数据库的安全性和完整性及其实现机制
为了保证数据库数据的安全可靠性和正确有效，DBMS必须提供统一的数据保护功能。数据保护也为数据控制，主要包括数据库的安全性、完整性、并发控制和恢复。
一、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。计算机系统都有这个问题，在数据库系统中大量数据集中存放，为许多用户共享，使安全问题更为突出。
在一般的计算机系统中，安全措施是一级一级设置的。
在DB存储这一级可采用密码技术，当物理存储设备失窃后，它起到保密作用。在数据库系统这一级中提供两种控制：用户标识和鉴定，数据存取控制。在ORACLE多用户数据库系统中，安全机制作下列工作：
防止非授权的数据库存取；
防止非授权的对模式对象的存取；
控制磁盘使用；
控制系统资源使用；
审计用户动作。
数据库安全可分为二类：系统安全性和数据安全性。
系统安全性是指在系统级控制数据库的存取和使用的机制，包含：
有效的用户名/口令的组合；
一个用户是否授权可连接数据库；
用户对象可用的磁盘空间的数量；
用户的资源限制；
数据库审计是否是有效的；
用户可执行哪些系统操作。
数据安全性是指在对象级控制数据库的存取和使用的机制，包含：哪些用户可存取一指定的模式对象及在对象上允许作哪些操作类型。在ORACLE服务器上提供了一种任意存取控制，是一种基于特权限制信息存取的方法。用户要存取一对象必须有相应的特权授给该用户。已授权的用户可任意地可将它授权给其它用户，由于这个原因，这种安全性类型叫做任意型。
ORACLE利用下列机制管理数据库安全性：
数据库用户和模式；
特权；
角色；
存储设置和空间份额；
资源限制；
审计。
1．数据库的存取控制
ORACLE保护信息的方法采用任意存取控制来控制全部用户对命名对象的存取。用户对对象的存取受特权控制。一种特权是存取一命名对象的许可，为一种规定格式。
ORACLE使用多种不同的机制管理数据库安全性，其中有两种机制：模式和用户。模式为模式对象的集合，模式对象如表、视图、过程和包等。第一数据库有一组模式。
每一ORACLE数据库有一组合法的用户，可存取一数据库，可运行一数据库应用和使用该用户各连接到定义该用户的数据库。当建立一数据库用户时，对该用户建立一个相应的模式，模式名与用户名相同。一旦用户连接一数据库，该用户就可存取相应模式中的全部对象，一个用户仅与同名的模式相联系，所以用户和模式是类似的。
用户的存取权利受用户安全域的设置所控制，在建立一个数据库的新用户或更改一已有用户时，安全管理员对用户安全域有下列决策：
是由数据库系统还是由操作系统维护用户授权信息。
设置用户的缺省表空间和临时表空间。
列出用户可存的表空间和在表空间中可使用空间份额。
设置用户资源限制的环境文件，该限制规定了用户可用的系统资源的总量。
规定用户具有的特权和角色，可存取相应的对象。
每一个用户有一个安全域，它是一组特性，可决定下列内容：
用户可用的特权和角色；
用户可用的表空间的份额；
用户的系统资源限制。
1）用户鉴别：
为了防止非授权的数据库用户的使用，ORACLE提供二种确认方法
操作系统确认和相应的ORACLE数据库确认。如果操作系统允许，ORACLE可使用操作系统所维护的信息来鉴定用户。由操作系统鉴定用户的优点是：
用户可更方便地连接到ORACLE，不需要指定用户名和口令。
对用户授权的控制集中在操作系统，ORACLE不需要存储和管理用户口令。然而用户名在数据库中仍然要维护。
在数据库中的用户名项和操作系统审计跟踪相对应。
ORACLE数据库方式的用户确认：ORACLE利用存储在数据库中的信息可鉴定试图接到数据库的一用户，这种鉴别方法仅当操作系统不能用于数据库用户鉴别时才使用。当用户使用一ORACLE数据库时执行用户鉴别。每个用户在建立时有一个口令，用户口令在建立对数据库连接时使用，以防止对数据库非授权的使用。用户的口令以密码的格式存储在数据库数据字典中，用户可随时修改其口令。
2）用户的表空间设置和定额
关于表空间的使用有几种设置选择：
用户的缺省表空间；
用户的临时表空间；
数据库表空间的空间使用定额。
3）用户资源限制和环境文件
用户可用的各种系统资源总量的限制是用户安全域的部分。利用显式地设置资源限制；安全管理员可防止用户无控制地消耗宝贵的系统资源。资源限制是由环境文件管理。一个环境文件是命名的一组赋给用户的资源限制。另外ORACLE为安全管理员在数据库级提供使能或使不能实施环境文件资源限制的选择。ORACLE可限制几种类型的系统资源的使用，每种资源可在会话级、调用级或两者上控制。在会话级：每一次用户连接到一数据库，建立一会话。每一个会话在执行SQL语句的计算机上耗费CPU时间和内存量进行限制。对OR ACLE的几种资源限制可在会话级上设置。如果会话级资源限制被超过，当前语句被中止（回滚），并返回指明会话限制已达到的信息。此时，当前事务中所有之前执行的语句不受影响，此时仅可作COMMIT、ROLLBACK或删除对数据库的连接等操作，进行其它操作都将出错。在调用级：在SQL语句执行时，处理该语句有好几步，为了防止过多地调用系统，ORAC LE在调用级可设置几种资源限制。如果调用级的资源限制被超过，语句处理被停止，该
语句被回滚，并返回一错误。然而当前事务的已执行所用语句不受影响，用户会话继续连接。
有下列资源限制：
为了防止无控制地使用CPU时间，ORACLE可限制每次ORACLE调用的CPU时间和在一次会话期间ORACLE调用所使用的CPU的时间，以0.01秒为单位。
为了防止过多的I/O，ORACLE可限制每次调用和每次会话的逻辑数据块读的数目。
ORACLE在会话级还提供其它几种资源限制。
每个用户的并行会话数的限制；
会话空闲时间的限制，如果一次会话的ORACLE调用之间时间达到该空闲时间，当前事务被回滚，会话被中止，会话资源返回给系统；
每次会话可消逝时间的限制，如果一次会话期间超过可消逝时间的限制，当前事务被回滚，会话被删除，该会话的资源被释放；
每次会话的专用SGA空间量的限制。用户环境文件：
用户环境文件是指定资源限制的命名集，可赋给ORACLE数据库的有效的用户。利用用户环境文件可容易地管理资源限制。要使用用户环境文件，首先应将数据库中的用户分类，决定在数据库中全部用户类型需要多少种用户环境文件。在建立环境文件之前，要决定每一种资源限制的值。例如一类用户通常不执行大量逻辑数据块读，那就可将LOGICAL-READ S-PER-SESSION和LOGICAL-READS-PER-CALL设置相应的值。在许多情况中决定一用户的环境文件的合适资源限制的最好的方法是收集每种资源使用的历史信息。
2．特权和角色1）特权：特权是执行一种特殊类型的SQL语句或存取另一用户的对象的权力。有两类特权：系统特权和对象特权。
系统特权：是执行一处特殊动作或者在对象类型上执行一种特殊动作的权利。ORACL E有60多种不同系统特权,每一种系统允许用户执行一种特殊的数据库操作或一类数据库操作. 系统特权可授权给用户或角色,一般,系统特权全管理人员和应用开发人员,终端用户不
需要这些相关功能.授权给一用户的系统特权并具有该系统特权授权给其他用户或角色.反之,可从那些被授权的用户或角色回收系统特权.
