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1、数据库系统原理 福州大学计算机系 程 烨 chengye 2010年4月14日 第一篇 基础篇 第五章 数据库完整性 1 数据库完整性 数据库的完整性是指数据库中的数据必须始终满 足数据库语义约束 保证数据库中数据的正确性 有效性和相容性 防止错误的数据进入数据库 通过对数据库中的数据进行语义定义来实现 2 数据库安全性与完整性 数据库安全性与完整性是两个不同的概念 数据库安全性的防范对象是非法用户与非法操作 数据库完整性的防范对象是不合语义的数据 3 数据库安全性与完整性 两者相似之处 DBMS提供定义用户对数据库的操作权限的机制 与定义完整性约束的机制 将定义存储在DBMS的数据字典中 D
2、BMS完成对数据库安全性 完整性的验证功能 4 数据库完整性 续 数据库完整性机制的任务是确保数据库中存 储的数据符合现实世界语义 为维护数据库的完整性 DBMS必须 n1 提供定义完整性约束条件的机制 n2 提供完整性检查的方法 n3 违约处理 5 第五章 数据库完整性 5 1 实体完整性 5 2 参照完整性 5 3 用户定义的完整性 5 4 完整性约束命名子句 5 5 域中的完整性限制 5 6 触发器 5 7 小结 6 5 1 1 实体完整性定义 v 关系模型的实体完整性 CREATE TABLE中用PRIMARY KEY定义 v 单属性构成的码有两种说明方法 定义为列级约束条件 定义为表
3、级约束条件 v 对多个属性构成的码只有一种说明方法 定义为表级约束条件 7 5 1 2 实体完整性检查和违约处理 v 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 1 检查主码值是否唯一 如果不唯一则拒绝插入或修 改 2 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 8 第五章 数据库完整性 5 1 实体完整性 5 2 参照完整性 5 3 用户定义的完整性 5 4 完整性约束命名字句 5 5 域中的完整性限制 5 6 触发器 5 7 小结 9 5 2 1 参照完整性定义 v关系模型的参照完整性定义 在CREATE TABLE中用FOREIGN
4、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 10 参照完整性定义 续 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 Cno 是主码 Sno Cno分别参照引用Student 表的主码和Course表的主码 例3 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
5、性 FOREIGN KEY Cno REFERENCES Course Cno 在表级定义参照完整性 11 5 2 2参照完整性检查和违约处理 可能破坏参照完整性的情况及违约处理 被参照表 例如Student 参照表 例如SC 违约处理 可能破坏参照完整性 插入元组拒绝 可能破坏参照完整性 修改外码值拒绝 删除元组 可能破坏参照完整性拒绝 级连删除 设置为空值 修改主码值 可能破坏参照完整性拒绝 级连修改 设置为空值 12 违约处理 v 参照完整性违约处理 1 拒绝 NO ACTION 执行 默认策略 2 级联 CASCADE 操作 需要进行一系列相关操作 保证数据的一致性 3 设置为空值 S
6、ET NULL 对于参照完整性 除了应该定义外码 还应定义外码列 是否允许空值 13 违约处理 续 例4 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 KEY 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 Cn
7、o 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 14 第五章 数据库完整性 5 1 实体完整性 5 2 参照完整性 5 3 用户定义的完整性 5 4 完整性约束命名字句 5 5 域中的完整性限制 5 6 触发器 5 7 小结 15 5 3 用户定义的完整性 v用户定义的完整性就是针对某一具体应用的数据 必须满足的语义要求 vRDBMS提供 而不必由应用程序承担 16 5 3 用户定义的完整性 v5 3 1 属性上的约束条件的定义 v5 3
8、2 属性上的约束条件检查和违约处理 v5 3 3 元组上的约束条件的定义 v5 3 4元组上的约束条件检查和违约处理 17 5 3 1 属性上的约束条件的定义 vCREATE 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 18 属性上的约束条件的定义 续 v 3 用CHECK短语指定列值应该满足的条件 例7 Student表的Ssex只允许取 男 或 女 CREATE TABLE Student Sno CHAR 9 PRIMARY KEY Sname CHAR 8 NOT NULL Ssex CHAR 2 CHECK Sse
