关系模型的完整性约束
关系模型的完整性约束
关系模型的完整性约束是对关系中数据的约束，其目的是保证在对关系中的数据进行操作时保持数据的有效性和一致性。关系模型中包括了3类完整性约束，即实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。
1．实体完整性
实体完整性（Entity Integrity Constraint）规则：若属性A是关系R的主属性，则属性A的值不能为空值。
实体完整性规则具体说明如下：
（1）使用“Null”表示空值，表示的不是空格值，而是表示“不知道”、“不存在”或“无意义”的值。
（2）实体完整性规则是针对基本关系的。一个基本表通常对应现实世界的一个实体集。
（3）实体完整性规则可以保证实体是可区分的。如果主属性取空值Null，就表明实体集中存在不可标识的实体，即存在不可区分的实体，这显然违背了现实世界。
（4）实体完整性规则可以保证实体的唯一性。关系中使用主码作为唯一性标识，因此，不允许主码中的属性出现重复值。
例如，学生档案表中的学号是主属性，学号属性不允许为空值，而其他属性，如“性别”为空，则仅仅表明该学生的这些特征值还不清楚，但不影响该元组所表达的意义和它所具有的唯一性。
2．参照完整性
参照完整性（Referential Integrity Constraint）规则：若属性（或属性组）F是基本关系R的外码，它与基本关系S的主码K s相对应（基本关系R和S可以是不同的关系），则对于关系R中每个元组在F上的值必须取空值（F的每个属性值均为空值）或者等于关系S
中某个元组的主码值。
例如，有学生档案、专业两个关系，其关系模型表示如下：
学生档案（学号，姓名，性别，年级，专业编号）
专业（专业号，专业名称，所属学院）
(1)外码和参照关系
设F是基本关系R的一个或一组属性，但不是关系R的码。如果F与基本关系S的主码K s相对应，则称F是基本关系R的外码（Foreign Key），并称基本关系R为参照关系（Referencing Relation），基本关系S为被参照关系（Referenced Relation）。需要说明的是，R的外码F与S的主码K s必须来自于同一个域。
例如，专业关系的专业号与学生档案的专业编号相对应，因此专业编号是学生档案关系的外码。同时，学生档案关系是参照关系，而专业关系是被参照关系。
(2)参照完整性规则
上例中，专业编号是学生档案关系的外码，它的值将参照专业关系的主码（专业号）属性。它的取值只能是：
●空值：表示该学生至今还未分配专业；
●非空值：该值只能来自于专业关系的专业编号属性中的某一个值。
3．用户定义的完整性
用户定义的完整性（User-Defined Integrity Constraint）是针对某一具体关系数据库的约束条件，它反映的是某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求。数据库管理系统（DBMS）都应该提供定义和检验这类完整性机制，以便统一检验和处理这种约束，而不再由应用程序来提供这个功能。
例如，人员的“性别”属性的取值只能是“男”或“女”，“成绩”属性的取值范围在0～100之间。因此，当用户向关系表中输入数据时，如果某个属性定义了约束，数据库管理系统（DBMS）会自动检测输入值是否符合约束条件，若不符合，数据库管理系统（DBMS）会拒绝该值的输入，从而保证了数据输入的合理性。
数据库完整性
第五章数据库完整性 一、选择题 1．有一个关系：学生(学号，姓名，系别)，规定学号的值域是8个数字组成的字符串，这一规则属于__________。 A 实体完整性约束 B 参照完整性约束 C 用户自定义完整性约束 D 关键字完整性约束 【解答】C 2．完整性约束有两大类型，其中一种是静态约束，下面( c )不属于静态约束。 A．固有约束B．隐含约束C．语义约束D．显示约束 【解答】C 3．数据库的破坏一般来自四个方面，其中__________是属于完整性约束问题。 A．系统故障B．并发所引起的数据不一致C．人为的破坏 D．输入或更新数据库的数据有误，更新事务未遵守保持数据库一致性的原则 【解答】D 4. ________子句能够实现关系参照性规则。 A. PRIMARY KEY B. NOT NULL C. FOREIGN KEY D. FOREIGN KEY...REFERENCES... 【解答】D 二、填空题 1. 数据库的是指数据的正确性和相容性 【解答】完整性 2.完整性约束是指和。 【解答】实体完整性，参照完整性 3.实体完整性是指在基本表中，。 【解答】主属性不能取空值 4.参照完整性是指在基本表中，。 【解答】外码可以是空值或者另一个关系主码的有效值 5.SQL标准使用了一系列概念来描述完整性，包括关系模型的________ 、________和 ________完整性。 【解答】实体完整性参照完整性用户定义 6.数据库完整性的定义一般由SQL的________ 语句来实现。它们作为数据库模式的一部 分存入________中。