对象特权：在指定的表、视图、序列、过程、函数或包上执行特殊动作的权利。对于不同类型的对象,有不同类型的对象特权。对于有些模式对象，如聚集、索引、触发器、数据库链没有相关的对象特权，它们由系统特权控制。对于包含在某用户名的模式中的对象，该用户对这些对象自动地具有全部对象特权，即模式的持有者对模式中的对象具有全部对象特权。这些对象的持有者可将这些对象上的任何对象特权可授权给其他用户。如果被授者包含有GRANT OPTION 授权，那么该被授者也可将其权利再授权给其他用户。
2）角色：为相关特权的命名组，可授权给用户和角色。ORACEL利用角色更容易地进行特权管理。有下列优点：
减少特权管理，不要显式地将同一特权组授权给几个用户，只需将这特权组授给角色，然后将角色授权给每一用户。
动态特权管理，如果一组特权需要改变，只需修改角色的特权，所有授给该角色的全部用户的安全域将自动地反映对角色所作的修改。
特权的选择可用性，授权给用户的角色可选择地使其使能（可用）或使不能（不可用）。
应用可知性，当一用户经一用户名执行应用时，该数据库应用可查询字典，将自动地选
择使角色使能或不能。
专门的应用安全性，角色使用可由口令保护，应用可提供正确的口令使用权角色使能，达到专用的应用安全性。因用户不知其口令，不能使角色使能。
一般，建立角色服务于两个目的：为数据库应用管理特权和为用户组管理特权。相应的角色称为应用角色和用户角色。
应用角色是授予的运行一数据库应用所需的全部特权。一个应用角色可授给其它角色或指定用户。一个应用可有几种不同角色，具有不同特权组的每一个角色在使用应用时可进行不同的数据存取。
用户角色是为具有公开特权需求的一组数据库用户而建立的。用户特权管理是受应用角色或特权授权给用户角色所控制，然后将用户角色授权给相应的用户。
数据库角色包含下列功能：
一个角色可授予系统特权或对象特权。
一个角色可授权给其它角色，但不能循环授权。
任何角色可授权给任何数据库用户。
授权给一用户的每一角色可以是使能的或者使不能的。一个用户的安全域仅包含当前对该用户使能的全部角色的特权。
一个间接授权角色（授权给另一角色的角色）对一用户可显式地使其能或使不能。
在一个数据库中，每一个角色名必须唯一。角色名与用户不同，角色不包含在任何模式中，所以建立一角色的用户被删除时不影响该角色。
ORACLE为了提供与以前版本的兼容性，预定义下列角色：CONNENT、RESOURC E、DBA、EXP-FULL-DATABASE和IMP-FULL-DATABASE。
3．审计
审计是对选定的用户动作的监控和记录，通常用于：
审查可疑的活动。例如：数据被非授权用户所删除，此时安全管理员可决定对该数据库的所有连接进行审计，以及对数据库的所有表的成功地或不成功地删除进行审计。
监视和收集关于指定数据库活动的数据。例如：DBA可收集哪些被修改、执行了多少次逻辑的I/O等统计数据。
ORACLE支持三种审计类型：
语句审计，对某种类型的SQL语句审计，不指定结构或对象。
特权审计，对执行相应动作的系统特权的使用审计。
对象审计，对一特殊模式对象上的指定语句的审计。
ORACLE所允许的审计选择限于下列方面：
审计语句的成功执行、不成功执行，或者其两者。
对每一用户会话审计语句执行一次或者对语句每次执行审计一次。
对全部用户或指定用户的活动的审计。
当数据库的审计是使能的，在语句执行阶段产生审计记录。审计记录包含有审计的操作、用户执行的操作、操作的日期和时间等信息。审计记录可存在数据字典表（称为审计记录）或操作系统审计记录中。数据库审计记录是在SYS模式的AUD$表中。
二、数据完整性
它是指数据的正确性和相容性。数据的完整性是为了防止数据库存在不符合主义的数据，防止错误信息输入和输出，即数据要遵守由DBA或应用开发者所决定的一组预定义的规则。ORACLE应用于关系数据库的表的数据完整性有下列类型：
在插入或修改表的行时允许不允许包含有空值的列，称为空与非空规则。
唯一列值规则，允许插入或修改的表行在该列上的值唯一。
引用完整性规则，同关系模型定义
用户对定义的规则，为复杂性完整性检查。
ORACLE允许定义和实施上述每一种类型的数据完整性规则，这些规则可用完整性约束和数据库触发器定义。
完整性约束，是对表的列定义一规则的说明性方法。
数据库触发器，是使用非说明方法实施完整性规则，利用数据库触发器（存储的数据库过程）可定义和实施任何类型的完整性规则。
数据库技术概述
数据库技术是一门综合性的软件技术，是使用计算机进行各种信息管理的必备知识。
数据库技术是本世纪60年代开始兴起的一门信息管理自动化的新兴学科，是计算机科学中的一个重要分支。随着计算机应用的不断发展，在计算机应用领域中，数据处理越来越占主导地位，数据库技术的应用也越来越广泛。
一、数据库的历史发展
数据库是数据管理的产物。数据管理是数据库的核心任务，内容包括对数据的分类、组织、编码、储存、检索和维护。随着计算机硬件和软件的发展，数据库技术也不断地发展。从数据管理的角度看，数据库技术到目前共经历了人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段。
1. 人工管理阶段
人工管理阶段是指计算机诞生的初期(即20世纪50年代后期之前)，这个时期的计算机主要用于科学计算。从硬件看，没有磁盘等直接存取的存储设备；从软件看，没有操作系统和管理数据的软件，数据处理方式是批处理。
这个时期数据管理的特点是：
1）. 数据不保存
该时期的计算机主要应用于科学计算，一般不需要将数据长期保存，只是在计算某一课题时将数据输入，用完后不保存原始数据，也不保存计算结果。
2）. 没有对数据进行管理的软件系统
程序员不仅要规定数据的逻辑结构，而且还要在程序中设计物理结构，包括存储结构、存取方法、输入输出方式等。因此程序中存取数据的子程序随着存储的改变而改变，数据与程序不具有一致性。
3）. 没有文件的概念
数据的组织方式必须由程序员自行设计。
4）. 一组数据对应于一个程序，数据是面向应用的
即使两个程序用到相同的数据，也必须各自定义、各自组织，数据无法共享、无法相互利用和互相参照，从而导致程序和程序之间有大量重复的数据。
2. 文件系统阶段
文件系统阶段是指计算机不仅用于科学计算，而且还大量用于管理数据的阶段(从50年代后期到60年代中期)。在硬件方面，外存储器有了磁盘、磁鼓等直接存取的存储设备。在软件方面，操作系统中已经有了专门用于管理数据的软件，称为文件系统。
这个时期数据管理的特点是：
1）. 数据需要长期保存在外存上供反复使用
由于计算机大量用于数据处理，经常对文件进行查询、修改、插入和删除等操作，所以数据需要长期保留，以便于反复操作。
2）. 程序之间有了一定的独立性
操作系统提供了文件管理功能和访问文件的存取方法，程序和数据之间有了数据存取的接口，程序可以通过文件名和数据打交道，不必再寻找数据的物理存放位置，至此，数据有了物理结构和逻辑结构的区别，但此时程序和数据之间的独立性尚还不充分。
3）. 文件的形式已经多样化
由于已经有了直接存取的存储设备，文件也就不再局限于顺序文件，还有了索引文件、链表文件等，因而，对文件的访问可以是顺序访问，也可以是直接访问。
4）. 数据的存取基本上以记录为单位
可以看出，文件系统中的数据和程序虽然具有了一定的独立性，但还很不充分，每个文件仍然对应于一个应用程序，数据还是面向应用的。要想对现有的数据再增加一些新的应用是很困难的，系统不易扩充，一旦数据的逻辑结构改变，必须修改应用程序。并且，各个文件之间是孤立的，不能反映现实世界事物之间的内在联系，各个不同应用程序之间也不能共享相同的数据，从而造成数据冗余度大，并容易产生相同数据的不一致性。
3. 数据库系统阶段
数据库系统阶段是从60年代后期开始的。在这一阶段中，数据库中的数据不再是面向某个应用或某个程序，而是面向整个企业(组织)或整个应用的。
数据库系统阶段的特点是：
1）. 采用复杂的结构化的数据模型
数据库系统不仅要描述数据本身，还要描述数据之间的联系。这种联系是通过存取路径来实
现的。
2）. 较高的数据独立性
数据和程序彼此独立，数据存储结构的变化尽量不影响用户程序的使用。
3）. 最低的冗余度
数据库系统中的重复数据被减少到最低程度，这样，在有限的存储空间内可以存放更多的数据并减少存取时间。
4）. 数据控制功能
数据库系统具有数据的安全性，以防止数据的丢失和被非法使用；具有数据的完整性，以保护数据的正确、有效和相容；具有数据的并发控制，避免并发程序之间的相互干扰；具有数据的恢复功能，在数据库被破坏或数据不可靠时，系统有能力把数据库恢复到最近某个时刻的正确状态。
综上所述，数据库可以被定义为：一个存储起来互相关联的数据集合，它提供给多种用户共享并且有最小的冗余度和较高的数据独立性。
4. 三代数据库系统的发展
数据模型是数据库系统的核心。按照数据模型发展的主线，数据库技术的形成过程和发展可从以下三个方面反映：
1）. 第一代数据库系统--层次和网状数据库管理系统
层次和网状数据库的代表产品是IBM公司在1969年研制出的层次模型数据库管理系统。层次数据库是数据库系统的先驱，而网状数据库则是数据库概念、方法、技术的奠基。
2）. 第二代数据库系统--关系数据库管理系统(RDBMS)
