1、數據庫系統概論數據庫系統概論 An Introduction to Database Systems 陳慧萍數據庫系統概論數據庫系統概論An Introduction to Database System第五章第五章 數據庫完整性數據庫完整性數據庫完整性數據庫完整性v數據庫的完整性數據庫的完整性n數據的數據的正確性正確性和和相容性相容性v數據的完整性和安全性是兩個不同概念數據的完整性和安全性是兩個不同概念n數據的完整性數據的完整性防止數據庫中存在不符合語義的數據，也就是防止數據庫中存在不正防止數據庫中存在不符合語義的數據，也就是防止數據庫中存在不正確的數據確的數據防范對象：不合語義的、不正確的

2、數據防范對象：不合語義的、不正確的數據n數據的安全性數據的安全性保護數據庫防止惡意的破壞和非法的存取保護數據庫防止惡意的破壞和非法的存取防范對象：非法用戶和非法操作防范對象：非法用戶和非法操作數據庫完整性數據庫完整性( (續續) )為維護數據庫的完整性，為維護數據庫的完整性，DBMS必須：必須：n1.提供定義完整性約束條件的機制提供定義完整性約束條件的機制n2.提供完整性檢查的方法提供完整性檢查的方法n3.違約處理違約處理第五章第五章 數據庫完整性數據庫完整性5.1 實體完整性實體完整性5.2 參照完整性參照完整性5.3 用戶定義的完整性用戶定義的完整性5.4 完整性約束命名字句完整性約束命名

3、字句*5.5 域中的完整性限制域中的完整性限制5.6 觸發器觸發器5.7 小結小結5.1 5.1 實體完整性實體完整性v5.1.1 實體完整性定義實體完整性定義v5.1.2 實體完整性檢查和違約處理實體完整性檢查和違約處理5.1.1 5.1.1 實體完整性定義實體完整性定義v 關系模型的實體完整性關系模型的實體完整性nCREATE TABLE中用中用PRIMARY KEY定義定義v 單屬性構成的碼有兩種說明方法單屬性構成的碼有兩種說明方法 n定義為列級約束條件定義為列級約束條件n定義為表級約束條件定義為表級約束條件v 對多個屬性構成的碼只有一種說明方法對多個屬性構成的碼只有一種說明方法n定義為

4、表級約束條件定義為表級約束條件 實體完整性定義實體完整性定義( (續續) )例例1 將將Student表中的表中的Sno屬性定義為碼屬性定義為碼 (1)在列級定義主碼 CREATE TABLE Student (Sno CHAR(9) PRIMARY KEY， Sname CHAR(20) NOT NULL， Ssex CHAR(2) ， Sage SMALLINT， Sdept CHAR(20);實體完整性定義實體完整性定義( (續續) )(2)在表級定義主碼 CREATE TABLE Student (Sno CHAR(9)， Sname CHAR(20) NOT NULL， Ssex C

5、HAR(2) ， Sage SMALLINT， Sdept CHAR(20)， PRIMARY KEY (Sno) ); 實體完整性定義實體完整性定義( (續續) )例例2將將SC表中的表中的Sno，Cno屬性組定義為碼屬性組定義為碼 CREATE TABLE SC (Sno CHAR(9) NOT NULL， Cno CHAR(4) NOT NULL， Grade SMALLINT， PRIMARY KEY (Sno，Cno) /*只能在表級定義主碼只能在表級定義主碼*/ ); 5.1 5.1 實體完整性實體完整性v5.1.1 實體完整性定義實體完整性定義v5.1.2 實體完整性檢查和違約處

