.数据完整性 - 图文

备课记录（2011）

教学目标 （2分） 1、完整性的概念 2、使用约束 3、使用规则 4、使用默认使用identity列 5、例子 6、作业 复习，提问，测试，演示 什么是数据的完整性 讲授章节（题目） 互动 重点标注 提问2至4人 问题： 1、 互动 2、 鼓励学生操作演示 3、 设计题目，学生分组 4、 检验学习掌握效果 回顾旧知识 （2分） 新课教学 （围绕目标展开设计） (4分) 必须讲的理论知识 1.完整性的概念 数据完整性是指存储在数据库中的数据正确无误，并且相关数据具有一致性。数据库中的数据是否完整，关系到数据库系统能否真实的反映现实世界。例如，在“学生”表中学生的学号要具有惟一性，学生性别只能是男或女，其所在系部、专业、班级必须是存在的，否则，就会出现数据库中的数据与现实不符的现象。如果数据库中总存在不完整的数据，那么它就没有存在的必要了，因此实现数据的完整性在数据库管理系统中十分重要。 2.分类 根据数据完整性机制所作用的数据库对象和范围不同，数据完整性可分 ： ? 实体完整性 ? 域完整性 ? 引用完整性 ? 用户定义完整性 1）实体完整性 实体是指表中的记录（行），一个实体就是表中的一条记录。实体完整性要求在表中不能存在完全相同的记录，而且每条记录都要具有一个非空且不重复的主键值。这样就可以保证数据所代表的任何事物都不存在重复、可以区分。例如，学生表中的学号必须惟一，并且不能为空，这样就可以保证学生记录的惟一性。实现实体完整性的方法主要有主键约束、惟一索引、惟一约束和指定IDENTITY属性。 （2）域完整性 也称为列完整性，指定一个数据集对某一个列是否有效和确定是否允许为空值。域完整性要求向表中指定列输入的数据必须具有正确的数据类型、格式以及有效的数据范围。例如，假设现实中学生的成绩为百分制，则在“课程注册”表中，对成绩列输入数据时，不能出现字符，也不能输入小于0或大于100的数值。实现域完整性的方法主要有CHECK约束、外键约束、默认约束、非空约束、规则以及在建表时设置的数据类型。 （3）引用完整性 引用完整性又称为参照完整性。引用完整性是指作用于有关联的两个或两个以上的表，通过使用主键和外键或主键和唯一键之间的关系，使表中的键值在所有表中保持一致。s 实现引用完整性的方法主要有外键约束。 （4）用户定义的完整性 用户定义的完整性是应用领域需要遵守的约束条件，其允许用户定义不属于其他任何完整性分类的特定业务规则。所有的完整性类型都支持用户定义完整性。 使用约束 1.约束 约束是SQL Server提供的自动强制数据完整性的一种方法，它是通过定义列的取值规则来维护数据的完整性。 2. 约束的类型： （1）PRIMARY KEY（主键）约束 主键约束用来强制数据的实体完整性，它是在表中定义一个主键来唯一标识表中的每行记录。主键约束有如下特点：每个表中只能有一个主键，主键可以是一列，也可以是多列的组合；主键值必须唯一并且不能为空，对于多列组合的主键，某列值可以重复，但列的组合值必须唯一。 （2）UNIQUE（唯一）约束 唯一约束用来强制数据的实体完整性，它主要用来限制表的非主键列中不允许输入重复值。唯一约束有如下特点：一个表中可以定义多个唯一约束；每个唯一约束可以定义到一列上，也可以定义到多列上；空值可以出现在某列中一次。 3） NOT NULL（非空）约束 非空约束用来强制数据的域完整性，它用于设定某列值不能为空。如果指定某列不能为空，则在进行插入记录时，此列必须要插入数据。 （4）CHECK（检查）约束 检查约束用来强制数据的域完整性，它使用逻辑表达式来限制表中的列可以接受哪些数据值。 （5）DEFAULT（默认）约束 默认约束用来强制数据的域完整性，它为表中某列建立一个默认值，当用户插入记录时，如果没有为该列提供输入值，则系统会自动将默认值赋给该列。默认值可以是常量、内置函数或表达式。使用默认约束可以提高输入记录的速度。 （6）FOREIGN KEY（外健）约束 外键是指一个表中的一列或列组合，它虽不是该表的主键，但却是另一个表的主键。通过外键约束可以为相关联的两个表建立联系，实现数据的引用完整性，维护两表之间数据的一致性关系。 3.列约束与表约束 当约束被定义于某个表的一列时称为列约束，定义于某个表的多列时称为表约束。当一个约束中必须包含一个以上的列时，必须使用表约束。 4. 创建主键约束 1）使用SQL Server Management Studio 创建 （1）启动SQL Server Management Studio，在“对象资源管理器”窗口中，依次展开数据库、student、表节点，选择“教学计划”表，单击右键，在弹出的快捷菜单中选择“修改”命令，打开“表设计器”对话框。 。 （2）在“表设计器”对话框中，选择需要设为主键的字段，如果需要选择多个字段时，可以按住Ctrl键，同时用鼠标单击每个要选择的字段。