1970年，IBM公司的研究员E.F.Codd在题为《大型共享数据库数据的关系模型》的论文中提出了数据库的关系模型，为关系数据库技术奠定了理论基础。到了80年代，几乎所有新开发的数据库系统都是关系型的。
真正使得关系数据库技术实用化的关键人物是James Gray。Gray在解决如何保障数据的完整性、安全性、并发性以及数据库的故障恢复能力等重大技术问题方面发挥了关键作用。关系数据库系统的出现，促进了数据库的小型化和普及化，使得在微型机上配置数据库系统成为可能。
3）. 新一代数据库技术的研究和发展
目前已从多方面发展了现行的数据库系统技术。我们可以从数据模型、新技术内容、应用领域三个方面概括新一代数据库系统的发展。
(1) 面向对象的方法和技术对数据库发展的影响最为深远
80年代，面向对象的方法和技术的出现，对计算机各个领域，包括程序设计语言、软件工程、信息系统设计以及计算机硬件设备等都产生了深远的影响，也给面临新挑战的数据库技术带来了新的机遇和希望。数据库研究人员借鉴和吸收了面向对象的方法和技术，提出了面向对象的数据库模型(简称对象模型)。当前有许多研究是建立在数据库已有的成果和技术上的，针对不同的应用，对传统的DBMS，主要是RDBMS进行不同层次上的扩充，例如建立对象关系(OR)模型和建立对象关系数据库(ORDB)。
(2) 数据库技术与多学科技术的有机结合
数据库技术与多学科技术的有机结合是当前数据库发展的重要特征。计算机领域中其他新兴技术的发展对数据库技术产生了重大影响。传统的数据库技术和其他计算机技术的结合、互相渗透，使数据库中新的技术内容层出不穷。数据库的许多概念、技术内容、应用领域，甚至某些原理都有了重大的发展和变化。建立和实现了一系列新型的数据库，如分布式数据库、并行数据库、演绎数据库、知识库、多媒体库、移动数据库等，它们共同构成了数据库大家族。
(3) 面向专门应用领域的数据库技术的研究
为了适应数据库应用多元化的要求，在传统数据库基础上，结合各个专门应用领域的特点，研究适合该应用领域的数据库技术，如工程数据库、统计数据库、科学数据库、空间数据库、地理数据库、Web数据库等，这是当前数据库技术发展的又一重要特征。
同时，数据库系统结构也由主机/终端的集中式结构发展到网络环境的分布式结构，随后又发展成两层、三层或多层客户/服务器结构以及Internet环境下的浏览器/服务器和移动环境下的动态结构。多种数据库结构满足了不同应用的需求，适应了不同的应用环境。
二、数据模型
1. 数据处理的抽象描述
不同的领域，数据的描述也有所不同。实际生活中，有对现实世界的描述；理论研究中，有对符号化数据的描述；而在计算机内部，数据又有其特定的表示方法。人们研究和处理数据的过程中，常常把数据的转换分为三个领域——现实世界，信息世界，机器世界，这三个世界间的转换过程，就是将客观现实的信息反映到计算机数据库中的过程。
1）. 现实世界(Real World)
客观存在的世界就是现实世界，它独立于人们的思想之外。现实世界存在无数事物，每一个客观存在的事物可以看做是一个个体，个体有多项特征和属性。比如，电视机就有价格，品牌，可视面积大小，是否彩色等特征。而不同的人，只会关心其中的一部分属性，一定领域内的个体有着相同的特征。
2）. 信息世界(Information World)
信息世界是现实世界在人们头脑中的反映，人的思维将现实世界的数据抽象化和概念化，并用文字符号表示出来，就形成了信息世界。下面是人们在研究现实世界过程中常常用到的术语：
(1) 实体(Entity)
客观存在且可以互相区别的事物。如一名学生，一台电脑，一本书，一场聚会。实体是信息世界的基本单位。
(2) 属性(Attribute)
个体的某一特征称为属性，一个实体可以有多个属性，每一个属性都有其取值范围和取值类型。
(3) 键(Key)
能在一个实体集中唯一标识一个实体的属性称为键，键可以只包含一个属性，也可以同时包含多个属性。有多个键时，选择一个作为主键。键中的属性称为主属性。
(4) 联系(Relation)
实体之间互相作用，互相制约的关系称为实体集的联系。实体之间的联系有三种：一对一联系，一对多联系，多对多联系。
3）. 机器世界
机器世界又称数据世界，信息世界中的信息经过抽象和组织，以数据形式存贮在计算机中，就称为机器世界。与信息世界一样，机器世界也有其常用的、用来描述数据的术语，这些术语与信息世界中的术语有着对应的关系。
(1) 字段(Field)
字段，也称为数据项(Item)，标记实体的一个属性叫做字段，它是可以命名的最小信息单位。例如学生有学号、姓名、性别、出生日期等字段。字段与信息世界的属性相对应。
(2) 记录(Record)
记录是有一定逻辑关系的字段的组合。它与信息世界中的实体相对应，一个记录可以描述一个实体。例如一个学生的记录由“学号、姓名、性别、出生日期”等字段组成。
(3) 文件(File)
文件是同一类记录的集合。文件的存储形式有很多种，比如顺序文件、索引文件、直接文件、倒排文件等等。
4）. 三个世界的转换
由以上对三个世界的描述可以看到，从现实世界到信息世界再到机器世界，事务被一层层抽象，加工，符号化，逻辑化，而这个过程都是有一定联系的。
2. 数据模型
1）. 信息模型(概念模型)与E-R方法
为了把现实世界中的具体事物进行抽象，人们常常首先把现实世界抽象为信息世界，然后再将信息世界转化为机器世界。在把现实世界抽象为信息世界的过程中，实际上是抽象出现实系统中有应用价值的元素及其关联。这时所形成的信息结构是概念模型。在抽象出概念模型后，再把概念模型转换为计算机上某一DBMS支持的数据模型。需要一种方法能够对现实世界的信息进行描述。
实体-联系方法(即E-R方法)是P.P.S.Chen于1976年提出的，这种方法由于简单、实用，所以得到了非常普遍的应用，也是目前描述概念模型最常用的方法。它使用的工具称作E-R图，它所描述的现实世界的信息结构称为企业模式，也把这种描述结果称为E-R模型。下面概述一下E-R方法的要点。
(1) 用矩形框表示实体，实体名(例如学生)写在框内。
(2) 用椭圆框表示实体的属性，框内写上属性名，并用线段连到相应的实体。例如学生的属性有姓名、学号和年龄等。
(3) 用菱形框表示实体间的联系，在框内写上联系名，用线段连接菱形框与矩形框，在线段旁注上联系的类型(一对一、一对多、多对多)。如联系也具有属性，则把属性和菱形框用线段连上。
E-R图是抽象描述现实世界的有力工具，它与计算机所支持的数据模型相独立，它更接近于现实世界。虽然现实世界丰富多彩，各种信息十分繁杂，但用E-R图可以很清晰地表示出其中的错综复杂关系。下面我们用E-R图来表示某个学校的教务管理的概念模型。
教务管理涉及的实体有：
.班级属性有班级编号，班级名称，专业，班主任；
.教师属性有教师号，姓名，性别，年龄，职称，专业；
.学生属性有学生号，姓名，性别，班级编号；
.课程属性有课程号，课程名，课时，学分，教材。
这些实体之间的联系如下：
.一个班有多个教师授课，一个教师可以教多个班级，班级和教师具有多对多的联系；
.一个班有多名学生，但一个学生只能在一个班注册，因此班级与学生是一对多联系；
.在某个时间某个地点一位教师可指导多个学生，但某个学生在某一时间和地点只能被一位教师所指导，因此教师与学生是一对多联系；一位教师可讲授多门课程，一门课程可由多位教师讲授，每位教师讲授某门课程都有一个评价，教师与课程之间是多对多联系；
.一个学生可选修多门课程，一门课程允许多个学生选修，每个学生选修某门课程都有一个分数(成绩)，因此学生与课程之间是多对多联系。
如果某个部门的概念模型中涉及的实体和实体的属性较多，可以把实体及其属性在另一幅图上画出，使E-R图更清晰地表明实体以及实体之间的联系，这样图ER可以分为图ER1 2）. 结构数据模型
结构数据模型是机器世界的数据模型。实际数据库系统中所支持的数据模型主要有层次模型、网状模型和关系模型。
(1) 层次模型
用树型结构来表示实体之间联系的模型称为层次模型。层次模型是满足有且仅有一个根结点，非根结点有且仅有一个父结点的基本层次联系的集合。
构成层次模型的树是由结点和连线组成的，结点表示实体集，连线表示相连两个实体之间的联系，这种联系只能是一对多的。通常把表示“一”的实体放在上方，称为父结点；而把表示“多”的实体放在下方，称为子结点。
(2) 网状模型
用网状结构来表示实体之间联系的数据模型称为网状模型。网状模型可以有一个以上结点无父结点；至少有一个结点具有多于一个的父结点。
(3) 关系模型
用一个二维表格表示实体和实体之间联系的模型，称为关系模型。我们将在第三节中较详细地介绍。
3. 数据模型的三要素
数据模型通常由数据结构、数据操作和完整性约束三部分组成。
1）. 数据结构
数据结构是所研究的对象类型的集合，在数据库系统中通常按照数据结构的类型来命名数据模型，如层次结构、网状结构和关系结构的模型分别命名为层次模型、网状模型和关系模型。
2）. 数据操作
数据操作是指对数据库中各种对象(型)的实例(值)允许执行的操作的集合，包括操作及有关的操作规则。数据操作是用来描述系统的信息变化的，是对系统动态特性的描述。
数据操作的种类有以下两种：检索(如查询)和更新(增、删、改)。
3）. 数据的约束条件
