易理解 数据修改和数据库扩展容易实现 检索关键属性十分方便 缺陷： 结构呆板，缺乏灵活性 同一属性数据要存储多次，数据冗余大（如公共边） 不适合于拓扑空间数据的组织
网络数据库模型
网络模型用连接指令或指针来确定数据间的 显式连接关系，采用图数据结构，具有图数 据结构的一系列特点。表达的数据关系是多 对多，且数据之间具有显式的连接关系，但 没有层次关系 。
空间区域框架及图层结构
空间数据的录入及处理 空间数据管理
4.1 地图投影和坐标系统