【SQL Server + MySQL三】数据库设计【ER模型+UML模型+范式】 + 数据库安全性

极其感动！！！当时学数据库的时候，没白学！！

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• (;´༎ຶД༎ຶ`) ，除了vue和react之外，最常看的一份笔记了！！！！

xd们，一定要收藏粘贴下来，真的没有自夸！！！！

• 当时学的时候，想来：就一份笔记么？脑子有病的人才一直记来记去的【框框自嘲】！有啥可分享的？现在，真香！！！

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第四章 数据库设计

4-1 数据库设计

4-1-1 数据库设计步骤

4-1-1-1

1. 数据库设计(Database Design,DBD): 构造最优的数据模型，建立数据库及其应用系统的过程

2. 

3. • 软件生存期： 从软件的规划。研制、实现、投入运行后的维护，直到被新的软件所取代而停止使用的整个期间
   • 以数据库为基础的信息系统通常称为数据库应用系统
     • 采集、组织、加工、抽取、综合和传播等功能
   • 数据库应用系统的开发是一项软件工程，“数据库工程”

4. 数据库系统生存期

   

4-1-1-2 规划步骤

1. 系统调查
2. 可行性分析
3. 确定数据库系统的总目标

4-1-1-3 需求分析阶段

1. 需求说明书的形式，作为以后系统开发的指南和系统验证的依据

2. 需求分析步骤：

   

4-1-1-4 概念设计–ER方法

1. 主要步骤：
   • 进行数据抽象，设计局部概念模型
     • 实际事物、概念的共同特性
     • 概念结构是对现实世界的一种抽象
   • 局部概念模型综合成全局概念模型
   • 评审
2. 方法 ：

• 实体联系方法（ER方法）
• 结果是得到一个与DBMS无关的概念模型

4-1-1-5 逻辑设计阶段

1. 目的 ： 概念设计阶段设计好的概念模型转换成 与选用的具体机器上的DBMS所支持的数据模型 相符合的 逻辑结构（数据库逻辑模型和外模型）
2. 逻辑设计 ，首先选择DBMS
3. 主要步骤 ：
   • 概念模型转换成 逻辑模型
   • 设计外模型
   • 设计应用程序与数据库的接口
   • 评价模型
   • 修正模型

4-1-1-6 物理设计阶段

4-1-1-7 数据库的实现

4·-1-1- 8 数据库的运行和维护

1. DBA完成
   • 数据库的转储和恢复

4-1-2 概念设计工具

4-1-2-1 数据库概念模式设计-----ER模型

1. ER图 【Entity Realationship Model实体联系模型】：

4-1-2-1-1 ER模型的基本元素

1. 实体 ：

   • 实体(Entity)是指数据对象，指应用中可以区别的客观存在的事物
   • 实体集： 同一类实体构成的集合

2. 联系 ：

   • 联系（Relationship） ： 一个或多个实体之间的关联关系
   • 联系集： 同一类联系构成的集合

3. 联系的元数 ： 一个联系涉及到的实体集个数，称为该联系的元数或度数

   • 一元联系 （递归联系）： 同一实体集内部实体之间的联系
   • 二元联系： 两个不同实体集实体之间的联系
   • …

4. 联系类型 ：限制参与联系的实体的数目 ：

   • 二元联系类型

     • 1：1

       

     • 1：n

       

     • m:n

       

   • 一元联系 ：

     • 1：1联系

       

     • 1:n联系

       

     • m:n

       

4-1-2-1-2 设计局部ER模型

1. • 确定局部结构范围
   • 确定实体
   • 确定属性
   • 确定实体间联系

2. 每个实体必须有实体标识符

   

3. 例题

   

   

4-1-2-1-3 ER模型 向关系模型的转换

1. ER图转换成 关系模式集的规则

   • 步骤一 ---->实体类型的转换 ： 将每个实体类型转换成一个关系模型

     • 实体的属性即为关系模型的属性
     • 实体标识符即为关系模式的键

   • 步骤二： 联系类型的转换 ： 不同情况做不同的处理

     • ----> 二元联系类型的转换

       

2. 实体类型转换成关系模型的例子 ：

   

