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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？兩者之間有什么區(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取。也就是說，安全性措施的防

2、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)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

3、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

4、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.

5、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： 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

6、 ( 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 NULL, Color CHAR(10), Weight SMALLINT CHECK(Weight <=10

7、0) ); 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),

8、 Quantity SMALLINT, 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)

9、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。

10、 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、

11、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)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

12、些權(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

13、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，這些語句包括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： REV

14、OKE 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)建 CREATE ROLE <角色名> 給角色授權(quán)

15、 GRANT<權(quán)限>[,<權(quán)限>]… 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>[,<用戶1>]… [WITH ADMIN OPTION] 角色權(quán)限的收回 REVOKE<權(quán)限>[,<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

16、能完成如下操作： 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 PR

17、IVILEGES 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

18、能修改工資外，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;