中南大学数据库技术与管理课件7.2 数据库的完整性.pptVIP

7.2 数据库的完整性 7.2.1　数据库完整性的含义 7.2.2　完整性约束的类型 7.2.3　完整性约束的定义方法 7.2.4　完整性约束的验证 7.2.1 数据库完整性的含义 数据库的完整性是指数据库中数据的正确性和相容性。 数据库的完整性和安全性是数据库安全保护的两个不同的方面。数据库的安全性保护数据库以防止不合法用户故意造成的破坏，数据库的完整性保护数据库以防止合法用户无意中造成的破坏。也可以说，安全性确保用户被允许做其想做的事情，完整性确保用户所做的事情是正确的。但从数据库的安全保护角度来讲，完整性和安全性又是密切相关的。 7.2.2 完整性约束的类型 1．由数据模型确定的完整性约束 由数据模型确定的完整性约束可以由数据库模式隐含地说明和定义，这种完整性约束又被称为数据模型的隐含约束。不同数据模型具有不同的隐含约束集合。然而，任何一种数据模型都不可能把现实世界所有的约束都包含到隐含约束中来。因此，数据模型还具有一些需要显式地定义到数据库模式上的约束，这种约束被称为数据模型的显式约束。此外数据模型还有第三种类型的约束——固有约束，即数据模型本身固有的、不需要特殊说明的约束。 7.2.2 完整性约束的类型 以下是层次模型、网状模型和关系模型的隐含约束和固有约束的实例。 （1）层次模型。关键字是层次模型隐含约束的实例。层次模型具有很多固有完整性约束，如根记录不能有父节点、每一个非根记录仅有一个父节点等。 （2）网状模型。网状模型中的关键字、插入约束等是其隐含约束的实例。网状模型也有很多固有完整性约束，如成员约束等。 （3）关系模型。关键字、实体完整性约束和参照完整性约束是关系模型隐含约束的实例。关系模型的固有约束很多，如满足第一范式的关系模式的所有属性值必须是原子数据等。 7.2.2 完整性约束的类型 2．由数据库应用确定的完整性约束 数据库上的大部分语义完整性约束是由数据库应用确定的。这类完整性约束分为状态约束和变迁约束两类，在数据库管理系统中这两类约束都被视为显式约束。 （1）状态约束。在某一时刻数据库中的所有数据实例构成了数据库的一个状态。数据库的状态约束也称静态约束，是所有数据库状态必须满足的约束。每当数据库被修改时，数据库管理系统都要进行状态约束的检查，以保证状态约束始终被满足。 7.2.2 完整性约束的类型 （2）变迁约束。数据库变迁约束也称动态约束，是指数据库从一个状态向另一个状态转化过程中必须遵循的约束条件，如职工年龄在更改时只能增长、职工工资在调整时新值不得少于旧值等。变迁约束既不作用于修改前的状态又不作用于修改后的状态，而是规定了状态变迁时必须遵循的规则。由于其动态特性，变迁约束很难实施。变迁约束通常用显式约束表示。 7.2.2 完整性约束的类型 综上所述，数据库完整性约束的分类如图7.1所示： 7.2.3 完整性约束的定义方法 数据模型确定的三类完整性约束中，固有约束是数据模型本身所固有的，不需用数据定义语言另行定义；隐含约束需要在数据库模式定义时用数据定义语言定义；显式约束的定义方法有过程化定义方法、断言定义方法和触发器定义方法等。 1．过程化定义方法 显式约束的过程化定义方法是把显式约束作为一个过程，由程序员编码到每个更新数据库的事务中。例如，要定义和实现完整性约束“雇员的工资不能高于其部门经理”，我们可以在每个有关的数据库更新事务如修改雇员工资、任命部门经理，插入新雇员中增加验证雇员工资不能高于其部门经理工资的过程。如果违反约束条件，则相应的数据库更新事务将被异常中止。 7.2.3 完整性约束的定义方法 使用过程化定义方法，完整性约束的验证程序可以由通用程序设计语言编制。这种方法既为程序员编制高效率的完整性验证程序提供了有利条件，同时也给程序员带来了很大负担。程序员必须清楚他所编码的事务所涉及的所有完整性约束，并为每一个约束编制一个验证过程，程序员的任何误解、疏忽和遗漏都将导致数据库的不正确。目前，过程化定义方法已经被许多数据库管理系统广泛采用。 数据库的完整性约束经常是随实际应用的变化而变化的。显式约束的过程化定义方法有一个严重缺点：一旦完整性约束发生变化，相应事务的完整性验证程序就必须被修改。 7.2.3 完整性约束的定义方法 2．断言定义方法 断言定义方法使用一种约束定义语言来定义显式约束，是一种形式化方法。约束定义语言通常是关系演算语言的变种。显式约束的断言定义方法把约束集合和完整性验证子系统严格分开。约束集合存储在约束库中，完整性验证子系统存取约束库中的约束，将其应用到相应的数据库更新事务中。 在显式约束的断言定义方法中，完整性约束被称为完