【解答】DDL 数据字典 7.关系模型的实体完整性在________ 中用________定义。 【解答】CREATE TABLE 、PRIMARY KEY 二、问答题 1.什么是数据库的完整性? DBMS的完整性子系统的功能是什么? 【解答】数据库完整性是指数据库中数据的正确性、有效性和相容性。DBMS 的完整性控制机制至少包括完整性约束的定义机制和完整性约束的检查机制。 DBMS完整性子系统的功能是： (1)监督事务的执行，并测试是否违反完整性规则； (2)如有违反，则采取恰当的操作，如拒绝、报告违反情况，改正错误等方法进行处理。2.完整性规则由哪几个部分组成?关系数据库的完整性规则有哪几类? 【解答】完整性规则由三部分组成： 触发条件：即什么时候使用规则进行检查； 约束条件：即要检查什么样的错误； ELSE子句：即查出错误后该如何处理。 完整性规则有以下三类： 域完整性规则，用于定义属性的取值范围； 域联系的规则，定义一个或多个关系中，属性值间的联系、影响和约束。 关系完整性规则，定义更新操作对数据库中值的影响和限制。 3.试详述SQL中的完整性约束机制？ 【解答】SQL中的完整性约束规则有主键约束、外键约束、属性值约束和全局约束等多种形式。 △主键约束。它是数据中最重要的一种约束。在关系中主键值不允许空，也不允许出现重复，体现了关系要满足实体完整性规则。主键可用主键子句或主键短语进行定义。 △外键约束。根据参照完整性规则，依赖关系中外键或者为空值，或者是基本关系（参照关系）中的该键的某个值。外键用外键关系子句定义，并考虑删除基本关系元组或修改基本关系的主键值的影响，依赖关系可按需要采用RESTRICT、SET NULL、CASCADE方式。△属性值约束。当要求某个属性的值不允许空值时，那么可以在属性定义后加上关键字：NOT NULL ，这是非空值约束。还可以用CHECK子句对一个属性值加以限制以及使用域约束子句CREAT DOMAIN 定义新域并加以属性值检查。 △全局约束。在关系定义时，可以说明一些比较复杂的完整性约束，这些约束涉及到多个属性间的联系或不同关系间的联系，称为全局约束。主要有基于元组的检查子句和断言。前者是对单个关系的元组值加以约束，后者则可对多个关系或聚合操作有关的完整性约束进行定义。 4. DBMS的完整性控制机制应具有哪些功能？
关系模型的完整性约束
关系模型的完整性约束 关系模型的完整性约束是对关系中数据的约束，其目的是保证在对关系中的数据进行操作时保持数据的有效性和一致性。关系模型中包括了3类完整性约束，即实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。 1．实体完整性 实体完整性（Entity Integrity Constraint）规则：若属性A是关系R的主属性，则属性A的值不能为空值。 实体完整性规则具体说明如下： （1）使用“Null”表示空值，表示的不是空格值，而是表示“不知道”、“不存在”或“无意义”的值。 （2）实体完整性规则是针对基本关系的。一个基本表通常对应现实世界的一个实体集。 （3）实体完整性规则可以保证实体是可区分的。如果主属性取空值Null，就表明实体集中存在不可标识的实体，即存在不可区分的实体，这显然违背了现实世界。 （4）实体完整性规则可以保证实体的唯一性。关系中使用主码作为唯一性标识，因此，不允许主码中的属性出现重复值。 例如，学生档案表中的学号是主属性，学号属性不允许为空值，而其他属性，如“性别”为空，则仅仅表明该学生的这些特征值还不清楚，但不影响该元组所表达的意义和它所具有的唯一性。 2．参照完整性 参照完整性（Referential Integrity Constraint）规则：若属性（或属性组）F是基本关系R的外码，它与基本关系S的主码K s相对应（基本关系R和S可以是不同的关系），则对于关系R中每个元组在F上的值必须取空值（F的每个属性值均为空值）或者等于关系S
中某个元组的主码值。 例如，有学生档案、专业两个关系，其关系模型表示如下： 学生档案（学号，姓名，性别，年级，专业编号） 专业（专业号，专业名称，所属学院） (1)外码和参照关系 设F是基本关系R的一个或一组属性，但不是关系R的码。如果F与基本关系S的主码K s相对应，则称F是基本关系R的外码（Foreign Key），并称基本关系R为参照关系（Referencing Relation），基本关系S为被参照关系（Referenced Relation）。需要说明的是，R的外码F与S的主码K s必须来自于同一个域。 例如，专业关系的专业号与学生档案的专业编号相对应，因此专业编号是学生档案关系的外码。同时，学生档案关系是参照关系，而专业关系是被参照关系。 (2)参照完整性规则 上例中，专业编号是学生档案关系的外码，它的值将参照专业关系的主码（专业号）属性。它的取值只能是： ●空值：表示该学生至今还未分配专业； ●非空值：该值只能来自于专业关系的专业编号属性中的某一个值。 3．用户定义的完整性 用户定义的完整性（User-Defined Integrity Constraint）是针对某一具体关系数据库的约束条件，它反映的是某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求。数据库管理系统（DBMS）都应该提供定义和检验这类完整性机制，以便统一检验和处理这种约束，而不再由应用程序来提供这个功能。 例如，人员的“性别”属性的取值只能是“男”或“女”，“成绩”属性的取值范围在0～100之间。因此，当用户向关系表中输入数据时，如果某个属性定义了约束，数据库管理系统（DBMS）会自动检测输入值是否符合约束条件，若不符合，数据库管理系统（DBMS）会拒绝该值的输入，从而保证了数据输入的合理性。
完整性约束
