1、醫(yī)藥數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)原理與應(yīng)用一.緒論1.1.1數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的概念：是一種操縱和管理數(shù)據(jù)的大型軟件，用于建立、使用后人維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)，簡(jiǎn)稱(chēng)DBMS。功能：數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)操縱和運(yùn)行維護(hù)1.2數(shù)據(jù)模型的分類(lèi)：概念模型、邏輯模型和物理模型數(shù)據(jù)模型的組成要素?cái)?shù)據(jù)模型精確的描述了系統(tǒng)的靜態(tài)特征、動(dòng)態(tài)特征和完整性約束條件，由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)操作和完整性約束三部分組成。醫(yī)生科室科主任E-R模型:兩個(gè)實(shí)體之間的聯(lián)系可分為三種 一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)多。（分別會(huì)畫(huà)）管理 1m診療擁有1 病人醫(yī)生科室 1nn1:1聯(lián)系1：n聯(lián)系m：n聯(lián)系1.3三級(jí)模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)包括 外模式、內(nèi)模式、模式

2、二級(jí)映像（1）外模式|模式映像：模式描述的是數(shù)據(jù)庫(kù)的全局邏輯結(jié)構(gòu)，外模式描述的是局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)。一個(gè)模式對(duì)應(yīng)多個(gè)外模式，每個(gè)外模式都有一個(gè)外模式|模式映像。外模式|模式映像一般放在外模式中描述。（2）模式|內(nèi)模式映像：數(shù)據(jù)庫(kù)中只有一個(gè)模式，也只有一個(gè)內(nèi)模式，因此模式|內(nèi)模式映像是唯一的，它表達(dá)了數(shù)據(jù)全局邏輯結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。，如邏輯記錄和字段在內(nèi)部是如何儲(chǔ)存的。模式|內(nèi)模式映像一般是放在模式在模式中描述的。數(shù)據(jù)的獨(dú)立性（1）數(shù)據(jù)的地邏輯獨(dú)立性（2）數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性二、關(guān)系模型與關(guān)系代數(shù)2.3實(shí)體完整性的規(guī)則(1) 實(shí)體完整性的規(guī)則針對(duì)基本關(guān)系。一個(gè)基本關(guān)系表通常對(duì)應(yīng)一個(gè)實(shí)體集，

3、例如醫(yī)生關(guān)系對(duì)應(yīng)醫(yī)生集合；（2）現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體是可以區(qū)分的，它們具有一種唯一性標(biāo)識(shí)。例如：醫(yī)生的ID，病人的ID等。（3）在關(guān)系模型中，主關(guān)鍵字作為唯一的標(biāo)識(shí)，且不能為空。參照完整性現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體與實(shí)體之間往往存在某種關(guān)系，當(dāng)用關(guān)系來(lái)表示實(shí)體與實(shí)體之間的聯(lián)系時(shí)，關(guān)系之間的相互引用是必然的。用戶(hù)自定義的完整性任何關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)都應(yīng)該支持實(shí)體完整性和參照完整性。除此之外，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)實(shí)世界中的環(huán)境不同，往往還需要另外的約束條件。用戶(hù)自定義的完整性就是針對(duì)某一具體要求來(lái)定義的約束條件，它反應(yīng)某一具體應(yīng)用所涉及的數(shù)據(jù)必須滿(mǎn)足的語(yǔ)義要求。運(yùn)算符含義運(yùn)算符含義集合運(yùn)算符并比較運(yùn)算符大于交大于等

4、于差小于×笛卡爾積小于等于=等于不等于專(zhuān)門(mén)的關(guān)系運(yùn)算符6選擇邏輯運(yùn)算符 乛 非投影與連接或÷除傳統(tǒng)的集合運(yùn)算是二目運(yùn)算，包括 交、并、差、廣義笛卡爾積 四種運(yùn)算。三、SQL語(yǔ)言SQL的特點(diǎn)1.綜合統(tǒng)一2.高度非過(guò)程化3.使用方式靈活4.語(yǔ)言簡(jiǎn)潔，易學(xué)易用完整性約束條件1.NULL|NOT NULL 約束：表面相應(yīng)列是否允許空值2.PRIMARY KEY約束（主鍵約束）：用于定義基本表的主鍵，其唯一標(biāo)示作用。主鍵可以是某一列，也可以是多列的組合。一個(gè)基本表只能有一個(gè)主鍵，對(duì)于指定的PRIMARY KEY地一個(gè)列或多個(gè)列的組合，其中任何一個(gè)列都必須定義為NOT NULL。3.C