6、理實體完整性檢查和違約處理5.1.2 5.1.2 實體完整性檢查和違約處理實體完整性檢查和違約處理v 插入或對主碼列進行更新操作時，插入或對主碼列進行更新操作時，RDBMS按照實體完整性規按照實體完整性規則自動進行檢查。包括：則自動進行檢查。包括：n1. 檢查主碼值是否唯一，如果不唯一則拒絕插入或修改檢查主碼值是否唯一，如果不唯一則拒絕插入或修改n2. 檢查主碼的各個屬性是否為空，只要有一個為空就拒絕插入或檢查主碼的各個屬性是否為空，只要有一個為空就拒絕插入或修改修改實體完整性檢查和違約處理實體完整性檢查和違約處理( (續續) )v 檢查記錄中主碼值是否唯一的一種方法是進行檢查記錄中主碼值是否

7、唯一的一種方法是進行全表掃描全表掃描實體完整性檢查和違約處理實體完整性檢查和違約處理( (續續) )v索引索引 第五章第五章 數據庫完整性數據庫完整性5.1 實體完整性實體完整性5.2 參照完整性參照完整性5.3 用戶定義的完整性用戶定義的完整性5.4 完整性約束命名字句完整性約束命名字句*5.5 域中的完整性限制域中的完整性限制5.6 觸發器觸發器5.7 小結小結5.2 5.2 參照完整性參照完整性v5.2.1 參照完整性定義參照完整性定義v5.2.2 參照完整性檢查和違約處理參照完整性檢查和違約處理5.2.1 5.2.1 參照完整性定義參照完整性定義v關系模型的參照完整性定義關系模型的參照

8、完整性定義n在在CREATE TABLE中用中用FOREIGN KEY短語定義哪些列為短語定義哪些列為外碼外碼n用用REFERENCES短語指明這些外碼參照哪些表的主碼短語指明這些外碼參照哪些表的主碼 參照完整性定義參照完整性定義( (續續) )例如，關系例如，關系SC中一個元組表示一個學生選修的某門課程的成績，中一個元組表示一個學生選修的某門課程的成績，（Sno，Cno）是主碼。）是主碼。Sno，Cno分別參照引用分別參照引用Student表的主碼表的主碼和和Course表的主碼表的主碼 例例3 定義定義SC中的參照完整性中的參照完整性 CREATE TABLE SC (Sno CHAR(9

9、) NOT NULL， Cno CHAR(4) NOT NULL， Grade SMALLINT， PRIMARY KEY (Sno， Cno)， /*在表級定義實體完整性在表級定義實體完整性*/ FOREIGN KEY (Sno) REFERENCES Student(Sno)， /*在表級定義參照完整性在表級定義參照完整性*/ FOREIGN KEY (Cno) REFERENCES Course(Cno) /*在表級定義參照完整性在表級定義參照完整性*/ );5.2 5.2 參照完整性參照完整性v5.2.1 參照完整性定義參照完整性定義v5.2.2 參照完整性檢查和違約處理參照完整性檢查

10、和違約處理參照完整性檢查和違約處理參照完整性檢查和違約處理可能破壞參照完整性的情況及違約處理被參照表（例如被參照表（例如Student）參照表（例如參照表（例如SC）違約處理違約處理可能破壞參照完整性可能破壞參照完整性 插入元組插入元組拒絕拒絕可能破壞參照完整性可能破壞參照完整性 修改外碼值修改外碼值拒絕拒絕刪除元組刪除元組 可能破壞參照完整性可能破壞參照完整性拒絕拒絕/級連刪除級連刪除/設置為空值設置為空值修改主碼值修改主碼值 可能破壞參照完整性可能破壞參照完整性拒絕拒絕/級連修改級連修改/設置為空值設置為空值違約處理違約處理v 參照完整性違約處理參照完整性違約處理n1. 拒絕拒絕(NO A

11、CTION)執行執行默認策略默認策略n2. 級聯級聯(CASCADE)操作操作n3. 設置為空值（設置為空值（SET-NULL）對于參照完整性，除了應該定義外碼，還應定義對于參照完整性，除了應該定義外碼，還應定義外碼列是否外碼列是否允許空值允許空值違約處理違約處理( (續續) )例例4 顯式說明參照完整性的違約處理示例顯式說明參照完整性的違約處理示例 CREATE TABLE SC (Sno CHAR(9) NOT NULL， Cno CHAR(4) NOT NULL， Grade SMALLINT， PRIMARY KEY（Sno，Cno），）， FOREIGN KEY (Sno) REFE

