第4章 数据库设计

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

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

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。

3. 完全函数依赖与部分函数依赖
完全函数依赖： 在关系模式R(U)中，如果X→Y，并且对于X的任何一 个真子集X′，都有X′ Y，则称Y完全函数依赖于X， 记作X f Y。 部分函数依赖： 若X→Y，但Y不完全函数依赖于X，则称Y部分函数依 p Y。 赖于X，记作X



例8： 学生(学号，姓名，所在系，系主任姓名，课程号，成绩) 学生关系模式存在的部分函数依赖： p (学号，课程号) 姓名 p 所在系 (学号，课程号) p (学号，课程号) 系主任姓名
教师姓 名
李林 78号
住址
课程号
C1
课程名
N1
李林
李林 汪佳 吴仪
78号
78号 59号 79号
C2
C3 C4 C5
N2
N3 N4 N5
师帆
76号
C6
N6

⑷当执行数据插入时，DB中的数据不能产生插入 异常现象 所谓“插入异常”是指希望插入的信息由于不 能满足数据完整性的某种要求而不能正常地被 插入到DB中的异常问题。 比如:上例中插入一个尚未安排授课的新进教师 信息. 原因： 因多种信息混合放在一个表中，可能造成因一 种信息被捆绑在其他信息上而产生的信息之间 相互依附存储的问题，使得信息不能独立插入。
第4章
关系数据库(RDB)规范化理论
4.1 关系模式规范化的必要性 4.2 数值依赖 4.3 范式与规范化 、关系分解原则






RDB规范化理论的目的是要设计“好的”RDB模式。要设计 好的关系模式，必须是关系满足一定的约束条件，此约束 形成了规范。 范式(Normal Form)：衡量DB规范的层次或深度，DB规范化 层次由范式来决定。简记作NF. 根据关系模式满足的不同性质和规范化的程度，将关系模 式分为第一范式(1NF)、第二范式(2NF)、第三范式(3NF)、 BC范式、第四范式(4NF)、第五范式(5NF)，范式越高规范 化程度越高。 规范化：低级关系模式通过模式分解转换为若干高级范式 的关系模式集合的过程。 规范化是在RDB中减少数据冗余的过程。