完整性约束实验 实验目的:熟悉通迷Q射数据库进行操作完整性控制，包括三类完涮制短语、constrain 子句° 1. 实体完整性 定义表的主码 关系模型的实体完整性reate table中用primary keyt义。定义主码的方法为定义歹U级约束条件和定义为表级约束条件两种。 ⑴定义Student并将其中的noli性定义为主码。 Create table student( Sno char(7) primary key, Sname char(8) not null, Ssex char(2), Sage smallint, Sdept char(20)); 或者： Create table student( Sno char(7), Sname char(8) not null, Ssex char(2), Sage smallint, Sdept char(20), Primary key(sno)); ⑵定义bourse并将其中的no届性定义为主码。 Create table course( cno char(7) primary key, cname char(8) not null); 2. 参照完整性 关系模型的参照完整性^rfeate table中用foreign key语句来定义的，并references 来指明外码参照的是哪些表的主码。 定义衣c,其床nc#照studen饮的主5%nq cn叠照course勺主S^nQ Create table sc( Sno char(7) not null, Cno char(7) not null, Grade smallint, Primary key(sno,cno), Foreign key(sno) references student(sno), Foreign key(cno) references course(cno)) 3. 用户自定义完整性 用户定义的届性上的约束条件。 ⑴ 列值非空。在定S表时,sno cn节日graded性都不允许取空值。
第6章 实现数据完整性约束复习题
第6章实现数据完整性约束 一、填空题 1．SQL Server使用声明完整性和两种方式实现数据完整性。 答案：过程完整性 2．完整性，它要求表中所有的元组都应该有一个惟一标识，即主关键字。可以使用约束实现实体完整性，也可以将约束和约束一起使用来实现实体完整性。 答案：实体PRIMARY KEY UNQIUE NOT NULL 3．完整性维护从表中的外码与主表中主码的相容关系。 答案：参照 4．为了保护数据库的实体完整性，当用户程序对主码进行更新使主码值不惟一时，DBMS 就。 答案：拒绝更新 三．简答题 1．什么是数据的完整性？ 答: 数据的完整性是指数据的正确性和相容性。 2 ．数据库的完整性概念与数据库的安全性概念有什么区别和联系？ 答: 数据库的完整性和安全性是两个不同的概念，但是有一定的联系。前者是为了防止数据库中存在不符合语义的数据，防止错误信息的输入和输出，即所谓垃圾进垃圾出（ Garbage In Garbage Out ）所造成的无效操作和错误结果。后者是保护数据库防止恶意的破坏和非法的存取。也就是说，安全性措施的防范对象是非法用户和非法操作，完整性措施的防范对象是不合语义的数据。 3 ．什么是数据库的完整性约束条件？可分为哪几类？ 答：完整性约束条件是指数据库中的数据应该满足的语义约束条件。一般可以分为六类：静态列级约束、静态元组约束、静态关系约束、动态列级约束、动态元组约束、动态关系约束。静态列级约束是对一个列的取值域的说明，包括以下几个方面： ( l ）对数据类型的约束，包括数据的类型、长度、单位、精度等； ( 2 ）对数据格式的约束； ( 3 ）对取值范围或取值集合的约束； ( 4 ）对空值的约束； ( 5 ）其他约束。静态元组约束就是规定组成一个元组的各个列之间的约束关系，静态元组约束只局限在单个元组上。静态关系约束是在一个关系的各个元组之间或者若干关系之间常常存在各种联系或约束。 常见的静态关系约束有： ( l ）实体完整性约束； ( 2 ）参照完整性约束； ( 3 ）函数依赖约束。 动态列级约束是修改列定义或列值时应满足的约束条件，包括下面两方面： ( l ）修改列定义时的约束； ( 2 ）修改列值时的约束。动态元组约束是指修改某个元组的值时需要参照其旧值，并且新旧值之间需要满足某种约束条件。动态关系约束是加在关系变化前后状态上的限制条件，例如事务一致性、原子性等约束条件。 4 . DBMS 的完整性控制机制应具有哪些功能？ 答:DBMS 的完整性控制机制应具有三个方面的功能： ( l ）定义功能，即提供定义完整性约束条件的机制； ( 2 ）检查功能，即检查用户发出的操作请求是否违背了完整性约束条件；( 3 ）违约反应：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
关系模型的数据结构
关系模型的数据结构 关系模型源于数学，它用二维表来组织数据，而这个二维表在关系数据库中称为关系。 关系数据库是表的集合 用关系表示实体以及实体间的联系的模型，称为关系模型，下面我们来看看关系模型中的基本术语 1.关系 关系就是二维表，它满足以下几个条件 1）关系表中的每一列都是不可再分的基本属性。（有子属性，分开了，不是关系表） 2）表中的各属性不能重名 3）表中的行、列次序并不重要，即交换列的前后顺序（比如将性别放在年龄前面）不影响其表达的一个语义。 2.元组 表中的每一行数据称为一个元组，它相当于一个记录值 3.属性 表中的每一列是一个属性值的集合，列可以命名，称为属性名，属性与前面讲到的实体属性（特征）或记录的字段意义相当。 关系表中的每一行数据不允许完全相同，因为存储值完全相同的两行或多行数据并没有实际意义 4.主键 主键也称主码或主关键字，是表中用于唯一确定一个元组的一个属性或最小属性组。 主键可以由一个属性组成，也可以由多个属性共同组成。 如表所示，学号就是此学生基本信息表的主键，因为它可以唯一地确定一个学生。而表所示的关系的主键就由学号和课程号共同组成，因为一个学生可以选修多门课程，而且一门课程也可以有多个学生选修，因此，只有将学号和课程号结合起来才能共同的确定一行记录。通常称由多个属性共同组成的主键为复合主键。表的主键与其实际应用语义有关，与表设计者的意图有关，如表，用（学号，课程号）作为主键在一个学生对一门课程只能有一次考试的前提下是成立的，如果设定一个学生对一门课程可以有多次考试，则用（学号，课程号）作主键就不够了，因为一个学生对一门课程有多少次考试，则这个值就回重复多少遍，如果是这种情况，就必须为这个表添加一个“考试次数”列，同时作为主键 有时一个表中可能存在多个可以作主键的属性，比如，对于学生信息表，如果能够保证姓名肯定不重复的话，那么姓名也可以作为学生基本信息的主键，如果表中存在多个可以作为主键的属性，则称这些属性为候选键属性，相应的键称为候选键，从中选一个作为主键都是可以的。 5.域 属性的取值范围称为域。例如，大学生的年龄假设在14~40岁范围内，则学生的“年龄”属性的域就是（14~40）