5、HECK約束：用來(lái)檢查字段值所允許的范圍4.FOREING KEY （外鍵約束）：用于定義基本標(biāo)的外鍵，建立兩張表之間的聯(lián)系。用SQL語(yǔ)言定義如下醫(yī)生表（Doctor）CREATE TABLE Doctor( dID CHAR(6)PRIMARY KEY, dName CHAR(10), Titie CHAR(10), Department CHAR(10), Assistant CHAR(6) );病人表（Patient）CREATE TABLE Patient( pID CHAR(6)PRIMARY KEY, pName CHAR(10), Sex CHAR(2), Job CHAR(30

6、), Tel CHAR(6), Birth Datetime, CHECK (Sex in('男','女') );就診總費(fèi)用表（CureFee）CREATE TABLE CureFee( pID CHAR(6)NOT NULL, dID CHAR(6)NOT NULL, Fee Int check(Fee>=0), PRIMARY KEY(pID,dID), FOREIGN KEY(pID)REFERENCES Patient(pID), FOREIGN KEY(dID)REFERENCES Doctor(dID) );例3.5 在醫(yī)生表Doctor中增加

7、“性別”“簡(jiǎn)介”列，其數(shù)據(jù)類(lèi)型均為字符型。ALTER TABLE DoctorADD sex CHAR(2)CHECK(sex in('男','女'),introduction CHAR(30);例3.12 為Patient表的Sex列建立默認(rèn)約束，默認(rèn)為“男” ALTER TABLE PatientADD CONSTRAINT DF_Patient_Sex DEFAULT '男'FOR Sex;1索引的分類(lèi)（重點(diǎn)在英文）在創(chuàng)建索引前，必須確定要使用的列和要?jiǎng)?chuàng)建的索引類(lèi)型。（1）唯一索引（ UNIQUE）：每一個(gè)索引值只對(duì)應(yīng)唯一的數(shù)據(jù)記

8、錄。系統(tǒng)在創(chuàng)建該素引時(shí)34單表檢查是否有重復(fù)的鍵值，并在每次便用 INSERT或 UPDATE語(yǔ)句添加數(shù)據(jù)時(shí)進(jìn)行檢查。如要使用此選項(xiàng)，則則應(yīng)確定索引所包含的列均不允許NUIL值，否則在使用時(shí)會(huì)經(jīng)常出錯(cuò)。（2）聚集索引（ CLUSTERED）：也稱(chēng)聚簇索引。創(chuàng)建聚簇索引時(shí)，需要對(duì)已有表數(shù)據(jù)重新進(jìn)行排序（若表中已有數(shù)據(jù)），即刪除原始的表數(shù)據(jù)后再將排序結(jié)果按物理序插回，故聚索引建立完畢后，建立聚簇索引的列中的數(shù)據(jù)已經(jīng)全部按序排列，排列的結(jié)果存儲(chǔ)在表中。個(gè)表中只能包含一個(gè)聚簇索引，但該索引可以包含多個(gè)列。（3）非聚集索引（ NONCLUSTERED）：也稱(chēng)非聚簇

9、索引。索引與數(shù)據(jù)存放在不同的物理區(qū)城，建立非聚集索引時(shí)數(shù)據(jù)本身不進(jìn)行排序，即排列的結(jié)果不存儲(chǔ)在表中。一個(gè)表中可以建立多個(gè)非聚簇索引。（4）復(fù)合索引：將兩個(gè)或多個(gè)字段組合起來(lái)建立的索引，單獨(dú)的字段允許有重復(fù)的值需要注意的是，建立索引的目的是加快對(duì)表中記錄的查找或排序。同時(shí)，為表設(shè)置索引是要付出代價(jià)價(jià)的：一是增加了數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)空間，二是在插入和修改數(shù)據(jù)時(shí)要花費(fèi)較多的時(shí)間（因?yàn)樗饕惨S之變動(dòng)）。用戶(hù)可以在最常查詢(xún)的列上建立聚集索引，以提高查詢(xún)效率。但對(duì)于經(jīng)常更新的列不宜建立聚集索引。例3.28 查詢(xún)姓劉的醫(yī)生的基本信息SELECT*FROM DoctorWHERE dNAME LIKE'劉