12、RENCES Student(Sno) ON DELETE CASCADE /*級聯刪除級聯刪除SC表中相應的元組表中相應的元組*/ ON UPDATE CASCADE， /*級聯更新級聯更新SC表中相應的元組表中相應的元組*/ FOREIGN KEY (Cno) REFERENCES Course(Cno) ON DELETE NO ACTION /*當刪除當刪除course 表中的元組造成了與表中的元組造成了與SC表不一致時表不一致時拒絕刪除拒絕刪除*/ ON UPDATE CASCADE /*當更新當更新course表中的表中的cno時，時，級聯更新級聯更新SC表中相應的元組表中相應的元

13、組*/ )；第五章第五章 數據庫完整性數據庫完整性5.1 實體完整性實體完整性5.2 參照完整性參照完整性5.3 用戶定義的完整性用戶定義的完整性5.4 完整性約束命名字句完整性約束命名字句*5.5 域中的完整性限制域中的完整性限制5.6 觸發器觸發器5.7 小結小結5.3 5.3 用戶定義的完整性用戶定義的完整性v用戶定義的完整性就是針對用戶定義的完整性就是針對某一具體應用某一具體應用的數據必須的數據必須滿足的語義要求滿足的語義要求 vRDBMS提供，而不必由應用程序承擔提供，而不必由應用程序承擔5.3 5.3 用戶定義的完整性用戶定義的完整性v5.3.1 屬性上的約束條件的定義屬性上的約束

14、條件的定義v5.3.2 屬性上的約束條件檢查和違約處理屬性上的約束條件檢查和違約處理 v5.3.3 元組上的約束條件的定義元組上的約束條件的定義 v5.3.4元組上的約束條件檢查和違約處理元組上的約束條件檢查和違約處理5.3.1 5.3.1 屬性上的約束條件的定義屬性上的約束條件的定義vCREATE TABLE時定義時定義n列值非空（列值非空（NOT NULL）n列值唯一（列值唯一（UNIQUE）n檢查列值是否滿足一個布爾表達式（檢查列值是否滿足一個布爾表達式（CHECK）屬性上的約束條件的定義屬性上的約束條件的定義( (續續) )v 1.不允許取空值不允許取空值 例例5 在定義在定義SC表時

15、，說明表時，說明Sno、Cno、Grade屬性不允許取空值。屬性不允許取空值。 CREATE TABLE SC （Sno CHAR(9) NOT NULL， Cno CHAR(4) NOT NULL， Grade SMALLINT NOT NULL， PRIMARY KEY (Sno， Cno)， /* 如果在表級定義實體完整性，隱含了如果在表級定義實體完整性，隱含了Sno，Cno不允許取空值，則在不允許取空值，則在列級不允許取空值的定義就不必寫了列級不允許取空值的定義就不必寫了 * / ）；）； 屬性上的約束條件的定義屬性上的約束條件的定義( (續續) )v 2.列值唯一列值唯一 例例6 建

16、立部門表建立部門表DEPT，要求部門名稱，要求部門名稱Dname列取值唯一，部門編號列取值唯一，部門編號Deptno列為主碼列為主碼 CREATE TABLE DEPT (Deptno NUMERIC(2)， Dname CHAR(9) UNIQUE，/*要求要求Dname列值唯一列值唯一*/ Location CHAR(10)， PRIMARY KEY (Deptno) )；屬性上的約束條件的定義屬性上的約束條件的定義( (續續) )v 3. 用用CHECK短語指定列值應該滿足的條件短語指定列值應該滿足的條件例例7 Student表的表的Ssex只允許取只允許取“男男”或或“女女”。 CRE