1完整性约束条件作用的对象有
习题四 一、填空题 1.完整性约束条件作用的对象有，和。 2.静态关系约束包括，，和。 3．有时要删除被参照关系的某个元组，而参照关系有若干元组的外码值与被删除的被参照关系的主码值相同，则系统采取的策略可能有，和。 4.并发操作可能带来的数据不一致性包括：， 和 5.基本的封锁类型包括：和。 6.预防死锁可采用的方法有：和。 7.DBMS系统中可能出现的故障主要分为三种：， 和。 8.数据库转储的方式有和。 二、选择题 1.对于员工信息表，限制其字段“部门”的取值集合是[人事部、销售部、生产部、后勤部]，该约束属于。 A．静态列级约束 B.静态元组约束 C．静态关系约束 D.动态元组约束 2.可用于定义两个表之间的关系的约束为。 A．实体完整性约束 B．参照完整性约束 C．函数依赖约束 D．统计约束 3.下列不是事务的特性。 A．原子性 B．一致性 C．隔离性 D．封装性 4.采取技术可以解决事务并发操作中可能带来的数据不一致的问题。 A．封锁 B．完整性控制 C．死锁 D．加密 5.可用使用方法避免活锁。 A．先来后服务 B．先来先服务 C．顺序封锁法 D．超时法 6.由于停电而造成数据库停止运行，属于故障。 A．事务内部故障 B．故障检测
C．事务处理 D．完整性控制 三、问答题 1.什么叫数据库保护？它有哪些内容? 2.什么叫数据库的安全性？ 3.什么叫数据库的完整性？目前有哪些完整性保护措施？ 4 ．数据库安全性和计算机系统的安全性有什么关系？ 5．试述可信计算机系统评测标准的情况，试述TDI / TCSEC 标准的基本内容。 6 ．试述TcsEC ( TDI ）将系统安全级别划分为4 组 7 个等级的基本内容。 7．试述实现数据库安全性控制的常用方法和技术。 8 ．什么是数据库中的自主存取控制方法和强制存取控制方法？ 9 .SQL 语言中提供了哪些数据控制（自主存取控制）的语句？请试举几 例说明它们的使用方法。 10．请用SQL的GRANT 和REVOKE语句(加上视图机制)完成以下授权定义或存取控制功能: ( a ）用户王明对两个表有SELECT 权力。 ( b ）用户李勇对两个表有INSERT 和DELETE 权力。 ( c ) 每个职工只对自己的记录有SELECT 权力。 ( d ）用户刘星对职工表有SELECT 权力，对工资字段具有更新权力。 ( e ）用户张新具有修改这两个表的结构的权力。 ( f ）用户周平具有对两个表所有权力（读，插，改，删数据），并具有给其他用户授权的权力。 ( g ）用户杨兰具有从每个部门职工中SELECT 最高工资、最低工资、平均工资的权力，他不能查看每个人的工资。 11 ．把习题8 中（1）---（7）的每一种情况，撤销各用户所授予的权力 12. 为什么强制存取控制提供了更高级别的数据库安全性？ 13．理解并解释MAC 机制中主体、客体、敏感度标记的含义。 14 ．什么是数据库的审计功能，为什么要提供审计功能？ 15 ．统计数据库中存在何种特殊的安全性问题？ 16．数据库的完整性概念与数据库的安全性概念有什么区别和联系？ 17．什么是数据库的完整性约束条件？可分为哪几类？ 18 . DBMS 的完整性控制机制应具有哪些功能？
数据完整性约束-主键约束
数据完整性约束（一） —— SQL Server 2016数据库及应用
由于数据库中的数据是从外界输入的，然而数据的输入由于种种原因，会发生输入无效或错误信息，数据的完整性正是为了保证输入的数据符合规定而提出的。 数据完整性分为四类： 实体完整性、域完整性、参照完整性和用户自定义完整性。
1. 实体完整性： 实体完整性要求如果属性A是关系R的主属性，则属性A不能取空值。实体完整性用于保证关系数据库表中的每条记录都是唯一的，建立主键的目的就是为了实现实体完整性。 2. 域完整性： 用来保证数据的有效性，它可以限制录入的数据与数据类型是否一致，规定字段的默认值，设置字段是否可以为空，域完整性可以确保不会输入无效的数据。
3. 参照完整性：参照完整性是基于外键的，如果表中存在外键，则外键的值必须与主表中的某条记录的被参照列的值相同，参照完整性用于确保相关联表之间的数据保持一致。当添加、删除或修改数据表中记录时，可以借助于参照完整性来保证相关表之间数据的一致性。 ClassNo ClassName Specialty EnterYear Dno 0111801 网络3181 计算机网络技 术 2018 D01 0121901 软件3191 软件技术 2019 D01 主键 Class Sno Sname Sex Birth ClassNo s011180106 陈骏 男 2000/7/5 0111801 s012190118 陈天明 男 2000/7/18 0121901 主键 外键 Student
4. 用户自定义完整性： 用户自定义完整性约束就是针对某一具体关系数据库的约束条件，它反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求。 如何实现数据完整性，可以通过为表的字段设置约束来保证表中数据完整性。
关系模型基本概念