数据的约束条件是完整性规则的集合，完整性规则是给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约和依存规则，用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变化，以保证数据的正确、有效和相容。
4. 数据库技术的应用
数据库技术的应用领域非常广，从目前接触到的一些应用的发展来看，尤其是Internet的发展以及多种信息技术交叉与发展，还对数据库技术提出了更多的需求，从而促进了数据库技术的不断发展。
1）. 多媒体数据库
多媒体是80年代发展起来的计算机新技术，它是在传统计算机应用技术，即对数据处理、字符处理、文字处理、图形处理、声音处理等技术综合继承的基础上，引进了新鲜的技术内容和设备，例如影视处理技术、CD-ROM、各种专用芯片和功能卡等，以及尔后形成的计算机集成新技术。多媒体技术为扩展计算机的应用范围、应用深度和表现能力提供了极好的支持。基于多媒体技术的应用系统开发，其技术内容又包括了多媒体处理技术和多媒体管理技术，更准确地说是对多媒体对象或多媒体数据的处理技术和管理技术。
2）. 因特网上的web数据库
因特网(Internet)是一个全球性的计算机网络系统，它可将分布在世界各地的各种计算机系统及各种网络用户连接在一起，通过采用共同的网络通信协议在不同的网络和操作系统间交换数据。
随着WWW的迅速扩展，WWW上可用数据源的数量也在迅速增长。因此人们正在试图把WWW上的数据源集成为一个完整的Web数据库，从而使这些数据源得到充分的利用。
三、数据库的形势及其发展
进入二十世纪八十年代之后，计算机硬件技术有了飞速的提高。计算机技术的提高促使计算机应用不断深入，产生了许多新的应用领域，例如计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助教学、办公自动化、智能信息处理、决策支持等。这些新的领域对数据库系统提出了新的要求。但是由于应用的多元化，不能设计出一个统一的数据模型来表示这些新型的数据及其相互关系，因而出现了百家争鸣的局面，产生了演绎数据库、面向对象数据库、分布式数据库、工程数据库、时态数据库、模糊数据库等新型数据库的研究和应用。
不过到目前为止，在世界范围内得到主流应用的还是经典的关系数据库系统，比较知名的如Sybase，Oracle，Informix，SQL Server，DB2等。
四、数据库发展大事记
1951：Univac系统使用磁带和穿孔卡片作为数据存储。
1956：IBM公司在其Model 305 RAMAC 中第一次引入了磁盘驱动器
1961：通用电气(GE)公司的Charles Bachman 开发了第一个数据库管理系统——IDS
1969：E.F. Codd发明了关系数据库。
1973： 由John J.Cullinane领导Cullina ne公司开发了 IDMS——一个针对IBM主机的基于网络模型的数据库。
1976： Honeywell公司推出了Multics R elational Data Store——第一个商用关系数据库产品。
1979： Oracle公司引入了第一个商用SQL关系数据库管理系统。
1983： IBM 推出了DB2数据库产品。
1985： 为Procter & Gamble系统设计的第一个商务智能系统产生。
1991： W.H.“Bill” Inmon发表了”构建数据仓库”。
五、主要参考文献
1.周龙骧等，分布式数据库管理系统实现技术，科学出版社，1998。
2.郑振楣，于戈，郭敏，分布式数据库，科学出版社，1998。
3.王珊等，数据仓库技术与联机分析处理，科学出版社，1998。
再初级,再简单,也得有一本书才能说明清楚. 存储一大堆数据的东西。可以非常方便的进行数据查询了，数据统计了这些工作的工具。
例如这个爱问网，后台就有个数据库，存储我们的这么多问题，当你输入“数据库”三个字进行以往问题查询的时候，能查出来很多相关问题。再例如，你在这里的积分也存在数据库里，加多少，减多少，这些运算程序完成。数据库是一个被规格化和结构化且相互关联的数据集合，数据库可以对数据定义，输入，管理，修改，和检索等操作，基本上数据库就是由数据，应用，和管理组成的数据库”就是为了实现一定的目的按某种规则组织起来的“数据”的“集合既然上面都对数据库做介绍了，我再说一下vf一般软件人员都不认为vf是真正的数
据库，是假数据库，因为数据库一般是不可以恢复的，当然下在的Oracle可以回滚，但如果执行后也是不可恢复的，这样可以保证数据的相互关联不被破坏，所以如果说数据库最好是学sql或Oracle
实验八实现数据完整性一、实验目的 （1）实现数据完整性的概念及实施数据完整性的重要性。 （2）掌握数据完整性的分类。 （3）掌握完整性约束的添加、删除方法。 （4）掌握通用默认值的创建、实施与删除方法。 （5）掌握规则的创建、实施与删除方法。 （6）掌握级联删除、级联修改方法。 二、实验内容 1、完整性约束的添加、删除 （1）通过SQL Server Management Studio实施约束 a.为表Student的Birth字段创建检查约束，使输入的生日日期小于系统日期。 ①、选择Student表，右击→设计，打开Student表 ②、选择Birth一行，右击→CHECK约束，打开界面如下图所示 ③、单击“添加” ④、在表达式中写入：Entrance_date b.为表Student的Sdept字段，设置默认值约束，默认值取’计算机系’。选择Sdept一行，在其列属性中修改其默认值 c.为Student表的Sname字段添加唯一性约束。 选择Sname一行，右击→索引/键 出现如下界面： 单击“添加”，在类型中选择“唯一键”，在列中选择“Sname”，名称自定义 最后单击“关闭”退出 d.将SC表的Sno,cno字段设置外键约束，约束名自已取，并允许级联删除与级联更新。（此要求在SQL Server2008R2中无法做出）若已存在外键约束，请先删除。 ①、选中Sno，右击→单击“关系”，出现如下信息，可见已存在外键约束 选中键，点击删除，完成约束删除 ②、添加约束： 选中Sno，右击，选择“关系”，出现如下信息， 实验9：数据库安全性实验 一、实验目的 加深对数据库安全性的理解，并掌握SQL Server中有关用户、角色及操作权限的管理方法。 二、实验内容 1.数据库的安全性实验。在SQL Server企业管理器中，设置SQL Server 的安全认证模式，实现对SQL Server的用户和角色的管理，设置和管理 数据操作权限。 三、实验原理和步骤 1.设置SQL Server的安全认证模式，选择混合模式。 右键服务器属性-安全性：选择SQL Server和Windows身份验证模式。 重启服务，生效。 2.账号： sa账号登录 3.登录帐号的管理 1)将Windows帐号添加到SQL Server 2005中 创建操作系统用户- 4.数据库用户的管理 1)dbo用户； 查看banking数据库的dbo用户，查看用户权限。 2)U1用户； 创建banking数据库的U1用户，查看用户权限。 5.权限管理 1)赋予所创建的U1用户db_datareader角色，查看用户权限 2)赋予所创建的U1用户db_datawriter角色，查看用户权限 3)赋予所创建的U1用户db_owner角色，查看用户权限 4)两种方法赋予所创建的U1用户对banking数据库表customer的select 权限，验证并写出sql语句 5)两种方法赋予所创建的U1用户对banking数据库表branch的select 和对branch_name修改的权限，验证并写出sql语句 6)把对loan表的update权限授予所创建的U1用户用户，并允许将此 权限再授予其他用户，验证并写出sql语句 7)两种方法回收所创建的U1用户对banking数据库表customer的select 权限，验证并写出sql语句 8)两种方法回收所有用户对banking数据库表loan的update权限，验 证并写出sql语句 四、实验报告要求 要求写出如下设计报告： 1.用Transact-SQL写出实验操作的语句 2.实验步骤和实验结果。 3.实验中的问题和提高。 4.SQL Server中有的安全性功能。 五、注意事项 1.用户、角色和权限的职能，以及它们之间的关系。 一、实验内容、步骤以及结果 1．利用图形用户界面对实验一中所创建的Student库的S表中，增加以下的约束和索引。 （18分，每小题3分） (1)非空约束：为出生日期添加非空约束。 非空约束：取消表S中sbirth的勾。可能需要重建表。 (2)主键约束：将学号(sno)设置为主键，主键名为pk_sno。 设主键：单击数据库Student-->单击表-->单击S-->右击sno-->选择‘修改’命 令-->对话框中右击sno-->选择‘设置主键’-->修改主键名为‘pk_sno’ -->保 存 (3)唯一约束：为姓名(sname)添加唯一约束(唯一键)，约束名为uk_sname。 唯一约束：单击数据库Student-->单击表-->单击S-->右击sname-->选择‘修改’命令→右击sname-->选择‘索引和键’命令-->打开‘索引和键’框图-->添加--> 是否唯一改为‘是’-->名称改为‘us_sname’ -->关闭。 (4)缺省约束：为性别(ssex)添加默认值，其值为“男”。 设默认约束：单击数据库Student→单击表→单击S→右击sno→选择‘修改’命令→单击cno-->在默认值栏输入‘男’→保存 (5)CHECK约束：为SC表的成绩(grade)添加CHECK约束，约束名为ck_grade，其检查 条件为：成绩应该在0-100之间。 (6)外键约束：为SC表添加外键约束，将sno,cno设置为外键，其引用表分别是S表 和C表，外键名称分别为fk_sno，fk_cno。 2．在图形用户界面中删除以上小题中已经创建的各种约束，用SQL语言分别重新创建第1题中的(2)-(6)小题.(15分，每小题3分，提示：alter table add constraint） 删除约束：单击数据库Student-->表-->单击S-->展开键、约束。一一删除即可。 4实验报告 实验内容与完成情况： 一、三类完整性的实现 对系表Dept、学生表Student、教师表Teacher、课程表Course、SC表，教师授课表TC，实现规定的完整性，并验证，当操作违反了完整性约束条件时，DBMS如何处理。 --1、Dept表 --? DEPTNO CHAR（） --? E VARCHAR（）DNAM --? 实体完整性：DEPTNO为主码； --? 用户定义完整性 --①DEPTNO的取值为至； --②DNAME取值非空且唯一； CREATE TABLE DEPT (DEPTNO CHAR(2)PRIMARY KEY constraint c1 check(DEPTNO between 01 and 99), DNAME VARCHAR(20) constraint c2 NOT NULL unique, ); --2、Student表 -- SNO CHAR（） -- SNAME VARCHAR（） -- SEX CHAR（） -- DEPTNO CHAR（） -- --实体完整性：SNO为主码； --参照完整性：DEPTNO为外码，并实现级联更新和级联删除操作； --用户定义完整性 --①SNO取值为级的学号取值范围，如等。 --②SNAME 取值非空； --③SEX的取值只能为男或女； CREATE TABLE Student (SNO CHAR(10)PRIMARY KEY constraint b1 check(SNO between 2010080000 and 2010089999), Sname varCHAR(8)NOT NULL unique, Ssex CHAR(2) constraint b2 check(Ssex in('男','女')), DEPTNO CHAR(2), FOREIGN KEY(DEPTNO)REFERENCES DEPT(DEPTNO) on delete cascade on update cascade ); drop table Student --3、Teacher表 -- TNO CHAR（） -- TNAME VARCHAR（） -- DEPTNO CHAR（） -- --实体完整性：TNO为主码； --参照完整性：DEPTNO为外码，并实现级联更新和级联删除操作； --用户定义完整性 --①TNO取值为开头的四位数字字符串； --②TNAME取值非空； CREATE TABLE Teacher (TNO CHAR(3)PRIMARY KEY constraint a1 check(TNO between 0800 and 0899), TNAME varCHAR(8)NOT NULL, DEPTNO CHAR(2), FOREIGN KEY(DEPTNO)REFERENCES DEPT(DEPTNO) on delete cascade on update cascade ); drop table Teacher --4、Course表 -- CNO CHAR（） -- TNO CHAR（） -- CNAME VARCHAR（） -- CREDIT SNALLINT -- --实体完整性：CNO； --用户定义完整性 --①CNAME取值非空； 大连海事大学 数据库原理课程实验大纲 实验名称：实验七完整性实验学时： 2 适用专业： 实验环境： 执笔者：编写日期： 1实验目的 （1）掌握实体完整性、参照完整性和用户自定义完整性约束的创建方法。 （2）掌握完整性约束的运行检查机制。 （3）掌握参照完整性的级联删除和修改方法。 （4）掌握正确设计关系模式完整性约束的方法。 2实验内容 2.1掌握实体完整性约束的创建和使用方法 （1）创建表时定义由一个属性组成的主键（给约束命名）。 （2）创建表时定义由两个或两个以上属性组成的主键（给约束命名）。 （3）删除以上两个主键约束。 （4）利用ALTER TABLE语句定义上述两个主键。 2.2掌握参照完整性约束的创建和使用方法 （5）创建表时定义一个列级参照完整性约束（给约束命名）。 （6）创建表时定义一个表级的由两个属性组成的参照完整性约束（给约束命名）。（7）设计数据更新语句检查参照完整性约束是否起作用。 （8）删除上述完整性约束。 （9）利用ALTER TABLE 建立上述参照完整性约束，并且规定UPDATE/DELETE时的动作。 （10）设计数据更新语句检查参照完整性约束及其相应的动作是否起作用。 2.3掌握用户自定完整性约束的创建和使用方法 （11）定义一个检查约束，检查其值在某个取值范围内，并设计相应的更新语句检查该约束是否起作用 （12）定义一个检查其值符合某个匹配模式的检查约束（使用LIKE），并设计相应的更新语句检查该约束是否起作用 （13）定义一个检查其值符合某个正则表达式的检查约束（使用SIMILAR TO），并设计相应的更新语句检查该约束是否起作用 （14）定义一个UNIQUE约束，并设计相应的更新语句检查该约束是否起作用 （15）定义一个DEFAULT约束，设计一个INSERT语句检查该约束是否起作用。 3实验要求 （1）深入复习教材第五章数据库完整性约束内容。 （2）根据书上的例子，针对TPCH数据库模式设计各种完整性约束，每种类型完整性约束至少要设计一个，描述清楚完整性约束要求，设计和运行触发完整性约束检查的数据更新语句，并截图相应的实验结果，每幅截图并要有较为详细的描述。也可以按照附1所列示例做实验。（3）实验步骤和实验总结中要详细描述实验过程中出现的问题、原因和解决方法。 （4）思考题：完整性约束的违约处理有哪几种方式 4实验步骤 4.1掌握实体完整性约束的创建和使用方法 （1）创建表时定义由一个属性组成的主键（给约束命名）。 实验五SQL SERVER 完整性与安全性 一、实验目的 掌握SQL SERVER数据访问控制策略和技术，SQL SERVER数据库管理系统使用安全帐户认证控制用户对服务器的连接，使用数据库用户和角色等限制用户对数据库的访问。 二、实验内容 1．在服务器级别上创建三个以SQL Server身份验证的登录名，登录名称自定。 2．分别为三个登录名在“gongcheng”数据库映射三个数据库用户，数据库用户名为Tom，Mary和John，使这三个登录名可以访问“gongcheng”数据库。 3．授予用户John创建表和视图的权限。 grant create table,create view to John 在“gongcheng”下，安全性—John—属性，选择安全对象，搜索特定对象，选择“gongcheng”表，在权限中选择“创建表”和“创建视图”， 如图： 即可赋予John“创建表”和“创建视图”的权限。 4．完成以下授权： （1）把对表S的INSERT权力授予用户Tom，并允许他再将此权限授予其他用户。 grant insert on S to tom with grant option （2）用户Mary对S，P，J三个表有SELECT和INSERT权力 grant select,insert on S to Mary grant select,insert on P to Mary grant select,insert on J to Mary （3）用户Tom对SPJ表有DELETE权力，对QTY字段具有UPDA TE权力。 grant delete,update(qty) on spj to Tom 实验三：数据库的安全性 一、实验目的 熟悉通过SQL对数据进行安全性控制。 二、实验平台 SQL Server 2008 三、实验内容和要求 1、掌握Windows登录名和SQL SERVER登录名的建立与删除方法； 2、掌握数据库用户创建与管理的方法； 3、掌握服务器角色的用法； 4、掌握数据库权限授予、拒绝和撤销的方法； 四、实验步骤 （一）授权与回收。 [例1]授权。在SQL Sever 中建立多个用户，给他们赋予不同的权限，然后查看是否真正拥有被授予的权限了。 1）建立用户U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7。 2）以系统管理员身份对这7个用户进行授权。 [例1-1]把查询Student 表的权限授给用户U1。 GRANT SELECT ON Student TO U1; [例1-2]把对Student 表和Course 表的全部操作权限授予用户U2 和U3。 