   

4-1-4 ER模型做逻辑设计

4-1-4-1

1. ER图转换成关系模式集的算法
   • 步骤一（实体类型的转换）：将每个实体类型转换成一个关系模式、
     • 实体属性即为关系模式的属性
     • 实体标识符即为关系模式的键
   • 步骤2（联系类型的转换）：不同情况做不同的处理

4-1-3 UML模型做概念设计和逻辑设计

4-1-3-1 数据建模

1. 对于一个特定的应用，如何在数据库中表示数据
   • 设计关系模型方法
     • 关系模型设计理论
     • 概念设计模型
       • E/R----传统的
       • UML子集-----目前常用的

4-1-3-2 UML

1. • Unified Modeling Language:统一建模语言
   • UML用于面向对象建模，现在也用于数据库建模
   • UML与E/R模型相似，但是不提供多元联系

2. UML与E/R

   

4-2 逻辑设计工具—关系数据库规范化理论【5.5这里】

4-2-1 数据依赖（FD）

4-2-1-1 回顾

1. 关系 ： 描述实体及其属性、实体间的联系
   • 一张二维表，是所设计属性的笛卡尔积的一个子集
2. 关系模式 ： 用来定义关系。Sdept(Sno,Sname,Ssex)
3. 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 现实世界
4. 关系数据库的模式： 定义这组关系的关系模式的全体

4-2-1-2 关系模式的形式化定义

1. 关系模式由五部分组成 ： R(U,D,DOM,F)``R(U)
   • R : 关系名
   • U: 组成该关系的属性名集合
   • D: 属性组U中属性所来自的域
   • DOM: 属性向域的映像集合
   • F ： 属性间数据的依赖关系集合
2. 完整性约束的表现形式：
   • 限定属性取值范围
   • 定义属性值间的相互关连，这就是数据依赖，数据库模式设计的关键
3. 数据依赖 ：
   • 通过一个关系中属性间值得相等与否体现出来得数据间的相互关系
   • 现实世界属性间相互联系的抽象
   • 数据内在的性质
4. 数据依赖的主要类型 ：
   • 函数依赖（functional Dependency）,FD
   • 多值依赖(Multivalued Dependency),MVD
   • 连接依赖
5. 关系模式的简化表示
   • 关系模式R(U,D,DOM,F)，简化—> 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

4-2-1-3 关系模式Student(U,F)中存在的问题

1. • 数据冗杂太大 ： 浪费大量的存储空间
   • 更新异常 ： 数据冗杂，更新数据时，维护数据完整性代价大
   • 插入一场 ： 改插的数据插不进去
   • 删除异常 ： 不该删除的数据不得不删
2. Studednt关系模式不是一个好的模式 ：
   • 原因 ：
3. 规范化理论 ：
   • 改造关系模式
   • 分解关系模式类似消除不合适的数据依赖
   • 解决插入异常、删除异常、更新异常和数据冗杂

4-2-1-4 函数依赖

1. 函数依赖 ： 设R(U)是一个属性集U上的关系模式，X和Y是U的子集，若对于R(U)的任意一个可能的关系r

   • r中不可能存在两个元组在X上的属性值相等，而在Y上的属性值不等
   • “X函数确定Y”或“Y函数依赖于X”，记作X—>Y
     • X称为这个函数依赖的决定属性集（Determinant）

2. 例题 ：

   

4-2-1-4-1 平凡函数依赖与非平凡函数依赖

1. 在关系模式R(U)中，对于U的子集X和Y

   • 如果X–>Y,但Y 不属于 X，则称X—>Y是非平凡的函数依赖

   • 如果X–>Y,但Y属于 X，则称X—>Y是平凡的函数依赖

     

4-2-1-4-2 完全函数依赖与部分函数依赖

1. 在关系模式R(U )中

   

   

4-2-1-4-3 传递函数依赖

1. 关系模式R(U)中

   

4-2-1-4-4 码

1. K为关系模式R(U,F)中的属性或属性组合
2. U 完全依赖于 K ， 则K称为R的一个候选码(Candidate Key)
3. 若关系模式R有多个候选码，则选定其中的一个作为主码（Primary key）
4. 候选码能够唯一标识关系的元组，是关系模式中一组最重要的属性

4-2-2 范式（NF）

• 第一范式（1NF）
• 二
• 三
• BC范式（BCNF）
• 四，五

4-2-2-1 第一范式（1NF）

1. 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属于1NF

   • 第一范式是对关系模式的最基本的要求
   • 不满足第一范式的数据库模式不能称为关系数据库

2. 只满足第一范式的关系模式并不是一个好的关系模式

3. 