2.1.1 二维表格的基本术语 考核要求：达到“识记” 层次知识点：主要是一些基本概念 （1）二维表格在关系模型中，一张二维表格对应一个关系。 （2）元组（tuple）表中的一行（即一个记录），表示一个实体；关系是由元组组成的。 （3）关系：是一个元数为K（K>=1）的元组的集合。一张二维表格对应一个关系。 表中的一行称为关系的一个元组；表中的一列称为关系的一个属性。 在关系模型中，对关系作了下列规范性的限制：关系中每一个属性值都是不可分解的； 关系中不允许出现相同的元组（没有重复元组）； 不考虑元组间的顺序，即没有行序；在理论上，属性间的顺序（即列序）也是不存在的； 但在使用时按习惯考虑列的顺序。 （4）超键（Super Key）：在关系中能唯一标识元组的属性集称为关系模式的超键； （5）候选键（Candidate Key）：不含有多余属性的超键称为候选键； （6）主键（Primary Key）：用户选作元组标识的一个候选键。 在以上概念中，主键一定可作候选键，候选键一定可作超键；反之，则不成立。 比如，在学生表中，如果有“学号”、“姓名”、“出生年月”等字段，其中学号是唯一的，那么（学号）属于超键，（学号，姓名）的组合也是超键。同时，（学号）是候选键，而（学号，姓名）由于含有多余属性，所以不是候选键。在这三个概念中，主键的概念最为重要，它是用户选作元组标识的一个关键字。如果一个关系中有两个或两个以上候选键， 用户就选其中之一作为主键。 2.1.2 关系模式、关系子模式和存储模式 考核要求：达到“识记” 层次知识点：三种模式的理解 （1）关系模式：关系模型的定义包括：模式名，属性名，值域名以及模式的主键。它仅仅是对数据特性的描述，不涉及到物理存储方面的描述。 （2）子模式：子模式是用户所用到的那部分数据的描述。除了指出用户数据外，还应 指出模式和子模式之间的对应性。 （3）存储模式：关系存储时的基本组织方式是文件，元组是文件中的记录。 几个模式的理解（教材30页的例子）：
模型预测控制
云南大学信息学院学生实验报告 课程名称：现代控制理论 实验题目：预测控制 小组成员：李博（12018000748） 金蒋彪（12018000747） 专业：2018级检测技术与自动化专业
1、实验目的 (3) 2、实验原理 (3) 2.1、预测控制特点 (3) 2.2、预测控制模型 (4) 2.3、在线滚动优化 (5) 2.4、反馈校正 (5) 2.5、预测控制分类 (6) 2.6、动态矩阵控制 (7) 3、MATLAB仿真实现 (9) 3.1、对比预测控制与PID控制效果 (9) 3.2、P的变化对控制效果的影响 (12) 3.3、M的变化对控制效果的影响 (13) 3.4、模型失配与未失配时的控制效果对比 (14) 4、总结 (15) 5、附录 (16) 5.1、预测控制与PID控制对比仿真代码 (16) 5.1.1、预测控制代码 (16) 5.1.2、PID控制代码 (17) 5.2、不同P值对比控制效果代码 (19) 5.3、不同M值对比控制效果代码 (20) 5.4、模型失配与未失配对比代码 (20)
1、实验目的 （1）、通过对预测控制原理的学习，掌握预测控制的知识点。 （2）、通过对动态矩阵控制（DMC）的MATLAB仿真，发现其对直接处理具有纯滞后、大惯性的对象，有良好的跟踪性和较强的鲁棒性，输入已 知的控制模型，通过对参数的选择，来获得较好的控制效果。 （3）、了解matlab编程。 2、实验原理 模型预测控制(Model Predictive Control，MPC)是20世纪70年代提出的一种计算机控制算法，最早应用于工业过程控制领域。预测控制的优点是对数学模型要求不高，能直接处理具有纯滞后的过程，具有良好的跟踪性能和较强的抗干扰能力，对模型误差具有较强的鲁棒性。因此，预测控制目前已在多个行业得以应用，如炼油、石化、造纸、冶金、汽车制造、航空和食品加工等，尤其是在复杂工业过程中得到了广泛的应用。在分类上，模型预测控制(MPC)属于先进过程控制，其基本出发点与传统PID控制不同。传统PID控制，是根据过程当前的和过去的输出测量值与设定值之间的偏差来确定当前的控制输入，以达到所要求的性能指标。而预测控制不但利用当前时刻的和过去时刻的偏差值，而且还利用预测模型来预估过程未来的偏差值，以滚动优化确定当前的最优输入策略。因此，从基本思想看，预测控制优于PID控制。 2.1、预测控制特点 首先，对于复杂的工业对象。由于辨识其最小化模型要花费很大的代价，往往给基于传递函数或状态方程的控制算法带来困难，多变量高维度复杂系统难以建立精确的数学模型工业过程的结构、参数以及环境具有不确定性、时变性、非线性、强耦合，最优控制难以实现。而预测控制所需要的模型只强调其预测功能，不苛求其结构形式，从而为系统建模带来了方便。在许多场合下，只需测定对象的阶跃或脉冲响应，便可直接得到预测模型，而不必进一步导出其传递函数或状
MATLAB模型预测控制工具箱函数
M A T L A B模型预测控制 工具箱函数 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】
M A T L A B模型预测控制工具箱函数 系统模型建立与转换函数 前面读者论坛了利用系统输入/输出数据进行系统模型辨识的有关函数及使用方法，为时行模型预测控制器的设计，需要对系统模型进行进一步的处理和转换。MATLAB的模型预测控制工具箱中提供了一系列函数完成多种模型转换和复杂系统模型的建立功能。 在模型预测控制工具箱中使用了两种专用的系统模型格式，即MPC状态空间模型和MPC传递函数模型。这两种模型格式分别是状态空间模型和传递函数模型在模型预测控制工具箱中的特殊表达形式。这种模型格式化可以同时支持连续和离散系统模型的表达，在MPC传递函数模型中还增加了对纯时延的支持。表8-2列出了模型预测控制工具箱的模型建立与转换函数。 表8-2 模型建立与转换函数 模型转换 在MATLAB模型预测工具箱中支持多种系统模型格式。这些模型格式包括： ①通用状态空间模型； ②通用传递函数模型； ③MPC阶跃响应模型； ④MPC状态空间模型； ⑤MPC传递函数模型。
