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  • 数据库系统设计
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    2019-10-07 12:39:42

    数据库系统设计主要包括:需求分析,概念结果设计,逻辑结构设计,数据库物理设计几个阶段。

    一、需求分析

    需求分析阶段有一个概念。数据字典:是系统中各类数据描述的集合,是对数据收集和数据分析的详细描述。

    包括:1、数据项

               2、数据结构

               3、数据流

               4、数据存储

               5、处理过程

    二、概念结构设计

    概念结构设计阶段,就是对现实世界特征的数据抽象,与DBMS无关。很重要的一个概念数据模型,肯定都听说过实体(Entity)-联系(Relationship)模型,即常说的E-R图。

    实体(Entity):即客观存在的的事物,如学生实体。(个人理解其实就是可以对应为关系数据库中的关系模式,说白了就是一张表)

    属性(Attribute):实体所具有的特征,如学生实体有学号,姓名,年龄等属性。(个人理解就是对应关系数据库,表中的每一列) 

    联系(Relation):两个实体之间关系的抽象表示。如学生实体与班级实体之间的关系,通常是一个动词如,属于。

    E-R图表示:

              实体:矩形;属性:椭圆;联系:菱形。

              联系可以分为一对一联系(1:1),一对多联系(1:n),多对多联系(m:n)。

    注意:有一点想不通的就是,联系也是有属性的。

         三、逻辑结构设计

    逻辑结构设计阶段的主要目的就是将E-R图转换成DBMS所支持的数据模型相符合的逻辑结构。(个人理解就是根据E-R图绘制出关系型数据库中所对应的表)。

    有一句话可以体会下:概念结构是独立于任何一种数据模型的信息结构,逻辑结构设计是与具体的DBMS相关的。

    E-R图向关系模型的转换:

    有一点还不理解,一个联系转换为一个关系模式。(呃,一个动词,也就是怎么能转换成关系模式呢?)具体转换规则,不列出来了,有三种联系对应着三种转换,1:1联系的转换,1:n联系的转换,m:n联系的转换。

    转换后关系的属性:与该联系相连的各实体的键以及联系本身的属性

    转换后关系的键:两个实体键的组合是该关系的键

     

    其实看例子个人理解,还是一个实体可以对应一张表,暂时这样记下来吧。只不过有可能转换后的关系模式不满足第三范式,这就引出了下一个知识点。

    数据模型的优化:

    (1)根据范式理论进行优化

    其实就是调整转换后的关系模式,使其满足第三范式或者更高范式。有三个步骤:

    1) 确定函数依赖

    2) 对函数依赖进行处理

    (3)  对数据模式进行分解

    个人理解,由例子可以看出,优化的过程其实就是消除依赖的过程。

    (2)对关系模式进行水平和垂直分解。

    其实就是关系型数据库中视图的概念。设计出用户子模式

    直接上例子:

     

    四、数据库的物理设计

    目前流行的数据库,大部分物理结构设计,已经由DBMS自动完成,索引设计,聚类设计,分区设计,确定系统配置参数,评价物理结构设计。(个人理解,这部分主要就是用于对数据库的性能方面的优化,如当面对大量数据的时候,运用怎样的物理结构设计,可以使得查询效率更高。)

    数据库物理设计的任务之一,确定选择哪些存取方法,即要建立哪些存储路径。

    主要的存取方法:1.索引方法(主要是B+树)2.聚簇方法。

           (1) 索引存取方法:

                     确定为哪些属性列建立索引,哪些属性列建立组合索引,哪些索引要设计为唯一索引。

                      例: 在学生表Student上建立索引

                             CREATE INDEX S_name

                             ON Student (Ssex, Sage  DESC);

     

            (2)聚簇存取方法的选择:

                             关系中指定属性值相同的元组集中存放在连续的存储块中,称为聚簇。指定属性为聚簇属性。

                             许多关系型DBMS都提供了聚簇功能。

                             建立聚簇索引后,基表中数据也需要按指定的聚簇属性值的升序或降序存放。也即聚簇索引的索引项顺序与表中元组的物理顺序一致。

    例:在Student表的Sname(姓名)列上建立一个聚簇索引,而且Student表中的记录按照Sname值的升序存放

                 CREATE CLUSTER INDEX Stusname

                          ON  Student(Sname); 

    最后:

     

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    数据库系统设计大作业:图书馆管理系统 参考https://blog.csdn.net/dimo__/article/details/84936685中的设计思路,设计了本系统 1 需求分析 针对图书馆的图书管理系统数据库设计,分别对图书馆的读者、一般工作人员...

    数据库系统设计大作业:图书馆管理系统

    参考https://blog.csdn.net/dimo__/article/details/84936685中的设计思路,设计了本系统

    1 需求分析

    针对图书馆的图书管理系统数据库设计,分别对图书馆的读者、一般工作人员和部门负责人进行详细地分析,总结出如下的需求信息:
    (1)图书馆中的图书具有书号、书名、作者、馆藏册数、在馆册数、价格、出版社及摘要等必要信息。其中每种书具有唯一的书号,即一个书号对应一种书而不是一本书。书名可以重复,但如果只是两本书重名,则这两本书具有不同的书号。馆藏册数和在馆册数可以用于让读者判断是否可以借,另外,馆藏册数必须要大于等于在馆册数。
    (2)图书馆中的读者具有卡号、姓名、性别、单位、类型、级别和在借册数这些必要信息。卡号用于唯一地标识读者身份,每个读者对应一个卡号,同样每个卡号也不能对应多个读者。类型这个属性可以用于区分教员、学员,区分他们的意义在于不同类型的读者可同时借阅的书籍数大不相同。
    (3)从读者的角度,可以查阅图书馆相应的图书资料(也可以按要求查找,如输入一些关键字)以及每本书的在馆册数;同时可以提交借书和还书的申请;能判断自己是否因超期而欠款,若超期则自动显示出所需的罚款金额。
    (4)图书馆中的工作人员可以分为图书管理员和系统管理员。
    (5)图书管理员是图书馆中最普通的工作人员,图书管理员可以实现读者的借书和还书操作;也可以实现在读者交罚款之后取消罚款记录。另外,图书管理员在执行借书或还书操作时,应根据不同读者类型的借书限制册和还书日期等约束条件来实现。
    (6)系统管理员主要管理各类人员信息,包括读者信息和图书馆管理员信息这两项。
    (7)图书馆中应当有书架,书架具有书架号和类型两个属性,不同的书架号对应的图书类型也应该不同;另外还需要在图书中增加存放位置这个属性。

