數(shù)據(jù)庫完整性

數(shù)據(jù)庫完整性計算機術語01原理設計原則設計階段目錄0302基本信息數(shù)據(jù)庫完整性（DatabaseIntegrity）是指數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)在邏輯上的一致性、正確性、有效性和相容性。數(shù)據(jù)庫完整性由各種各樣的完整性約束來保證，因此可以說數(shù)據(jù)庫完整性設計就是數(shù)據(jù)庫完整性約束的設計。數(shù)據(jù)庫完整性約束可以通過DBMS或應用程序來實現(xiàn)，基于DBMS的完整性約束作為模式的一部分存入數(shù)據(jù)庫中。通過DBMS實現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫完整性按照數(shù)據(jù)庫設計步驟進行設計，而由應用軟件實現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫完整性則納入應用軟件設計（本文主要討論前者）。原理關系模型實體域完整性參照完整性用戶定義完整性12345原理關系模型關系完整性的用于保證數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的正確性。系統(tǒng)在進行更新、插入或刪除等操作時都要檢查數(shù)據(jù)的完整性，核實其約束條件，即關系模型的完整性規(guī)則。在關系模型中有四類完整性約束：實體完整性、域完整性、參照完整性和用戶定義的完整性，其中實體完整性和參照完整性約束條件,稱為關系的兩個不變性。實體關系數(shù)據(jù)庫的完整性規(guī)則是數(shù)據(jù)庫設計的重要內容。絕大部分關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)RDBMS都可自動支持關系完整性規(guī)則，只要用戶在定義（建立）表的結構時，注意選定主鍵、外鍵及其參照表，RDBMS可自動實現(xiàn)其完整性約束條件。（1）實體完整性（EntityIntegrity）。實體完整性指表中行的完整性。主要用于保證操作的數(shù)據(jù)（記錄）非空、唯一且不重復。即實體完整性要求每個關系（表）有且僅有一個主鍵，每一個主鍵值必須唯一，而且不允許為“空”（NULL）或重復。（2）實體完整性規(guī)則要求。若屬性A是基本關系R的主屬性，則屬性A不能取空值，即主屬性不可為空值。其中的空值(NULL)不是0，也不是空隔或空字符串，而是沒有值。實際上，空值是指暫時“沒有存放的值”、“不知道”或“無意義”的值。由于主鍵是實體數(shù)據(jù)（記錄）的惟一標識，若主屬性取空值，關系中就會存在不可標識（區(qū)分）的實體數(shù)據(jù)（記錄），這與實體的定義矛盾，而對于非主屬性可以取空值(NULL)，因此，將此規(guī)則稱為實體完整性規(guī)則。如學籍關系（表）中主屬性“學號”（列）中不能有空值，否則無法操作調用學籍表中的數(shù)據(jù)（記錄）。域完整性域完整性（DomainIntegrity）是指數(shù)據(jù)庫表中的列必須滿足某種特定的數(shù)據(jù)類型或約束。其中約束又包括取值范圍、精度等規(guī)定。表中的CHECK、FOREIGNKEY約束和DEFAULT、NOTNULL定義都屬于域完整性的范疇。參照完整性參照完整性（ReferentialIntegrity）屬于表間規(guī)則。對于永久關系的相關表，在更新、插入或刪除記錄時，如果只改其一，就會影響數(shù)據(jù)的完整性。如刪除父表的某記錄后，子表的相應記錄未刪除，致使這些記錄稱為孤立記錄。對于更新、插入或刪除表間數(shù)據(jù)的完整性，統(tǒng)稱為參照完整性。通常，在客觀現(xiàn)實中的實體之間存在一定聯(lián)系，在關系模型中實體及實體間的聯(lián)系都是以關系進行描述，因此，操作時就可能存在著關系與關系間的關聯(lián)和引用。