第十章数据库完整性
名词解释数据库的完整性
名词解释数据库的完整性数据库的完整性是指数据库中的数据符合事先定义的规则和约束，没有数据的不一致性和错误。
它通常包括实体完整性、域完整性、参照完整性和用户自定义完整性等方面。
一、实体完整性实体完整性是指数据库表中的每一行数据都必须能被识别并与其他表中的数据进行关联。
在关系型数据库中，每个表都必须有一个主键，用于唯一标识其中的每一条记录。
通过定义主键，可以确保每个记录都具有唯一性，避免了数据的重复和混乱。
二、域完整性域完整性是指数据库中每个属性的取值都必须满足其定义的约束条件。
例如，字段的数据类型、长度、格式等都需要满足设定的规则，以保证数据的有效性和一致性。
常见的约束条件包括非空约束、唯一约束、范围约束、正则表达式约束等。
三、参照完整性参照完整性是指数据库中的外键约束能够维护表与表之间的关系，保证数据的一致性和完整性。
外键是指一个表的字段引用另一个表中的主键，用于建立两个表之间的联系。
外键约束可以限制只能插入或更新具有对应主键值的数据，避免了数据的破坏和不一致。
四、用户自定义完整性用户自定义完整性是指用户根据具体业务需求对数据库增加的约束条件，以满足特定的数据要求。
这些约束条件通常是通过触发器、存储过程等方式定义的，可以对数据进行进一步的验证和筛选，确保数据的正确性和有效性。
用户自定义完整性适用于特定的业务场景，能够帮助用户更好地管理和控制数据。
总结起来，数据库的完整性对于数据的有效性和一致性非常重要。
它通过实体完整性、域完整性、参照完整性和用户自定义完整性等方面的规则和约束，确保了数据库中的数据正确、满足要求，并能够与其他数据表之间建立正确的关联。
只有保持数据库的完整性，才能为用户提供可信赖的数据支持，帮助他们做出准确的决策和分析。
数据库实现数据完整性
动态验证
在数据库运行过程中，实时监测数据的变动 并验证其完整性。
人工验证
通过人工检查数据来确保其完整性，通常用 于大型数据集或复杂规则的验证。
自动验证
利用工具或脚本来自动完成数据的完整性验 证。
数据完整性的测试与验证工具
01
数据库管理工具
02
自动化测试工具
03
数据校验工具
如MySQL Workbench、Oracle SQL Developer等，提供数据完 整性的测试与验证功能。
外键约束
总结词
外键约束用于建立两个表之间的关系， 确保参照完整性和数据的一致性。
详细描述
外键约束指定一个字段或字段组合的 值必须是另一个表主键的有效值。这 有助于维护数据库中相关表之间的数 据一致性，防止无效或过时的数据关 联。
唯一约束
总结词
唯一约束用于确保数据库表中某个字段的唯一性，防止重复数据的产生。
通过事务处理，可以实现对多个相关数据修改操作的原子性控制，即这些 操作要么全部成功，要么全部失败回滚。
事务处理可以确保数据的完整性和一致性，避免因部分数据修改而导致的 异常情况。
05
数据完整性的测试与验证
数据完整性的测试方法
01
单元测试
对数据库中的每个函数或方法进 行测试，确保它们在各种输入条 件下都能正确地返回预期结果。
数据库实现数据完整性
目录
• 数据完整性的重要性 • 数据库完整性约束 • 数据完整性维护 • 数据完整性控制机制 • 数据完整性的测试与验确性的重要性
数据准确性的重要性
数据准确性是数据完整性的基础，只有准确的数据才能保证数据 库中信息的正确性和可靠性。
防止数据冗余
数据库原理--数据库完整性
数据库原理--数据库完整性数据库原理数据库完整性在当今数字化的时代，数据库成为了各类信息系统的核心组成部分。
无论是企业管理、电子商务，还是社交媒体等领域，都依赖于数据库来存储和管理海量的数据。
而在数据库的众多重要特性中，数据库完整性是确保数据质量、准确性和一致性的关键要素。
那什么是数据库完整性呢？简单来说，数据库完整性就是指数据库中的数据要符合预期的规则和约束条件，确保数据的准确性、完整性和一致性。
想象一下，如果一个数据库中的数据混乱无序、错误百出，那基于这些数据做出的决策岂不是要出大问题？数据库完整性可以分为实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性这三大类。
实体完整性主要是确保表中的每一行数据都能够被唯一标识。