在此，依次选择课程号、专业代码和专业学级字段。 （3）选好字段后，右键单击选择的某个字段，在弹出的快捷菜单中选择“设置主键”命， （4）执行命令后，在作为主键的字段前有一个钥匙样图标。也可以 在选择好字段后，单击工具栏中的“钥匙”工具按钮，设置主键 （5）设置主键完成。 创建表时创建主键： create table man4 ( id int constraint py primary key ) 包含两个列的主键 create table student ( sid int, kid int, constraint pyq primary key(sid,kid) ) 在已有的表中创建主键 alter table man5 add constraint py primary key(id) 或者： alter table stu add primary key(id) 删除主键： alter table student drop py 5.UNIQUE约束 ? 当表中存在主键，为保证其它的字段值也惟一时，应该创建惟一约束。一个表中可以创建多个惟一约束；惟一约束是一列，也可以是多列的组合；在惟一约束列中，空值可以出现一次。 ? UNIQUE约束主要是用来确保不受主键约束的列上的数据的惟一性。主键与UNIQUE约束的区别主要为： UNIQUE约束，主要用在非主键的一列或多列上要求数据惟一的情况。 UNIQUE约束，允许该列上存在NULL值，而主键决不允许出现这种情况。 可以在一个表上设置多个UNIQUE约束，而在一个表中只能设置一个主键约束。 1）使用SQL Server Management Studio创建惟一约束 案例：在student数据库中，为“系部”表中的“系部名称”字段创建一个惟一约束。 （1）在“对象资源管理器”窗口中，依次展开数据库、student、表节点，右键单击“系部”表，在弹出的快捷菜单中单击“修改”命令，打开“表设计器”对话框。在“表设计器”中，右键单击任意字段，在弹出的快捷菜单中单击“索引/键”命令，打开“索引/键”对话框。 （2）单击“添加”命令按钮，系统给出系统默认的惟一约束名：“IX_系部”，显示在“选定的主/惟一或索引”列表框中，单击选中惟一约束名“IX_系部”，在其右侧的“属性”窗口中，可以修改约束名称，设置约束列等。 （3）单击“属性”窗口中“常规”中的“列”属性，在其右侧出现“”按钮，单击该按钮，打开“索引列”对话框，在列名下拉列表框中选择“系部名称”，在排序顺序中选择“降序”，设置创建惟一约束的列名。 （4）设置完成后，单击“确定”按钮，回到“索引/键”对话框，修改“常规”属性中“是惟一的”属性值为“是”，最后，关闭“索引/键”对话框和“表设计器”对话框，保存设置，完成惟一约束创建。 alter table man add constraint un unique(cid) 或者 alter table stu add unique(name) 6. CHECK约束 ? CHECK（核查）约束通过检查输入表列的数据的值来维护值域的完整性。核查约束通过对一个逻辑表达式的结果进行判断来对数据进行核查。 ? 注意： ? 可以在一列上设置多个核查约束，也可以将一个核查约束应用 于多列。当一列受多个核查约束控制时，所有的约束按照创建 的顺序，依次进行数据有效性的核查。 ? 一般来说，可以在下面两种情况下，设置核查约束无效： ? 在执行INSERT语句或UPDATE语句过程：事先知道对数据的增 加或修改将违反核查约束的规定，但这些操作又是必须的。 ? 在复制进行时，在进行不同服务器间的复制操作的过程中，由于 两个服务器之间设置的核查约束不一致，如果不事先 使核查约束 无效，则有可能使某些数据无法进行复制。 右击-?check约束进行设置 create table man4 ( id int not null, sex char(2) default '男', check(sex='男' or sex='女') ) 或者： alter table man add check ( age>=20 and age<=30 ) 7.默认约束（default）