    2 系统设计

    2.1 概念结构设计

    图书这个实体型由书号、书名、作者、价格、出版社、摘要、馆藏册数、在馆册数、存放位置和被借次数这些属性组成,其中书号这个属性为主属性。
    在这里插入图片描述
    读者这个实体型由学号、姓名、性别、单位、类型、可借册数、在借册数、登陆密码和欠款这些属性组成,其中学号这个属性为主属性。
    在这里插入图片描述
    书架这个实体型由书架号和类型这两个属性组成,其中书架号这个属性为主属性,类型为本书架中存放书籍的类型,与之前读者中的表示读者身份的类型完全不同。

    在这里插入图片描述
    图书管理员和系统管理员这两个实体型由工作号,姓名和登录密码这些属性组成,其中工作号为主属性。

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    借还申请这个实体型由学号、书号、提交时间和借还类型这些属性组成,这些属性均为主属性。

    在这里插入图片描述

    2.2 整体ER图

    在这里插入图片描述

    2.3逻辑结构设计

    (一)关系模式的设计与优化
    首先:将E-R图中的6个实体型转换成6个最基本的关系模式
    1、图书(书号,书名,作者,价格,出版社,摘要,馆藏册数,在馆册数,存放位置,被借次数)
    2、读者(卡号,姓名,性别,单位,类型,在借册数,可借册数,密码,欠款)
    3、书架(书架号,类型)
    4、图书管理员(工作号,姓名,密码)
    5、系统管理员(工作号,姓名,密码)
    6、借还申请(学号,书号,提交时间,类型)
    然后:将实体型之间的联系转换成关系模式,因为是m:n联系,因此直接将与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性转换为关系的属性
    1、借阅(书号,卡号,借书时间)
    最后,根据实际的需要将关系模式进行合理的优化
    1、图书(书号,书名,作者,价格,出版社,摘要,馆藏册数,在馆册数,存放位置,被借次数)
    因为只有一个候选码(书号),因此不存在非主属性部分依赖的情况;另外,由于除了候选码以外的所有非主属性每一个都是只有通过候选码推出,因此,不存在传递依赖,而且因为候选码书号是唯一的决定因素,所以该关系模式不仅满足3NF,也满足BCNF。
    2、读者(卡号,姓名,性别,单位,类型,在借册数)
    因为只有一个候选码(卡号),因此该关系模式中也不存在非主属性部分依赖的情况;另外,由于除了候选码以外的所有非主属性每一个都是只有通过候选码推出,因此,也不存在传递依赖,而且因为候选码卡号是唯一的决定因素,所以该关系模式也满足BCNF。
    3、类型(类型,借书时间,最多在借册数)
    与上一个关系模式相同,由于只有一个候选码(类型),因此该关系模式中也不存在非主属性部分依赖的情况;另外,由于除了候选码以外的所有非主属性每一个都是只有通过候选码推出,因此,也不存在传递依赖,而且因为候选码类型是唯一的决定因素,所以该关系模式也满足BCNF。
    4、借阅(书号,卡号,借书时间)
    这个关系模式中包含三个主属性(书号、卡号和借书时间),该关系模式也满足BCNF。
    5、书架(书架号,类型)
    因为只有一个候选码(书架号),因此该关系模式中也不存在非主属性部分依赖的情况;另外,由于除了候选码以外的所有非主属性只有一个,也就是类型,只有通过候选码推出,因此,也不存在传递依赖,而且因为候选码书架号是唯一的决定因素,所以该关系模式也满足BCNF。
    6、工作人员(工作号,姓名,职务)
    与上一个关系模式相同,该关系模式只有一个候选码(工作号),因此该关系模式中也不存在非主属性部分依赖的情况;另外,由于除了候选码以外的所有非主属性每一个都是只有通过候选码推出,因此,也不存在传递依赖,而且因为候选码工作号是唯一的决定因素,所以该关系模式也满足BCNF。
    (二)设计合适的视图
    首先,由于所需要查看该数据库的人员分为读者、一般工作人员和部门负责人。而这三种人员在不同情况下需要看到的信息不同,因此需要根据这三种不同的人员建立所需要的不同视图。
    对于读者而言:
    1、读者在需要借书时只需要看到书号、书名、作者、价格、出版社、摘要、馆藏册数和存放位置,可以建立一个视图。
    2、当读者需要查看自己的信息时,可以查看读者表的的全部信息以及类型表中的最多在借册数,以便于知道自己还能借几本书,这也需要建立一个视图。
    对于图书管理员而言:
    1、当图书管理员需要查看自己的信息时,只需要查看工作人员表中的前三项即可。
    2、当图书管理员需要审批借阅/归还信息时,可根据职责分工单独查看其中一类申请。
    对于系统管理员而言:
    1、系统管理员除了可以查看所有信息外,还可以专门建立一个视图以方便查看图书的借阅情况以及每本书的借阅次数。
    2、系统管理员可以查看登陆日志,通过日期信息来建立视图。

    2.4数据库设计

    主要设计了8个表,具体表结构如下:
    Books(书)
    在这里插入图片描述
    Bookshelfs(书架)
    在这里插入图片描述
    Borrow(借书信息)
    在这里插入图片描述

    Item(借还申请)
    在这里插入图片描述
    Loginrecord(登陆日志)
    在这里插入图片描述
    Readers(读者)
    在这里插入图片描述
    Readertype(读者类型)
    在这里插入图片描述
    Workers(工作人员)
    在这里插入图片描述

