數(shù)據(jù)庫的靜態(tài)約束條件與完整性保障(數(shù)據(jù)庫完整性的靜態(tài)約束條件)

隨著信息化時(shí)代的到來，各種組織與企業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)庫的需求越來越大。數(shù)據(jù)庫作為組織與企業(yè)存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)的重要工具，其準(zhǔn)確性和一致性對(duì)組織與企業(yè)的決策以及客戶信任具有重要的作用。因此，在設(shè)計(jì)和使用數(shù)據(jù)庫時(shí)，需要保證數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和一致性。本文將介紹。

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1. 靜態(tài)約束條件

靜態(tài)約束條件是指在定義數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)時(shí)所施加的限制條件，也稱為結(jié)構(gòu)約束。這些靜態(tài)約束條件可以限制字段的數(shù)據(jù)類型、長度、取值范圍、約束條件等，以保證數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)和使用過程中的準(zhǔn)確性和一致性。

1.1. 數(shù)據(jù)類型限制

數(shù)據(jù)類型限制是指在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的類型進(jìn)行限制。例如，數(shù)字只能是整型或浮點(diǎn)型，日期只能使用日期格式，字符串只能使用字符型等。這樣可以避免在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和操作過程中出現(xiàn)類型不匹配的問題。

1.2. 字段長度限制

字段長度限制是指在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的長度進(jìn)行限制。例如，號(hào)碼只能是10位數(shù)字，地址只能是100個(gè)字符等。這樣可以避免在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和操作過程中出現(xiàn)存儲(chǔ)不完整的問題。

1.3. 取值范圍限制

取值范圍限制是指在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的取值進(jìn)行限制。例如，年齡只能是1到100之間的整數(shù)，工資只能是正整數(shù)等。這樣可以避免在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和操作過程中出現(xiàn)不合法數(shù)據(jù)的問題。

1.4. 約束條件限制

約束條件限制是指在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)字段進(jìn)行一些邏輯限制。例如，在一個(gè)訂單表中，若訂單狀態(tài)為“已發(fā)貨”，則必須填寫發(fā)貨日期和快遞公司名稱，這樣可以避免在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和操作過程中出現(xiàn)邏輯上不合法數(shù)據(jù)的問題。

2. 完整性保障

完整性是指數(shù)據(jù)庫所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)包含所有需要的信息，并且從邏輯上保持一致。完整性保障則是為了保證數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)不能被破壞，也就是要保證數(shù)據(jù)不能被刪除、修改或插入不合法數(shù)據(jù)。

2.1. 實(shí)體完整性

實(shí)體完整性是指在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，一個(gè)表中的每一行數(shù)據(jù)都能夠唯一地被識(shí)別和區(qū)分。這可以通過在表中設(shè)置主鍵來保證。如果表中沒有主鍵或主鍵重復(fù)，就會(huì)破壞實(shí)體完整性。

2.2. 參照完整性

參照完整性是指一個(gè)表中的外鍵必須在另一個(gè)表中已經(jīng)存在，否則不能執(zhí)行插入或更新操作。例如，訂單表中的客戶ID必須在客戶表中已存在，否則就不能插入該訂單，這可以避免數(shù)據(jù)出現(xiàn)“孤兒記錄”。

2.3. 域完整性

域完整性是指對(duì)于一個(gè)表中的列（字段）來說，所有的數(shù)據(jù)都必須符合預(yù)定的規(guī)則和限制條件。例如，一個(gè)學(xué)生表中的年齡列必須是大于等于0小于等于120的整數(shù)，這可以避免數(shù)據(jù)存儲(chǔ)不合法的數(shù)據(jù)。

2.4. 用戶定義的完整性

用戶定義的完整性是指在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)具體的業(yè)務(wù)需求，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯上的限制。例如，在一個(gè)醫(yī)院的病人信息表中，可以設(shè)置一個(gè)表達(dá)式，要求“入院日期”不能晚于“出院日期”，這可以避免數(shù)據(jù)存儲(chǔ)邏輯上不合法的數(shù)據(jù)。

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在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)和使用過程中，靜態(tài)約束條件與完整性保障可以保證數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和一致性。通過設(shè)置數(shù)據(jù)類型、字段長度、取值范圍、約束條件等靜態(tài)約束條件，可以避免數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和操作過程中出現(xiàn)類型不匹配、存儲(chǔ)不完整、不合法數(shù)據(jù)、邏輯上不合法數(shù)據(jù)等問題。通過設(shè)置實(shí)體完整性、參照完整性、域完整性、用戶定義的完整性等完整性保障措施，可以保證數(shù)據(jù)不能被破壞，也就是要保證數(shù)據(jù)不能被刪除、修改或插入不合法數(shù)據(jù)。因此，對(duì)于數(shù)據(jù)庫的使用者和設(shè)計(jì)者來說，了解和應(yīng)用靜態(tài)約束條件與完整性保障是非常重要的。

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關(guān)系模型的解釋：

關(guān)系實(shí)際上就是關(guān)系模式在某一時(shí)刻的狀態(tài)或內(nèi)容。也就是說，關(guān)系模式是型，關(guān)系是它的值。關(guān)系模式是靜態(tài)的、穩(wěn)定的，而關(guān)系是動(dòng)態(tài)的、隨時(shí)間不斷變化的，因?yàn)殛P(guān)系操作在不斷地更新著數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。但在實(shí)際當(dāng)中，常常把關(guān)系模式和關(guān)系統(tǒng)稱為關(guān)系，讀者可以從上下文中加以區(qū)別。

發(fā)明歷史：

網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫和層次數(shù)據(jù)庫已經(jīng)很好地解決了數(shù)據(jù)的集中和共享問題，但是在數(shù)據(jù)獨(dú)立性和抽象級(jí)別上仍有很大欠缺。用戶在對(duì)這兩種數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存取時(shí)，仍然需要明確數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，指出存取路徑。而后來出現(xiàn)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫較好地解決了這些問題。關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論出現(xiàn)于60年代好汪末到70年代初。

關(guān)系模型的基本概念和基本術(shù)語：

（1）關(guān)系：一個(gè)關(guān)系對(duì)應(yīng)著一個(gè)二維表，二維表就是關(guān)系名。

（2）元組：在二維表中的一行，稱為一個(gè)元組。

（3）屬性攔襪則：在二維表中的列，稱為屬性。屬性的個(gè)數(shù)稱為關(guān)系的元或度。列的值稱為屬性值；

（4）（值）域：屬性值的取值范圍為值域。

（5）分量：每一行對(duì)應(yīng)的列的屬性值，即元組中的一個(gè)屬性值。

（6）關(guān)系模式：在二維表中的行定義，即對(duì)關(guān)系的描述稱為關(guān)系模式。一般表示為（屬性1，屬性2，……，屬性n），如老師的關(guān)系模型可以表示為教師（教師號(hào)，姓名，性別，年齡，職稱，所在系）。

（7）鍵：如果在一個(gè)關(guān)系中存在唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)實(shí)體的一個(gè)屬性或?qū)傩约Q為實(shí)體的鍵，即使得在該關(guān)系的任何一個(gè)關(guān)系狀態(tài)中的兩個(gè)元組，在該屬性上的值的組合都不同。

（8）候選鍵：若關(guān)系中的某一屬性的值能唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)元組如果在關(guān)系的一個(gè)鍵中不能移去任何一個(gè)屬性，否則它就不是這個(gè)關(guān)系的鍵，則稱這個(gè)被指定的候選鍵為該關(guān)系的候選鍵或者候選碼。

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