10、%'例3.33 查詢(xún)沒(méi)有提供電話(huà)的病人的姓名、性別、職業(yè)。SELECT pNAME,Sex,JobFROM PatientWHERE Tel IS NULL;例3.35 查詢(xún)內(nèi)科的主任醫(yī)師SELECT dID,dNAME,Title,Department,AssistantFROM DoctorWHERE Department='內(nèi)科'AND Title='主任醫(yī)師'例3.37 查詢(xún)病人的基本信息，查詢(xún)結(jié)果按照病人的性別升序排列，相同性別的按出生日期順序排列。SELECT pID,pName,Sex,Job,Tel,BirthFROM PatientOR

11、DER BY Sex,Birth DESC;連接查詢(xún)連接查詢(xún)是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中最主要、最重要的查詢(xún)。包括等值鏈接、非等值連接、自然連接查詢(xún)、自身連接查詢(xún)和復(fù)合條件連接查詢(xún)等。連接條件中的各連接字段類(lèi)型必須是可比的，但列名不一定是相同的。修改一條記錄例3.64 將Doctor表中所有“呼吸科”醫(yī)生的助手Assistant改為“d4”。UPDATE Doctor SET Assistant='d4'WHERE Department ='呼吸科'例3.66 將Patient表中所有職業(yè)Job為“學(xué)生”且出生日期Birth最早（或最晚）的桑耳的電話(huà)Tel改為“000”。UP

12、DATE TOP(3)PatientSET Tel='000'WHERE Job='學(xué)生' ORDER BY Birth ASC(DESC);第四章 數(shù)據(jù)庫(kù)完整性與安全性1.數(shù)據(jù)庫(kù)完整性：數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的正確性，有效性和相容性實(shí)體完整性：通過(guò)PRIMARY KEY定義，既可以在創(chuàng)建表時(shí)定義，也可以在創(chuàng)建完表之后定義（1）在創(chuàng)建表時(shí)定義主鍵(P68) CONSTRAINT<主鍵名> PRIMARY KEY CLUSTERED| NONCLUSTERED 例4.1創(chuàng)建 Recorder表,表結(jié)構(gòu)如表4-1所示,其主鍵為 cRecorderId。 CREAT

13、E TABLE Recorder ( cRecorderId CHAR(12) PRIMARY KEY, cRegisterId CHAR(12)， vHistory VARCHAR(500)， vSymptom VARCHAR(500) ，vDescription VARCHAR(1000)， tCure TIME)；（2）在未設(shè)置主鍵的表中添加主鍵(P69) 例4 .2創(chuàng)建 Register表,表結(jié)構(gòu)如表4-2所示,創(chuàng)建完成后,在 CRegisterld字段上添加主鍵約束。 CREATE TABLE Register( cRegisterid CHAR(12)， cDoctorId CHA

14、R(6)， cPatientId CHAR(10)， tRegister TIME fFee FLOAT)； 該表創(chuàng)建時(shí)沒(méi)有定義主鍵,現(xiàn)添加主鍵語(yǔ)句如下 ：ALTER TABLE RegisterADDCONSTRAINT 掛號(hào)編號(hào)PRIMARY KEY(cRegisterID)2.參照完整性：通過(guò)PRIMARY KEY定義那些列為外鍵，用REFERENCES短語(yǔ)指明外鍵參照哪些表的主碼。3.自定義完整性UNIQUE約束：是唯一性約束，該約束類(lèi)型可以指定一列或多列，表示指定列中數(shù)據(jù)不允許出現(xiàn)重復(fù)值。安全性存取控制的類(lèi)別（1） 自主存取控制（2） 強(qiáng)制存取控制自主存取控制的實(shí)現(xiàn)SQL標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)GR

15、ANT（授權(quán)）語(yǔ)句和REVOKE（收權(quán)）語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)自主存取控制（1） 用戶(hù)權(quán)限（2） 授權(quán)(P81)GRANT語(yǔ)句的一般格式如下GRANT<權(quán)限>,<權(quán)限> ON<對(duì)象類(lèi)型><對(duì)象名>,<對(duì)象類(lèi)型><對(duì)象名>TO<用戶(hù)>,<用戶(hù)> ( WITH GRANT OPTION );例4.10把修改 Recorder表中 cRecorderld(病歷編號(hào))和查詢(xún)?cè)摫淼臋?quán)限授予李明GRANT UPDATE( crecorderid), SELECT ON TABLE RecorderTO李明;（3） 收權(quán)(P8