在上述5种模型格式中，前两种模型格式是MATLAB通用的模型格式，在其他控制类工具箱中，如控制系统工具箱、鲁棒控制工具等都予以支持；而后三种模型格式化则是模型预测控制工具箱特有的。其中，MPC状态空间模型和MPC传递函数模型是通用的状态空间模型和传递函数模型在模型预测控制工具箱中采用的增广格式。模型预测控制工具箱提供了若干函数，用于完成上述模型格式间的转换功能。下面对这些函数的用法加以介绍。 1．通用状态空间模型与MPC状态空间模型之间的转换 MPC状态空间模型在通用状态空间模型的基础上增加了对系统输入/输出扰动和采样周期的描述信息，函数ss2mod()和mod2ss()用于实现这两种模型格式之间的转换。 1）通用状态空间模型转换为MPC状态空间模型函数ss2mod() 该函数的调用格式为 pmod= ss2mod(A,B,C,D) pmod= ss2mod(A,B,C,D,minfo) pmod= ss2mod(A,B,C,D,minfo,x0,u0,y0,f0) 式中，A, B, C, D为通用状态空间矩阵； minfo为构成MPC状态空间模型的其他描述信息，为7个元素的向量，各元素分别定义为： ◆minfo(1)=dt，系统采样周期，默认值为1； ◆minfo(2)=n，系统阶次，默认值为系统矩阵A的阶次； ◆minfo(3)=nu，受控输入的个数，默认值为系统输入的维数； ◆minfo(4)=nd，测量扰的数目，默认值为0； ◆minfo(5)=nw，未测量扰动的数目，默认值为0； ◆minfo(6)=nym，测量输出的数目，默认值系统输出的维数； ◆minfo(7)=nyu，未测量输出的数目，默认值为0； 注：如果在输入参数中没有指定m i n f o，则取默认值。 x0, u0, y0, f0为线性化条件，默认值均为0； pmod为系统的MPC状态空间模型格式。 例8-5将如下以传递函数表示的系统模型转换为MPC状态空间模型。 解：MATLAB命令如下：
数据库实验报告完整性约束
数据库实验报告完整性约束
大连海事大学 数据库原理课程实验大纲 实验名称：实验七完整性实验学时： 2 适用专业：智能科学与技术 实验环境： Microsoft SQL server 2014 1实验目的 （1）掌握实体完整性、参照完整性和用户自定义完整性约束的创建方法。 （2）掌握完整性约束的运行检查机制。 （3）掌握参照完整性的级联删除和修改方法。（4）掌握正确设计关系模式完整性约束的方法。 2实验内容 2.1 掌握实体完整性约束的创建和使用方法 （1）创建表时定义由一个属性组成的主键（给约束命名）。 （2）创建表时定义由两个或两个以上属性组成的主键（给约束命名）。 （3）删除以上两个主键约束。 （4）利用ALTER TABLE语句定义上述两个主键。
2.2 掌握参照完整性约束的创建和使用方法 （5）创建表时定义一个列级参照完整性约束（给约束命名）。 （6）创建表时定义一个表级的由两个属性组成的参照完整性约束（给约束命名）。 （7）设计数据更新语句检查参照完整性约束是否起作用。 （8）删除上述完整性约束。 （9）利用ALTER TABLE 建立上述参照完整性约束，并且规定UPDATE/DELETE时的动作。（10）设计数据更新语句检查参照完整性约束及其相应的动作是否起作用。 2.3 掌握用户自定完整性约束的创建和使用方法 （11）定义一个检查约束，检查其值在某个取值范围内，并设计相应的更新语句检查该约束是否起作用？ （12）定义一个检查其值符合某个匹配模式的检查约束（使用LIKE），并设计相应的更新语句检查该约束是否起作用？ （13）定义一个检查其值符合某个正则表达式的检查约束（使用SIMILAR TO），并设计相应的更新语句检查该约束是否起作用？
SQL SERVER数据完整性及约束
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/4e13282119.html, SQL SERVER数据完整性及约束 作者：李浩周媛媛 来源：《科技与企业》2013年第15期 【摘要】所谓数据完整性，实际上是衡量数据库中数据质量好坏的一种标志，是确保数据库中数据一致，正确以及符合企业规则的一种思想，本文以详细的文字来介绍了什么是数据完整性及约束，以及如何在数据库建设中应用和使用这些约束。 【关键词】SQL Server；约束；数据完整性；一致性 在数据库管理系统中，保证数据库中的数据完整性是非常重要的。所谓数据完整性，就是指存储在数据库的表中数据的一致性和正确性。约束定义关于列中允许值的规则，是强制完整性的标准机制，对输入数据的取值范围和格式的限制称为约束。约束是用来保证数据完整性的。在SQL Server中有6种常设约束：空置约束（NULL）、唯一性约束（unique constraint）、主键约束（primary key constraint）、外键约束（foreign key constraint）、检查约束（check constraint）、缺省约束（default constraint）。 一、SQL Server的数据完整性 存储在数据库中的所有数据值均属正确的状态。如果数据库中存储有不正确的数据值，则该数据库称为已丧失数据完整性。 强制数据完整性可确保数据库中的数据质量。例如，如果有一“教学管理数据库”，学生表中学号一项输入了值为20110101的学生，那么该数据库不应允许其他学生使用同一学号值。如果计划将选修表中成绩的值范围设定为0到100，则数据库不应接受121。如果学生表有一列为班级编码，该列存储的班级编码为数据库中允许的有效班级编码。 二、数据完整性分类 在SQL Server中，根据数据完整性所作用的数据库对象和范围不同，可以将数据完整性 分为实体完整性、域完整性、引用完整性、用户定义完整性四种。 1、实体完整性 实体完整性，简单来说，就是将表中的每一行看作一个实体。实体完整性要求表的标示符列或主键的完整性（主键不能为空）。可以通过建立唯一索引、PRIMARY KEY约束、UNIQUE约束来实施实体完整性。 2、域完整性
