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1、第 5 章數(shù)據(jù)庫完整性與安全性 1. 什么是數(shù)據(jù)庫的完整性？什么是數(shù)據(jù)庫的安全性？?jī)烧咧g有什么區(qū)別和聯(lián)系？ 解： 數(shù)據(jù)庫的完整性是指數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的正確性、 有效性和相容性， 其目的是防止不符合語 義、不正確的數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)庫，從而來保證數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能夠真實(shí)的反映客觀現(xiàn)實(shí)世界。 數(shù)據(jù)庫安全性是指保護(hù)數(shù)據(jù)庫， 防止因用戶非法使用數(shù)據(jù)庫造成數(shù)據(jù)泄露、 更改或破壞。 數(shù)據(jù)的完整性和安全性是兩個(gè)不同的概念，但是有一定的聯(lián)系 : 前者是為了防止數(shù)據(jù)庫中存在不符合語義的數(shù)據(jù)， 防止錯(cuò)誤信息的輸入和輸出， 即所謂 垃圾進(jìn)垃圾出所造成的無效操作和錯(cuò)誤結(jié)果。 后者是保護(hù)數(shù)據(jù)庫防止惡意的破壞和非法的存

2、 取。 也就是說， 安全性措施的防范對(duì)象是非法用戶和非法操作， 完整性措施的防范對(duì)象是不 合語義的數(shù)據(jù)。 2. 什么是數(shù)據(jù)庫的完整性約束條件？完整性約束條件可以分為哪幾類？ 解： 完整性約束條件是指數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)應(yīng)該滿足的語義約束條件。 一般可以分為六類： 靜 態(tài)列級(jí)約束、靜態(tài)元組約束、靜態(tài)關(guān)系約束、動(dòng)態(tài)列級(jí)約束、動(dòng)態(tài)元組約束、動(dòng)態(tài)關(guān)系約束。 靜態(tài)列級(jí)約束是對(duì)一個(gè)列的取值域的說明， 包括以下幾個(gè)方面： ①數(shù)據(jù)類型的約束， 包括數(shù)據(jù) 的類型、長(zhǎng)度、單位、精度等；② 對(duì)數(shù)據(jù)格式的約束；③對(duì)取值范圍或取值集合的約束； ④ 對(duì) 空值 的 約 束； ⑤其 他約束。 靜態(tài)元組約束就是規(guī)定組成一個(gè)

3、元組的各個(gè)列之間的約束關(guān)系， 靜態(tài) 元組約束只局限在單個(gè)元組上。靜態(tài)關(guān)系約束是在一個(gè)關(guān)系的各個(gè)元組之間或者若干關(guān)系之間常常 存在各 種聯(lián) 系或 約束 。 常見的靜態(tài)關(guān)系約束有： ①實(shí)體完整性約束； ②參照完整性約束； ③ 函數(shù)依 賴約束。 動(dòng)態(tài)列級(jí)約束是修改列定義或列值時(shí)應(yīng)滿足的約束條件， 包括下面兩方面： ①修改 列定義時(shí)的約束； ②修改列值時(shí)的約束。 動(dòng)態(tài)元組約束是指修改某個(gè)元組的值時(shí)需要參照其 舊值， 并且新舊值之間需要滿足某種約束條件。 動(dòng)態(tài)關(guān)系約束是加在關(guān)系變化前后狀態(tài)上的 限制條件，例如事務(wù)一致性、原子性等約束條件。 3. 試述 DBMS 如何實(shí)現(xiàn)完整性控制。 解： 為了維

4、護(hù)數(shù)據(jù)庫的完整性， DBMS 提供了以下三種機(jī)制： ① 完整性約束條件定義完整性約束條件也稱為完整性規(guī)則， 是數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)必須滿足 的語義約束條件。 SQL 標(biāo)準(zhǔn)使用了一系列概念來描述完整性， 包括關(guān)系模型的實(shí)體完整性、 參照完整性和用戶定義完整性。 這些完整性一般由 SQL 的 DDL 語義來實(shí)現(xiàn)。 它們作為數(shù)據(jù) 庫模式的一部分存入數(shù)據(jù)字典中。 ② 完整性檢查方法檢查數(shù)據(jù)是否滿足已定義的完整性約束條件稱為完整性檢查。 一般在 INSERT、 UPDATE 、 DELETE 語句執(zhí)行后開始檢查，也可以在事務(wù)提交時(shí)檢查。檢查這些 操作執(zhí)行后數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是否違背了完整性約束條件。 ③

