第五章数据库完整性

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1、第二部分 数据库理论基础,第二章 关系数据库 第三章 关系数据库标准语言SQL 第四章 数据库安全性 第五章 数据库完整性,1,第五章 数据库完整性,2,数据库完整性,数据库的完整性是指数据的正确性和相容性。主要是为了防止数据库中存在不符合语义的数据，也就是不正确的数据。目前商用的DBMS产品都支持完整性控制。即完整性定义和检查控制由DBMS实现，不必由应用程序来完成。DBMS完整性机制功能主要包括：提供定义完整性约束条件的机制，提供完整性检查的方法、违约处理。 实体完整性 参照完整性 用户定义的完整性 完整性约束命名子句 域中的完整性限制 触发器,3,实体完整性,实体完整性概念 规则2.1

2、实体完整性规则（Entity Integrity） 若属性A是基本关系R的主属性，则属性A不能取空值。 此处空值是指“不知道”或“不存在”的值。 关系模型中实体完整性的定义 CREATE TABLE中用PRIMARY KEY定义 其中：单属性构成的码有两种说明方法：定义为列级约束条件或定义为表级约束条件 对多个属性构成的码只有一种说明方法：即定义为表级约束条件。 例如：将Student表中的Sno属性定义为码 CREATE TABLE Student (Sno CHAR(9) PRIMARY KEY，/*在列级定义主码*/ Sname CHAR(20) NOT NULL， Ssex CHAR(

3、2) ， Sage SMALLINT， Sdept CHAR(20);,4,实体完整性,例如：将SC表中的Sno，Cno属性组定义为码 CREATE TABLE SC (Sno CHAR(9) NOT NULL， Cno CHAR(4) NOT NULL， Grade SMALLINT， PRIMARY KEY (Sno，Cno) /*只能在表级定义主码*/ ); 实体完整性检查和违约处理 插入或对主码列进行更新操作时，RDBMS按照实体完整性规则自动进行检查。包括： 检查主码值是否唯一，如果不唯一则拒绝插入或修改（全表扫描）； 检查主码的各个属性是否为空，只要有一个为空就拒绝插入或修改。,5

4、,实体完整性,6,性能分析：耗时,全表扫描检查主码值是否唯一图示,数据库完整性,数据库的完整性是指数据的正确性和相容性。主要是为了防止数据库中存在不符合语义的数据，也就是不正确的数据。目前商用的DBMS产品都支持完整性控制。即完整性定义和检查控制由DBMS实现，不必由应用程序来完成。DBMS完整性机制功能主要包括：提供定义完整性约束条件的机制，提供完整性检查的方法、违约处理。 实体完整性 参照完整性 用户定义的完整性 完整性约束命名子句 域中的完整性限制 触发器,7,参照完整性,参照完整性概念 规则2.2 参照完整性规则 若属性（或属性组）F是基本关系R的外码，它与基本关系S的主码Ks相对应（

5、基本关系R和S不一定是不同的关系），则对于R中每个元组在F上的值必须为： 或者取空值（F的每个属性值均为（或同时为）空值，不能部分为空） 或者等于S中某个元组的主码值。 这里： 基本关系R称为参照关系（Referencing Relation），基本关系S称为被参照关系（Referenced Relation）或目标关系（Target Relation）。 关系模型中参照完整性的定义 在CREATE TABLE中用FOREIGN KEY短语定义哪些列为外码；用REFERENCES短语指明这些外码参照哪些表的主码,8,参照完整性,例如，关系SC中一个元组表示一个学生选修的某门课程的成绩，（Sno

6、，Cno）是主码。Sno，Cno分别参照引用Student表的主码和Course表的主码 定义SC中的参照完整性 CREATE TABLE SC ( Sno CHAR(9) NOT NULL， Cno CHAR(4) NOT NULL， Grade SMALLINT， PRIMARY KEY (Sno， Cno)， /*在表级定义实体完整性*/ FOREIGN KEY (Sno) REFERENCES Student(Sno)， /*在表级定义参照完整性*/ FOREIGN KEY (Cno) REFERENCES Course(Cno) /*在表级定义参照完整性*/ );,9,参照完整性,也

7、可以采用如下方式定义： CREATE TABLE SC ( Sno CHAR(9) NOT NULL REFERENCES Student(Sno)， /*在列级定义参照完整性*/ Cno CHAR(4) NOT NULL REFERENCES Course(Cno) ， /*在列级定义参照完整性*/ Grade SMALLINT， PRIMARY KEY (Sno， Cno) /*在表级定义实体完整性*/ ); 参照完整性检查和违约处理 一个参照完整性将两个表中的相应元组联系起来。因此，对被参照表和参照表进行增删改操作时有可能破坏参照完整性，必须进行检查。,10,参照完整性,11,可能破坏参

8、照完整性的情况及违约处理,参照完整性,12,可能破坏参照完整性的情况及违约处理,参照完整性,13,可能破坏参照完整性的情况及违约处理,参照完整性,14,可能破坏参照完整性的情况及违约处理,注意：当对参照表和被参照表的操作违反了参照完整性时，系统选用默认策略拒绝执行。如果想让系统采用其他的策略必须在创建表的时候显式地加以说明。,参照完整性,例如： 显式说明参照完整性的违约处理示例 CREATE TABLE SC ( Sno CHAR(9) NOT NULL， Cno CHAR(4) NOT NULL， Grade SMALLINT， PRIMARY KEY（Sno，Cno）， FOREIGN K