这就好比每个人都有一个独一无二的身份证号码，通过这个号码可以准确无误地识别出一个特定的人。
在数据库中，通常会为主键设置不为空且唯一的约束，来保证实体完整性。
比如在一个学生信息表中，学号就是主键，它不能为空白，也不能有重复的值，这样才能准确地标识每一个学生。
参照完整性则用于维护不同表之间数据的一致性。
就像一个班级的座位表和学生名单表，座位表中的学生名字必须在学生名单表中能找到对应的记录，不然就会出现“座位上坐着一个不存在的学生”这样的荒谬情况。
在数据库中，通过定义外键和相关的约束规则来实现参照完整性。
比如在订单表和商品表中，如果订单表中有商品的相关信息，那么这些商品在商品表中一定是存在的。
用户定义的完整性则更加灵活多样，它允许用户根据具体的业务需求来定义一些特殊的规则。
比如规定某个字段的值必须在特定的范围内，或者某些字段的组合必须满足特定的条件等。
假设在一个员工工资表中，可以规定工资值不能为负数，或者在一个成绩表中，规定成绩的取值范围在 0 到 100 之间。
为了确保数据库完整性，数据库管理系统提供了多种约束机制。
其中常见的有主键约束、外键约束、唯一约束、检查约束和默认值约束等。
主键约束就像前面提到的，确保主键列的值唯一且不为空。
MySQL数据库的数据完整性与约束设置
MySQL数据库的数据完整性与约束设置引言MySQL数据库是一种流行的关系型数据库管理系统，广泛应用于各种业务领域。
数据完整性是数据库的重要特性之一，它保证数据库中的数据能够符合预期的要求，有效地避免了数据的冗余和错误。
本文将探讨MySQL数据库中的数据完整性和约束设置，并介绍如何在数据库设计和操作中充分利用这些功能。
数据完整性的概念和意义数据完整性是指数据库中的数据满足各项约束条件，不出现意外的错误和矛盾。
它保证了数据的准确性和一致性，提高了数据处理的效率和可靠性。
数据完整性主要包括实体完整性、域完整性、参照完整性和用户自定义完整性等方面。
实体完整性是指数据库表中的每个记录都能够唯一地标识一个实体。
在MySQL中，可以通过定义主键来确保实体的唯一性。
主键是一列或多列组成的标识符，它可以用于唯一地标识每条记录，并保证表中不会出现重复的数据。
通过主键的使用，可以避免数据冗余和不一致的问题。
域完整性是指每个数据字段的值必须符合规定的域范围和约束条件。
在MySQL中，可以通过定义列的数据类型、长度和默认值等属性来保证域完整性。
例如，如果一个字段的数据类型为整数类型，那么它的值就只能是整数，而不能是字符串或其他类型的数据。
通过域完整性的设置，可以有效控制数据的类型和范围，避免了无效数据的存储。
参照完整性是指数据库中的外键和参照表之间的关联关系不能被破坏。
在MySQL中，可以通过定义外键来保证参照完整性。
外键是指一个表中的一个字段引用了另一个表中的字段，这样可以建立起两个表之间的关联关系。
通过外键的使用，可以防止无效的外键引用和关联表的数据不一致，确保数据的一致性和有效性。
用户自定义完整性是指根据具体业务需求，定义一些适合自己业务规则的完整性约束。
在MySQL中，可以通过定义触发器、存储过程和视图等对象来实现用户自定义完整性。
触发器可以在数据插入、更新或删除时触发一系列操作，从而对数据进行特定的验证和处理。
数据库安全性与数据完整性保护
数据库安全性与数据完整性保护随着信息技术的不断发展，数据库已经成为了重要的信息存储和管理工具。
然而，随之而来的安全性和完整性问题也日益突出。
数据库的安全性和数据的完整性保护对于个人用户、企业以及政府机构来说都是至关重要的。
本文将探讨数据库安全性和数据完整性的重要性，并介绍一些常用的方法和技术来保护数据库的安全性和数据的完整性。
一、数据库安全性的重要性数据库安全性指的是防止非法访问、滥用和破坏数据库的措施。
数据库中存储着大量的敏感数据，包括个人身份信息、财务数据、商业机密等。
如果数据库的安全性无法保证，就会面临各种风险，如数据泄露、数据丢失、恶意攻击等。
因此，确保数据库的安全性对于保护个人隐私和企业利益至关重要。
保证数据库安全性的一种方法是使用强密码和访问控制机制。
用户需要使用复杂的密码来保护他们的数据库账号，并且只有经过授权的用户才能访问数据库。
此外，还可以限制对数据库的特定功能和数据的访问权限，确保只有需要访问某些数据的用户才能获取相应的权限。
