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1、第五章 数据库完整性,数据库的完整性是指数据库的正确性和相容性。 例如，学生的学号必须唯一性别只能是男或女本科学生年龄的取值范围为14-20整数学生所选的课程必须是学校开设的课程学生所在的院系必须是学校已成立院系等,数据库完整性和数据库的安全性,数据的完整性为了防止数据库中存在不符合语义的数据，也就是防止数据库中存在不正确的数据。完整性检查和控制的防范对象是不合语义的，不正确的数据，防止他们进入数据库。,数据的安全性保护数据库防止恶意的破坏和非法的存取安全性控制的防范对象是非法用户和非法操作，防止他们对数据库数据的非法存取。,DBMS必须能够：,提供定义完整性约束条件的机制。完整性约束条件也称
2、为完整性规则，是数据库中的数据必须满足的语义约束条件。,DBMS必须能够：,提供完整性检查的方法。DBMS中检查数据是否满足完整性约束条件的机制称为完整性检查。一般在INSERT、UPDATE、DELETE语句执行后开始检查，也可以在事务提交时检查。检查这些操作是执行后数据库中的数据是否违反了完整性约束条件。,违约处理DBMS若发现用户的操作违背了完整性约束条件，就采取一定的动作，如拒绝（NO ACTION）执行该操作，或级连（CASCADE）执行其他操作，进行违约处理以保证数据的完整性。,5.1 实体完整性,5.1.1实体完整性定义关系模型的实体完整性在CREATE TABLE中用PRIMA
3、RY KEY定义。对单属性构成的码有两种说明方法，一种是定义为列级约束条件，另一种是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1将StudentT表中Sno属性定义为码。CREATE TABLE Student （Sno CHAR（9）PRIMARY KEY， Sname CHAR（20）NOT NULL， Ssex CHAR（2）， Sdept CHAR（20）；,或者 CREATE TABLE Student （Sno CHAR（9）， Sname CHAR（20）NOT NULL， Ssex CHAR（2）， Sdept CHAR（20）, PRI
4、MARY KEY(Sno)）；,例2将SC表中的Sno，Cno属性定义为码。 CREATE TABLE SC(Sno CHAR（9）NOT NULL, Cno CHAR（4）NOT NULL , Grade SMALLINT, PRIMARY KEY(Sno,Cno);,5.1.2 实体完整性检查和违约处理 用PRIMARY KEY短语定义关系的主码。实体完整性检查包括： 检查主码是否唯一，如果不唯一则拒绝插入或修改。 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 。,5.1.2 实体完整性检查和违约处理 检查记录中主码是否唯一的一种方法是进行全表扫描。 依次判断表中每一条记录的
5、主码值与将插入记录上的主码值（或者修改的新主码值）是否相同。,5.2 参照完整性,5.2.1 参照完整性定义 参照完整性在CREATE TABLE中用 FOREIGN KEY短语定义那些列为外码,用REFERENCES短语指明这些外码参照那些表的主码. 例如,关系SC中一个元组表示一个学生选修某门课程的成绩,(Sno,Cno)是主码, Sno,Cno分别参照引用Student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 ke
6、y (Sno, Cno)， FOREIGN KEY(Sno) REFERENCES Student(Sno), FOREIGN KEY(Cno) REFERENCES Course(Cno),);,5.2.2 参照完整性检查和违约处理例如，对Student和Course表有四种可能破坏参照完整性的情况，如表5.1所示. SC表中增加一个元组，该元组的Sno属性值在表Student中找不到一个元组，其Sno属性的值与之相等。 修改SC表的一个元组，修改后该元组的sno属性的值在表Student中找不到一个元组，其Sno属性的值与之相等。,从Student表中删除一个元组，造成SC表中的某些元组的
7、Sno属性的值在表Student中找不到一个元组，其Sno属性的值与之相等。 修改Student表中的一个元组的Sno属性，造成SC表中的某些元组的Sno属性的值在表Student中找不到一个元组，其Sno属性的值与之相等。,当上述不一致发生时，系统可以采取以下策略加以处理。 拒绝（NO ACTION）执行 不允许该操作执行。该策略一般设置为默认策略。级连（CASCADE）操作 当删除或修改被参照表（Student）的一个元组造成了与参照表（SC）的不一致，则删除或修改参照表中所有造成不一致的元组。,例如，删除Student表中的元组，Sno的值为200215121，则要从SC表中级连删除SC