5、 違約處理若發(fā)現(xiàn)用戶操作違背了完整性約束條件，應(yīng)采取一定的措施，如拒絕 ( NOACTION )執(zhí)行該操作，或級(jí)連( CASCADE )執(zhí)行其它操作，進(jìn)行違約處理以保證數(shù) 據(jù)的完整性。 4. 現(xiàn)有以下四個(gè)關(guān)系模式： 供應(yīng)商(供應(yīng)商編號(hào)，姓名，電話，地點(diǎn)) ，其中供應(yīng)商編號(hào)為主碼； 零件（零件編號(hào)，零件名稱，顏色，重量） ，其中零件編號(hào)為主碼； 工程（工程編號(hào)，工程名稱，所在地點(diǎn)） ，其中工程編號(hào)為主碼； 供應(yīng)情況（供應(yīng)商編號(hào)，零件編號(hào)，工程編號(hào)，數(shù)量） ，其中供應(yīng)商編號(hào)，零件編號(hào)， 工程編號(hào)為主碼 用 SQL 語句定義這四個(gè)關(guān)系模式，要求在模式中完成以下完整性約束條件的定義：

6、 ①定義每個(gè)模式的主碼； ②定義參照完整性； ③定義零件重量不得超過 100 千克。 解： CREATE SCHEMA Supplier_schema CREATE TABLE Supplier ( Sno CHAR(5) PRIMARY KEY Sname CHAR(20) NOT NULL, Phone CHAR(13), Address CHAR(30) ); CREATE SCHEMA Part_schema CREATE TABLE Part ( Pno CHAR(7) PRIMARY KEY, Pname CHAR(20) NOT NUL

7、L, Color CHAR(10), Weight SMALLINT CHECK(Weight <=100) ); CREATE SCHEMA Project_schema CREATE TABLE Project ( Jno CHAR(7) PRIMARY KEY , Jname CHAR(20) NOT NULL, Jaddress CHAR(30) ); CREATE SHEMA SPJ_shema CREATE TABLE SPJ ( Sno CHAR(5), Pno CHAR(7), Jno CHAR(7), Quantity SMALLIN

8、T, PRIMARY KEY (Sno, Pno, Jno), FOREIGN KEY (Sno) REFERENCES Supplier(Sno), FOREIGN KEY (Pno) REFERENCES Part(Pno), FOREIGN KEY (Jno) REFERENCES Project(Jno) ); 5. 在關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，當(dāng)操作違反實(shí)體完整性、參照完整性和用戶自定義的完整性 約束條件時(shí)，一般是如何分別進(jìn)行處理的。 解： （1） 按 實(shí)體完整性 規(guī)則自動(dòng)進(jìn)行檢查。包括： ① 檢查主碼值是否唯一，如果不唯一則拒絕插入或修改。 ②檢查主碼的各個(gè)屬性是否為空，只要有一

9、個(gè)為空就拒絕插入或修改。 （2） 按 參照完整性 檢查，違約處理的策略如下： ①拒絕（NO ACTION ）執(zhí)行。不允許該操作執(zhí)行，該策略一般設(shè)置為默認(rèn)策略。 在被參照關(guān)系中刪除元組： 僅當(dāng)參照關(guān)系中沒有任何元組的外碼值與被參照關(guān)系中要?jiǎng)h 除元組的主碼值相同時(shí)，系統(tǒng)才執(zhí)行刪除操作，否則拒絕此操作。 ②級(jí)聯(lián)（CASCADE ）操作。 當(dāng)刪除或修改被參照表的一個(gè)元組造成了與參照表的不 一致，則刪除或修改參照表中的所有造成不一致的元組。 級(jí)聯(lián)操作必須在定義外碼時(shí)給出顯式定義。 ③ 設(shè)置為空值（ SET NULL ） 。當(dāng)刪除或修改被參照表的一個(gè)元組時(shí)造成了不一致，則 將參照表中的所