17、ATE TABLE Student (Sno CHAR(9) PRIMARY KEY， Sname CHAR(8) NOT NULL， Ssex CHAR(2) CHECK (Ssex IN (男男，女女) ) ， /*性別屬性性別屬性Ssex只允許取只允許取男男或或女女 */ Sage SMALLINT， Sdept CHAR(20) );5.3 5.3 用戶定義的完整性用戶定義的完整性v5.3.1 屬性上的約束條件的定義屬性上的約束條件的定義v5.3.2 屬性上的約束條件檢查和違約處理屬性上的約束條件檢查和違約處理 v5.3.3 元組上的約束條件的定義元組上的約束條件的定義 v5.3.4元

18、組上的約束條件檢查和違約處理元組上的約束條件檢查和違約處理5.3.2 5.3.2 屬性上的約束條件檢查和違約處理屬性上的約束條件檢查和違約處理v插入元組或修改屬性的值時，插入元組或修改屬性的值時，RDBMS檢查屬性上的檢查屬性上的約束條件是否被滿足約束條件是否被滿足v如果不滿足則操作被拒絕執行如果不滿足則操作被拒絕執行 5.3 5.3 用戶定義的完整性用戶定義的完整性v5.3.1 屬性上的約束條件的定義屬性上的約束條件的定義v5.3.2 屬性上的約束條件檢查和違約處理屬性上的約束條件檢查和違約處理 v5.3.3 元組上的約束條件的定義元組上的約束條件的定義 v5.3.4元組上的約束條件檢查和違

19、約處理元組上的約束條件檢查和違約處理5.3.3 5.3.3 元組上的約束條件的定義元組上的約束條件的定義v 在在CREATE TABLE時可以用時可以用CHECK短語定義元組上的約束條短語定義元組上的約束條件，即件，即元組級的限制元組級的限制v 同屬性值限制相比，元組級的限制可以設置不同屬性之間的取同屬性值限制相比，元組級的限制可以設置不同屬性之間的取值的相互約束條件值的相互約束條件 元組上的約束條件的定義元組上的約束條件的定義( (續續) )例例9 當學生的性別是男時，其名字不能以當學生的性別是男時，其名字不能以Ms.打頭。打頭。 CREATE TABLE Student (Sno CHAR

20、(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.%) /*定義了元組中定義了元組中Sname和和 Ssex兩個屬性值之間的約束條件兩個屬性值之間的約束條件*/ )；性別是女性的元組都能通過該項檢查，因為性別是女性的元組都能通過該項檢查，因為Ssex=女女成立；成立；當性別是男性時，要通過檢查則名字一定不能以當性別是男性時，要通過檢查則名字一定不能以Ms.打頭打頭5.3 5.3 用戶定義的完

21、整性用戶定義的完整性v5.3.1 屬性上的約束條件的定義屬性上的約束條件的定義v5.3.2 屬性上的約束條件檢查和違約處理屬性上的約束條件檢查和違約處理 v5.3.3 元組上的約束條件的定義元組上的約束條件的定義 v5.3.4 元組上的約束條件檢查和違約處理元組上的約束條件檢查和違約處理5.3.4 5.3.4 元組上的約束條件檢查和違約處理元組上的約束條件檢查和違約處理v 插入元組或修改屬性的值時，插入元組或修改屬性的值時，RDBMS檢查元組上的約束條件檢查元組上的約束條件是否被滿足是否被滿足v 如果不滿足則操作被拒絕執行如果不滿足則操作被拒絕執行 第五章第五章 數據庫完整性數據庫完整性5.1

22、 實體完整性實體完整性5.2 參照完整性參照完整性5.3 用戶定義的完整性用戶定義的完整性5.4 完整性約束命名子句完整性約束命名子句*5.5 域中的完整性限制域中的完整性限制5.6 觸發器觸發器5.7 小結小結5.4 5.4 完整性約束命名子句完整性約束命名子句vCONSTRAINT 約束約束CONSTRAINT PRIMARY KEY短語短語 |FOREIGN KEY短語短語 |CHECK短語短語完整性約束命名子句完整性約束命名子句( (續續) )例例10 建立學生登記表建立學生登記表Student，要求學號在，要求學號在9000099999之間，姓名不之間，姓名不能取空值，年齡小于能取空