9、EY (Sno) REFERENCES Student(Sno) ON DELETE CASCADE /*级联删除SC表中相应的元组*/ ON UPDATE CASCADE， /*级联更新SC表中相应的元组*/ FOREIGN KEY (Cno) REFERENCES Course(Cno) ON DELETE NO ACTION /*当删除course 表中的元组造成了与SC表不一致时拒绝删除*/ ON UPDATE CASCADE /*当更新course表中的cno时，级联更新SC表中相应的元组*/ )；,15,数据库完整性,数据库的完整性是指数据的正确性和相容性。主要是为了防止数据库中存

10、在不符合语义的数据，也就是不正确的数据。目前商用的DBMS产品都支持完整性控制。即完整性定义和检查控制由DBMS实现，不必由应用程序来完成。DBMS完整性机制功能主要包括：提供定义完整性约束条件的机制，提供完整性检查的方法、违约处理。 实体完整性 参照完整性 用户定义的完整性 完整性约束命名子句 域中的完整性限制 触发器,16,用户定义完整性,用户定义完整性概念 用户定义的完整性即是针对某一具体关系数据库的约束条件，反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求。 关系模型中用户定义完整性的定义 用户定义完整性的定义和检验机制由RDBMS提供，不必由应用程序承担，使用与实体、参照完整性相同的技

11、术和方法。 用户定义完整性约束条件的定义 属性上的约束条件的定义 在CREATE TABLE时定义：列值非空（NOT NULL）、列值唯一（UNIQUE）、检查列值是否满足一个布尔表达式（CHECK）。 例如：在定义SC表时，说明Sno、Cno、Grade属性不允许取空值。 CREATE TABLE SC （Sno CHAR(9) NOT NULL， Cno CHAR(4) NOT NULL， Grade SMALLINT NOT NULL， PRIMARY KEY (Sno， Cno)， /* 如果在表级定义实体完整性，隐含了Sno，Cno不允许取空值，则在列级不允许取空值的定义就不必写了

12、* / ）；,17,用户定义完整性,元组上的约束条件的定义 在CREATE TABLE时可以用CHECK短语定义元组上的约束条件，即元组级的限制。元组级的限制可以设置不同属性之间的取值的相互约束条件。 例如：当学生的性别是男时，其名字不能以Ms.打头。 CREATE TABLE Student ( Sno CHAR(9)， Sname CHAR(8) NOT NULL， Ssex CHAR(2)， Sage SMALLINT， Sdept CHAR(20)， PRIMARY KEY (Sno)， CHECK (Ssex=女 OR Sname NOT LIKE Ms.%) /*定义了元组中Sna

13、me和 Ssex两个属性值之间的约束条件。性别是女性的元组都能通过该项检查，因为Ssex=女成立；当性别是男性时，要通过检查则名字一定不能以Ms.打头*/ )；,18,用户定义完整性,用户定义完整性检查和违约处理 属性上的约束条件检查和违约处理 当在表中插入元组或修改属性的值时，RDBMS检查属性上的约束条件是否被满足，如果不满足则操作被拒绝执行。 元组上的约束条件检查和违约处理 当在表中插入元组或修改属性的值时，RDBMS检查属性上的约束条件是否被满足，如果不满足则操作被拒绝执行。,19,数据库完整性,数据库的完整性是指数据的正确性和相容性。主要是为了防止数据库中存在不符合语义的数据，也就是

14、不正确的数据。目前商用的DBMS产品都支持完整性控制。即完整性定义和检查控制由DBMS实现，不必由应用程序来完成。DBMS完整性机制功能主要包括：提供定义完整性约束条件的机制，提供完整性检查的方法、违约处理。 实体完整性 参照完整性 用户定义的完整性 完整性约束命名子句 域中的完整性限制 触发器,20,完整性约束命名子句,完整性约束命名子句CONSTRAINT位于CREATE TABLE中用来对完整性约束条件命名，从而可以灵活地增加、删除一个完整性约束条件。 CONSTRAINT子句的一般格式为： CONSTRAINT PRIMARY KEY短语 |FOREIGN KEY短语 |CHECK短语

15、 或UNIQUE(列) 这里：NOT NULL的增加或删除使用alter table 表 alter column 列类型 null / not null，如alter table a alter column a1 char(4) not null。,21,22,例如：建立学生登记表Student，要求学号在9000099999之间，姓名不能取空值，年龄小于30，性别只能是“男”或“女”。 CREATE TABLE Student (Sno NUMERIC(6) CONSTRAINT C1 CHECK (Sno BETWEEN 90000 AND 99999)， Sname CHAR(20)

16、 CONSTRAINT C2 NOT NULL， Sage NUMERIC(3) CONSTRAINT C3 CHECK (Sage 30)， Ssex CHAR(2) CONSTRAINT C4 CHECK (Ssex IN ( 男，女)， CONSTRAINT StudentKey PRIMARY KEY(Sno) )；/*在Student表上建立了5个约束条件，包括主码约束（命名为StudentKey）以及C1、C2、C3、C4四个列级约束。*/,完整性约束命名子句,修改表中的完整性约束 使用ALTER TABLE语句修改表中的完整性限制。 例如：修改表Student中的约束条件，要求学号改为在900000999999之间，年龄由小于30改为小于40 可以先删除原来的约束条件，再增加新的约束条件 ALTER TA