第5章 数据库完整性

第5章数据库安全性（2课时）

数据库的数据保护主要包括数据的安全性和数据的完整性。数据的安全性是为了保护数据库防止恶意的破坏和非法访问，防范对象是非法用户和非法操作。数据库的完整性是指数据的正确性和相容性，是为了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，防范对象是不合语义的、不正确的数据。

举例说明数据的完整性（三种完整性各一例）。

为维护数据库的完整性，DBMS必须具备三个功能：

1 提供定义完整性约束条件的机制

完整性约束条件也称为完整性约束规则，是数据库必须满足的语义约束条件。

SQL标准使用了一系列概念来描述完整性，包括关系模型的实体完整性、参照完整性和用户定义完整性。这些完整性一般由SQL的DDL语句来实现。它们作为数据库模式的一部分存入数据字典中。

2 提供完整性检查的方法

DBMS中检查数据是否满足完整性约束条件的机制称为完整性检查。

一般在INSERT、UPDA TE、DELETE语句执行后开始检查，也可以在事务提交时检查。检查这些操作执行后数据库中的数据库是否违背了完整性约束条件。

3 违约处理

DBMS若发现用户的操作违背了完整性约束条件，就采取一定的动作，如拒绝（NOACTION）执行该操作，或级联（CASCADE）执行其他操作，进行违约处理以保证数据的完整性。

目前商用的DBMS产品都支持完整性控制，即完整性定义、检查控制和违约处理都是由DBMS来实现，不必由应用程序来完成，从而减轻了应用程序员的负担。

5.1 实体完整性

是关系的两个不变性之一，关系的主属性的取值不能相同，主属性不能取空值，保证在一个关系中不存在两个完全相同的元组。

5.1.1 实体完整性定义

关系模型的实体完整性在CREATE TABLE中用PRIMARY KEY定义。对单属性构成的码有两种说明方法：一种是定义为列级约束条件；一种是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。

确定主属性：能唯一标识表中的一条记录。

例1：将Student表中的Sno属性定义为码

定义为列级约束条件

CREATE TABLE Student

(Sno CHAR(9) PRIMARY KEY,

Sname CHAR(20) NOT NULL,

Ssex CHAR(2),

Sage SMALLINT,

Sdept CHAR(20)

);

定义为表级约束条件

CREATE TABLE Student

(Sno CHAR(9),

Sname CHAR(20) NOT NULL,

Ssex CHAR(2),

Sage SMALLINT,

Sdept CHAR(20),

PRIMARY KEY(Sno)

);

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

定义了关系的主码后，当用户对基本表插入记录或者对主码列进行更新操作时，RDBMS 将按照实体完整性规则（p49）自动进行检查：

✧检查主码值是否唯一，如果不唯一则拒绝插入或修改。

✧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。

检查主码值是否唯一是十分耗时的（如果是全表扫描），RDBMS一般都在主码上自动建立一个索引，提高检查效率。

5.2 参照完整性

现实世界中的实体往往存在某种联系，在关系模型中实体及实体间的联系都用关系来描述（一对一和一对多联系一般隐含在基本表中，多对多联系要拆分，要形成一个联系表）。这样就自然存在关系与关系的引用。参照完整性就是实现这种引用规则。要求外码的取值只是被参照表主码的值或者取空值。

5.2.1 参照完整性定义

关系模型的参照完整性在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。

确定外码及其参照关系：该属性列的取值依赖于另一个表的主属性。

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),

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

参照完整性将两个表中的相应元组联系起来，因此，对被参照表和参照表进行增删改操作时都有可能破坏参照完整性。

对于参照表（例如学生选课数据库中的Sc表）：插入，修改外键值。

对于被参照表（例如学生选课数据库中的Student表）：修改主属性，删除元组。

当上述的不一致发生时，系统对违约的处理：

✧拒绝(NO ACTION)执行默认策略。

✧级联(CASCADE)操作当删除或修改被参照表的一个元组时造成了与参照表的