23、值，年齡小于30，性別只能是，性別只能是“男男”或或“女女”。 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) CONSTRAINT C4 CHECK (Ssex IN ( 男男，女女)， CONSTRAINT StudentKey PRIMARY KEY(Sno) )；在

24、在Student表上建立了表上建立了5個約束條件，包括主碼約束（命名為個約束條件，包括主碼約束（命名為StudentKey）以）以及及C1、C2、C3、C4四個列級約束。四個列級約束。完整性約束命名子句完整性約束命名子句( (續續) )v2. 修改表中的完整性限制n使用使用ALTER TABLE語句修改表中的完整性限制語句修改表中的完整性限制完整性約束命名子句完整性約束命名子句( (續續) )例例13 修改表修改表Student中的約束條件，要求學號改為中的約束條件，要求學號改為在在900000999999之間，年齡由小于之間，年齡由小于30改為小于改為小于40n可以先刪除原來的約束條件，再增

25、加新的約束條件可以先刪除原來的約束條件，再增加新的約束條件 ALTER TABLE Student DROP CONSTRAINT C1; ALTER TABLE Student ADD CONSTRAINT C1 CHECK (Sno BETWEEN 900000 AND 999999)， ALTER TABLE Student DROP CONSTRAINT C3; ALTER TABLE Student ADD CONSTRAINT C3 CHECK (Sage 40)；第五章第五章 數據庫完整性數據庫完整性5.1 實體完整性實體完整性5.2 參照完整性參照完整性5.3 用戶定義的完整性

26、用戶定義的完整性5.4 完整性約束命名字句完整性約束命名字句*5.5 域中的完整性限制域中的完整性限制5.6 觸發器觸發器5.7 小結小結5.5 5.5 域中的完整性限制域中的完整性限制v SQL支持域的概念，并可以用支持域的概念，并可以用CREATE DOMAIN語句建立一語句建立一個域以及該域應該滿足的完整性約束條件。個域以及該域應該滿足的完整性約束條件。例例14建立一個性別域，并聲明性別域的取值范圍建立一個性別域，并聲明性別域的取值范圍 CREATE DOMAIN GenderDomain CHAR(2) CHECK (VALUE IN (男男，女女) ); 這樣例這樣例10中對中對Ss

27、ex的說明可以改寫為的說明可以改寫為 Ssex GenderDomain例例15建立一個性別域建立一個性別域GenderDomain，并對其中的限制命名，并對其中的限制命名 CREATE DOMAIN GenderDomain CHAR(2) CONSTRAINT GD CHECK ( VALUE IN (男男，女女) );域中的完整性限制域中的完整性限制( (續續) )例例16刪除域刪除域GenderDomain的限制條件的限制條件GD。 ALTER DOMAIN GenderDomain DROP CONSTRAINT GD;例例17在域在域GenderDomain上增加限制條件上增加限制

28、條件GDD。 ALTER DOMAIN GenderDomain ADD CONSTRAINT GDD CHECK (VALUE IN ( 1，0) ); 通過例通過例16和例和例17，就把性別的取值范圍由，就把性別的取值范圍由(男男，女女)改為改為 ( 1，0) 第五章第五章 數據庫完整性數據庫完整性5.1 實體完整性實體完整性5.2 參照完整性參照完整性5.3 用戶定義的完整性用戶定義的完整性5.4 完整性約束命名字句完整性約束命名字句*5.5 域中的完整性限制域中的完整性限制5.6 觸發器觸發器5.7 小結小結觸發器觸發器v觸發器（觸發器（Trigger）是用戶定義在關系表上的一類由）是

