数据库系统原理实验报告4 | 数据完整性

碳基肥宅2024-04-25 12:22

整理自博主本科《数据库系统原理》专业课自己完成的实验报告，以便各位学习数据库系统概论的小伙伴们参考、学习。

专业课本：

本次实验使用到的图形化工具：Heidisql

目录

一、实验目的

二、实验内容

1、建表

2、对1题中创建的Student表，增加以下约束：

1）姓名不能为空

2）性别默认为'男'

3）性别取值只能为'男'、'女'

4）学生年龄大于10、小于40

5）学生表中的所在院系sdname参照department表的dname，删除规则是级联，更新规则是拒绝；学生表中的专业spec参照speciality表的specno，删除规则是设置为空，更新规则是级联。

3、完整性检验

1）实体完整性

2）用户定义完整性检验

3）参照完整性检验

4、完整SQL代码

三、实验结果总结

四、实验结果的运用

一、实验目的

1、熟练使用SQL语句创建表和修改表，巩固数据定义语句。

2、通过SQL语句验证数据库的三类完整性约束，尤其是参照完整性，加深对于完整性的理解。

3、初步掌握数据更新语句：插入，删除和更新记录。

二、实验内容

创建一个名为TEST数据库，要求如下：

（下面三个表中属性的数据类型需要自己设计合适的数据类型）

1、建表

  • 建立专业表speciality，它由专业号specno、专业名specname组成，其中专业号为主键，采用 列级定义主键，专业名不能为空。
  • 建立院系表department，它由院名dname、院长dean、院职工人数dnum组成。其中院名为主属性，采用表级定义主键。
  • 建立一个"学生"表Student，它由学号sno、姓名sname、性别ssex、年龄sage、所在院系sdname、专业spec六个属性组成。采用表级定义主键。

代码：

sql 复制代码 
#建立专业表speciality，它由专业号specno、专业名specname组成，其中专业号为主键，采用列级定义主键，专业名不能为空。
CREATE TABLE speciality(
	specno INT PRIMARY KEY,
	specname CHAR(20) NOT NULL
);

#建立院系表department，它由院名dname、院长dean、院职工人数dnum组成。其中院名为主属性，采用表级定义主键。
CREATE TABLE department(
	dname CHAR(20) , 
	dean CHAR(10) ,
	dnum INT ,
	PRIMARY KEY (dname)
);

#建立一个"学生"表Student，它由学号sno、姓名sname、性别ssex、年龄sage、所在院系sdname、专业spec六个属性组成。采用表级定义主键。
CREATE TABLE student(
	sno CHAR(9),
	sname CHAR(20),
	ssex CHAR(2),
	sage SMALLINT, 
	sdname CHAR(20),
	spec INT,
	PRIMARY KEY (sno)
)

2、对1题中创建的Student表，增加以下约束：

1）姓名不能为空

代码：

sql 复制代码 
#姓名不能为空
ALTER TABLE student
		MODIFY COLUMN sname CHAR(20) NOT NULL;

2）性别默认为'男'

代码：

sql 复制代码 
#性别默认为'男'
ALTER TABLE student
		MODIFY COLUMN ssex CHAR(2) DEFAULT '男';

3）性别取值只能为'男'、'女'

代码：

sql 复制代码 
#性别取值只能为'男'、'女'
ALTER TABLE student
		ADD CONSTRAINT CHECK (ssex='男'OR ssex='女');

4）学生年龄大于10、小于40

代码：

sql 复制代码 
#学生年龄大于10、小于40
ALTER TABLE student
		ADD CONSTRAINT CHECK (sage>10 AND sage<40);

5）学生表中的所在院系sdname参照department表的dname，删除规则是级联，更新规则是拒绝；学生表中的专业spec参照speciality表的specno，删除规则是设置为空，更新规则是级联。

代码：

sql 复制代码 
ALTER TABLE student
		ADD FOREIGN KEY (sdname) REFERENCES department(dname) ON DELETE CASCADE ON UPDATE NO ACTION ;