二、数据完整性的重要性数据完整性是指保证数据库中的数据不受损坏或篡改的能力。
数据完整性的保护是为了确保数据库中的数据准确、一致和可靠。
如果数据完整性无法保证，就会导致数据错误和不一致，从而给用户和企业带来困扰和损失。
保护数据完整性的一种方法是使用事务处理。
事务是一组相关的数据库操作，要么全部成功执行，要么全部失败回滚。
通过使用事务，可以确保数据库的一致性和完整性。
如果在执行事务过程中发生错误，可以通过事务回滚将数据库恢复到原来的状态，从而避免了数据丢失和不一致的问题。
三、数据库安全性和数据完整性的保护方法除了使用强密码、访问控制和事务处理等方法外，还有一些其他常用的方法和技术可以保护数据库的安全性和数据的完整性。
1. 数据备份和恢复：定期对数据库进行备份，并在需要时进行恢复。
这样可以在数据损坏、丢失或被篡改时快速恢复数据。
2. 加密技术：使用加密技术对敏感数据进行加密存储，确保数据在传输和存储过程中不会被窃取或篡改。
数据库原理及应用数据库完整性
数据库原理及应用数据库完整性在当今数字化的时代，数据库成为了各类组织和系统存储、管理和处理数据的核心工具。
而数据库完整性则是确保数据库中数据的准确性、一致性和可靠性的关键因素。
理解数据库完整性的原理及应用，对于有效管理和利用数据库资源至关重要。
数据库完整性指的是数据库中的数据在逻辑上的正确性和合理性。
它涵盖了多个方面，包括实体完整性、域完整性、参照完整性和用户自定义完整性。
实体完整性确保表中的每一行都能唯一地标识一个实体。
例如，在一个学生信息表中，学号通常被设定为主键，不能有重复的值，这样就能保证每个学生在表中都有唯一的标识。
如果出现了学号重复的情况，就违反了实体完整性规则，可能导致数据的混乱和错误。
域完整性则关注的是列数据的有效性。
比如，学生成绩的列中，成绩的值应该在 0 到 100 之间。
如果出现了超出这个范围的值，比如－5 或者 150，就违反了域完整性规则。
这就好像给一个变量设定了一个合理的取值范围，超出这个范围就是不合理的。
参照完整性在多个相关表之间起着重要的作用。
假设有一个“学生选课表”和一个“课程表”，“学生选课表”中的课程编号应该在“课程表”中存在对应的值。
如果在“学生选课表”中出现了一个不存在于“课程表”中的课程编号，那就违反了参照完整性。
这就好比是一个链条，每个环节都要相互衔接，不能出现脱节的情况。
用户自定义完整性则允许根据特定的业务规则来定义数据的约束条件。
比如，在一个订单表中，可以规定订单金额不能为负数，这就是根据业务需求自定义的完整性规则。
为了实现数据库完整性，数据库管理系统提供了多种机制。
约束是其中最常见的一种。
主键约束、唯一约束、检查约束、外键约束等都能有效地保证数据的完整性。
主键约束用于确保主键列的值唯一且不为空。
它就像是一个数据的“身份证号”，独一无二且必不可少。
唯一约束则保证了指定列的值不能重复，但可以为空。
检查约束可以定义一个条件，使得列中的值必须满足该条件。
数据库完整性与安全性节
数据库完整性与安全性节1. 数据库完整性数据库完整性是指确保数据库中数据的准确性和一致性的一种属性。
它是数据库管理系统（DBMS）保护和维护数据完整性的机制。
数据的完整性可以分为实体完整性、域完整性、参照完整性三个方面。
1.1 实体完整性实体完整性是指确保数据库表中的每一行都有一个唯一标识，不允许出现重复行。
在关系型数据库中，主键约束用于保证实体完整性。
主键是一个唯一标识符，用于标识表中的每一行。
主键可以是一个或多个字段的组合。
在设计数据库表时，需要选择一个或多个字段作为主键。
常见的选择是使用自增长字段作为主键，确保每一行都有一个唯一标识符。
例如，在一个用户表中，可以使用用户ID作为主键，以确保每个用户都有一个唯一的标识符。
1.2 域完整性域完整性是指确保数据库表中的数据符合定义的域规则。
域规则是对字段取值的限制，例如数据类型、长度等。
在关系型数据库中，可以使用域约束来实现域完整性。
域约束可以定义在表设计阶段或在数据插入或更新时。
例如，可以指定一个字段只能接受一个特定的数据类型，或者限制一个字段的长度为固定值。
这样可以确保数据库中的数据符合定义的域规则，避免无效或错误的数据。