8、.Sno=200215121的所有元组. 设置为空值,当删除或修改被参照表的一个元组时造成了不一致,则将参照表中所有造成不一致的元组的对应属性设置为空值. 例如有下面两个关系:学生（学号，姓名，性别，专业号，年龄）专业（专业号，专业名）学生关系的”专业号”是外码,因为专业号是专业关系的主码.,假设专业表中某个元组被删除,专业号为12,按照设置为空的策略.就要把学生表中专业号=12的所有元组的专业号设置为空值.这对应了这样的语义:某专业被删除了,该专业的所有学生的专业未定.等待重新分配专业.,讨论外码能否接受空值的问题.,上面的举例中可为空值. 但在学生-选课数据库中, Student关系为被参
9、照关系,其主码为Sno。SC为参照关系, Sno为外码。若SC的Sno为空值则表明尚不存在某个学生，或者某个不知学号的学生，选修了某门课程，其成绩记录在Grade列中。这与学校的语义是不相符的。 因此，对于参照完整性，除了定义外码，还应定义外码列是否允许空值。,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
10、CASCADE ON UPDATE CASCADE, FOREIGN KEY(Cno) REFERENCES Course(Cno) ON DELETE NO ACTION ON UPDATE CASCADE);从上例可以看出可以对DELETE 和UPDATE采用不同的策略。,5.3 用户定义的完整性,5.3.1 属性上的约束条件的定义 在CREATE TABLE中定义属性的同时可以根据应用要求,定义属性上的约束条件,即属性值限制,包括: 列值非空(NOT NULL短语) 列值唯一(UNIQUE短语) 检查列值是否满足一个布尔表达式(CHECK短语),不允许取空值 例5在定义SC表时，说明Sn
11、o，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);,列值唯一 例6 建立部门表DEPT，要求部门名称Dname列取值唯一，部门编号Deptno列为主码。 CREATE TABLE DEPT (Deptno numeric(2), Dname CHAR(9) UNIQUE, Location CHAR(10), PRIMARY KEY(Deptno);,用CHECK短语指定列值应该满足的条件 例
12、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 (Ssex IN （男,女）), Sage SMALLINT, Sdept CHAR(20);,例8SC表的Grade的值应该在0和100之间。 CREATE TABLE SC (Sno CHAR（9）NOT NULL, Cno CHAR（4）NOT NULL , Grade SMALLINT CHECK(Grade=0 AND Grade=100), PRIMARY K
13、EY(Sno,Cno);,5.3.2 属性上的约束条件检查和违约处理当向表中插入元组或修改属性的值时，RDBMS就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。,5.3.3 元组上的约束条件的定义 与属性上的约束条件的定义类似,在CREATE TABLE语句中可以用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9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 SMA
14、LLINT, Sdept CHAR(20), PRIMARY KEY(Sno), CHECK(Ssex= 女 OR Sname NOT LIKE Ms.%);,5.3.4 元组上的约束条件检查和违约处理 当向表中插入元组或修改属性时,RDBMS就检查元组上的约束条件是否被满足,如不满足则被拒绝.,5.4完整性约束命名子句,SQL在CREATE TABLE语句中提供了完整性约束命名子句CONSTRAINT，用来对完整性约束条件命名,完整性约束命名子句 CONSTRAINTPRIMARY KEY短语|FOREIGN KEY短语 |CHECK短语,例10建立学生登记表student，要求学号在900
15、00-99999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(6) CONSTRAINT C1 CHECK(SNO BETWEEN 90000 AND 99999), Sname CHAR(20) CONSTRAINT C2 not null,Sage NUMERIC(3) CONSTRAINT C3 CHECK(sage=3000);,修改表中的完整性限制 使用ALTER TABLE语句修改表中的完整性限制。 例12去掉例10student表中对性别的限制。 ALTER TABLE student DROP CONSTRAINT C4;,