    2.5 图形化界面设计

    本系统的UI设计使用Python第三方库PyQt5。 Pyqt5是一套Python绑定Digia QT5应用的框架。它可用于Python 2和3。Qt库是最强大的GUI库之一。pyqt5做为Python的一个模块,它有620多个类和6000个函数和方法。这是一个跨平台的工具包,它可以运行在所有主要的操作系统,包括UNIX,Windows,Mac OS。
    安装好PyQt5后,系统会默认安装QtDesigner工具。Qtdesigner是Python设计里面一个非常实用的工具,使得人们编写qt界面可以不仅仅是使用纯代码,而可以在可视化的基础上设置。
    根据需求我们设计了以下4个界面:
    1、登陆界面:
    在这里插入图片描述

    2、读者系统界面:
    在这里插入图片描述

    3、图书管理员界面:
    在这里插入图片描述

    4、系统管理员界面:
    在这里插入图片描述

    2.5系统功能实现思路

    设计好UI后,具体功能的实现是将UI中各种控件的信号连接到相应的槽函数上。我们的思路是将这四个UI定义为类,实现功能的槽函数定义为类中的方法。在主函数中导入这几个类并实例化,这样在之后的优化中只需要对UI的类进行修改。
    槽函数的实现需调用pymysql库,将需要数据库提供的数据转换为SQL语句,用库中的游标来执行,并返回相应值,进而实现具体功能。

    2021.6.8
    最近好像需要的人比较多,我又重新改了改之前买了的同学发现的BUG,说明文档和相关的内容都打包好了,有需要的请移步:
    https://download.csdn.net/download/qq_21548021/19867406

    mysql版本我用的是8.0,如果版本过低(例如mysql5.6)会导致sql导入失败,解决方法参照:
    https://blog.csdn.net/m0_43449433/article/details/104690010?spm=1001.2014.3001.5501

    2021.12.8
    有人说readme下载要会员,我挂个百度云的链接
    链接:https://pan.baidu.com/s/1USILkYfKbMCkQf-29bLOrw
    提取码:is41

    购买后有不会的可以私信我,我尽量帮解决

    2021.12.29
    想要JAVA版本的可以参考
    https://blog.csdn.net/weixin_43922615/article/details/122180636?spm=1001.2014.3001.5502

    展开全文
  • 数据库系统设计】数据库安全性

    千次阅读 2020-04-04 22:46:24
    数据库安全性4.1 数据库安全性概述4.1.1 数据库的不安全因素4.2 数据库安全性控制4.2.1 用户身份鉴别4.2.2 存取控制4.2.3 自主存取控制方法4.2.4 授权:授予与...数据库系统中的数据共享不能是无条件的共享 => ...

    问题的提出

    • 数据库的一大特点是数据可以共享
    • 数据共享必然带来数据库的安全性问题
    • 数据库系统中的数据共享不能是无条件的共享 => 数据库安全性
      例: 军事秘密、国家机密、新产品实验数据、市场需求分析、市场营销策略、销售计划、客户档案、医疗档案、银行储蓄数据

    数据库的安全性是指保护数据库以防止不合法使用所造成的数据泄露、更改或破坏

    系统安全保护措施是否有效是数据库系统主要的性能指标之一。

    4.1 数据库安全性概述

    4.1.1 数据库的不安全因素

    • 非授权用户对数据库的恶意存取和破坏

      • 一些黑客(Hacker)和犯罪分子在用户存取数据库时猎取用户名和用户口令,然后假冒合法用户偷取、修改甚至破坏用户数据。
      • 数据库管理系统提供的安全措施主要包括用户身份鉴别、存取控制和视图等技术。
    • 数据库中重要或敏感的数据被泄露

      • 黑客和敌对分子千方百计盗窃数据库中的重要数据,一些机密信息被暴露。
      • 数据库管理系统提供的主要技术有强制存取控制、数据加密存储和加密传输等。
      • 审计日志分析
    • 安全环境的脆弱性

      • 数据库的安全性与计算机系统的安全性紧密联系
      • 计算机硬件、操作系统、网络系统等的安全性
      • 建立一套可信(Trusted)计算机系统的概念和标准

    4.2 数据库安全性控制

    在这里插入图片描述

    • 系统根据用户标识鉴定用户身份,合法用户才准许进入计算机系统
    • 数据库管理系统进行存取控制,只允许用户执行合法操作
    • 操作系统有自己的保护措施
    • 数据以密码形式存储到数据库中

    数据库安全性控制的常用方法:

    • 用户身份鉴别
    • 存取控制(考试只考这个)
    • 视图
    • 审计
    • 数据加密

    在这里插入图片描述
    DBMS对提出SQL访问请求的数据库用户进行身份鉴别,防止不可信用户使用系统。
    在SQL处理层进行自主存取控制和强制存取控制,进一步可以进行推理控制。
    对用户访问行为和系统关键操作进行审计,对异常用户行为进行简单入侵检测。

    4.2.1 用户身份鉴别

    用户身份鉴别(Identification & Authentication)

    • 系统提供的最外层安全保护措施
    • 用户标识:由用户名和用户标识号组成
      (用户标识号在系统整个生命周期内唯一)

    用户身份鉴别的方法

    (1) 静态口令鉴别

    • 静态口令一般由用户自己设定,这些口令是静态不变的

    (2) 动态口令鉴别

    • 口令是动态变化的,每次鉴别时均需使用动态产生的新口令登录数据库管理系统,即采用一次一密的方法

    (3) 智能卡鉴别

    • 智能卡是一种不可复制的硬件,内置集成电路的芯片,具有硬件加密功能

    (4) 生物特征鉴别

    • 通过生物特征进行认证的技术,生物特征如指纹、虹膜和掌纹等

    4.2.2 存取控制

    存取控制机制组成:

    • 定义用户权限,并将用户权限登记到数据字典中
      • 用户对某一数据对象的操作权力称为权限
      • DBMS提供适当的语言来定义用户权限,存放在数据字典中,称做安全规则或授权规则
    • 合法权限检查
      • 用户发出存取数据库操作请求
      • DBMS查找数据字典,进行合法权限检查

