An Introduction to Database System

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An Introduction to Database System 数据库系统概论 An Introduction to Database System 第五章 数据库完整性 内蒙古民族大学 计算机科学与技术学院

数据库完整性 数据库的完整性:数据的正确性和相容性 1. 数据的完整性 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; 防范对象:不合语义的、不正确的数据; 2. 数据的安全性 保护数据库防止恶意的破坏和非法的存 取; 防范对象:非法用户和非法操作。

数据库完整性 为维护数据库的完整性,DBMS必须: 1.提供定义完整性约束条件的机制 2.提供完整性检查的方法 3.违约处理

目 录 实体完整性 1 2 参照完整性 用户定义的完整性 3 完整性约束命名子句 4 5 *域中的完整性限制 触发器 6 7 小结

5.1 实体完整性 5.1.1 实体完整性定义 5.1.2 实体完整性检查和违约处理

5.1.1实体完整性定义 1. 关系模型的实体完整性 CREATE TABLE中用PRIMARY KEY定义 2. 单属性构成的码有两种说明方法 定义为列级约束条件 定义为表级约束条件 3. 对多个属性构成的码只有一种说明方法

5.1.1实体完整性定义 [例1] 将Student表中的Sno属性定义为码 CREATE TABLE Student (1)在列级定义主码 CREATE TABLE Student (Sno CHAR(9) PRIMARY KEY, Sname CHAR(20) NOT NULL, Ssex CHAR(2) , Sage SMALLINT, Sdept CHAR(20));

5.1.1实体完整性定义 [例1] 将Student表中的Sno属性定义为码 CREATE TABLE Student (2)在表级定义主码 CREATE TABLE Student (Sno CHAR(9), Sname CHAR(20) NOT NULL, Ssex CHAR(2) , Sage SMALLINT, Sdept CHAR(20), PRIMARY KEY (Sno) );

5.1.1实体完整性定义 [例2]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*/ );

5.1.2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: 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。

5.1.2实体完整性 检查和违约处理 检查记录中主码值是否唯一的一种方法是 进行全表扫描。如图5.1 ,P153 。

5.1.2实体完整性 检查和违约处理 索引查找:如图5.2, P153。

5.2 参照完整性 5.2.1 参照完整性定义 5.2.2 参照完整性检查和违约处理

5.2.1 参照完整性定义 关系模型的参照完整性定义 (1)在CREATE TABLE中用FOREIGN KEY短语定义哪些列为外码 ; (2)用REFERENCES短语指明这些外码 参照哪些表的主码。

5.2.1 参照完整性定义 例,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,

5.2.1 参照完整性定义 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*/ );

5.2.2 参照完整性 检查和违约处理 1. 参照完整性违约处理 默认策略 (2) 级联(CASCADE)操作; 1. 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; (3) 设置为空值(SET-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。

5.2.2 参照完整性 检查和违约处理 [例4] 显式说明参照完整性的违约处理示例 CREATE TABLE SC [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*/

5.2.2 参照完整性 检查和违约处理 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*/ );

5.3 用户定义完整性 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。 RDBMS提供,而不必由应用程序承担 。 5.3.1 属性上的约束条件的定义 5.3.2 属性上的约束条件检查和违约处理 5.3.3 元组上的约束条件的定义 5.3.4元组上的约束条件检查和违约处理

5.3.1属性上的约束条件的定义 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)

5.3.1属性上的约束条件的定义 1.不允许取空值 [例5] 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不许取空值,则在列级不允许取空值的定义就不必写了 * / );

5.3.1属性上的约束条件的定义 2.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, /*要求Dname列值唯一*/ Location CHAR(10), PRIMARY KEY (Deptno) );

5.3.1属性上的约束条件的定义 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 (Ssex IN (‘男’, ‘女’) ) , /*性别属性Ssex只允许取'男'或'女' */ Sage SMALLINT, Sdept CHAR(20) );

5.3.2 属性上的约束条件 检查和违约处理 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。

5.3.3 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 ; 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。

5.3.3 元组上的约束条件的定义 [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 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

5.3.4 元组上的约束条件 检查和违约处理 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; 如果不满足则操作被拒绝执行 。

5.4 完整性约束命名子句 1. 完整性约束命名子句:CONSTRAINT 约束 CONSTRAINT <完整性约束条件名> 5.4 完整性约束命名子句 1. 完整性约束命名子句:CONSTRAINT 约束 CONSTRAINT <完整性约束条件名> [PRIMARY KEY短语 |FOREIGN KEY短语 |CHECK短语]

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(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))

完整性约束命名子句(续) 在Student表上建立了5个约束条件,包括主码 90000~99999之间,姓名不能取空值,年龄 小于30,性别只能是“男”或“女”。 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(续) 可以先删除原来的约束条件,再 增加新的约束条件 2. 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 可以先删除原来的约束条件,再 增加新的约束条件

完整性约束命名子句(续) ALTER TABLE Student DROP CONSTRAINT C1; ADD CONSTRAINT C1 CHECK (Sno BETWEEN 900000 AND 999999), DROP CONSTRAINT C3; ADD CONSTRAINT C3 CHECK (Sage < 40);

5.5 域中的完整性限制 DOMAIN语句建立一个域以及该域应该满足的 完整性约束条件。 SQL支持域的概念,并可以用CREATE [例14]建立一个性别域,并声明性别域的取值范围 CREATE DOMAIN GenderDomain CHAR(2) CHECK (VALUE IN ('男','女') );