1.3 参照完整性参照完整性是指确保数据库表之间的关系的一致性。
在关系型数据库中，可以使用外键约束来实现参照完整性。
外键是一个字段或一组字段，它引用另一个表的主键。
通过定义外键约束，可以确保数据插入、更新或删除操作不会破坏表之间的关系。
外键约束可以定义在表设计阶段或在数据插入或更新时。
例如，在一个订单表中，可以定义一个外键约束，将订单表和用户表关联起来。
这样可以确保每个订单都有对应的用户，防止出现孤立的订单。
2. 数据库安全性数据库安全性是指保护数据库免受未经授权的访问、修改或破坏的一种属性。
数据库安全性涉及身份验证、授权和审计等方面。
2.1 身份验证身份验证是通过验证用户的身份信息来确认其合法性的过程。
在数据库中，可以使用用户名和密码进行身份验证。
数据库中的数据完整性与一致性约束
数据库中的数据完整性与一致性约束数据完整性和一致性是数据库设计与管理中非常重要的概念。
通过在数据库中应用各种约束条件，可以保障数据的准确性、完整性和一致性。
本文将介绍数据库中数据完整性和一致性约束的概念、作用、实现方式以及相关的最佳实践。
一、数据完整性约束的概念与作用数据完整性是指数据库中数据的准确性和一致性。
数据库中的数据应该符合预先定义的规则和条件，以确保数据的有效性和可靠性。
数据完整性约束是用于限制数据库中数据的输入、更新和删除操作，以保持数据的完整性。
数据完整性约束的作用是：1. 防止非法数据的插入：通过限制输入数据的规则和条件，可以避免不符合要求的数据被插入到数据库中。
2. 保证数据的一致性：通过定义数据之间的关系和依赖，可以保证数据在更新、删除操作时的一致性，避免数据的冲突和矛盾。
3. 提高数据质量和可靠性：数据完整性约束可以帮助用户更好地管理和使用数据库，提高数据的质量和可靠性。
二、数据完整性约束的实现方式数据库中的数据完整性约束可以通过以下几种方式实现：1. 主键约束：主键是一个可以唯一标识数据库表中每一行数据的字段或字段组合。
主键约束要求主键值唯一且非空，通过主键约束可以保证数据的唯一性和完整性。
2. 外键约束：外键是一个表中的字段，它与另一个表中的主键字段相关联。
外键约束要求外键值必须在关联表中存在，通过外键约束可以保证数据的一致性和完整性。
3. 唯一约束：唯一约束要求某个字段的值在整个表中必须唯一，通过唯一约束可以防止重复数据的插入和更新。
4. 默认值约束：默认值约束可以在插入新数据时，对某个字段设置默认值，确保数据的完整性。
5. 检查约束：检查约束是对某个字段的值进行规则验证，只有符合条件的数据才能被插入和更新。
三、数据一致性约束的概念与作用数据一致性是指数据库中的数据在任何时刻都满足特定的条件和规则，数据之间的关系和依赖保持一致。
数据一致性约束是用于维护数据一致性的规则和条件。
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关系系统三类完整性的实现
❖ 关系数据库系统都提供了定义和检查实体完整 性、参照完整性和用户定义的完整性的功能
❖ 违反实体完整性规则和用户定义的完整性规则 的操作：
一般是拒绝执行
❖ 违反参照完整性的操作：
拒绝执行
接受这个操作，同时执行一些附加的操作，以保 证数据库的状态正确
参照完整性的实现
❖ RDBMS实现参照完整性时需要考虑
动态
改变列定 元组新旧值之间应 关系新旧状态间应 义或列值 满足的约束条件 满足的约束条件
10.2 完整性控制
❖ 定义功能
一个完善的完整性控制机制应该允许用户定义各类完 整性约束条件
❖ 检查功能
立即执行的约束：语句执行完后立即检查是否违背完 整性约束
延迟执行的约束：完整性检查延迟到整个事务执行 结束后进行
过程P
学号不能为空
约束作用的对象为Sno 属性
插入或修改Student 元 组时
教授工资不得低于1000元 约束作用的对象为工资Sal 属性
插入或修改职工元组时
Sno不能为空
Sal不能小于1000
无（A可作用于所有记 职称=‘教授’ (A仅作用于
录的Sno属性）
职称=‘教授’的记录)
拒绝执行该操作
拒绝执行该操作
三种策略
❖ 级联删除 将参照关系中外码值与被参照关系中要删除元组主码 值相对应的元组一起删除