    用户权限定义和合法权检查机制一起组成了DBMS的存取控制子系统。

    4.2.3 自主存取控制方法

    自主存取控制(Discretionary Access Control ,简称DAC

    • 用户对不同的数据对象有不同的存取权限
    • 不同的用户对同一对象也有不同的权限
    • 用户可‘自主’决定将其拥有的存取权限转授给其他用户

    通过 SQL 的 GRANT语句和REVOKE语句实现
    在这里插入图片描述

    4.2.4 授权:授予与回收

    权限授予:GRANT

    语义:将对指定操作对象的指定操作权限授予指定的用户

    GRANT <权限>[,<权限>]...
    ON <对象类型> <对象名>[,<对象类型> <对象名>]TO <用户>[,<用户>]...
    [WITH GRANT OPTION];
    

    发出GRANT

    • 数据库管理员
    • 数据库对象创建者(即属主Owner)
    • 拥有该权限、并能将该权限转授出去的用户

    按受权限的用户

    • 一个或多个具体用户
    • PUBLIC(即全体用户)

    [例4.1]:把查询Student表权限授给用户U1
    (将一种权限授予一个用户)

    GRANT SELECT    
    ON TABLE Student   
    TO U1; 
    

    [例4.2]:把对Student表和Course表的全部权限授予用户U2和U3
    (一次向多个用户传播多种同类对象的权限。)

    GRANT ALL PRIVILEGES
    ON TABLE Student, Course
    TO U2, U3;
    

    [例4.3]:把对表SC的查询权限授予所有用户

    GRANT SELECT
    ON TABLE SC
    TO PUBLIC;
    

    [例4.4]:把查询Student表和修改学生学号的权限授给用户U4
    (一次完成了对基本表和属性列这些不同对象的授权)
    对属性列的授权时必须明确指出相应属性列名

    GRANT UPDATE(Sno), SELECT
    ON TABLE Student
    TO U4;
    

    [例4.5]:把对表SC的INSERT权限授予U5用户,并允许他再将此权限授予其他用户
    方法一:

    GRANT INSERT
    ON TABLE SC
    TO U5
    WITH GRANT OPTION; #允许他再将此权限授予其他用户
    

    执行该语句后,U5不仅拥有了对表SC的INSERT权限,还可以传播此权限:

    [例4.6]

    GRANT INSERT
    ON TABLE SC
    TO U6
    WITH GRANT OPTION;
    

    同样U6还可以将此权限授予U7。

    [例4.7]

    GRANT INSERT
    ON TABLE SC
    TO U7;
    

    但U7不能再传播此权限。

    权限回收:REVOKE

    授予的权限可以由数据库管理员或其他授权者用REVOKE语句收回。

    REVOKE <权限>[,<权限>]...
    ON <对象类型> <对象名>[,<对象类型><对象名>]FROM <用户>[,<用户>]...[CASCADE | RESTRICT];
    # CASCADE:级联回收 
    # RESTRICT:受限回收
    

    [例4.8] 把用户U4修改学生学号的权限收回

    REVOKE UPDATE(Sno)
    ON TABLE Student
    FROM U4;
    

    [例4.9] 收回所有用户对表SC的查询权限

    REVOKE SELECT
    ON TABLE SC
    FROM PUBLIC;
    

    [例4.10] 把用户U5对SC表的INSERT权限收回

    REVOKE INSERT
    ON TABLE SC
    FROM U5 CASCADE ;
    

    如果系统缺省值为RESTRICT,回收U5的INSERT权限时应该使用CASCADE,否则拒绝执行该语句

    如果U6或U7还从其他用户处获得对SC表的INSERT权限,则他们仍具有此权限,系统只收回直接或间接从U5处获得的权限

    执行例4.8~4.10语句后学生-课程数据库中的用户权限定义表:
    在这里插入图片描述

    创建数据库模式的权限

    在这里插入图片描述
    模式、基本表、视图、索引是由数据库管理员在创建用户时实现
    基本表和视图、属性列是由GRANT/REVOKE决定的。

    CREATE USER语句格式:

    CREATE USER <username>
    [WITH][DBA|RESOURCE|CONNECT];
    

    注:CREATE USER不是SQL标准,各个系统的实现相差甚远。
    在这里插入图片描述

    4.2.5 数据库角色

    如果要对多个用户赋予相同的权限,下面操作会很麻烦;

    GRANT SELECT, UPDATE, INSERT
    ON TABLE Student
    TO U1, U2;
    GRANT SELECT, UPDATE(Ccredit)
    ON TABLE Course
    TO U1, U2;
    GRANT SELECT, INSERT
    ON TABLE SC
    TO U1, U2;
    ##########################
    GRANT SELECT, UPDATE, INSERT
    ON TABLE Student
    TO U3;
    GRANT SELECT, UPDATE(Ccredit)
    ON TABLE Course
    TO U3;
    GRANT SELECT, INSERT
    ON TABLE SC
    TO U3;
    

    什么是数据库角色

    数据库角色:被命名的一组与数据库操作相关的权限

    权限

    • 角色是权限的集合
    • 可以为一组具有相同权限的用户创建一个角色
    • 简化授权的过程

    使用角色来管理数据库权限,可以简化授权和回收的过程。

    使用角色管理数据库权限

    创建角色:

    CREATE ROLE <角色名>
    

    给角色授权:

    GRANT <权限>[,<权限>]ON <对象类型>对象名
    TO <角色>[,<角色>]

    将一个角色授予其他的角色或用户:

    GRANT <角色1>[,<角色2>]TO <角色3>[,<用户1>][WITH ADMIN OPTION]
    

    一个角色的权限:直接授予这个角色的全部权限加上其他角色授予这个角色的全部权限指定WITH ADMIN OPTION,则获得权限的角色或用户还可以把这种权限授予其他角色

    授予者是角色的创建者或拥有在这个角色上的ADMIN OPTION

    角色权限的收回:

    REVOKE <权限>[,<权限>]ON <对象类型> <对象名>
    FROM <角色>[,<角色>]

    用户可以回收角色的权限,从而修改角色拥有的权限

    • REVOKE执行者是
      • 角色的创建者
    • 拥有在这个(些)角色上的ADMIN OPTION

    [例4.11] 通过角色来实现权限管理。
    步骤如下:
    (1)首先创建一个角色 R1

    CREATE ROLE R1;
    

    (2)然后使用GRANT语句,使角色R1拥有Student表的SELECTUPDATEINSERT权限

    GRANT SELECT, UPDATE, INSERT
    ON TABLE Student
    TO R1;
    