16、2)數(shù)據(jù)庫(kù)管理員DBA或其他授權(quán)者可以通過(guò) REVOKE語(yǔ)句將授予的權(quán)限收回。REVOKE e語(yǔ)句的一般格式如下 REVOKE<權(quán)限>,<權(quán)限>ON<對(duì)象類(lèi)型><對(duì)象名>,<對(duì)象類(lèi)型><對(duì)象名> FROM<用戶(hù)>,<用戶(hù)> CASCADE I RESTRICT; 例4.16收回李明修改 Recorder表中 cRecorderId(病例編號(hào))的權(quán)限。 REVOKE UPDATE( cRecorderid) ON TABLE RecordeFROM李明問(wèn)答題1.數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性要保護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù),使其

17、免受不合法的操作對(duì)它造成的破壞。我們主要通過(guò)對(duì)用戶(hù)標(biāo)識(shí)和鑒別、存取控制、視圖機(jī)制、審計(jì)和對(duì)數(shù)據(jù)加密等手段,來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的安全。2.數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性控制包括：關(guān)系模型的完整性規(guī)則設(shè)計(jì)與完整性實(shí)施數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性是防止合法用戶(hù)無(wú)意中對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)造成破壞,比如輸入不符合語(yǔ)義的數(shù)據(jù)、輸出錯(cuò)誤信息等,防范對(duì)象是不合語(yǔ)義的數(shù)據(jù): 為了防止不符合語(yǔ)義或不合理的數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù),DBMS提供的數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性控制必須包括:一是進(jìn)行完整性約束條件的定義。完整性約束條件即完整性規(guī)則,是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行某些約束,這些添加在數(shù)據(jù)上的語(yǔ)義約束條件就稱(chēng)為數(shù)據(jù)庫(kù)完整性約束條件,它包括關(guān)系模型的實(shí)體完整性、參照完整性和用戶(hù)定義完

18、整性,并作為數(shù)據(jù)庫(kù)模式的一部分存入DBMS中。二是進(jìn)行完整性檢查和違約處理。檢查數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的完整性,看其是否滿(mǎn)足語(yǔ)義規(guī)定的條件,若不滿(mǎn)足,則采取一定的動(dòng)作保證數(shù)據(jù)的完整性。數(shù)據(jù)完整性的程度是決定數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù) 據(jù)的可靠程度和可信程度的主要因素。3.視圖機(jī)制的作用：由一個(gè)或多個(gè)基本表或者視圖導(dǎo)出的表,它是一個(gè)虛表。在數(shù)據(jù)庫(kù)中,只存放著這些視圖的定義,而不存放視圖對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)仍存放在原有的基本表中。視圖機(jī)制是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)提供給不同用戶(hù)從不同角度觀察數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的重要手段,它通過(guò)為不同用戶(hù)定義不同的視圖,在一定的范圍內(nèi)限制了訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)的對(duì)象,使得無(wú)操作權(quán)限的用戶(hù)無(wú)法看到與其不相關(guān)的數(shù)據(jù),從而加強(qiáng)了

19、數(shù)據(jù)安全保護(hù)程度。第五章 關(guān)系數(shù)據(jù)理論關(guān)系模式規(guī)范化.模式的分解包括分解的無(wú)損連接和保持函數(shù)依賴(lài)性習(xí)題單項(xiàng)選擇題 1設(shè)計(jì)性能較優(yōu)的關(guān)系模式稱(chēng)為規(guī)范化,規(guī)范化主要的理論依接是(A)。 A.關(guān)系規(guī)范化理論 B.關(guān)系運(yùn)算理論 C.關(guān)系代數(shù)理論 D.數(shù)理邏輯持 2.規(guī)范化理論是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì)的理論依據(jù)。根據(jù)這個(gè)理論,關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的關(guān)系必須滿(mǎn)足:其每一屬性都是(B) A.互不相關(guān)的 B.不可分解的 C.長(zhǎng)度可變的 D.互相關(guān)聯(lián)的3.關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)范化是為解決關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中(D)問(wèn)題而引入的 A.提高查詢(xún)速度 B.保證數(shù)據(jù)的安全性和完整性 C.減少數(shù)據(jù)操作的復(fù)雜性 D插入異常、刪除異常和數(shù)據(jù)冗余 4.