数据库原理课后题答案
第1章 1.试述数据、数据库、数据库系统、数据库管理系统的概念。 答:(1)数据：描述事物的符号记录成为数据。数据的种类有数字、文字、图形、图像、声音、正文等。数据与其语义是不可分的。 （2）数据库：数据库是长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。数据库中的数据按照一定的数据模型组织。描述和储存，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。 （3）数据库系统：数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成，一般由数据库、数据库管理系统（及其开发人具）、应用系统、数据库管理员构成。 （4）数据库管理系统：数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，用于科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。DBMS的主要功能包括数据定义功能、数据操作功能、数据库的建立和维护功能。 6.试述数据库系统三级模式结构，这种结构的优点是什么？ 答：数据库系统的三级模式机构由外模式、模式和内模式组成。 外模式，亦称子模式或用户模式，是数据库用户（包括应用程序员和最终用户）能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。 模式亦称逻辑模式，是数据库中全体数据呃逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。模式描述的是数据的全局逻辑结构。外模式涉及的是数据的内部逻辑结构，通常是模式的子集。 内模式，亦称存储模式，是数据在数据库内部的表示，即对数据的物理结构和存储方式的描述。 数据库系统的三级模式是对数据的三个抽象级别，它对数据的具体组织留给DBMS管理，使用户能逻辑抽象地处理数据，而不必关心数据在计算机中的表示和存储。 为了能够在内部实现这三个抽象层次的联系和转换，数据库系统在这三级模式之间提供了两层映像：外模式∕模式映像和模式∕内模式映像。正是这两层映像保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。 7.定义并解释下列术语。 外模式：亦称子模式或用户模式，是数据库用户（包括应用程序员和最终用户）能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。 内模式：亦称存储模式，是数据在数据库内部的表示，即对数据的物理结构和存储方式的描述。 模式：亦称逻辑模式，是数据库中全体数据逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。模式描述的是数据的全局逻辑结构。外模式涉及的是数据的内部逻辑结构，通常是模式的子集。 DDL：数据库定义语言，用来定义数据库模式、外模式、内模式的语言。DML：数据操纵语言，用来对数据库中数据进行查询、插入、删除和修改的语句。 8.什么叫数据与程序的物理独立性？什么叫数据与程序的逻辑独立性？为什么
模型预测控制快速求解算法
模型预测控制快速求解算法 模型预测控制（Model Predictive Control，MPC）是一种基于在线计算的控制优化算法，能够统一处理带约束的多参数优化控制问题。当被控对象结构和环境相对复杂时，模型预测控制需选择较大的预测时域和控制时域，因此大大增加了在线求解的计算时间，同时降低了控制效果。从现有的算法来看，模型预测控制通常只适用于采样时间较大、动态过程变化较慢的系统中。因此，研究快速模型预测控制算法具有一定的理论意义和应用价值。 虽然MPC方法为适应当今复杂的工业环境已经发展出各种智能预测控制方法，在工业领域中也得到了一定应用，但是算法的理论分析和实际应用之间仍然存在着一定差距，尤其在多输入多输出系统、非线性特性及参数时变的系统和结果不确定的系统中。预测控制方法发展至今，仍然存在一些问题，具体如下： ①模型难以建立。模型是预测控制方法的基础，因此建立的模型越精确，预测控制效果越好。尽管模型辨识技术已经在预测控制方法的建模过程中得以应用，但是仍无法建立非常精确的系统模型。 ②在线计算过程不够优化。预测控制方法的一大特征是在线优化，即根据系统当前状态、性能指标和约束条件进行在线计算得到当前状态的控制律。在在线优化过程中，当前的优化算法主要有线性规划、二次规划和非线性规划等。在线性系统中，预测控制的在线计算过程大多数采用二次规划方法进行求解，但若被控对象的输入输出个数较多或预测时域较大时，该优化方法的在线计算效率也会无法满足系统快速性需求。而在非线性系统中，在线优化过程通常采用序列二次优化算法，但该方法的在线计算成本相对较高且不能完全保证系统稳定，因此也需要不断改进。 ③误差问题。由于系统建模往往不够精确，且被控系统中往往存在各种干扰，预测控制方法的预测值和实际值之间一定会产生误差。虽然建模误差可以通过补偿进行校正，干扰误差可以通过反馈进行校正，但是当系统更复杂时，上述两种校正结合起来也无法将误差控制在一定范围内。 模型预测控制区别于其它算法的最大特征是处理多变量多约束线性系统的能力，但随着被控对象的输入输出个数的增多，预测控制方法为保证控制输出的精确性，往往会选取较大的预测步长和控制步长，但这样会大大增加在线优化过程的计算量，从而需要更多的计算时间。因此，预测控制方法只能适用于采样周
SQL SERVER数据完整性及约束