29、用戶定義在關系表上的一類由事件驅動事件驅動的特殊過程的特殊過程n由服務器自動激活由服務器自動激活n可以進行更為復雜的檢查和操作，具有更精細和更強大的可以進行更為復雜的檢查和操作，具有更精細和更強大的數據控制能力數據控制能力 5.6 5.6 觸發器觸發器v5.6.1 定義觸發器定義觸發器 v5.6.2 激活觸發器激活觸發器 v5.6.3 刪除觸發器刪除觸發器 5.6.1 5.6.1 定義觸發器定義觸發器vCREATE TRIGGER語法格式語法格式 CREATE TRIGGER BEFORE | AFTER ON FOR EACH ROW | STATEMENT WHEN 定義觸發器定義觸發器(

30、 (續續) )v定義觸發器的語法說明定義觸發器的語法說明:n1. 創建者：表的創建者：表的擁有者擁有者n2. 觸發器名觸發器名n3. 表名：觸發器的目標表表名：觸發器的目標表n4. 觸發事件：觸發事件：INSERT、DELETE、UPDATEn5. 觸發器類型觸發器類型行級觸發器（行級觸發器（FOR EACH ROW）語句級觸發器（語句級觸發器（FOR EACH STATEMENT）定義觸發器定義觸發器( (續續) )v 例如例如,假設在例假設在例11的的TEACHER表上創建了一個表上創建了一個AFTER UPDATE觸發器。如果表觸發器。如果表TEACHER有有1000行，執行如下語句：行

31、，執行如下語句： UPDATE TEACHER SET Deptno=5; n如果該觸發器為語句級觸發器，那么執行完該語句后，觸發動作如果該觸發器為語句級觸發器，那么執行完該語句后，觸發動作只發生一次只發生一次n如果是行級觸發器，觸發動作將執行如果是行級觸發器，觸發動作將執行1000次次 定義觸發器定義觸發器( (續續) )v 6. 觸發條件觸發條件n觸發條件為真觸發條件為真n省略省略WHEN觸發條件觸發條件v 7. 觸發動作體觸發動作體n觸發動作體可以是一個匿名觸發動作體可以是一個匿名PL/SQL過程塊過程塊n也可以是對已創建存儲過程的調用也可以是對已創建存儲過程的調用定義觸發器定義觸發器(

32、 (續續) )例例18 定義一個定義一個BEFORE行級觸發器，為教師表行級觸發器，為教師表Teacher定義完整性規則定義完整性規則“教授的工資不得低于教授的工資不得低于4000元，如果低于元，如果低于4000元，自動改為元，自動改為4000元元”。 CREATE TRIGGER Insert_Or_Update_Sal BEFORE INSERT OR UPDATE ON Teacher /*觸發事件是插入或更新操作觸發事件是插入或更新操作*/ FOR EACH ROW /*行級觸發器行級觸發器*/ AS BEGIN /*定義觸發動作體，是定義觸發動作體，是PL/SQL過程塊過程塊*/ I

33、F (new.Job=教授教授) AND (new.Sal 4000) THEN new.Sal :=4000; END IF; END; 定義觸發器定義觸發器( (續續) )例例19定義定義AFTER行級觸發器，當教師表行級觸發器，當教師表Teacher的工資的工資發生變化后就自動在工資變化表發生變化后就自動在工資變化表Sal_log中增加一條相應中增加一條相應記錄記錄 首先建立工資變化表首先建立工資變化表Sal_log CREATE TABLE Sal_log (Eno NUMERIC(4) references teacher(eno)， Sal NUMERIC(7，2)， Userna

34、me char(10)， Date TIMESTAMP )；定義觸發器定義觸發器( (續續) )例例19（續）（續）CREATE TRIGGER Insert_Sal AFTER INSERT ON Teacher /*觸發事件是觸發事件是INSERT*/ FOR EACH ROW AS BEGIN INSERT INTO Sal_log VALUES( new.Eno，new.Sal，CURRENT_USER，CURRENT_TIMESTAMP); END;定義觸發器定義觸發器( (續續) )例例19（續）（續）CREATE TRIGGER Update_Sal AFTER UPDATE ON Teacher /*觸發事件是觸發事件是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