代码：

sql 复制代码 
ALTER TABLE student
		ADD FOREIGN KEY (spec) REFERENCES speciality(specno) ON DELETE SET NULL ON UPDATE CASCADE ;

3、完整性检验

1）实体完整性

（1）用SQL语句，在学生表中插入一条学号为空的记录和重复学号的记录，观察运行的情况。说明为什么。

代码：

sql 复制代码 
#实体完整性检验
INSERT INTO student (sno) VALUES (NULL);#用SQL语句，在学生表中插入一条学号为空的记录
INSERT INTO student (sno) VALUES (493);
INSERT INTO student (sno) VALUES (493);#插入重复学号的记录

****说明：****关系模型的实体完整性用primary key定义，主码任一主属性不可为空且主码值必须唯一。定义了关系主码后，每当用户程序对基本表插入一条记录或对主码进行更新操作时，关系数据库按照实体完整性规则进行检查。若主码值不唯一，则拒绝插入或修改；若有一个主属性为空，则拒绝插入或修改。

2）用户定义完整性检验

（1）用SQL语句，在每个表中分别插入两条合法记录。

代码：

sql 复制代码 
#用户定义完整性检验
#用SQL语句，先在每个表中分别插入两条合法记录。
INSERT INTO speciality VALUES (1001,'软件工程');
INSERT INTO speciality VALUES (1002,'汉语言文学');
#在专业表中插入两条记录  

#department，它由院名dname、院长dean、院职工人数dnum组成。其中院名为主属性，采用表级定义主键。
INSERT INTO department VALUES ('软件学院','张三',50);
INSERT INTO department VALUES ('文学院','李四',25);
#在院系表中插入两条记录

#Student，它由学号sno、姓名sname、性别ssex、年龄sage、所在院系sdname、专业spec六个属性组成。采用表级定义主键
INSERT INTO student VALUES (30001,'喜羊羊',DEFAULT,15,'软件学院',1001);
INSERT INTO student VALUES (30002,'魔法少女小樱','女',17,'文学院',1002);

（2）用SQL语句，非法的记录来检验第4题中的用户定义完整性约束条件。

代码：

sql 复制代码 
#插入非法的记录来检验第4题中的用户定义完整性约束条件。
INSERT INTO speciality(specname) VALUES (NULL);#令专业表专业名为空
INSERT INTO student(ssex) VALUES ('未知');#令学生表性别为除"男"与"女"之外的"未知"
INSERT INTO student(sage) VALUES (100);#令学生表年龄为100，不在预设范围内

3）参照完整性检验

（1）用SQL语句，插入：分别在三个表中插入若干条记录。在学生表中插入记录时，注意sdname要参照院系表，spec要参照专业表。

代码：

sql 复制代码 
#参照完整性检验
#分别在三个表中插入若干条记录。在学生表中插入记录时，注意sdname要参照院系表，spec要参照专业表。
#学生表中的所在院系sdname参照department表的dname，删除规则是级联，更新规则是拒绝；
#学生表中的专业spec参照speciality表的specno，删除规则是设置为空，更新规则是级联.
INSERT INTO student(sdname,spec) VALUES ('外语学院',6666);#在参照表学生表中插入的元组的sdname,spec在被参照表中不存在

（2）用SQL语句，删除和修改：删除专业表中的，被学生表参照的一个专业记录，观察学生表中发生了什么变化，为什么？

代码：

sql 复制代码 
#用SQL语句，删除和修改：删除专业表中的，被学生表参照的一个专业记录，观察学生表中发生了什么变化，为什么？
DELETE FROM speciality WHERE specno=1001;

说明：

学生表中所有包含专业号"1001"的元组都被删除。

在参照完整性中定义了级联删除。学生表是参照表，专业表是被参照表。当删除被参照表的一个元组导致与参照表不一致时，删除参照表中所有导致不一致的元组。

（3）修改专业表中的，被学生表参照的一个专业号，观察学生表中发生了什么变化，为什么？

代码：

sql 复制代码 
#修改专业表中的，被学生表参照的一个专业号，观察学生表中发生了什么变化，为什么？
UPDATE speciality SET specno=9999 WHERE specno=1001;