SQL SERVER数据完整性及约束 【摘要】所谓数据完整性，实际上是衡量数据库中数据质量好坏的一种标志，是确保数据库中数据一致，正确以及符合企业规则的一种思想，本文以详细的文字来介绍了什么是数据完整性及约束，以及如何在数据库建设中应用和使用这些约束。 【关键词】SQL Server；约束；数据完整性；一致性 在数据库管理系统中，保证数据库中的数据完整性是非常重要的。所谓数据完整性，就是指存储在数据库的表中数据的一致性和正确性。约束定义关于列中允许值的规则，是强制完整性的标准机制，对输入数据的取值范围和格式的限制称为约束。约束是用来保证数据完整性的。在SQL Server中有6种常设约束：空置约束（NULL）、唯一性约束（unique constraint）、主键约束（primary key constraint）、外键约束（foreign key constraint）、检查约束（check constraint）、缺省约束（default constraint）。 一、SQL Server的数据完整性 存储在数据库中的所有数据值均属正确的状态。如果数据库中存储有不正确的数据值，则该数据库称为已丧失数据完整性。 强制数据完整性可确保数据库中的数据质量。例如，如果有一“教学管理数据库”，学生表中学号一项输入了值为20110101的学生，那么该数据库不应允许其他学生使用同一学号值。如果计划将选修表中成绩的值范围设定为0到100，则数据库不应接受121。如果学生表有一列为班级编码，该列存储的班级编码为数据库中允许的有效班级编码。 二、数据完整性分类 在SQL Server中，根据数据完整性所作用的数据库对象和范围不同，可以将数据完整性分为实体完整性、域完整性、引用完整性、用户定义完整性四种。 1、实体完整性 实体完整性，简单来说，就是将表中的每一行看作一个实体。实体完整性要求表的标示符列或主键的完整性（主键不能为空）。可以通过建立唯一索引、PRIMARY KEY约束、UNIQUE约束来实施实体完整性。 2、域完整性 域完整性是指给定列的输入有效性。要求表中指定列的数据具有正确的数据类型、格式和有效的数据范围。强制域有效性的方法有：限制类型（通过数据类
mysql_完整性约束条件
静态列级约束：是对一个列的取值的说明 对数据类型的约束：数据的类型、长度、单位、精度等； Mysql支持数据类型的名称后面指定该类型的显示宽度；虽设置显示
宽度，但仍然可以插入大于显示宽度的值。 varchar() 存储一个字符，使用2字节表示实际数据长度，一共需要3bytes物理存储空间。 VARCHAR(N)中，N指的是字符的长度 对数据格式的约束：YYYY-MM-DD 对于日期格式可以以字符串直接insert .
字段约束： 1、NULL和NOT NULL修饰符；mysql默认情况下指定字段为NULL修饰符。 2、default修饰符 可以使用DEFAULT修饰符为字段设定一个默认值。当插入记录时，忘记传该字段的值，MySQL会自动为您设置上该字段的默认值。 虽能创建成，但有警告。
如果指定字段可以为NULL，则mysql为其设置默认值NULL。如果NOT NULL,则，MySQL对于数值类型插入0。 3、auto_increment修饰符（只适用于int字段，表明自动为该字段生成一个数（每次在上一次生成的数值上加1）） 在插入记录时，默认情况第一条记录的值从1开始自增。因此，该字段不可能出现相同的值。 注意：通常情况下，auto_increment 作为id字段的约束条件，并将id 字段作为表的主键 不加primary key ,则创建不成功 从主键（primary key ）、外键（foreign key）、唯一性约束（unique）：1、设置段主键 作用
1、唯一标识一行； 2、作为一个可以被外键所有效引用的对象（非空）； 3、保证数据的完整性； 创建表的时候加上primary key 1、 2、 但如果建立表后已经输入记录，表中的记录要设为主键的字段出现相同的，则此时不能设置主键成功。 2、设置多个字段的主键； 1、创建表的时候设置 此时的主键是由多个属性组合而成，设置时应该统一设置。 下面不能成功创建主键：（这样就与主键的唯一性相矛盾） 2、表已经创建好
数据控制(完整性部分)
数据控制（完整性部分） 杨凌霄 20110801230 计科2班 一、实验内容和要求 使用SQL对数据进行完整性控制（3类完整性、CHECK短语、CONSTRAIN 子句、触发器）。用实验证实，当操作违反了完整性约束条件时，系统是如何处理的。根据以下要求认真填写实验报告，记录所有的实验用例。 二、实验结果 1.三类完整性、CHECK短语 用户自定义完整性：在CREATE TABLE中定义属性的同时可以根据应用要求，定义属性上的约束条件，即属性值限制，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）。 代码如下： 2. CONSTRAIN子句、 CONSTRANT完整性约束命名子句：SQL在CREATE TABLE语句中提供了完整性约束命名子句CONSTRANT,用来对完整性约束条件命名，从而可以灵活地增加，删除一个完整性约束条件。 完整性约束命名字句：
3.触发器 触发器：触发器是由用户定义在关系表上的一类由事件驱动的特殊过程。触发器类似于约束，但是比约束更加灵活，可以实施比FOREIGN KEY约束，CHECK约束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。 触发器分为三类：更新触发器，插入触发器，删除触发器。 能够定义触发器的用户有：表的所有者，系统管理员，拥有创建触发器的权限且拥有对操作对象的相应的操作权限的用户。 （1）创建触发器：（after 行级触发器） 激活触发器：
（2）插入触发器： 激活触发器如下图所示：
（3）创建触发器：（instead 表级触发器） 激活触发器：