20、規(guī)范化過(guò)程主要為克服數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯結(jié)構(gòu)中的插入異常、刪除異常以及(C)的缺 A.數(shù)據(jù)的不一致性 B.結(jié)構(gòu)不合理 C冗余度大 D.數(shù)據(jù)丟失5.假設(shè)關(guān)系模式R(A,B)屬于3NF,下包說(shuō)法中(B)是正確的。A.它一定消除了插入和刪除異常 B.仍存在一定的插入和刪除異常 C.一定屬于BCNF D.A和C都是6.當(dāng)B屬性函數(shù)依賴(lài)于A屬性時(shí),屬性A與B的聯(lián)系是（B） A.1對(duì)多 B.多對(duì)一 C.多對(duì)多 D.以上都不是 7.數(shù)據(jù)庫(kù)一般使用(A) 以上的關(guān)系 A. INE B. 3NE C. BCNF D.4FN8關(guān)系模式中各級(jí)范式之間的關(guān)系為( A)ASNFC2NFCINF B. 3NFCINFC2NF C.

21、 ANFC2NFC3NE D. 2NF CINFC3NF 9關(guān)系模式中,滿(mǎn)足2NF的模式(B)A.可能是1NF B.必定是1NF C.必定是3NF D.必定是BCNF10.關(guān)系模式R中的屬性全部是主屬性,則R的最高范式必定是(B)。 A. 2NF B. 3NF C. BCNF D. 4NF 11.消除了部分函數(shù)依賴(lài)的1NF的關(guān)系模式必定是( )A1NF B. 2NF C. 3NF D. 4NF12.關(guān)系模式的候選碼可以有（B）A.0個(gè) B.1個(gè) C1或多個(gè) D多個(gè)13.關(guān)系模個(gè)或多式的主碼可以有()。 A.0個(gè) B.1個(gè) C.1個(gè)或多個(gè) D.多個(gè) 14.候選碼中的屬性可以有(C)。 A.0個(gè)

22、B.1個(gè) C.1個(gè)或多個(gè) D.多個(gè) 15.設(shè)有關(guān)系W(工號(hào),姓名,工種，定額)將其規(guī)化到第三范式的答案是。（C） A.WI(工號(hào),姓名)W2(工種,定額) B.W1(工號(hào),工種,定額)W2(工號(hào),姓名) CW1 姓名,工種)W2(工種,定額) D.以上都不對(duì) 16.在關(guān)系模式R(A,B,C,D)中,有函數(shù)依賴(lài)集F=BC,CD,DA 則R能 達(dá)到(B)。 AINF B. 2NF C. 3NF D.以上三者都不行 17.XA,(i=1,2,k)成立是XA1A2A成立的（C）A.充分條件 B.必要條件 C充要條件 D.既不充分也不必要18若關(guān)系R的候選碼都是由單屬性構(gòu)成的,則R的最高范式必定是(B)

23、。 A. INF B. 2NF C. 3NE D.無(wú)法確定19.設(shè)關(guān)系模式R(ABC)上成立的函數(shù)依賴(lài)集F為BC,CA,p=(AB的一個(gè)分解,那么分解( B)。 A.保持函數(shù)依賴(lài) B.丟失了BC C.丟失了CA D.是否保持函數(shù)依賴(lài)20.關(guān)系模型中BNF是指（D） A.滿(mǎn)足2NF且不存在組合屬性 B.滿(mǎn)足2NF且不存在部分依賴(lài)現(xiàn)象 C.滿(mǎn)足2NF且不存在非主屬性 D.滿(mǎn)足NF且不存在傳遞依賴(lài)現(xiàn)象證明題設(shè)有關(guān)系模式R（SNO，CNO，SCORE，TNO，DNAME），函數(shù)依賴(lài)集F =（SNO，CNO）SCORE，CNOTNO，TNODNAME，試分解R為BCNF。 解：初始化=R，求得候選關(guān)鍵字為SNO，CNO。首先從R中分解出關(guān)系（TNO，DNAME），得= R1（TNO，DNAME），R2（SNO