课程名称：数据库系统概论

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1 数据库原理 第五章数据库完整性 张坤龙

2 数据库完整性 数据库的完整性 数据的正确性和相容性 数据的完整性和安全性是两个不同概念 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 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 ( 续 ) 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 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

5 5.1 实体完整性 实体完整性定义 实体完整性检查和违约处理

6 5.1.1 实体完整性定义 关系模型的实体完整性 CREATE TABLE 中用 PRIMARY KEY 定义 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 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 实体完整性定义 ( 续 ) [ 例 1] 将 Student 表中的 Sno 属性定义为码 (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 实体完整性定义 ( 续 ) (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 实体完整性定义 ( 续 ) [ 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 实体完整性 实体完整性定义 实体完整性检查和违约处理

11 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

12 实体完整性检查和违约处理 ( 续 ) 检查记录中主码值是否唯一的一种方法是进行全表扫描

13 索引 实体完整性检查和违约处理 ( 续 )

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 5.2 参照完整性 参照完整性定义 参照完整性检查和违约处理

16 5.2.1 参照完整性定义 关系模型的参照完整性定义 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

17 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性 */ FOREIGN KEY (Cno) REFERENCES Course(Cno) /* 在表级定义参照完整性 */ );

18 5.2 参照完整性 参照完整性定义 参照完整性检查和违约处理

19 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

20 违约处理 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

21 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(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 */ );

22 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

23 5.3 用户定义的完整性 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

24 5.3 用户定义的完整性 属性上的约束条件的定义 属性上的约束条件检查和违约处理 元组上的约束条件的定义 元组上的约束条件检查和违约处理

25 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)

26 属性上的约束条件的定义 ( 续 ) 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 不允许取空值, 则在列级不允许取空值的定义就不必写了 */ );

27 属性上的约束条件的定义 ( 续 ) 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)

28 属性上的约束条件的定义 ( 续 ) 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) );

29 5.3 用户定义的完整性 属性上的约束条件的定义 属性上的约束条件检查和违约处理 元组上的约束条件的定义 元组上的约束条件检查和违约处理

30 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

31 5.3 用户定义的完整性 属性上的约束条件的定义 属性上的约束条件检查和违约处理 元组上的约束条件的定义 元组上的约束条件检查和违约处理

32 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

33 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 (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

34 5.3 用户定义的完整性 属性上的约束条件的定义 属性上的约束条件检查和违约处理 元组上的约束条件的定义 元组上的约束条件检查和违约处理

35 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

36 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

37 5.4 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 ]

38 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 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

39 完整性约束命名子句 ( 续 ) 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

40 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 ~ 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 TABLE Student DROP CONSTRAINT C1; ALTER TABLE Student ADD CONSTRAINT C1 CHECK (Sno BETWEEN AND ), ALTER TABLE Student DROP CONSTRAINT C3; ALTER TABLE Student ADD CONSTRAINT C3 CHECK (Sage < 40);

41 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

42 5.5 域中的完整性限制 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 DOMAIN 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 ') );

43 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 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')

44 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

45 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

46 5.6 触发器 定义触发器 激活触发器 删除触发器

47 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 >

48 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)

49 定义触发器 ( 续 ) 例如, 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; 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 如果是行级触发器, 触发动作将执行 1000 次

50 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

51 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;

52 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 );

53 定义触发器 ( 续 ) [ 例 19]( 续 ) CREATE TRIGGER Insert_Sal AFTER INSERT ON Teacher /* 触发事件是 INSERT*/ FOR EACH ROW AS BEGIN INSERT INTO Sal_log VALUES( new.eno,new.sal,current_user,current_timestamp); END;

54 定义触发器 ( 续 ) [ 例 19]( 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;

55 5.6 触发器 定义触发器 激活触发器 删除触发器

56 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

57 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 '; 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

58 5.6 触发器 定义触发器 激活触发器 删除触发器

59 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;

60 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

61 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 完整性约束定义机制 完整性检查机制 违背完整性约束条件时 RDBMS 应采取的动作