9、x IN 男 女 性别属性Ssex只允许取 男 或 女 Sage SMALLINT Sdept CHAR 20 19 5 3 2 属性上的约束条件检查和违约处理 v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 v如果不满足则操作被拒绝执行 20 5 3 3 元组上的约束条件的定义 v 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 v 同属性值限制相比 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 21 元组上的约束条件的定义 续 例9 当学生的性别是男时 其名字不能以Ms 打头 CREATE TABLE Student
10、 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Sname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 22 5 3 4 元组上的约束条件检查和违约处理 v 插入元组或修改属性的值时 RDBMS检查元组上的约 束条件是否被满足 v 如果不满足则操作被拒绝执行 23 第五章 数据库完整
11、性 5 1 实体完整性 5 2 参照完整性 5 3 用户定义的完整性 5 4 完整性约束命名子句 5 5 域中的完整性限制 5 6 触发器 5 7 小结 24 5 4 完整性约束命名子句 vCONSTRAINT 对完整性 约束条件命名 CONSTRAINT PRIMARY KEY短语 FOREIGN KEY短语 CHECK短语 v作用 可灵活地增加 删除完整性 约束条件 25 完整性约束命名子句 续 例10 建立学生登记表Student 要求学号在90000 99999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
12、6 CONSTRAINT C1 CHECK Sno BETWEEN 90000 AND 99999 Sname CHAR 20 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 26 完整性约束命名子句 续 v修改表中的完整性限制
13、 使用ALTER TABLE语句修改表中的完整性限 制 ALTER TABLE 表名 DROP CONSTRAINT 已定义的约束 ALTER TABLE 表名 ADD CONSTRAINT定义一个新的约束条件 27 完整性约束命名子句 续 例13 修改表Student中的约束条件 要求学号改为在 900000 999999之间 年龄由小于30改为小于40 n可以先删除原来的约束条件 再增加新的约束条件 ALTER TABLE Student DROP CONSTRAINT C1 ALTER TABLE Student ADD CONSTRAINT C1 CHECK Sno BETWEEN 9
14、00000 AND 999999 ALTER TABLE Student DROP CONSTRAINT C3 ALTER TABLE Student ADD CONSTRAINT C3 CHECK Sage 40 28 第五章 数据库完整性 5 1 实体完整性 5 2 参照完整性 5 3 用户定义的完整性 5 4 完整性约束命名字句 5 5 域中的完整性限制 5 6 触发器 5 7 小结 29 5 5 域中的完整性限制 v SQL支持域的概念 并可以用CREATE DOMAIN语句建 立一个域以及该域应该满足的完整性约束条件 例14 建立一个性别域 并声明性别域的取值范围 CREATE DO
15、MAIN GenderDomain CHAR 2 CHECK VALUE IN 男 女 这样 例10 中对Ssex的说明可以改写为 Ssex GenderDomain 例15 建立一个性别域GenderDomain 并对其中的限制命名 CREATE DOMAIN GenderDomain CHAR 2 CONSTRAINT GD CHECK VALUE IN 男 女 30 域中的完整性限制 续 例16 删除域GenderDomain的限制条件GD ALTER DOMAIN GenderDomain DROP CONSTRAINT GD 例17 在域GenderDomain上增加限制条件GDD
16、ALTER DOMAIN GenderDomain ADD CONSTRAINT GDD CHECK VALUE IN 1 0 通过 例16 和 例17 就把性别的取值范围由 男 女 改 为 1 0 31 域中的完整性限制 续 例 建立一个颜色域COLOR 并对其中的限制命名 CREATE DOMAIN COLOR CHAR 6 DEFAULT CONSTRAINT VALID COLORS CHECK VALUE IN Red Yellow Blue Green 32 断言 v 如果完整性约束牵涉面较广 与多个关系有关 或者与 聚合操作有关 可以使用 断言 Assertions 机制 v 句法 CREATE ASSERTION CHECK 条件 DROP ASSERTION 例 每位教师开设的课程不能超过10门 CREATE ASSERTION ASSE1 CHECK 10 ALL SELECT COUNT C FROM C GROUP BY TEACHER 33 第五章 数据库完整性 5 1 实体完整性 5 2 参照完整性 5 3 用户定义的完整性 5 4 完整性约束命名字句 5