说明：

学生表中所有包含专业号"1001"的元组都被修改为"9999"。

在参照完整性中定义了级联修改。学生表是参照表，专业表是被参照表。当修改被参照表的一个元组导致与参照表不一致时，修改参照表中所有导致不一致的元组。

（4）用SQL语句，删除和修改：删除院系表中的，被学生表参照的一条记录，观察学生表中发生了什么变化，为什么？

代码：

sql 复制代码 
#删除院系表中的，被学生表参照的一条记录，观察学生表中发生了什么变化，为什么？
DELETE FROM department WHERE dname='软件学院';

说明：

院系表中所有包含院系名"软件学院"的元组都被删除。

在参照完整性中定义了级联删除。学生表是参照表，专院系表是被参照表。当删除被参照表的一个元组导致与参照表不一致时，删除参照表中所有导致不一致的元组。

（5）修改院系表中的，被学生表参照的一条记录的院系名，观察学生表中发生了什么变化，为什么？

代码：

sql 复制代码 
#修改院系表中的，被学生表参照的一条记录的院系名，观察学生表中发生了什么变化，为什么？
UPDATE department SET dname='历史学院' WHERE dname='文学院';

**说明：**定义了拒绝执行。当修改导致参照表与被参照表不一致时，不允许该操作的执行。

4、完整SQL代码

sql 复制代码 
CREATE DATABASE test;
USE test;
SELECT DATABASE();  

#建立专业表speciality，它由专业号specno、专业名specname组成，其中专业号为主键，采用列级定义主键，专业名不能为空。
CREATE TABLE speciality(
	specno INT PRIMARY KEY,
	specname CHAR(20) NOT NULL
);

#建立院系表department，它由院名dname、院长dean、院职工人数dnum组成。其中院名为主属性，采用表级定义主键。
CREATE TABLE department(
	dname CHAR(20) , 
	dean CHAR(10) ,
	dnum INT ,
	PRIMARY KEY (dname)
);

#建立一个"学生"表Student，它由学号sno、姓名sname、性别ssex、年龄sage、所在院系sdname、专业spec六个属性组成。采用表级定义主键。
CREATE TABLE student(
	sno CHAR(9),
	sname CHAR(20),
	ssex CHAR(2),
	sage SMALLINT, 
	sdname CHAR(20),
	spec INT,
	PRIMARY KEY (sno)
)

#对3题中创建的Student表，增加以下约束：
#姓名不能为空
ALTER TABLE student
		MODIFY COLUMN sname CHAR(20) NOT NULL;
#性别默认为'男'
ALTER TABLE student
		MODIFY COLUMN ssex CHAR(2) DEFAULT '男';
#性别取值只能为'男'、'女'
ALTER TABLE student
		ADD CONSTRAINT CHECK (ssex='男'OR ssex='女');
#学生年龄大于10、小于40
ALTER TABLE student
		ADD CONSTRAINT CHECK (sage>10 AND sage<40);
#学生表中的所在院系sdname参照department表的dname，删除规则是级联，更新规则是拒绝；
#学生表中的专业spec参照speciality表的specno，删除规则是设置为空，更新规则是级联.
ALTER TABLE student
		ADD FOREIGN KEY (sdname) REFERENCES department(dname) ON DELETE CASCADE ON UPDATE NO ACTION ;
ALTER TABLE student
		ADD FOREIGN KEY (spec) REFERENCES speciality(specno) ON DELETE SET NULL ON UPDATE CASCADE ; 

ALTER TABLE student
		MODIFY COLUMN sname CHAR(20) NOT NULL ;

#实体完整性检验
INSERT INTO student (sno) VALUES (NULL);#用SQL语句，在学生表中插入一条学号为空的记录
INSERT INTO student (sno) VALUES (493);
INSERT INTO student (sno) VALUES (493);#插入重复学号的记录

#学号sno、姓名sname、性别ssex、年龄sage、所在院系sdname、专业spec

#用户定义完整性检验
#用SQL语句，先在每个表中分别插入两条合法记录。
INSERT INTO speciality VALUES (1001,'软件工程');
INSERT INTO speciality VALUES (1002,'汉语言文学');
#在专业表中插入两条记录  

