第6章 数据库完整性

– DBMS应提供定义数据库完整性约束条件，由SQL的
DDL语句来实现，并把它们作为模式的一部分存入 数据库的数据字典中。
2、提供完整性检查的方法
–
检查用户发出的操作请求是否违背了完整性约束条 件，称为完整性检查。
–
一般在INSERT、UPDATE、DELETE语句执 行后开始检查。
3、违约处理
SC为参照关系，外码为Sno。

若SC的Sno为空值：表明尚不存在的某个学生，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中

与学校的应用环境是不相符的，因此SC的Sno列不能取空值。
2.在被参照关系中删除元组时的问题
出现违约操作的情形：

删除被参照关系的某个元组（student） 而参照关系有若干元组(SC)的外码值与被删除的被参 照关系的主码值相同 违约反应：可有三种策略
------ 修改外码值
------ 可能破坏参照完整 性 ------ 可能破坏参照完整 性
拒绝
拒绝/级联删除/ 设置为空置 拒绝/级联修改/ 设置为空置
1. 外码是否可以接受空值的问题

外码是否能够取空值：依赖于应用环境的语义
例：学生－选课数据库
Student关系为被参照关系，其主码为Sno。
例8：SC表中
CREATE TABLE SC( Sno CHAR(7), Cno CHAR(4), Grade SMALLINT check(grade>=0 and grade<=100), Primary key(Sno, Cno), FOREIGN KEY(Sno) REFERENCES Student(Sno), FOREIGN KEY(Cno) REFERENCES Course(Cno))
例2：要在SC表中定义(Sno, Cno)为主码。
CREATE TABLE SC
(Sno NUMBER(7), Cno NUMBER(4), Grade NUMBER(3), PRIMARY KEY(Sno, Cno));
6.1.2 实体完整性检查及违约处理

用户程序对主码列进行更新操作时，系统自动进 行完整性检查
CREATE TABLE SC( Sno CHAR(7) NOT NULL, Cno CHAR(4) NOT NULL, Grade SMALLINT, Primary key(Sno, Cno), FOREIGN KEY(Sno) REFERENCES Student(Sno) ON DELETE CASCADE ON UPDATE CASCADE, FOREIGN KEY(Cno) REFERENCES Course(Cno) ON DELETE NO ACTION ON UPDATE CASCADE)
违约操作 – 使主属性值为空值的操作 – 使主码值在表中不唯一的操作 违约反应 – 系统拒绝此操作，从而保证了实体完整性


6.2

参照完整性
6.2.1 参照完整性定义

参照完整性定义CREATE TABLE语句中实现：
–
用FOREIGN KEY子句定义外码列
–
用REFERENCES子句定义外码相应于哪个表的
6.2.2 参照完整性检查及违约处理
参照完整性将两个表相应的元组联系起来，增、删、改一个 表，可能破坏另一个表的参照完整性。如表6.1所示： 被参照表（例如 student） 可能破坏参照完整 性 参照表（例如sc） ------ 插入元祖 违约处理 拒绝
可能破坏参照完整 性 删除元祖
修改主码值



为了维护数据库的完整性，RDBMS必须 能够：
提供定义完整性约束条件的机制 提供完整性检查的方法 违约处理
1、提供定义完整性约束条件的机制
– 数据库中数据应该满足的条件称为“完整性约束条
件”，有时也称为完整性规则。
– 完整性规则是数据库中的数据必须满足的语义的约
束条件，包括实体完整性、参照完整性、用户定义 的完整性。
级联修改 受限修改 置空值修改
允许修改主码策略
例：将Student关系中Sno=95001的元组中Sno值改为 96123。而SC关系中有 4个元组的Sno=95001
–
级联修改：将SC关系中4个Sno=95001元组中的Sno值也 改为96123。 受限修改：只有SC中没有任何元组的Sno=95001时，才 能修改Student表中Sno=95001的元组的Sno值改为 96123。 置空值修改：将Student表中Sno=95001的元组的Sno值 改为96123。而将S表中所有Sno=95001的元组的Sno值 置为空值。 在学生_选课数据库中只有第一种方法是正确的。
绩
Sno
95001 95001 95001 95002
Cno
1 2 3 2
Grade
92 85 88 90
1 6 7
6
95002
3
80
例：要删除Student关系中Sno=950001的元组，
而SC关系中有4个元组的Sno都等于950001。
–
级联删除：将SC关系中所有4个Sno=950001的元组一起 删除。如果参照关系同时又是另一个关系的被参照关系， 则这种删除操作会继续级联下去 受限删除：系统将拒绝执行此删除操作。
第六章
什么是数据库的完整性
– 数据的正确性和相容性
数据库完整性
正确性是指数据的合法性，如年龄属于数值型数据，
只能含0,1,…9，不能含字母或特殊符号； 相容性是指表示同一事实的两个数据应相同，否则就 不相容，如一个人不能有两个性别。
– 防止不合语义的数据进入数据库。
例: 学生的学号一定是唯一的；
6.3
用户定义完整性
6.3.1 属性上的约束条件的定义