    (3)将这个角色授予王平,张明,赵玲。使他们具有角色R1所包含的全部权限

    GRANT R1
    TO 王平,张明,赵玲;
    

    (4)可以一次性通过R1来回收王平的这3个权限

    REVOKE R1
    FROM 王平;
    

    [例4.12] 增加角色的权限

    GRANT DELETE
    ON TABLE Student
    TO R1;
    

    使角色R1在原来的基础上增加了Student表的DELETE 权限。

    [例4.13] 减少角色的权限

    REVOKE SELECT
    ON TABLE Student
    FROM R1;
    

    使R1减少了SELECT权限。

    4.2.6 强制存取控制方法

    自主存取控制缺点:

    • 可能存在数据的“无意泄露”
      在这里插入图片描述

    强制存取控制(MAC)

    • 保证更高程度的安全性
    • 用户不能直接感知或进行控制
    • 适用于对数据有严格而固定密级分类的部门
      • 军事部门
      • 政府部门

    在强制存取控制中,数据库管理系统所管理的全部实体被分为主体客体两大类

    主体是系统中的活动实体

    • 数据库管理系统所管理的实际用户
    • 代表用户的各进程

    客体是系统中的被动实体,受主体操纵

    • 文件、基本表、索引、视图

    敏感度标记(Label)

    • 对于主体和客体,DBMS为它们每个实例(值)指派一个敏感度标记(Label)
    • 敏感度标记分成若干级别
      • 绝密(Top Secret,TS)
      • 机密(Secret,S)
      • 可信(Confidential,C)
      • 公开(Public,P)
      • TS >= S >= C >= P

    主体的敏感度标记称为许可证级别(Clearance Level)
    客体的敏感度标记称为密级(Classification Level)

    强制存取控制规则

    1. 仅当主体的许可证级别大于或等于客体的密级时,该主体才能取相应的客体在这里插入图片描述
    2. 仅当主体的许可证级别小于或等于客体的密级时,该主体才能相应的客体
      在这里插入图片描述

    强制存取控制是对数据本身进行密级标记,无论数据如何复制,标记与数据是一个不可分的整体,只有符合密级标记要求的用户才可以操纵数据。
    在这里插入图片描述

    DAC + MAC安全检查

    实现强制存取控制MAC时要首先实现自主存取控制DAC
    原因:较高安全性级别提供的安全保护要包含较低级别的所有保护
    自主存取控制DAC与强制存取控制MAC共同构成数据库管理系统的安全机制。
    在这里插入图片描述

    小结

    数据库角色

    • 创建角色
    • 给角色授权
    • 将角色授予用户或其他角色
    • 角色权限的回收

    强制存取控制

    • 为主体的每个实例指派一个许可证级别
    • 为客体的每个实例指派一个密级
    • 通过许可证级别与密级间匹配关系进行存取控制

    4.3 视图机制

    把要保密的数据对无权存取这些数据的用户隐藏起来,对数据提供一定程度的安全保护。

    授予用户查询整个表的权限:

    GRANT SELECT
    ON TABLE Student
    TO U1;
    

    授予用户查询某些列的权限:

    GRANT SELECT(Sno, Sname)
    ON TABLE Student
    TO U2;
    

    授予用户查询某些行的权限?

    • 需要用存取谓词来定义用户权限
    • 无法直接用GRANT语句实现
    • 可以用视图机制间接地实现

    [例4.14] 授权王平老师能查询计算机系学生的情况,授权系主任张明能对计算机系学生的信息进行所有操作。
    (1)先建立计算机系学生的视图CS_Student

    CREATE VIEW CS_Student
    AS
    SELECT *
    FROM Student
    WHERE Sdept='CS';
    

    (2)在视图上进一步定义存取权限

    GRANT SELECT
    ON CS_Student
    TO 王平;
    GRANT ALL PRIVILIGES
    ON CS_Student
    TO 张明;
    

    4.4 审计(Audit)

    在这里插入图片描述
    什么是审计

    • 启用一个专用的审计日志(Audit Log)
      将用户对数据库的所有操作记录在上面
    • 审计员利用审计日志
      监控数据库中的各种行为
      发现非法存取,发现潜在威胁
    • C2以上安全级别的DBMS必须具有审计功能

    小结

    实现数据库系统安全性的技术和方法

    • 用户身份鉴别
    • 存取控制技术:自主存取控制和强制存取控制
    • 视图技术
    • 审计技术
    • 数据加密:加密存储和加密传输
    展开全文
  • 系统背景介绍及需求描述 1.所选课题的现状、背景、意义 现状: 国内:自改革开放以来,我国生产力发展迅速,工业发展态势迅猛,工厂规模随之不断扩大,工厂里工作的员工以及工厂要处理的产品数量越来越多,人工...

    一.系统背景介绍及需求描述

    1.所选课题的现状、背景、意义

    现状:

        国内:自改革开放以来,我国生产力发展迅速,工业发展态势迅猛,工厂规模随之不断扩大,工厂里工作的员工以及工厂要处理的产品数量越来越多,人工管理的成本越来越高并且变的不现实。当前中国很多工厂过度依赖人工管理,信息化程度低,不能及时获得工厂的实时数据,无法迅速准确的整合信息实现业务内容的确定以及满足用户复杂和不断变化的业务需求。

        国外:发达国家工厂大部分信息化程度较高,能够方便地获取工厂各方面的实时数据,业务内容明确,可以将要传送的整个工厂运营信息的生产数据与本地和世界的整个业务相整合。可以为用户的业务提供大量工厂信息,管理业务和过程控制域,消除业务系统和过程控制之间的差距。

    背景:

    国内工厂制造的信息化正在日益提高,但是在企业生产现场监控管理方面还基本上基于手工在操作。这就出现了所谓的“制造业生产现场黑箱作业”现象。产品汰旧换新加速迫使产品设计,工程及生产部门之间的关系越来越紧密。

    生产周期缩短,生产单位不断面临新的零组件,新的设备,新的制造流程及经常性的工程变更,生产现场需要一套实时生产指示系统,有效地指引生产人员作业规范,同时能正确迅速地将生产状况反应给设计制造部门,及时找出新产品生产问题。