10、有造成不一致的元組的對(duì)應(yīng)屬性設(shè)置為空值。 ④置空值刪除（NULLIFIES ）。刪除被參照關(guān)系的元組，并將參照關(guān)系中相應(yīng)元組的外 碼值置空值。 （3） 按 用戶自定義完整性 檢查，違約處理：當(dāng)往表中插入元組或修改屬性的值時(shí)， RDBMS 就檢查屬性上的約束條件是否被滿足，如果不滿足則操作被拒絕執(zhí)行。 6. 觸發(fā)器的作用是什么？同一表上的多個(gè)觸發(fā)器被激活時(shí)遵循的執(zhí)行順序是什么？ 解： 觸發(fā)器是用戶定義在關(guān)系表上的一類由事件驅(qū)動(dòng)的特殊過程， 它不需要由用戶調(diào)用執(zhí)行， 而是在用戶對(duì)表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行 UPDATE 、 INSERT 或 DELETE 操作時(shí)自動(dòng)觸發(fā)執(zhí)行。 它可以 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)

11、庫中相關(guān)表的級(jí)聯(lián)修改， 能實(shí)現(xiàn)比 CHECK 語句更為復(fù)雜的約束， 能提供數(shù)據(jù)庫修 改前后數(shù)據(jù)變化的前后狀態(tài)，能維護(hù)非規(guī)范化數(shù)據(jù)。 同一表上的多個(gè)觸發(fā)器激活時(shí)遵循以下執(zhí)行順序 ： ① 執(zhí)行該表上的 BERORE 觸發(fā)器； ②激活觸發(fā)器的 SQL 語句； ③ 執(zhí)行該表上的 AFTER 觸發(fā)器。 此外， 對(duì)于同一個(gè)表上的多個(gè) BEFORE（AFTER） 觸發(fā)器， 遵循 “誰先創(chuàng)建誰先執(zhí)行 ”的原 則， 即按照觸發(fā)器創(chuàng)建的時(shí)間先后順序執(zhí)行。 有些 RDBMS 是按照觸發(fā)器名稱的字母排序順 序來執(zhí)行觸發(fā)器的。 7. 什么是 “權(quán)限 ”？用戶訪問數(shù)據(jù)庫有哪些權(quán)限？對(duì)數(shù)據(jù)模式進(jìn)行修改有哪些

12、權(quán)限？ 解： 用戶（或應(yīng)用程序）使用 DB 的方式稱為權(quán)限。 用戶訪問數(shù)據(jù)庫有四種權(quán)限： Read （讀權(quán)限）、Insert （插入）、Update （修改）和Delete （修改） 。 用戶對(duì)數(shù)據(jù)模式進(jìn)行修改有四種權(quán)限： Index （索引權(quán)限：允許用戶創(chuàng)建和刪除索引） ， Resource （資源權(quán)限：允許用戶創(chuàng)建新的關(guān)系） 、Alteration （修改權(quán)限：允許用戶在關(guān)系結(jié) 構(gòu)中加入或刪除屬性）和 Drop （撤銷權(quán)限：允許用戶撤銷關(guān)系） 。 8. 安全性措施中的強(qiáng)制存取控制是如何實(shí)現(xiàn)的？ 解： 對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象賦予一定的密級(jí)， 級(jí)別從高到低有： 絕密級(jí)、 機(jī)密級(jí)、 秘

13、密級(jí)、 公用級(jí)， 每個(gè)用戶也具有相應(yīng)的級(jí)別，稱為許可證級(jí)別，密級(jí)和許可證級(jí)別都是有序的，如絕密 ＞機(jī) 密〉秘密〉公用，采用規(guī)則是：一是用戶只能查看比它級(jí)別低或是同級(jí)的數(shù)據(jù)，二是用戶只 能修改和它同級(jí)的數(shù)據(jù)。 9. SQL提供了哪些數(shù)據(jù)控制語句？舉例說明。 解： 數(shù)據(jù)控制語言是用來設(shè)置或者更改數(shù)據(jù)庫用戶或角色權(quán)限的語句。 SQL中，這些語句 包才GRANT、REVOKE等語句。GRANT語句向用戶授予權(quán)限， REVOKE語句收回授予的 權(quán)限。 例如：描述 把查詢Course表的權(quán)限授予所有用戶的控制語句為 GRANT SELECT ON Course TO PUBLIC; 描述收