GRANT ALL PRIVILEGES ON Student TO U2,U3; GRANT ALL PRIVILEGES ON Course TO U2,U3; [例1-3]把对表SC 的查询权限授予所有用户。 GRANT SELECT ON SC TO PUBLIC; [例1-4]把查询Student 表和修改学生学号的权限授给用户U4。 GRANT UPDATE (Sno) , SELECT ON Student TO U4; [例1-5]把对表SC 的INSERT 权限授予U5，并允许U5 将此权限再授予其他用户。 GRANT INSERT ON SC TO U5 WITH GRANT OPTION; [例1-6]用户U5 将对表SC 的INSERT 权限授予U6,并允许将权限转授给其他用户。 首先应该以U5 的身份重新登录数据库，然后再进行授权。 GRANT INSERT ON SC TO U6 WITH GRANT OPTION; [例1-7]用户U6 将对表SC 的INSERT 权限授予U7。 首先应该以U6 的身份重新登录数据库，然后再进行授权。 GRANT INSERT ON SC TO U7; 3）在授权之后验证用户是否拥有了相应的权限。 在执行完上面七个语句之后，我们可以分别以不同用户的身份登录数据库，进行相关操作，检查系统是否许可。例如： [例1-8]U4 更新Student 表的学生学号。 UPDATE Student SET SNO = ‘95101’ WHERE SNO = ‘95001’; 显示更新 1 条记录，即U4 用户拥有了对Student 表Sno 的更新权限。[例1-9]U7 向SC 表中插入一条数据：（95020，20，88）。 INSERT INTO SC V ALUES(‘95020’,’20’,88); 显示插入 1 条记录，即用户U7 拥有了对SC 表的插入权限。 [例2]回收权限。将[例1]授予的权限部分收回，检查回收后，该用户是否真正丧失了对数据的相应权限。 1）回收权限。 [例2-1]收回用户U4 修改学生学号的权限。 当前用户为SYSTEM，直接执行下列语句： REVOKE UPDATE (SNO) ON Student FROM U4; [例2-2]收回所有用户对表SC 的查询权限。 REVOKE SELECT ON SC FROM PUBLIC; [例2-3]收回用户U5 对SC 表的INSERT 权限。 将权限INSERT 授予给用户U5 时，允许该用户将权限再授予给其他用户；之后，用户U5 将INSERT 权限转授给了U6，U6 又将权限转授给U7。因此，将用户U5 的INSERT 权限收回的时候必须级联收回，不然系统将拒绝执行该命令： REVOKE INSERT ON TABLE SC FROM U5 CASCADE; 第五章数据库完整性 一、选择题 1．有一个关系：学生(学号，姓名，系别)，规定学号的值域是8个数字组成的字符串，这一规则属于__________。 A 实体完整性约束 B 参照完整性约束 C 用户自定义完整性约束 D 关键字完整性约束 【解答】C 2．完整性约束有两大类型，其中一种是静态约束，下面( c )不属于静态约束。 A．固有约束B．隐含约束C．语义约束D．显示约束 【解答】C 3．数据库的破坏一般来自四个方面，其中__________是属于完整性约束问题。 A．系统故障B．并发所引起的数据不一致C．人为的破坏 D．输入或更新数据库的数据有误，更新事务未遵守保持数据库一致性的原则 【解答】D 4. ________子句能够实现关系参照性规则。 A. PRIMARY KEY B. NOT NULL C. FOREIGN KEY D. FOREIGN KEY...REFERENCES... 【解答】D 二、填空题 1. 数据库的是指数据的正确性和相容性 【解答】完整性 2.完整性约束是指和。 【解答】实体完整性，参照完整性 3.实体完整性是指在基本表中，。 【解答】主属性不能取空值 4.参照完整性是指在基本表中，。 【解答】外码可以是空值或者另一个关系主码的有效值 5.SQL标准使用了一系列概念来描述完整性，包括关系模型的________ 、________和 ________完整性。 【解答】实体完整性参照完整性用户定义 6.数据库完整性的定义一般由SQL的________ 语句来实现。它们作为数据库模式的一部 分存入________中。 【解答】DDL 数据字典 7.关系模型的实体完整性在________ 中用________定义。 【解答】CREATE TABLE 、PRIMARY KEY 二、问答题 1.什么是数据库的完整性? DBMS的完整性子系统的功能是什么? 【解答】数据库完整性是指数据库中数据的正确性、有效性和相容性。DBMS 的完整性控制机制至少包括完整性约束的定义机制和完整性约束的检查机制。 DBMS完整性子系统的功能是： (1)监督事务的执行，并测试是否违反完整性规则； (2)如有违反，则采取恰当的操作，如拒绝、报告违反情况，改正错误等方法进行处理。2.完整性规则由哪几个部分组成?关系数据库的完整性规则有哪几类? 【解答】完整性规则由三部分组成： 触发条件：即什么时候使用规则进行检查； 约束条件：即要检查什么样的错误； ELSE子句：即查出错误后该如何处理。 完整性规则有以下三类： 域完整性规则，用于定义属性的取值范围； 域联系的规则，定义一个或多个关系中，属性值间的联系、影响和约束。 关系完整性规则，定义更新操作对数据库中值的影响和限制。 3.试详述SQL中的完整性约束机制？ 【解答】SQL中的完整性约束规则有主键约束、外键约束、属性值约束和全局约束等多种形式。 △主键约束。它是数据中最重要的一种约束。在关系中主键值不允许空，也不允许出现重复，体现了关系要满足实体完整性规则。主键可用主键子句或主键短语进行定义。 △外键约束。根据参照完整性规则，依赖关系中外键或者为空值，或者是基本关系（参照关系）中的该键的某个值。外键用外键关系子句定义，并考虑删除基本关系元组或修改基本关系的主键值的影响，依赖关系可按需要采用RESTRICT、SET NULL、CASCADE方式。△属性值约束。当要求某个属性的值不允许空值时，那么可以在属性定义后加上关键字：NOT NULL ，这是非空值约束。还可以用CHECK子句对一个属性值加以限制以及使用域约束子句CREAT DOMAIN 定义新域并加以属性值检查。 △全局约束。在关系定义时，可以说明一些比较复杂的完整性约束，这些约束涉及到多个属性间的联系或不同关系间的联系，称为全局约束。主要有基于元组的检查子句和断言。前者是对单个关系的元组值加以约束，后者则可对多个关系或聚合操作有关的完整性约束进行定义。 4. DBMS的完整性控制机制应具有哪些功能？ 数据库原理及应用 实验报告 题目：数据库安全性与完整性实验 专业：网络工程 班级： 学号： 姓名： 太原工业学院计算机工程系 2016年10 月15日一、实验目的与要求 目的： 使学生加深对数据安全性与完整性实验的理解，并掌握SQL Server中有关用户，角色及操作权限的管理方法，熟悉通过SQL语句副i数据进行完整性控制。 要求： 1.数据库的安全性实验，在SQL Server企业管理器中设置SQL server的安全认证模式，实现对SQL server的用户和角色管理，设置和管理数据操作权限。 2.指出用户和角色的区别 二、实验内容 1.设置SQL server的安全认证模式（windows或SQL server和Windows（s）认证模式）、。 2.登陆的管理 创建一个登录用户 3.数据库用户的管理 登录用户只有成为数据库（Database User）后才能访问数据库。每个数据库的用户信息都存放在系统表Sysusers中，通过查看Sysusers表可以看到该数据库所有用户的情况。SQL Server的数据库中都有两个默认用户：dbo（数据库拥有者用户）和（dba）。通过系统存储过程或企业管理器可以创建新的数据库用户。 4.角色的管理 创建一个角色，使创建的用户成为该角色的成员，并授予一定的操作权限。 5.在学生表中定义主键、外键约束 6.在课程表的“课程名”字段上定义唯一约束 7.在选课表的“成绩”字段上定义check约束，使之必须大于等于0且小于等于100. “课程号”字段只能输入数字字符 8.定义规则，并绑定到学生表的“性别”字段，使之只能取“男、女”值 9.在学生表中增加出生年月字段，定义缺省，并绑定到学生表的出生日期上，使之只能取当前日期。 数据库实验报告完整性约束 大连海事大学 数据库原理课程实验大纲 实验名称：实验七完整性实验学时： 2 适用专业：智能科学与技术 实验环境： Microsoft SQL server 2014 1实验目的 （1）掌握实体完整性、参照完整性和用户自定义完整性约束的创建方法。 （2）掌握完整性约束的运行检查机制。 （3）掌握参照完整性的级联删除和修改方法。（4）掌握正确设计关系模式完整性约束的方法。 2实验内容 2.1 掌握实体完整性约束的创建和使用方法 （1）创建表时定义由一个属性组成的主键（给约束命名）。 （2）创建表时定义由两个或两个以上属性组成的主键（给约束命名）。 （3）删除以上两个主键约束。 （4）利用ALTER TABLE语句定义上述两个主键。 