醫(yī)藥數(shù)據(jù)庫管理與應(yīng)用知識(shí)講解

1、醫(yī)藥數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理與應(yīng)用緒論1.1.1數(shù)據(jù)庫管理系統(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，簡(jiǎn)稱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：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。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）科主任科室科室1醫(yī)生n病人1:1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)庫系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)包括 外模式、內(nèi)模式、模式二級(jí)映像（1）外模式|模式映

2、像：模式描述的是數(shù)據(jù)庫的全局邏輯結(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，例如醫(yī)生關(guān)系對(duì)應(yīng)醫(yī)生集合

3、；（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。用戶自定義的完整性任何關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(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。用戶自定義的完整性就是針對(duì)某一具體要求來定義的約束條件，它反應(yīng)某一具體應(yīng)用所涉及的數(shù)據(jù)必須滿足的 語義要求。運(yùn)算符含義運(yùn)算符含義集合運(yùn)算符U并比較運(yùn)算符>大于一交>大

4、于等于n差<小于X笛卡爾積小于等于專門的關(guān)系運(yùn)算符6選擇n投影連接十除一等于O不等于邏輯運(yùn)算符非A與V或傳統(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、SQL語言SQL的特點(diǎn)1. 綜合統(tǒng)一2. 高度非過程化3使用方式靈活4.語言簡(jiǎn)潔，易學(xué)易用完整性約束條件1. NULL|N0T 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 NULLo3. CH

5、ECK約束：用來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),Tel C

6、HAR(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“性別”“簡(jiǎn)介”列，其數(shù)據(jù)類型均為字

7、符型ALTER TABLE DoctorADD sex CHAR(2)CHECK(sex in('男','女'),i ntroduction 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_Patie nt_Sex DEFAULT '男'FOR Sex;1索引的分類（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)建的索引類型。（1）唯一索引（ U N I QU E ）：每一個(gè)索引值只對(duì)應(yīng)唯一的數(shù)據(jù)記錄。系統(tǒng)在創(chuàng)建該素引時(shí)

8、34 單表檢查是否有重復(fù)的鍵值，并在每次便用 INSERT或UPDATE語句添加數(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 :也稱非聚簇索引。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

9、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)）。用戶可以在最常查詢的列上建立聚集索引，以提高查詢效率。但對(duì)于經(jīng)常更新的列不宜建立聚集索引。例 3.28 查詢姓劉的醫(yī)生的基本信息SELECT*FROM DoctorWHERE dNAME LIKE'劉 %'例 3.33 查詢沒有提供電

10、話的病人的姓名、性別、職業(yè)。SELECT pNAME,Sex,JobFROM PatientWHERE Tel IS NULL;例 3.35 查詢內(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 查詢病人的基本信息，查詢結(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 PatientORDER BY Sex,Birt

11、h DESC；連接查詢連接查詢是關(guān)系數(shù)據(jù)庫中最主要、最重要的查詢。包括等值鏈接、非等值連接、自然連接查 詢、自身連接查詢和復(fù)合條件連接查詢等。連接條件中的各連接字段類型必須是可比的，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Tel 改為“ 000”。UPDATE

12、TOP(3)PatientSET Tel='000'WHERE Job=' 學(xué)生' ORDER BY Birth ASC(DESC)；第四章 數(shù)據(jù)庫完整性與安全性1. 數(shù)據(jù)庫完整性：數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的正確性，有效性和相容性實(shí)體完整性：通過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 。CR

13、EATE 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 CHAR(

14、6) ，cPatientId CHAR(10) ，tRegister TIMEfFeeFLOAT)；該表創(chuàng)建時(shí)沒有定義主鍵 ,現(xiàn)添加主鍵語句如下 ：ALTER TABLE RegisterADDCONSTRAINT 掛號(hào)編號(hào) PRIMARY KEY（cRegisterID）2. 參照完整性：通過PRIMARY KEY定義那些列為外鍵，用REFERENCE短語指明外鍵參照哪 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

15、GRANT （授權(quán)）語句和REVOKE （收權(quán)）語句實(shí)現(xiàn)自主存取控制（ 1） 用戶權(quán)限（2）授權(quán)（P81）GRANT語句的一般格式如下GRANT<權(quán)限 >,< 權(quán)限>ON<對(duì)象類型x 對(duì)象名 >,< 對(duì)象類型x 對(duì)象名 >TO<用戶 >,< 用戶 >（ WITH GRANT OPTION ）;例4.10把修改Recorder表中cRecorderld（病歷編號(hào)）和查詢?cè)摫淼臋?quán)限授予李明GRANT UPDATE（ crecorderid）, SELECTON TABLE RecorderTO李明；(3) 收權(quán)(P82)數(shù)據(jù)庫