14、回用戶U3修改學(xué)生學(xué)號(hào)的查詢權(quán)限的控制語句為： REVOKE UPDATE（Sno） ON TABLE Student FROM U3; 10. 使用角色有什么好處？涉及角色的 SQL語句有哪些？ 解： 使用角色的好處：數(shù)據(jù)庫角色是指被命名的一組與數(shù)據(jù)庫操作相關(guān)的權(quán)限。 角色是權(quán)限 的集合，可以為一組具有相同權(quán)限的用戶創(chuàng)建一個(gè)角色， 角色簡(jiǎn)化了授權(quán)操作。使用角色進(jìn) 行授權(quán)必須先創(chuàng)建角色，將數(shù)據(jù)庫對(duì)象上的存取權(quán)限授予角色， 才能將角色授予用戶，使得 用戶擁有角色所具有的所有存取權(quán)限。 對(duì)一個(gè)角色授予、拒絕或廢除的權(quán)限也適用于該角色 的任何成員。 涉及角色的SQL語句有：角色的創(chuàng)

15、建 CREATE ROLE ＜ 角色名 ＞ 給角色授權(quán) GRANT＜權(quán)限 ＞[,＜ 權(quán)限刁… ON ＜對(duì)象類型 ＞對(duì)象名 TO〈角色 ＞[,＜角色 ＞]… 將一個(gè)角色授予其它的角色或用戶 GRANT ＜角色1＞[,＜角色2＞]… TO〈角色3＞卜用戶1刁… [WITH ADMIN OPTION] 角色權(quán)限的收回 REVOKE＜權(quán)限＞卜權(quán)限〉]… ON＜對(duì)象類型 ＞＜對(duì)象名＞ FROM〈角色 ＞[,＜角色〉]… 11. 現(xiàn)有以下兩個(gè)關(guān)系模式： 雇員（員工號(hào)，姓名，年齡，工資，部門號(hào)，職務(wù)） 部門（部門號(hào)，名稱，經(jīng)理名，電話） 使用SQL提供的功能完成如下操作：

16、 ①允許WangHong對(duì)兩個(gè)關(guān)系進(jìn)行任何操作，并可以將他的權(quán)限轉(zhuǎn)授他人。 ②允許所有用戶查詢部門關(guān)系。 ③允許所有用戶查詢雇員關(guān)系中除員工號(hào)、年齡和工資之外的所有屬性。 ④允許LiLan對(duì)雇員關(guān)系中的工資屬性進(jìn)行修改。 ⑤定義一個(gè)角色 Manager,可以對(duì)部門關(guān)系進(jìn)行任何操作，對(duì)雇員關(guān)系除了不能修改工 資外，可以進(jìn)行任何操作。 ⑥SongHua是秘書，擁有角色 Manager的權(quán)限。 ⑦收回①?④的授權(quán)。 ⑧不允許角色Manager修改雇員的職務(wù)屬性值。 解： ①允許WangHong對(duì)兩個(gè)關(guān)系進(jìn)行任何操作，并可以將他的權(quán)限轉(zhuǎn)授他人： GRANT ALL PRIVILEG

17、ES ON TABLE雇員,部門 TO WangHong; WITH GRANT OPTION; ②允許所有用戶查詢部門關(guān)系： GRANT SELECT ON TABLE 部門 TO PUBLIC; ③允許所有用戶查詢雇員關(guān)系中除員工號(hào)、年齡和工資之外的所有屬性： GRANT SELECT（姓名，部門號(hào),職務(wù)）ON TABLE 雇員 TO PUBLIC; ④允許LiLan對(duì)雇員關(guān)系中的工資屬性進(jìn)行修改： GRANT UPDATE（工資）ON TABLE 部門 TO LiLan; ⑤定義一個(gè)角色Manager,可以對(duì)部門關(guān)系進(jìn)行任何操作， 對(duì)雇員關(guān)系除了不能修改工 資

18、外，可以進(jìn)行任何操作： CREATE ROLE Manager; GRANT ALL PRIVILEGES ON TABLE雇員，部門 TO WangHong; REVOKE UPDATE（工資）ON TABLE 部門 FROM Manager; ⑥SongHua是秘書，擁有角色 Manager的權(quán)限： GRANTManager TO SongHua; ⑦收回（1）?（4）的授權(quán)。 REVOKE ALL PRIVILEGES ON TABLE雇員，部門 FROMWangHong; REVOKE SELECT ON TABLE 部門 FROM PUBLIC; REVOKE SELECT（姓名，部門號(hào)，職務(wù)）ON TABLE 雇員 FROM PUBLIC; REVOKE UPDATE（工資）ON TABLE 部門 FROMLiLan; ⑧不允許角色 Manager修改雇員的職務(wù)屬性值： REVOKE UPDATE（ 職務(wù) ） ON TABLE 雇員 FROM Manager;