    经济的发展日渐国际化,所面临的不仅是国内竞争而是面对全球各地一流产品的竞争压力。就生产而言,所面临的是要不断提升产质量量及降低生产成本。

    意义:

    工厂管理信息系统为工厂创建有价值的数据基础,从而降低所需工程成本。通过工厂管理信息系统,各环节的工作变得更规范、更有序。员工把时间都专注到如何更好的执行计划、提高效率上,高层从繁琐、低效的常规事务中解放出来,更多时间花在制定战略上,而不是忙于应对各种突发情况做出应急反应。这样一来,不仅大大提升员工的积极性、满意度和生产力,更能全方位降耗增效,高效率、高品质、高利润自然相伴而来。

    2.项目所要实现的主要功能介绍

    工厂需要一个工厂管理信息系统。该系统的用户为工厂管理员,同时他也是系统管理员。系统的主要功能如下:

    职工信息管理:主要是管理员对工厂内的职工的信息进行登记,包括职工号,职工姓名,职工类型等,以便统一管理,当现有职工的信息发生变动时或者职工入职或离职时,对职工信息进行相应的修改或添加删除。还可以查询现有职工的所有信息。

    ②供应商信息管理:主要是管理员对向工厂提供物资的供应商的信息进行记录,包括供应商号,产园名,地址和电话号码。可以对其进行相应的查询或修改以及添加删除操作。

    ③产品信息管理:主要是管理员对工厂的产品的相关信息进行记录。包括产品名,产品号,以及产品数量。可以对其进行相应的查询或修改以及添加删除操作。

    ④仓库信息管理:主要是对工厂所有的仓库的信息进行记录。包括仓库号和地址。可以对其进行相应的查询或修改以及添加删除操作。

    ⑤订单信息管理:主要是管理员对工厂所接订单的信息进行记录。包括订单号,订单金额等。可以对其进行相应的查询或修改以及添加删除操作。

    ⑦顾客信息管理:主要是管理员对下订单的顾客的信息进行记录。包括顾客号,姓名以及联系方式。可以对其进行相应的查询或修改以及添加删除操作。

                                                                         功能模块图

    二.数据库设计

    1.概念结构设计

    系统基本ER图:

     实体属性图:

     

    分ER图:

     

    2.逻辑结构设计

    实体对应的关系模式:

    职工(姓名,职工号,年龄,职工类型,性别)

    部门(部门号,部门名称,部门主管,部门联系方式)

    仓库(仓库号,地址)

    供应商(供应商号,产园名,地址,电话号码)

    产品(名称,产品号,产品数量)

    订单(订单号,订单金额,相关产品)

    顾客(顾客号,姓名,联系方式)

    联系对应的关系模式:

    工作(职工号,部门号

    供应(供应商号,产品号

    订货(订单号,顾客号,订单数量)

    加工制作(职工号,产品

    存取(产品号,仓库号,存取数量)

    三.数据库中表对象的创建

    1.用户的创建及权限授予

    create user 小明 identified by xiaoming;

    grant all priviliges to 小明;

    conn 小明/xiaoming;

    2.部门表的创建

    1)部门表创建语句

    create table department02(

     deno varchar2(10) primary key not null,

     dename varchar2(15) not null,

     deleader varchar2(15) not null,

     decontact char(11) not null

    );

    2)数据的插入

    insert into department02 values('de0001','生产部','王伟',15111111111);

    insert into department02 values('de0002','行政部','刘佳乐',15222222222);

    insert into department02 values('de0003','人事部','小明',15333333333);

    insert into department02 values('de0004','保障部','小红',15444444444);

    insert into department02 values('de0005','采购部','小刚',15555555555);

    insert into department02 values('de0006','销售部','小刘',15666666666);

    insert into department02 values('de0007','财务部','小黄',15777777777);

    3)部门表数据查询结果

    3.职工表的创建

    1)表创建语句

    create table employee02(

     eno varchar2(10) primary key not null,

     ename varchar2(10) not null,

     esex varchar2(5) check(esex in ('男','女')) not null,

     eage number(2) check(eage>=18 and eage<=65),

     etype varchar2(20) not null

     );

    2)数据的插入

     insert into employee02 values('e0001','张三','男',25,'临时工');

    insert into employee02 values('e0002','李四','男',34,'正式员工');

    insert into employee02 values('e0003','王伟','男',44,'领导');

    insert into employee02 values('e0004','刘佳乐','女',42,'领导');

    insert into employee02 values('e0005','何宇轩','男',22,'临时工');

    insert into employee02 values('e0006','谢灵彤','女',37,'正式员工');

    insert into employee02 values('e0007','王秀英','女',29,'正式员工');

    3)职工表数据查询结果

    4.仓库表的创建

    1)表创建语句

    create table depository02 (

     dno varchar2(5) primary key not null,

     dadd varchar2(50) unique not null

     );

    2)数据的插入

    insert into depository02 values('d0001','厂内西区');

    insert into depository02 values('d0002','厂内东区');

    insert into depository02 values('d0003','厂内北区');

    insert into depository02 values('d0004','厂内南区');

    insert into depository02 values('d0005','厂外中心街道区');

    insert into depository02 values('d0006','厂外城市郊区');

    3)仓库表数据查询结果

    5.供应商表的创建

    1)表创建语句

    create table supplier02 (

     sno varchar2(10) primary key not null,

     sname varchar2(15) unique not null,

     sadd varchar2(15) not null,

     scontact char(11) not null

     );

    2)数据的插入

     insert into supplier02 values('s0001','荣供应商','荣成',12111111111);

     insert into supplier02 values('s0002','威供应商','威海',12222222222);

     insert into supplier02 values('s0003','黑供应商','黑龙江',12333333333);

     insert into supplier02 values('s0004','北供应商','北京',12444444444);

     insert into supplier02 values('s0005','上供应商','上海',12555555555);

     insert into supplier02 values('s0006','深供应商','深圳',12666666666);

     insert into supplier02 values('s0007','杭供应商','杭州',12777777777);

    3)供应商表数据查询结果

    6.产品表的创建

    1)表创建语句

    create table product02(

     pno varchar2(10) primary key not null,

     pname varchar2(10) not null,

     pquantity number(4) not null

     );