#department，它由院名dname、院长dean、院职工人数dnum组成。其中院名为主属性，采用表级定义主键。
INSERT INTO department VALUES ('软件学院','张三',50);
INSERT INTO department VALUES ('文学院','李四',25);
#在院系表中插入两条记录

#Student，它由学号sno、姓名sname、性别ssex、年龄sage、所在院系sdname、专业spec六个属性组成。采用表级定义主键
INSERT INTO student VALUES (30001,'喜羊羊',DEFAULT,15,'软件学院',1001);
INSERT INTO student VALUES (30002,'魔法少女小樱','女',17,'文学院',1002);

#插入非法的记录来检验第4题中的用户定义完整性约束条件。
INSERT INTO speciality(specname) VALUES (NULL);#令专业表专业名为空
INSERT INTO student(ssex) VALUES ('未知');#令学生表性别为除"男"与"女"之外的"未知"
INSERT INTO student(sage) VALUES (100);#令学生表年龄为100，不在预设范围内		   
		
#参照完整性检验
#分别在三个表中插入若干条记录。在学生表中插入记录时，注意sdname要参照院系表，spec要参照专业表。
#学生表中的所在院系sdname参照department表的dname，删除规则是级联，更新规则是拒绝；
#学生表中的专业spec参照speciality表的specno，删除规则是设置为空，更新规则是级联.
INSERT INTO student(sdname,spec) VALUES ('外语学院',6666);#在参照表学生表中插入的元组的sdname,spec在被参照表中不存在
 
#用SQL语句，删除和修改：删除专业表中的，被学生表参照的一个专业记录，观察学生表中发生了什么变化，为什么？
DELETE FROM speciality WHERE specno=1001;
#修改专业表中的，被学生表参照的一个专业号，观察学生表中发生了什么变化，为什么？
UPDATE speciality SET specno=9999 WHERE specno=1001;

#删除院系表中的，被学生表参照的一条记录，观察学生表中发生了什么变化，为什么？
DELETE FROM department WHERE dname='软件学院'; 

#修改院系表中的，被学生表参照的一条记录的院系名，观察学生表中发生了什么变化，为什么？
UPDATE department SET dname='历史学院' WHERE dname='文学院';

三、实验结果总结

  1. 本次实验过程中，我除了语法错误（如在创建表的倒数第二行加了逗号，把primary key写为primary）外，没有其它的错误。
  2. 巩固了数据定义语句，上机操作实验代码，加深对语句的熟悉，记得更牢了。基本能够熟练使用SQL语句进行create创建表和alter修改表。
  3. 通过SQL语句验证了数据库的三类完整性约束。结合前两个礼拜的理论部分和这礼拜学的SQL语言实践部分，对于完整性的理解更加深入。搞懂了参照完整性的概念和机制。
  4. 学会掌握数据更新语句插入，删除和更新记录，以及参照完整性中外键的更新规则级联、删除和设为空值的运用。

四、实验结果的运用

使用实验三中的Student、Course、SC表。

基本建表代码：

sql 复制代码 
CREATE DATABASE educ;
USE educ;
SELECT DATABASE();

CREATE TABLE Student(
	Sno CHAR(9) PRIMARY KEY ,
	Sname CHAR(20) UNIQUE ,
	Ssex CHAR(2) DEFAULT'男',
	Sage SMALLINT,
	Sdept CHAR(20) 
);

CREATE TABLE Course(
	Cno CHAR(4) NOT NULL PRIMARY KEY ,
	Cname CHAR(40) NOT NULL ,
	Cpno CHAR(4) ,
	Ccredit SMALLINT ,
	FOREIGN KEY (Cpno) REFERENCES Course(Cno)
);

CREATE TABLE SC(
	Sno CHAR(9) ,
	Cno CHAR(4) ,
	Grade SMALLINT ,
	PRIMARY（Sno,Cno),
		FOREIGN KEY (Sno) REFERENCES Student(Sno),
		FOREIGN KEY (Cno) REFERENCES Course(Cno)
);

实验结果的运用：

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