在CREATE TABLE语句中实现，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）1、不允许取空值 【例5】
CREATE TABLE SC( Sno CHAR(12) NOT NULL, Cno CHAR(4) NOT NULL, Grade SMALLINT NOT NULL , … )

如果发现用户的操作请求使数据违背了完整性 约束条件，则采取一定的动作来保证数据的完
整性。如：拒绝（Reject）、级联
（Cascade）操作。
目前，商用RDBMS产品都支持完整性约束条件。
6.1


实体完整性
6.1.1 实体完整性定义
实体完整性在CREATE TABLE语句中的
PRIMARY KEY子句中定义。
学 所 在 系
Sdept CS IS MA IS
示 例 数 据
SC
Course
课程号 Cno 1 2 3 4 5 6 7 课程名 Cname 数据库 数学 信息系统 操作系统 数据结构 数据处理 PASCAL语言 先行课 Cpno 5 学分 Ccredi t 4 2 4 3 4 2 4
号
课 程 号
成
–
–
–


违约反应 (2)
修改的关系是参照关系：与插入类似
– –
受限修改 递归修改

一般地，如果对参照表或者被参照表的操作违反了 参照完整性，系统就选用默认策略，即拒绝执行。
如果想让系统采用其他策略则必须在创建表的时候显 示地加以说明。

例4：建立一个“学生选课”表SC，它由学号Sno、课程
号Cno，修课成绩Grade组成，其中(Sno, Cno)为主码。 显示说明策略。
[另例] 建立一个“课程”表Course，它由课程 号Cno，课程名Cname，先行课Cpno，学分 Ccredit组成，其中Cno为主码。
CREATE TABLE Course( Cno CHAR(4) PRIMARY KEY, Cname CHAR(40), Cpno CHAR(4), Ccredit smallint)
学生所在的系必须是学校开设的系；
– 完整性：否真实地反映现实世界

数据库的完整性和安全性是数据库保护的两个不 同的方面。 安全性是保护数据库，以防止非法使用所造成数 据的泄露、更改或破坏，安全性措施的防范对象 是非法用户和非法操作； 完整性是防止合法用户使用数据库时向数据库中 加入不符合语义的数据，完整性措施的防范对象 是不合语义的数据。 但从数据库的安全保护角度来讲，安全性和完整 性又是密切相关的。
–
受限插入：系统将拒绝向SC关系插入（99001，1， 90）元组 递归插入：系统将首先向Student关系插入 Sno=99001的元组，然后向SC关系插入（99001， 1，90）元组。
–
4. 修改被参照关系中主码的问题 违约反应 (1) 修改的关系是被参照关系：与删除类相 似

– – –
– –
置空值删除：将SC关系中所有Sno=950001的元组的Sno 值置为空值。 在学生选课数据库中，显然第一种方法和第二种方法都是 对的。第三种方法不符合应用环境语义。
–
3.在参照关系中插入元组时的问题

出现违约操作的情形
–
需要在参照关系中插入元组，而被参照关 系不存在相应的元组

违约反应 – 受限插入
主码
例3：建立一个“学生选课”表SC，它由学号Sno、课程号
Cno，修课成绩Grade组成，其中(Sno, Cno)为主码。
CREATE TABLE SC( Sno CHAR(7), Cno CHAR(4), Grade SMALLINT, Primary key(Sno, Cno), FOREIGN KEY(Sno) REFERENCES Student(Sno), FOREIGN KEY(Cno) REFERENCES Course(Cno))