    2)数据的插入

     insert into product02 values ('p0001','饮料',1000);

     insert into product02 values ('p0002','饼干',2000);

     insert into product02 values ('p0003','面包',3000);

     insert into product02 values ('p0004','泡面',4000);

     insert into product02 values ('p0005','牛肉干',5000);

     insert into product02 values ('p0006','巧克力',6000);

    3)产品表数据查询结果

    7.订单表的创建

    1)表创建语句

    create table orders02(

     ono varchar2(10)primary key not null,

     omoney number(4) not null,

     oproduct varchar2(10) not null

    );

    2)数据的插入

    insert into orders02 values ('o0001',1500,'饮料');

    insert into orders02 values ('o0002',2000,'巧克力');

    insert into orders02 values ('o0003',4300,'泡面');

    insert into orders02 values ('o0004',6700,'面包');

    insert into orders02 values ('o0005',1000,'饮料');

    insert into orders02 values ('o0006',5000,'饼干');

    3)订单表数据查询结果

    8.顾客表的创建

    1)表创建语句

    create table customer02(

     cno varchar2(10) primary key not null,

     cname varchar2(15) not null,

     ccontact char(11) not null

    );

    2)数据的插入

    insert into customer02 values('c0001','家家悦超市',13111111111);

    insert into customer02 values('c0002','百货超市',13222222222);

    insert into customer02 values('c0003','佳佳乐超市',13333333333);

    insert into customer02 values('c0004','便民超市',13444444444);

    insert into customer02 values('c0005','便利店',13555555555);

    insert into customer02 values('c0006','学校',13666666666);

    insert into customer02 values('c0007','小商店',13777777777);

    3)顾客表数据查询结果

     

    9.供应表的创建

    1)表创建语句

    create table supply02(

     sno varchar2(10) not null,

    pno varchar2(10) not null,

     foreign key (sno) references supplier02(sno),

     foreign key (pno) references product02(pno),

     primary key(sno,pno)

     );

    2)数据的插入

    insert into supply02 values('s0001','p0001');

    insert into supply02 values('s0003','p0002');

    insert into supply02 values('s0005','p0003');

    insert into supply02 values('s0002','p0006');

    insert into supply02 values('s0001','p0004');

    insert into supply02 values('s0006','p0003');

    insert into supply02 values('s0007','p0004');

    3)供应表数据查询结果

    10.订货表的创建

    1)表创建语句

    create table ordergoods02(

     ono varchar2(10) not null,

     cno varchar2(10) not null,

     oquantity number(4) not null,

    foreign key (ono) references orders02(ono),

    foreign key (cno) references customer02(cno),

    primary key(ono,cno)

    );

    2)数据的插入

    insert into ordergoods02 values('o0001','c0001',1000);

    insert into ordergoods02 values('o0003','c0002',4000);

    insert into ordergoods02 values('o0005','c0005',5000);

    insert into ordergoods02 values('o0004','c0007',2500);

    insert into ordergoods02 values('o0002','c0006',4500);

    insert into ordergoods02 values('o0004','c0001',8500);

    insert into ordergoods02 values('o0001','c0003',3000);

    3)订货表数据查询结果

    11.加工制作表的创建

    1)表创建语句

    create table process02(

     eno varchar2(10) not null,

     pno varchar2(10) not null,

    foreign key (eno) references employee02(eno),

    foreign key (pno) references product02(pno),

    primary key(eno,pno)

    );

    2)数据的插入

    insert into process02 values('e0001','p0003');

    insert into process02 values('e0004','p0002');

    insert into process02 values('e0002','p0001');

    insert into process02 values('e0005','p0004');

    insert into process02 values('e0006','p0006');

    insert into process02 values('e0003','p0005');

    insert into process02 values('e0002','p0004');

    3)加工制作表数据查询结果

    12.存取表的创建

    1)表创建语句

    create table storeget02(

     pno varchar2(10) not null,

     dno varchar2(5) not null,

     sgquantity number(4) not null,

    foreign key (pno) references product02(pno),

    foreign key (dno) references depository02(dno),

    primary key(pno,dno)

    );

    2)数据的插入

    insert into storeget02 values('p0001','d0001',1000);

    insert into storeget02 values('p0003','d0002',-1000);

    insert into storeget02 values('p0002','d0003',-2000);

    insert into storeget02 values('p0004','d0004',-2500);

    insert into storeget02 values('p0005','d0006',5500);

    insert into storeget02 values('p0006','d0005',2000);

    insert into storeget02 values('p0003','d0004',1500);

    3)存取表数据查询结果

    13.工作表的创建

    1)表创建语句

    create table empdepart02(

     eno varchar2(10) not null,

     deno varchar2(10) not null,

    foreign key (eno) references employee02(eno),

    foreign key (deno) references department02(deno),

    primary key(eno,deno)

    );

    2)数据的插入

    insert into empdepart02 values('e0003','de0001');

    insert into empdepart02 values('e0004','de0002');

    insert into empdepart02 values('e0001','de0004');

    insert into empdepart02 values('e0002','de0003');

    insert into empdepart02 values('e0005','de0006');

    insert into empdepart02 values('e0006','de0007');

    insert into empdepart02 values('e0007','de0005');

    3)加工制作表数据查询结果

    14.视图的创建

    (1)职工中是领导的视图:

    create view leader02

    as

    select ename as 领导姓名, eno as 领导编号,esex as 领导性别,eage as 领导年龄

    from employee02

    where etype='领导'

    with check option;

    (2)职工和产品之间的关系视图:

    create view emppro02

    as

    select process02.eno as 职工编号,e.ename as 职工姓名,process02.pno as 产品号,p.pname as 产品名称

    from process02,employee02 e,product02 p

    where process02.eno=e.eno and process02.pno=p.pno

    with check option;

    (3)产品和仓库之间的关系视图:

    create view prodepo02

    as

    select p.pname as 产品名称,d.dadd as 产品存放仓库地址,p.pquantity+sg.sgquantity as 产品存取后剩余数量

    from product02 p,depository02 d,storeget02 sg

    where sg.pno=p.pno and sg.dno=d.dno

    with check option;

     