2.2 掌握参照完整性约束的创建和使用方法 （5）创建表时定义一个列级参照完整性约束（给约束命名）。 （6）创建表时定义一个表级的由两个属性组成的参照完整性约束（给约束命名）。 （7）设计数据更新语句检查参照完整性约束是否起作用。 （8）删除上述完整性约束。 （9）利用ALTER TABLE 建立上述参照完整性约束，并且规定UPDATE/DELETE时的动作。（10）设计数据更新语句检查参照完整性约束及其相应的动作是否起作用。 2.3 掌握用户自定完整性约束的创建和使用方法 （11）定义一个检查约束，检查其值在某个取值范围内，并设计相应的更新语句检查该约束是否起作用？ （12）定义一个检查其值符合某个匹配模式的检查约束（使用LIKE），并设计相应的更新语句检查该约束是否起作用？ （13）定义一个检查其值符合某个正则表达式的检查约束（使用SIMILAR TO），并设计相应的更新语句检查该约束是否起作用？ 西安邮电大学 （计算机学院） 课内实验报告 实验：数据库的安全性实验 课程：数据库原理及应用B 班级：网络1203 学号： 学生姓名： 任课教师：孟彩霞 一、实验目的 （1）理解SQL Server验证用户身份的过程，掌握设置身份验证模式的方法（2）理解登录帐号的概念，掌握混合认证模式下登录帐号的建立与取消方法 （3）掌握混合认证模式下数据库用户的建立与取消方法 （4）掌握数据库用户权限的设置方法 （5）理解角色的概念，掌握管理角色技术 二、实验内容 （1）在企业管理器中打开“SQL Server属性（配置）”对话框，设置身份验证模式为“SQL Server”和“Windows”模式（即混合模式）。 （2）创建、管理数据库服务器的登录账号。 （3）创建、管理数据库用户。 （4）管理用户权限。 （5）创建、管理数据库角色。 三、实验环境 Windows7 SQL SERVER 2012 四、实验前准备 课本 上机使用代码 五、实验步骤 1.在企业管理器中打开“SQL Server属性（配置）”对话框，设置身份验证模式为“SQL Server”和“Windows”模式（即混合模式）。 2.创建、管理数据库服务器的登录账号。用T-SQL语句创建、查看、删除登录账号。 创建一个名为Student、密码为111、使用的默认数据库为JWGL的登录账号。 EXEC sp_addlogin ‘student’,’111’,’JWGL’查看登录账号EXEC sp_helplogins 删除登录账号为EXEC sp_droplogins ‘student’ 3.创建、管理数据库用户。 用T-SQL语句创建、查看、删除数据库用户。 为数据库JWGL创建一个用户user1，该用户登录SQL Server服务器的账号为wang，登录密码为secret，相应的程序代码为： EXEC sp_addlogin ‘wang’, ‘secret’, ‘JWGL’ GO EXEC sp_grantdbaccess ‘wang’, ‘user1’查看数据库用户为EXEC sp_helpuser 删除数据库中的“wang”用户为EXEC sp_revokedbaccess ‘wang’ 4.管理用户权限。 使用T-SQL语句完成第3章习题12中（1）~（3）的用户管理和用户权限管理。企业管理器： （1）允许用户李明对Orders表进行插入、删除操作。 GRANT INSERT ,DELETE ON Orders TO ‘李明’ 第10章数据库完整性 1.数据库的完整性是指数据的__正确性、相容性__。 2.什么是数据库的完整性？ 答：数据库的完整性是指数据的正确性和相容性。 3.SQL标准使用了一系列概念来描述完整性，包括关系模型的____实体完整性、参照完整性、用户定义___完整性。 4.数据库的完整性概念与数据库的安全性概念有什么区别和联系？ 答：数据的完整性和安全性是两个不同的概念，但是有一定的联系。 前者是为了防止数据库中存在不符合语义的数据，防止错误信息的输入和输出，即所谓垃圾进垃圾出（GarbageInGarbageOut）所造成的无效操作和错误结果。后者是保护数据库防止恶意的破坏和非法的存取。也就是说，安全性措施的防范对象是非法用户和非法操作，完整性措施的防范对象是不合语义的数据。 5.数据库完整性的定义一般由SQL的__DDL数据字典__语句来实现。它们作为数据库模式的一部分存入中。 6.什么是数据库的完整性约束条件？可分为哪几类？ 7.关系模型的实体完整性在__CREATETABLE__中用__PRIMARYKEY___定义。 8.DBMS的完整性控制机制应具有哪些功能？ 答：DBMS的完整性控制机制应具有三个方面的功能： 1.定义功能，即提供定义完整性约束条件的机制。 2.检查功能，即检查用户发出的操作请求是否违背了完整性约束条件。 3.违约反应：如果发现用户的操作请求使数据违背了完整性约束条件，则采取一定的动作来保证数据的完整性。 9.为了避免对基本表进行全表扫描，RDBMS核心一般都对__主码__自动建立一个__索引__。 10.RDBMS在实现参照完整性时需要考虑哪些方面？ 11.关系模型的参照完整性在__CREATETABLE__中用___FOREIGNKEY__短语定义哪些列为外码列，用__REFERENCES__短语指明这些外码参照哪些表的主码。 12.假设有下面两个关系模式：职工（职工号，姓名，年龄，职务，工资，部门号），其中职工号为主码；部门（部门号，名称，经理名，电话），其中部门号为主码；用SQL语言定义这两个关系模式，要求在模式中完成以下完整性约束条件的定义：定义每个模式的主码；定义参照完整性；定义职工年龄不得超过60岁。 CREATETABLEDEPT(DeptnoNUMBER(2),DeptnameV ARCHAR(10),ManagerV ARCHAR(10), PhoneNumberChar(12)CONSTRAINTPK_SCPRIMARYKEY(Deptno));CREATETABLEEMP(E mpnoNUMBER(4),EnameV ARCHAR(10),AgeNUMBER(2),CONSTRAINTC1CHECK(Aage<= 60),JobV ARCHAR(9),SalNUMBER(7,2),DeptnoNUMBER(2),CONSTRAINTFK_DEPTNOFOR EIGNKEY(Deptno)REFERENCESDEPT(Deptno))； 13.关系系统中，当操作违反实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性约束条件时，一般是如何分别进行处理的？ 答：对于违反实体完整性和用户定义的完整性的操作一般都采用拒绝执行的方式进行处理。而对于违反参照完整性的操作，并不都是简单地拒绝执行，有时要根据应用语义执行一些附加的操作，以保证数据库的正确性。具体的处理可以参见上面第5题或《概论》10.2中相应部分。 数据库的安全性和完整性 一、实验目的和要求 1、理解数据库安全性和完整性的概念。 2、掌握SQL Server2000中有关用户、角色及操作权限管理等安全性技术。 3、掌握SQL Server2000中有关约束、规则、默认值的使用等完整性技术。 二、实验内容和步骤 ㈠数据库的安全性 1、SQL Server的安全模式 认证是指来确定登陆SQL SERVER的用户的登陆账号和密码是否正确，以此来验证其是否具有连接SQL SERVER的权限，但是通过认证阶段并不代表能够访问数据，用户只有在获取访问数据库的权限之后才能对服务器上的数据库进行权限许可下的各种操作。 ⑴设置SQL Server的安全认证模式：使用企业管理器来设置，步骤如下： Step1: 展开服务器组，右击需要设置的SQL服务器，在弹出菜单中选择“属性”。 Step2: 在弹出的SQL服务器属性对话框中，选择“安全性”选项卡。 Step3: 选择仅Windows选项（NT/2000验证模式） 或SQL Server和Windows选项（混合模式）。 注：设置改变后，用户必须停止并重新启动SQL Server服务，设置才生效。 如果设置成NT认证模式，则用户在登录时输入一个具体的登陆名时，SQL SERVER将忽略该登录名。 ⑵添加SQL Server账号：若用户没有Windows NT/2000账号，则只能为他建立SQL Server账号。 ①利用企业管理器 Step1: 展开服务器，选择安全性/登录。 Step2: 右击登录文件夹，出现弹出式菜单。 Step3: 在弹出式菜单中选择“新建登录”选项后，就会出现一个登录属性对话框。 step4: 在名称框中输入一个不带反斜杠的用户名，选中SQL Server身份验证单选按钮，并在密码框中输入口令（如下图所示）。 实验三：数据完整性 1、实验目的 （1）了解SQL Serer数据库系统中数据完整性控制的基本方法 （2）熟练掌握常用CREATE 或ALTER 在创建或修改表时设置约束 （3）了解触发器的机制和使用 （4）验证数据库系统数据完整性控制 2、实验平台 使用SQL Server数据库管理系统提供的SSMS和查询编辑器。 3 实验内容及要求 结合ST数据库中的各个表，设置相关的约束，要求包括主键约束、外键约束、唯一约束、检查约束、非空约束等，掌握各约束的定义方法。 