4. 

   

5. 分解 ：

   

4-2-2-2 第二范式（2NF）

1. 弱关系模式R属于1NF，并且每一个非主属性都完全函数依赖于R的码，则R属于2NF

   

2. 2NF关系模式SL(Sno,Sdept,Sloc)中

   • 函数依赖

   • SL的码是Sno

   • Sloc传递函依赖于Sno，即SL中存在非主属性码的传递函数依赖

     

4-2-2-3 第三范式（3NF）

4-2-2-4 BC范式

1. BCNF ： BCNF是修正的第三范式

2. 设关系模式R∈1NF，对于R的每个人函数依赖，X----> Y ,若Y不属于

3. BC范式与第三范式的关系 ：

   • 如果关系模式R∈BCNF，必定有R∈3NF
   • 如果R∈3NF，且R只有一个候选码，则R必属于BCNF

4-2-3 关系模式的规范化

1. 关系数据库的规范化理论是数据库逻辑设计的工具
   • 一个关系只要分量都是不可分的数据项，就是规范化的关系，只是最基本的规范化
   • 规范化程度可以有6个不同的级别，6个范式
2. 规范化 ---->高级范式 ： 解决插入异常、删除异常、修改复杂、数据冗杂
3. 关系模式的规范化 ：
   • 一个低一级范式的关系模式，通过模式分解—> 若干高一级范式的关系模式集合

4-2-3-1

1. 步骤 ：

   

第五章 数据库安全性

5-1 安全性控制的一般措施

1. 安全性
   • 数据库的安全性是指保护数据库，防止因用户非法使用数据库造成数据泄露。更改或破坏
   • 数据保密 ：
     • 用户合法访问到机密数据后能否对这些数据保密
     • 通过制定法律到的规则

1. 用户标识与鉴定
   • 系统提供一定的发方式让用户标识自己的身份或名字
   • 系统内部 记录着所有合法用户的标识
   • 每次用户要求进入系统时
2. 存取控制 ：
   • 存取控制机制的功能
     • 保护用户只能访问其有权存取的数据
   • 存取控制机制的组成 ：
     • 定义存取权限
     • 检查存取权限
   • 用户权限定义和合法权检查机制一起组成了DBMS的安全子系统
3. 定义视图
4. 审计：
   • 一个专用的审计日志，系统自动将用户对数据库的所有操作记录
5. 数据加密

5-2 DCL进行存取权限管理

5-2-1 SQL的授权功能

1. grant语句的一般格式 ：

   grant <权限>[,<权限>]...
   	[ON <对象类型><对象名>]
       TO <用户>[,<用户>]...
       [WITH grant option];
   
   1
   2
   3
   4
   5

   • 功能 ： 将对指定操作对象的指定操作权限授予指定的用户

2. 操作权限 ：

   

3. 用户的权限

   • 数据库的建立表（createtab）的权限属于DBA，可由DBA授予普通用户，拥有此权限后可以建立基本表
   • 基本表或视图的属主拥有对该表或视图的一切操作权限

4. 接收权限的用户

   • 一个或多个具体用户
   • public

5. with grant option

   • 指定改子句后，则获得某种权限的用户可以把这种权限在授予别的 用户
   • 没有指定，则或者某种权限的用户只能使用该权限，不能传播

---

---

1. 例题 ：把查询Student表权限授给用户UI

   grant select 
   	on table Student
       to U1;
   1
   2
   3

2. 把对表SC的查询权限授予所有用户U4

3. 把查询Student表和修改学生姓名的权限授给用户U4

4. 把对表SC的INSERT权限授予U5用户，并允许