用户在输入数据时，如果没有给某列赋值，该列的默认约束将自动为该列指定默认值。默认值可以是常量、内置函数或表达式。使用默认约束可以提高输入记录的速度。 1）使用SQL Server Management Studio创建默认约束 案例： 在student数据库中，为“教学计划”表的“课程类型”字段创建默认值，其默认值为“公共必修”。其操作步骤如下： （1）启动SQL Server Management Studio，在“对象资源管理器”窗口中，依次展开数据库、student、表节点。 （2）右键单击“教学计划”表，在弹出的快捷菜单中选择“修改”命令，打开“表设计器”对话框，如课本图7.2所示。 （3）单击需要设置默认的列（如：课程类型），在下面列属性设置栏的“默认值或绑定”选项对应的输入框中，输入默认值即可（如：公共必修）。 （4）设置完成后，关闭表设计器。 create table person ( id int not null, sex char(2) default '男' ) 或者： alter table person3 add constraint persons_sex default '男' for sex 或者： alter table stu add default '男' for sex 8.外键约束 ? 外键主要用来维护两个表之间的一致性关系。外键的建立主要是通过将一个表中的主键所在列包含在另一个表中，这些列就是另一个表的外键。 ? 外键约束不仅可以与另一张表上的主键约束建立联系，也可以与另一张表上的UNIQUE约束建立联系。 ? 外键约束上允许存在为NULL的值，则针对该列的外键约束核查将被忽略。 ? 外键同时也限制了对主键所在表的数据进行修改。当主键所在的表的数据被另一张表的外键所引用时，用户将无法对主键里的数据进行修改或删除。除非事先删除或修改引用的数据。 ? 当一个新的数据加入到表格中，或对表格中已经存在的外键上的数据进行修改时，新的数据必须存在于另一张表的主键上。 1）使用SQL Server Management Studio创建外键约束 案例：在student数据库中，为“学生”表的“班级代码”列创建外键约束，从而保证在“学生”表中输入有效的“班级代码”。其操作步骤如下： （1）启动SQL Server Management Studio，在“对象资源管理器”窗口中，依次展开数据库、student、表节点。 （2）右键单击 “学生”表，在弹出的快捷菜单中选择“修改”命令，打开“表设计器”对话框。在“表设计器”中，右键单击任意字段，在弹出的快捷菜单中单击“关系”命令，打开“外键关系”对话框。 （3）单击“添加”命令按钮，系统给出默认的外键约束名：“FK_学生_学生”，显示在“选定的关系”列表中。 （4）单击“FK_学生_学生”外键约束名，在其右侧的“属性”窗口中单击“表和列规范”属性，然后，再单击该属性右侧的“”按钮，打开“表和列”对话框，如图7.7所示。 （5）在“表和列”对话框中，修改外键的名称，选择主键表及表中的主键，以及外键表中的外键，修改后结果如图7.7所示。单击“确定”命令按钮，回到“外键关系”对话框，如图7.8所示。 （6）单击“关闭”按钮，完成外键的设置。 create table aa ( id int primary key, sid int foreign key references man(id) ) 追加外键约束： alter table stu add foreign key(cid) references class(id) 建表三大范式： 第一范式(1NF)无重复的列 所谓第一范式是指数据库表的每一列都是不分割的基本数据项，同一列中不能有多个值，即实体中的某个属性不能有多个值或不能有重复的属性。如果出现重复的属性，就可能需要定义一个新的实体，新的实体由重复的属性构成，新实体由重复的属性构成，新实体与原实体之间为一对多关系。在第一范式（1NF）中表的每一行只包含一个实例的信息。 第二范式（2NF）是在第一范式（1NF）的基础上建立起来的，即满足第二范式（2NF）必须先满足第一范式（1NF）。第二方式（2NF）要求数据库表中的个实例或行必须可以被唯一地区分。为实现区分通常需要为表加上一个列，以存储各个实例的唯一标识。例如员工信息表中加上了员工编号（emp_id）列，因为每个员工的员工编号是唯一的，因此每个员工可以被唯一区分。这个唯一属性列被称为主关键字或主键、主码。 第二范式就是要求表要有主键。 满足第三范式（3NF）必须先满足第二范式（2NF）。简而言之，第三范式（3NF）要求一个数据库表中不包含已在其它表中已包含的非主关键字信息。例如，存在一个部门信息表，其中每个部门有部门编号（dept_id）、部门名称、部门简介等信息。那么在的员工信息表中列出部门编号后就不能再将部门名称、部门简介等与部门有关的信息再加入员工信息表中。如果不存在部门信息表，则根据第三范式（3NF）也应该构建它，否则就会有大量的数据冗余。简而言之，第三范式就是属性不依赖于其它非主属性，则创建外键表。 2、演示 3、实训（上机） 5、 检验（上机） 教学后记 （2分） 1、 优缺点：（心得体会）： 2、 改进 操作演示为主，根据结果推演步骤 备课记录每周六以电子稿形式提交至教学部主任处。

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