在關系數(shù)據(jù)庫中，關系之間的聯(lián)系是通過公共屬性實現(xiàn)的。這個公共屬性經常是一個表的主鍵，同時是另一個表的外鍵。參照完整性體現(xiàn)在兩個方面：實現(xiàn)了表與表之間的聯(lián)系，外鍵的取值必須是另一個表的主鍵的有效值，或是“空”值。參照完整性規(guī)則（ReferentialIntegrity）要求：若屬性組F是關系模式R1的主鍵，同時F也是關系模式R2的外鍵，則在R2的關系中，F(xiàn)的取值只允許兩種可能：空值或等于R1關系中某個主鍵值。R1稱為“被參照關系”模式，R2稱為“參照關系”模式。注意：在實際應用中，外鍵不一定與對應的主鍵同名。外鍵常用下劃曲線標出。用戶定義完整性用戶定義完整性（User-definedIntegrity）是對數(shù)據(jù)表中字段屬性的約束，用戶定義完整性規(guī)則（User-definedintegrity）也稱域完整性規(guī)則。包括字段的值域、字段的類型和字段的有效規(guī)則（如小數(shù)位數(shù)）等約束，是由確定關系結構時所定義的字段的屬性決定的。如，百分制成績的取值范圍在0~100之間等。設計階段需求分析邏輯設計概念設計設計階段需求分析經過系統(tǒng)分析員、數(shù)據(jù)庫分析員、用戶的共同努力，確定系統(tǒng)模型中應該包含的對象，如人事及工資管理系統(tǒng)中的部門、員工、經理等，以及各種業(yè)務規(guī)則。在完成尋找業(yè)務規(guī)則的工作之后，確定要作為數(shù)據(jù)庫完整性的業(yè)務規(guī)則，并對業(yè)務規(guī)則進行分類。其中作為數(shù)據(jù)庫模式一部分的完整性設計按下面的過程進行。而由應用軟件來實現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫完整性設計將按照軟件工程的方法進行。概念設計概念結構設計階段是將依據(jù)需求分析的結果轉換成一個獨立于具體DBMS的概念模型，即實體關系圖（ERD）。在概念結構設計階段就要開始數(shù)據(jù)庫完整性設計的實質階段，因為此階段的實體關系將在邏輯結構設計階段轉化為實體完整性約束和參照完整性約束，到邏輯結構設計階段將完成設計的主要工作。邏輯設計此階段就是將概念結構轉換為某個DBMS所支持的數(shù)據(jù)模型，并對其進行優(yōu)化，包括對關系模型的規(guī)范化。此時，依據(jù)DBMS提供的完整性約束機制，對尚未加入邏輯結構中的完整性約束列表，逐條選擇合適的方式加以實現(xiàn)。在邏輯結構設計階段結束時，作為數(shù)據(jù)庫模式一部分的完整性設計也就基本完成了。每種業(yè)務規(guī)則都可能有好幾種實現(xiàn)方式，應該選擇對數(shù)據(jù)庫性能影響最小的一種，有時需通過實際測試來決定。設計原則設計原則在實施數(shù)據(jù)庫完整性設計的時候，有一些基本的原則需要把握：1．根據(jù)數(shù)據(jù)庫完整性約束的類型確定其實現(xiàn)的系統(tǒng)層次和方式，并提前考慮對系統(tǒng)性能的影響。一般情況下，靜態(tài)約束應盡量包含在數(shù)據(jù)庫模式中，而動態(tài)約束由應用程序實現(xiàn)。2．實體完整性約束、參照完整性約束是關系數(shù)據(jù)庫最重要的完整性約束，在不影響系統(tǒng)關鍵性能的前提下需盡量應用。用一定的時間和空間來換取系統(tǒng)的易用性是值得的。3．另一方面，觸發(fā)器的多級觸發(fā)不好控制，容易發(fā)生錯誤，非用不可時，最好使用Before型語句級觸發(fā)器。4．在需求分析階段就必須制定完整性約束的命名規(guī)范，盡量使用有意義的英文單詞、縮寫詞、表名、列名及下劃線等組合，使其易于識別和記憶，如：CKC_EMP_REAL_INCOME_EMPLOYEE、PK_EMPLOYEE、CKT_EMPLOYEE。如果使用CASE工具，一般有缺省的規(guī)則，可在此基礎上修改使用。5．要根據(jù)業(yè)務規(guī)則對數(shù)據(jù)庫完