    (4)顾客和订单之间的关系视图:

    create view cusord02

    as

    select c.cname as 顾客姓名,o.oproduct as 顾客订单购买的产品,o.omoney as 顾客订单金额,c.ccontact as 顾客联系方式

    from customer02 c,orders02 o,ordergoods02 og

    where og.ono=o.ono and og.cno=c.cno

    with check option;

     

    (5)供应商和产品之间的关系视图:

    create view suppro02

    as

    select sr.sname as 供应商,sr.sadd as 供应商所在地,p.pname as 供应的产品名,p.pquantity as 供应的产品的数量,sr.scontact as 供应商联系方式

    from supply02 sy,supplier02 sr,product02 p

    where sy.sno=sr.sno and sy.pno=p.pno

    with check option;

    15.数据查询(根据需求,从不同角度分析可能要进行哪些查询?写出查询的要求和对应的SQL语句,SQL语句不少于10个,要分别体现单表查询、多表连接查询、分组查询、嵌套查询等)

    根据工厂管理信息系统的需求,可能要进行职工信息的查询,供应关系的查询,订货信息的查询,加工制作信息的查询,存取信息的查询。

    (1)查询职工中的领导信息

    select e.eno as 领导编号,ename as 领导姓名,esex as 领导性别,eage as 领导年龄

    from employee02 e

    where e.etype='领导';

    (2)查询职工中的领导所在的部门

    select d.deno as 部门号,d.dename as 部门名称,e.ename as 领导

    from empdepart02 ed,employee02 e,department02 d

    where ed.eno=e.eno and ed.deno=d.deno and e.etype='领导';

     (3)查询供应产品数量最多的供应商以及相应的产品

    select s.sname as 供应商,p.pname as 产品名

    from product02 p,supplier02 s,supply02 sp

    where sp.pno=p.pno and sp.sno=s.sno and p.pquantity in (

    select max(p.pquantity)

    from product02 p

    );

    (4)查询不是超市的顾客

    select c.cno as 顾客号,c.cname as 顾客名

    from ordergoods02 og,customer02 c,orders02 o

    where og.cno=c.cno and og.ono=o.ono and c.cname not like'%超市';

    (5)查询有多个订单的顾客

    select cname as 顾客,count(o.ono) as 订单数量

    from ordergoods02 og,customer02 c,orders02 o

    where og.cno=c.cno and og.ono=o.ono

    group by c.cname

    having count(o.ono)>=2;

    (6)查询订单量最大的顾客以及相应的订单量和订单金额

    select c.cname as 顾客名,og.oquantity as 订单量,o.omoney as 订单金额

    from ordergoods02 og,customer02 c,orders02 o

    where og.cno=c.cno and og.ono=o.ono and og.oquantity=(

    select max(og.oquantity)

    from ordergoods02 og

    );

    (7)查询临时工负责加工的产品

    select p.pno as 产品号,p.pname as 产品名,e.ename as 临时工姓名

    from employee02 e,product02 p,process02 ps

    where ps.eno=e.eno and ps.pno=p.pno and e.etype='临时工';

    (8)查询需要多个员工加工的产品

    select p.pname as 产品名,count(e.ename) as 参与的员工数量

    from employee02 e,product02 p,process02 ps

    where ps.eno=e.eno and ps.pno=p.pno

    group by p.pname

    having count(e.ename)>=2;

    (9)查询加工多个产品的员工

    select e.ename as 员工姓名,count(p.pno) as 加工的产品数量

    from employee02 e,product02 p,process02 ps

    where ps.eno=e.eno and ps.pno=p.pno

    group by e.ename

    having count(p.pno)>=2;

    (10)查询存在厂内仓库的产品

    select p.pno as 产品号,p.pname as 产品名,d.dadd as 仓库地址

    from product02 p,depository02 d,storeget02 sg

    where sg.pno=p.pno and sg.dno=d.dno and d.dadd like'厂内%';

    11查询仓库内经过存取后的产品数量

    select p.pno as 产品号,p.pname as 产品名,sg.sgquantity+p.pquantity as 存取后的产品数量

    from product02 p,depository02 d,storeget02 sg

    where sg.pno=p.pno and sg.dno=d.dno;

    (12)查询经存取后产品数量最多的产品信息

    select p.pno as 产品号,p.pname as 产品名,d.dadd as 产品所在仓库

    from product02 p,depository02 d,storeget02 sg

    where sg.pno=p.pno and sg.dno=d.dno and (sg.sgquantity+p.pquantity) = (

    select max(sg.sgquantity+p.pquantity)

    from product02 p,depository02 d,storeget02 sg

    where sg.pno=p.pno and sg.dno=d.dno

    );

    四.总结

    通过本次的课程设计,我更加熟练地掌握了对数据库管理系统的使用方法。从一开始确立系统功能,制作功能模块图,确立实体属性联系之间的关系,构建系统基本ER图,实体属性图,分ER图,将ER图转换为相应的关系模式,然后根据关系模式创建相应的表,视图。到后面根据系统应有的功能对经常使用的功能进行SQL语句的查询,单表查询,多表查询,分组查询,嵌套查询都有体现。在这一过程中,我增强了构建E-R图的能力,对ER图的实体属性联系有了进一步体会,更加熟练的掌握了oracle数据库增删改查语句的使用,SQL语句的运用更为得心应手。对数据库有了更深层次的理解。在数据库的设计过程中,我进一步巩固了学过的知识,让我得以将书本上的理论与实践相结合,领会到了许多平时课堂上所没有心得与经验。

     同时在进行数据库设计时也发现了不少问题,对于如何将现实问题转化为问题模型这方面的能力明显不足,在对数据库信息分析层次上还有欠缺,在建立E-R图的时候出现了很多的问题,有时无法将几个事物之间的关系准确的用实体关系模型呈现。因为一开始比较不熟练,所以浪费了较多的时间在ER图构建上。同时,创建的表的数据插入数量不是太多,因此数据的代表性并没有实现的很好。从而后面的SQL语句查询结果有些单一。经过这次数据库实践,我会认真吸收经验和教训,不断改进这次数据库设计体现出来的缺点和短板,争取在下一次实践中有更好的发挥。

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