设置一个触发器，实现学生选课总学分的完整性控制，了解触发器的工作机制。 设计一些示例数据，验证完整性检查机制。 要求包括如下方面的内容： 3.1 使用SQL语句设置约束 使用CREATE或ALTER语句完成如下的操作，包括： 1．设置各表的主键约束 2．设置相关表的外键 3. 设置相关属性的非空约束、默认值约束、唯一约束 4. 设置相关属性的CHECK约束 3.2 使用触发器 创建一个触发器，实现如下的完整性约束： ● 当向SC 表中插入一行数据时，自动将学分累加到总学分中。 ● 记录修改学分的操作。 3.4 检查约束和触发器 分别向相关表插入若干条记录，检查你设置的完整性约束是否有效： 1． 插入若干条包含正确数据的记录，检查插入情况 2． 分别针对设置的各个约束，插入违反约束的数据，检查操作能否进行 3． 向SC 表插入若干行数据，检查触发器能否实现其数据一致性功能。 ４ 实验报告 要求写出实验的基本过程。解释操作过程中出现的现象。 SC Student 参考示例： 建立一个学生选课数据库，熟悉约束及触发器的使用方法。 一、声明完整性约束 创建学生选课数据库TEST，包括三个基本表，其中Student表保存学生基本信息，Course 表保存课程信息，SC表保存学生选课信息，其结构如下表： 表1. Student表结构 表2. Course表结构 表3. SC表结构 实验题目:数据库安全性与完整性控制 目录 一、实验目的 (1) 二、实验内容 (1) 三、实验要点及说明 (1) 四、实现方法 (1) 五、实验结果 (2) 六、源程序清单 (4) 七、思考及总结 (5) 一、实验目的 通过本次实验，提高以下几个方面的能力 1. 创建新用户 2. 通过GRANT语句对新用户进行授权 3. 通过REVOKE语句完成权限的回收 4. 实体完整性的实现 5. 参照完整性实现 二、实验内容 1.完成教材中实例1－8 2.完成教材中相应于完整性的实例。 三、实验要点及说明 1.一定要熟练掌握GRANT语句与REVOKE语句的使用 2.一定要熟练掌握实体完整性与参照完整性控制 3.要读懂出错的提示信息 四、实现方法 未将创建的用户删除，有创建同一个用户。 删除localhost方法 五、实验结果 创建用户成功 登陆用户zhangsan 登陆用户zhangsan2 登陆用户lisi 用户zhangsan和zhangsan2信息显示用户lisi信息显示 分别给用户zhangsan和zhangsan2授权 授权之后查看zhangsan中信息 修改zhangsan2中数据 六、源程序清单 Create user 'zhangsan'@'%' identified by '1'; /*创建用户张三，密码为1*/ Create user 'zhangsan2'@'%' identified by password '*E6CC90B878B948C35E92B003C792C46C58C4AF40'; /*创建用户张三，密文定义密码为1*/ 实验6：RDBMS的数据库安全性实验 【实验目的】 1．掌握user的创建与授权（all，select，update和delete等） 2．掌握收回权限 3．熟悉级联授权与级联收回 【实验条件】 1. 具有2台PC，接入LAN网络，1台作为数据库服务器，1台客户机。 2. 服务器端装有MySQL，防火墙允许3306端口，root密码可以远程访问。 【实验过程】 1. 创建账户并授权。 登录root账户后，创建user，5个账户，分别是mag、student1、student2、teacher1和teacher2。>>对mag的创建与授权。 命令：Grant <权限> 4 数据库的安全性与完整性 数据库在各种信息系统中得到广泛的应用，数据在信息系统中的价值越来越重要，数据库系统的安全与保护成为一个越来越值得重要关注的方面。 数据库系统中的数据由DBMS统一管理与控制，为了保证数据库中数据的安全、完整和正确有效，要求对数据库实施保护，使其免受某些因素对其中数据造成的破坏。 一般说来，对数据库的破坏来自以下4个方面： （1）非法用户 非法用户是指那些未经授权而恶意访问、修改甚至破坏数据库的用户，包括那些超越权限来访问数据库的用户。一般说来，非法用户对数据库的危害是相当严重的。 （2）非法数据 非法数据是指那些不符合规定或语义要求的数据，一般由用户的误操作引起。 （3）各种故障 各种故障指的是各种硬件故障（如磁盘介质）、系统软件与应用软件的错误、用户的失误等。 （4）多用户的并发访问 数据库是共享资源，允许多个用户并发访问（Concurrent Access），由此会出现多个用户同时存取同一个数据的情况。如果对这种并发访问不加控制，各个用户就可能存取到不正确的数据，从而破坏数据库的一致性。 针对以上4种对数据库破坏的可能情况，数据库管理系统（DBMS）核心已采取相应措施对数据库实施保护，具体如下： （1）利用权限机制，只允许有合法权限的用户存取所允许的数据，这就是本章4.1节“数据库安全性”应解决的问题。 （2）利用完整性约束，防止非法数据进入数据库，这是本章4.2节“数据库完整性”应解决的问题。 （3）提供故障恢复（Recovery）能力，以保证各种故障发生后，能将数据库中的数据从错误状态恢复到一致状态，此即本章4.3节“故障恢复技术”的内容。 （4）提供并发控制（Concurrent Control）机制，控制多个用户对同一数据的并发操作，以保证多个用户并发访问的顺利进行，此即本章4.4节“并发控制”的内容。 数据库完整性 数据库完整性（Database Integrity）是指数据库中数据的正确性和相容性。数据库完整性由各种各样的完整性约束来保证，因此可以说数据库完整性设计就是数据库完整性约束的设计。数据库完整性约束可以通过DBMS或应用程序来实现，基于DBMS的完整性约束作为模式的一部分存入数据库中。通过DBMS实现的数据库完整性按照数据库设计步骤进行设计，而由应用软件实现的数据库完整性则纳入应用软件设计（本文主要讨论前者）。 重要性 数据库完整性对于数据库应用系统非常关键，其作用主要体现在以下几个方面： 1．数据库完整性约束能够防止合法用户使用数据库时向数据库中添加不合语义的数据。 2．利用基于DBMS的完整性控制机制来实现业务规则，易于定义，容易理解，而且可以降低应用程序的复杂性，提高应用程序的运行效率。同时，基于DBMS的完整性控制机制是集中管理的，因此比应用程序更容易实现数据库的完整性。 3．合理的数据库完整性设计，能够同时兼顾数据库的完整性和系统的效能。比如装载大量数据时，只要在装载之前临时使基于DBMS的数据库完整性约束失效，此后再使其生效，就能保证既不影响数据装载的效率又能保证数据库的完整性。 4．在应用软件的功能测试中，完善的数据库完整性有助于尽早发现应用软件的错误。 数据库完整性约束可分为6类：列级静态约束、元组级静态约束、关系级静态约束、列级动态约束、元组级动态约束、关系级动态约束。动态约束通常由应用软件来实现。不同DBMS支持的数据库完整性基本相同，Oracle支持的基于DBMS的完整性约束如下表所示： 数据库完整性设计阶段 一个好的数据库完整性设计首先需要在需求分析阶段确定要通过数据库完整性约束实现的业务规则，然后在充分了解特定DBMS提供的完整性控制机制的基础上，依据整个系统的体系结构和性能要求，遵照数据库设计方法和应用软件设计方法，合理选择每个业务规则的实现方式；最后，认真测试，排除隐含的约束冲突和性能问题。基于DBMS的数据库完整性设计大体分为以下几个阶段： 信息工程学院实验报告 课程名称：《数据库原理》 实验项目名称：数据库的完整性和安全性 一、实 验 目 的: （1）掌握数据库约束的概念； （2）熟悉SQL SERVER 的完整性约束技术。 （3）了解SQL SERVER 的违反完整性处理措施。 （4）了解登录账户的管理理念与具体方法。 （5）了解数据库用户的管理的要则。 （6）了解用户权限管理的内涵与方法。 二、实 验 设 备 与 器 件 Win7 +Sql server 2008 三、实 验 内 容 与 步 骤 （一）测试完整性 运行附录中的SQL 语句，理解SQL 语句中包含的完整性定义。然后执行下面的SQL 语句，看是否能正常运行，若无法执行，请说明原因。 1.对dept 表进行数据增删改，并检查完整性规则 Dept 已存在的完整性规则如下： dno CHAR(2) PRIMARY KEY dname VARCHAR(20) NOT NULL,UNIQUE (1)增加数据 INSERT INTO dept VALUES('D1','计科系');----正常插入 INSERT INTO dept VALUES('D2','电信系');----正常插入 INSERT INTO dept VALUES(NULL,'机械系'); ----违反dno 主键（NOT NULL ）规则 INSERT INTO dept VALUES('D2','机械系'); ----违反dno 主键（UNIQUE ） INSERT INTO dept VALUES('D3',NULL); ----违反dname 的NOT NULL 规则数据库安全性和完整性实验
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