5.5 域中的完整性限制 这样[例10]中对Ssex的说明可以改写为 Ssex GenderDomain 限制命名 CREATE DOMAIN GenderDomain CHAR(2) CONSTRAINT GD CHECK ( VALUE IN ('男','女') );

域中的完整性限制(续) 通过[例16]和[例17],就把性别的取 值范围由(‘男’,‘女’)改为 ( ‘1’,‘0’) 。 [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。 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’) 。

5.6 触发器 触发器(Trigger)是用户定义在关系表 上的一类由事件驱动的特殊过程。 由服务器自动激活; 可以进行更为复杂的检查和操作,具有更精细和更强大的数据控制能力。

5.6 触发器 5.6.1 定义触发器 5.6.2 激活触发器 5.6.3 删除触发器

5.6.1 定义触发器 CREATE TRIGGER语法格式 CREATE TRIGGER <触发器名> {BEFORE | AFTER} <触发事件> ON <表名> FOR EACH {ROW | STATEMENT} [WHEN <触发条件>] <触发动作体>

定义触发器(续) 定义触发器的语法说明: 1. 创建者:表的拥有者 2. 触发器名 3. 表名:触发器的目标表 4. 触发事件:INSERT、DELETE、UPDATE 5. 触发器类型 行级触发器(FOR EACH ROW) 语句级触发器(FOR EACH STATEMENT)

定义触发器(续) 如,假设在[例11]的TEACHER表上创建了一个 AFTER UPDATE触发器。如果表TEACHER有 1000行,执行如下语句: UPDATE TEACHER SET Deptno=5; (1)如果该触发器为语句级触发器,那么执行完该 语句后,触发动作只发生一次; (2)如果是行级触发器,触发动作将执行1000次

定义触发器(续) 6. 触发条件 触发条件为真 省略WHEN触发条件 7. 触发动作体 触发动作体可以是一个匿名PL/SQL过程块 也可以是对已创建存储过程的调用

定义触发器(续) [例18]定义一个BEFORE行级触发器,为教师表 Teacher定义完整性规则“教授的工资不得低于4000 元,如果低于4000元,自动改为4000元”。 CREATE TRIGGER Insert_Or_Update_Sal BEFORE INSERT OR UPDATE ON Teacher /*触发事件是插入或更新操作*/ FOR EACH ROW /*行级触发器*/ AS BEGIN /*定义触发动作体,是PL/SQL过程块*/ IF (new.Job='教授') AND (new.Sal < 4000) THEN new.Sal :=4000; END IF; END;

定义触发器(续) [例19]定义AFTER行级触发器,当教师表 Teacher的工资发生变化后就自动在工资变 化表Sal_log中增加一条相应记录 首先建立工资变化表Sal_log CREATE TABLE Sal_log (Eno NUMERIC(4) references teacher(eno), Sal NUMERIC(7,2), Username char(10), Date TIMESTAMP ); 继续

定义触发器(续) CREATE TRIGGER Insert_Sal AFTER INSERT ON Teacher FOR EACH ROW AS BEGIN INSERT INTO Sal_log VALUES( new.Eno,new.Sal,CURRENT_USER,CURRENT_TIMESTAMP); END; 继续

定义触发器(续) CREATE TRIGGER Update_Sal AFTER UPDATE ON Teacher /*触发事件是UPDATE */ FOR EACH ROW AS BEGIN IF (new.Sal <> old.Sal) THEN INSERT INTO Sal_log VALUES( new.Eno,new.Sal,CURRENT_USER,CURRENT_TIMESTAMP); END IF; END;

5.6 触发器 5.6.1 定义触发器 5.6.2 激活触发器 5.6.3 删除触发器

5.6.2 激活触发器 触发器的执行,是由触发事件激活的,并由数据库 服务器自动执行。 一个数据表上可能定义了多个触发器。 同一个表上的多个触发器激活时遵循如下的执行 顺序: (1) 执行该表上的BEFORE触发器; (2) 激活触发器的SQL语句; (3) 执行该表上的AFTER触发器。

激活触发器(续) [例20]执行修改某个教师工资的SQL语 句,激活上述定义的触发器。 UPDATE Teacher SET Sal=800 WHERE Ename='陈平';

激活触发器(续) 执行顺序是: 执行触发器Insert_Or_Update_Sal 执行SQL语句“UPDATE Teacher SET Sal=800 WHERE Ename='陈平';” 执行触发器Insert_Sal; 执行触发器Update_Sal

5.6 触发器 5.6.1 定义触发器 5.6.2 激活触发器 5.6.3 删除触发器

5.6.3 删除触发器 删除触发器的SQL语法: DROP TRIGGER <触发器名> ON <表名>; 触发器必须是一个已经创建的触发器,并且 只能由具有相应权限的用户删除。 [例21]删除教师表Teacher上的触发器Insert_Sal DROP TRIGGER Insert_Sal ON Teacher;

5.7 小结 数据库的完整性是为了保证数据库中存储的 数据是正确的。 RDBMS完整性实现的机制 (1)完整性约束定义机制 5.7 小结 数据库的完整性是为了保证数据库中存储的 数据是正确的。 RDBMS完整性实现的机制 (1)完整性约束定义机制 (2)完整性检查机制 (3)违背完整性约束条件时RDBMS应采取 的动作

下课了。。。 休息一会儿。。。 追 求