❖ 受限删除 当参照关系中没有任何元组的外码值与要删除的被参 照关系的元组的主码值相对应时，系统才执行删除操 作，否则拒绝此删除操作
❖ 置空值删除 删除被参照关系的元组，并将参照关系中与被参照关 系中被删除元组主码值相等的外码值置为空值
例子
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 置空值删除：将SC关系中所有Sno=950001的元组的 Sno值置为空值。
完整性约束条件分类
对象状态 动态
六类
动态列级 动态元组 动态关系
④
⑤
⑥
静态
静态列级 静态元组 静态关系
①
②
③
列
元组
关系 对象粒度
静态列级约束
❖ 对列的取值域的说明
❖ 最常见、最简单、最容易实现的一类完整性约束
❖ 五类静态列级约束
1) 数据类型约束：数据的类型、长度、单位、精度等 2) 对数据格式的约束：如日期为YY.MM.DD 3) 取值范围或取值集合的约束 4) 对空值的约束：未定义或未知的值，与零值和空格不
同 5) 其他约束：如关于列的排序说明，组合列等
静态元组约束
❖ 规定元组的各个列之间的约束关系
例：订货关系中发货量<=订货量 教师关系中教授的工资>=700元
❖ 静态元组约束只局限在元组上
静态关系约束
❖ 关系的各个元组之间或若干关系之间存在的各种 联系或约束
❖ 常见静态关系约束： 实体完整性约束 参照完整性约束 函数依赖约束：关系字段间存在的函数依赖 统计约束：定义某个字段值一个关系多个元 组的统计值之间的约束关系
当用户发出什么操作请求时需要检查该完整性规则是立 即检查还是延迟检查；
❖ A（Assertion）：数据对象必须满足的断言或语义 约束，这是规则的主体；
❖ C（Condition）：选择A作用的数据对象值的谓词 ❖ P（Procedure）：违反完整性规则时触发的过程
例子
实例 数据对象D
操作O
断言A 谓词C
外码是否可以接受空值的问题 在被参照关系中删除元组时的问题 在参照关系中插入元组时的问题 修改关系中主码的问题
1. 外码是否可以接受空值的问题
例1：在职工－部门数据库中，EMP关系包含有外码Deptno 某元组的这一列若为空值，表示这个职工尚未分配到 任何具体的部门工作，和应用环境的语义是相符
第十章
数据库完整性
10.1 完整性约束条件
❖ 完整性约束条件作用的对象
列：对属性的取值类型、范围、精度等的约束条件
元组：对元组中各个属性列间的联系的约束
关系：对若干元组间、关系集合上以及关系之间的 联系的约束
❖ 两种状态
静态: 对静态对象的约束是反映数据库状态合理性的 约束
动态: 对动态对象的约束是反映数据库状态变迁的约 束，新旧值之间满足的约束
动态列级约束
❖ 动态列级约束是修改列定义或列值时应满 足的约束条件
1) 修改列定义时的约束
例：将原来允许空值的列改为不允许空值时: 该列目前已存在空值，则拒绝这种修改
2) 修改列值时的约束 修改列值时新旧值之间要满足的约束条件
例：职工工资调整 >= 原来工资 年龄只能增长
动态元组、关系约束
❖ 动态元组约束
修改元组值: 各个字段之间要满足的约束条件
例: 职工工资调整不得低于其原来工资 + 工龄*1.5
❖ 动态关系约束
关系变化前后状态：限制条件 例：事务一致性、原子性等约束条件
完整性约束条件小结
状态
粒度
静态
列级
列定义 ·类型 ·格式 ·值域 ·空值
元组级
元组值应满足的 条件
关系级
实体完整性约束 参照完整性约束 函数依赖约束 统计约束
例2：学生－选课数据库，Student关系为被参照关系，其主 码为Sno。 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
级联删除（CASCADES） 受限删除（RESTRICTED） 置空值删除（NULLIFIES）
这三种处理方法，哪一种是正确的，要依应用环 境的语义来定
❖ 违约反应
拒绝该操作 其他处理方法
例子
例：银行数据库中“借贷总金额应平衡”的约束 就应该是延迟执行的约束
从账号A转一笔钱到账号B为一个事务，从账 号A转出去钱后账就不平了，必须等转入账号 B后账才能重新平衡，这时才能进行完整性检 查。
完 D（Data）：约束作用的数据对象 ❖ O（Operation）：触发完整性检查的数据库操作