16、管理員DBA或其他授權(quán)者可以通過 REVOKED句將授予的權(quán)限收回。REVOKE e語句的一般格式如下REVOKEv權(quán)限 >,< 權(quán)限>ON<對(duì)象類型 >< 對(duì)象名 >,< 對(duì)象類型 >< 對(duì)象名 > FROMv用戶 >,< 用戶 > CASCADE I RESTRICT;例4.16收回李明修改Recorder表中cRecorderld(病例編號(hào))的權(quán)限。REVOKE UPDATE( cRecorderid)ON TABLE RecordeFROM李明問答題1. 數(shù)據(jù)庫的安全性 要保護(hù)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù) ,使其免受

17、不合法的操作對(duì)它造成的破壞。我們主要通過對(duì)用戶標(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,來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的安全。2. 數(shù)據(jù)庫的完整性控制 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)庫的完整性是防止合法用戶無意中對(duì)數(shù)據(jù)庫造成破壞,比如輸入不符合語義的數(shù)據(jù)、輸出錯(cuò)誤信息等 ,防范對(duì)象是不合語義的數(shù)據(jù) : 為了防止不符合語義或不合理的數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)庫,DBMS提供的數(shù)據(jù)庫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)上的語義約束條件就稱 為數(shù)據(jù)庫完整性約束條件 ,它包括關(guān)系模型的實(shí)體完整性、參照完整

18、性和用戶定義完整性,并作為數(shù)據(jù)庫模式的一部分存入DBMS中。二是進(jìn)行完整性檢查和違約處理。檢查數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的 完整性,看其是否滿足語義規(guī)定的條件 ,若不滿足,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)庫系統(tǒng)提供給不同用戶從不同角度觀察數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的重要手段 ,它通過為不同用戶定 義不同的視圖 ,在一定的范圍內(nèi)限制了訪問數(shù)據(jù)的對(duì)象 ,使得無操作權(quán)

19、限的用戶無法看到與其不 相關(guān)的數(shù)據(jù) ,從而加強(qiáng)了數(shù)據(jù)安全保護(hù)程度。函數(shù)依賴非平凡平凡函數(shù)依賴完全，部分函數(shù)依賴傳謹(jǐn)函數(shù)依賴關(guān)系模式規(guī)范化3NF第三范式（3NF）:首先 是2NFf另外非主鍵列必須第五章關(guān)系數(shù)據(jù)理論 關(guān)系模式規(guī)范化函數(shù)依賴關(guān)鍵字1NF第一范式（1NF）:強(qiáng)調(diào) 的是列的原子性即列不能 夠再分成其他幾列。第二范式（2NF）:首先是 1NF,另外包含兩部分內(nèi) 容，一是表必須有一個(gè)主 鍵；二呈沒有包含在主謹(jǐn)中 的列必須完全依賴于主鍵， 而不能只依賴于主睡的一部 分立直接依賴于主鍵，不能存在傳遙依賴。即不能存在：非主誕列A依賴于非主鍵列B,非主鍵列B依賴于主鍵 的情況。模式的分解 包括分解

20、的無損連接和保持函數(shù)依賴性習(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)庫中的關(guān)系必須滿足 :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)庫規(guī)范化是為解決關(guān)系數(shù)據(jù)庫中(D)問題而引入的A. 提高查詢速度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. 規(guī)范化過程主要為克服數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)中的插入異常、刪除異

21、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BCNFD.A和C都是6. 當(dāng)B屬性函數(shù)依賴于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)庫一般使用 (A) 以上的關(guān)系A(chǔ). 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)ASNFC2NFCINFB. 3NFCINFC2NFC. ANFC2NFC3NED. 2NF CINFC

22、3NF9關(guān)系模式中,滿足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. 4NF11. 消除了部分函數(shù)依賴的1NF的關(guān)系模式必定是（）A1NFB. 2NFC. 3NFD. 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) 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，

23、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)依賴集F=B - C,C- D,D - A則R能達(dá)到（B）。AINFB. 2NF C. 3NF D. 以上三者都不行17. XA,(i=1,2,k)成立是XA1A2人成立的(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）。A. INFB. 2NFC. 3NE D. 無法確定

24、19. 設(shè)關(guān)系模式R（ABC）上成立的函數(shù)依賴集F為B C,C A,p=（AB的一個(gè)分 解，那么分解P（ B）。A.保持函數(shù)依賴B.丟失了 B C C.丟失了 CA D.是否保持函數(shù)依賴20. 關(guān)系模型中BNF是指（D）A.滿足2NF且不存在組合屬性B.滿足2NF且不存在部分依賴現(xiàn)象C. 滿足2NF且不存在非主屬性D.滿足NF且不存在傳遞依賴現(xiàn)象證明題設(shè)有關(guān)系模式 R（ SNO，CNO，SCORE，TNO，DNAME） ，函數(shù)依賴集 F =（ SNO, CNO） SCORE CNO TNO, TNO DNAME,試分解 R為 BCNF。解：初始化P =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 p = R1 （TNO, DNAME）, R2（SNO, CNO, SCORE TNO） ，