An Introduction to Database System

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1 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

2 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。

3 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

4 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 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

6 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

7 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));

8 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) );

9 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*/ );

10 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。

11 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 。

12 5.1.2实体完整性 检查和违约处理 索引查找：如图5.2， P153。

13 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

14 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。

15 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,

16 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*/ );

17 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。

18 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*/

19 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*/ )；

20 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

21 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)

22 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 * / ）；

23 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) )；

24 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) );

25 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。

26 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。

27 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

28 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 。

29 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］

30 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))

31 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。

32 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

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

34 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') );

35 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') );

36 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’) 。

37 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。

38 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

39 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>

40 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）

41 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

42 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

43 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;

44 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

45 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

46 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;

47 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

48 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。

49 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';

50 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

51 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

52 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;

53 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

54 下课了。。。 休息一会儿。。。 追 求