模式分解与数据库安全的实验研究

关于关系模式分解的标准，有三种等价的定义：1. 分解应具有无损连接性；2. 分解需保持函数依赖；3. 分解须同时保持函数依赖和无损连接性。这些标准在数据库安全实验中具有重要意义。

这份实验报告记录了本科生在数据库技术与应用方面的学习成果，是老师布置的第一项实验作业。未来还将上传更多实验成果。

模式分解保持函数依赖是指将关系模式 R 分解为 R1、R2、...、Rn 时，原模式的函数依赖关系在分解后的某个关系模式中也能被保持。具体而言，若分解后每个关系模式 Ri 的函数依赖集合 Fi 逻辑蕴涵原模式的所有函数依赖，则称此分解保持函数依赖。

一、实验目的加深学生对数据库安全性和数据完整性的理解，掌握在SQL Server中管理用户、角色和操作权限的方法，以及通过SQL语句实现数据完整性控制。二、实验内容包括在SQL Server企业管理器中设置安全认证模式，管理SQL Server的用户和角色，设置和管理数据操作权限。具体操作如下：设置SQL Server的安全认证模式（Windows或SQL Server和Windows认证模式），创建登录和数据库用户，管理角色以及在数据库中应用各种约束如主键、外键、唯一约束、check约束等，确保数据的安全和完整性。

关系模式 R 的范式及分解 关系模式 R 达到第二范式 (2NF)，因为其非主属性完全函数依赖于键 (商店编号, 商品编号)。但由于存在传递函数依赖(商店编号, 商品编号) → 商店编号 → 部门编号 → 负责人，R 不属于第三范式 (3NF)。 为达到 3NF，可将 R 分解为： R1(商店编号, 商品编号, 数量) R2(商店编号, 部门编号, 负责人) 关系 SC 的范式、异常分析及分解 范式: 关系 SC 的范式低于第三范式 (3NF)。 异常分析: SC 存在插入和删除异常。 插入异常: 无法单独插入部门信息，必须依赖于学生信息的插入。 删除异常: 删除某个学生信息的同时，会丢失其对应部门的信息。 原因: 非主属性“部门负责人”对候选键“学号”并非完全函数依赖，而是传递函数依赖于“系名”。 分解: 为达到 3NF，可将 SC 分解为： SC1(学号, 姓名, 系名) SC2(系名, 部门负责人) 分解后的影响: 分解后的关系消除了插入和删除异常。

关系数据库模式分解的目标之一是保持依赖关系。对于给定的关系模式 R(U) 及其函数依赖集 F，如果 R1(U1), R2(U2), ..., Rn(Un) 是 R(U) 的分解，那么 F 在 Ri 上的投影 Fi 被定义为 F 的闭包 F+ 中所有属性仅包含在 Ri 中的函数依赖的集合。换句话说，如果 α→β 属于 Fi，则 α 和 β 的所有属性都必须在 Ri 中。 如果关系模式 R(U) 的分解 R1(U1), R2(U2), ..., Rn(Un) 满足 (F1∪F2∪…∪Fn)+ = F+，则称该分解为保持依赖分解。

关系模式分解的标准有三种等价的定义：1. 分解需保持无损连接性；2. 分解需保留所有函数依赖；3. 分解需同时保持函数依赖和无损连接性。

在进行\"优化数据库管理与安全性实验\"时，首先需要掌握Oracle数据库的基础知识。Oracle，又称甲骨文，是全球知名的数据库管理系统，由Oracle公司开发。该系统在全球软件市场占据重要地位。实验中特别强调Oracle9i版本对互联网的支持，有效处理网络环境下的数据需求。实验环境包括服务器端和客户端。服务器端运行Oracle数据库，负责数据存储和管理，客户端安装Oracle客户端软件，用于与服务器通信、执行查询和数据操作。服务器端包含数据库实例，由存储结构和后台进程组成，处理客户端请求并返回结果。数据库文件包括表空间、数据文件、控制文件等，构成Oracle存储数据的基本结构。表空间是数据库的逻辑分区，用于组织数据。每个数据文件属于一个表空间，而表空间可以包含多个数据文件。User表空间为常规用户准备，每个数据文件只能属于一个表空间。实验涵盖Oracle数据库的基本操作，如安装Oracle客户端、SQL PLUS环境下的基本操作、创建数据库表的SQL语句、数据更新命令的使用（如INSERT、UPDATE）、数据库查询（重点是SELECT语句）、视图的创建和管理。此外还包括数据库安全性和完整性实验，如权限管理、角色分配、约束条件等，确保数据安全和正确性。SQL PLUS是Oracle提供的强大工具，扩展了标准SQL，增加了特定于Oracle的命令，方便用户与数据库交互。通过这些实验，学习者能够深入理解数据库基本概念，掌握数据操作技巧，并初步了解数据库安全性设置，为后续数据库管理和开发工作打下坚实基础。

数据库完整性是保证数据库中数据正确性、一致性和可靠性的规则和约束，涵盖实体完整性、参照完整性、断言等方面。实体完整性通过主键、候选键、外键等实现其唯一性和正确性。参照完整性通过外键约束确保实体间关系的正确性。断言则是对数据的某些限制，例如，一个MSC最多管理10个BSC，一个BSC最多管理50个小区/扇区。完整性约束验证是对主键、候选键、外键约束的正确性和有效性进行测试。外键约束验证观察级联操作对外键约束的影响。Check/触发器约束验证测试check约束和触发器的正确性和影响。数据库安全性涉及用户身份验证、访问控制、加密等。用户身份验证通过创建用户和授予不同的访问权限实现。访问控制由DBA授予或撤销普通用户的访问权限。加密通过加密算法保护数据。Sybase数据库支持完整性约束、安全性约束、触发器等功能，提供强大的数据管理和保护。实验总结中，我们学习了数据库完整性与安全性的概念和应用，掌握了Sybase数据库中的完整性约束和安全性功能，并学会使用DB2 Control Center和DB2 CLP进行数据库操作。