數(shù)據(jù)完整性在SQL數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的設計與實施

【摘要】數(shù)據(jù)庫作為一個共享資源，數(shù)據(jù)庫中提供的信息必須準確有效，為了防止出現(xiàn)不符合語義的數(shù)據(jù)，防止錯誤信息的輸入和不一致的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)必須提供一定的機制來保證數(shù)據(jù)的完整性。作為一個功能強大的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，SQL Server提供了多種完整性規(guī)則來保證數(shù)據(jù)的完整性。

【關鍵詞】SQL Server；數(shù)據(jù)完整性；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；約束

數(shù)據(jù)的完整性是指數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的正確性、有效性和一致性。正確性是指數(shù)據(jù)的合法性；有效性是指數(shù)據(jù)是否在定義的有效范圍；一致性是指表示同一個事實的兩個數(shù)據(jù)應相同。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)要提供必要的功能，保證數(shù)據(jù)庫中存儲的數(shù)據(jù)在更新過程中始終與客觀世界實際的信息狀態(tài)保持一致。數(shù)據(jù)完整性包括：實體完整性，它是指主鍵的值不能為空或部分為空，如果主鍵為空或部分為空，則失去了主鍵的惟一標識性。參照完整性是指一個表的外部鍵必須在另一個表中找到或者為空。參照完整性反映了事物之間的相互聯(lián)系。用戶自定義完整性是針對具體應用環(huán)境數(shù)據(jù)必須滿足的語義要求。

1.數(shù)據(jù)完整性的界定

SQL Server 2003是一種比較復雜的數(shù)據(jù)庫，主要靠內(nèi)部的映射關系的一種數(shù)據(jù)庫，這種數(shù)據(jù)庫的服務一般來說是對于復制、集成、分析、通知以及報表等相關服務的融合，此外，Visual Studio.NET等第三方開發(fā)工具的有效結合。因此，本系統(tǒng)使將用SQL Server 2003數(shù)據(jù)庫。

首先，.NET Framework 與SQL Server 2003有機結合的過程中，SQL Server利用.NET平臺特有的公用語言運行時（CLR-Common Language Runtime）的特性來生成數(shù)據(jù)庫的相關對象，在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中充分利用.NET代碼的功能。

其次，借助SQL Server 2003，可以為網(wǎng)頁服務開發(fā)提供便利，這樣，SQL Server使用的是 HTTP技術，對于以Web服務為中心的應用程序的數(shù)據(jù)訪問得以更新。

最后，SQL Server 2003還新增了T-SQL事務語句，從而實現(xiàn)了可伸縮性數(shù)據(jù)庫應用的開發(fā)語言功能的拓展。

數(shù)據(jù)庫設計是針對應用需求和環(huán)境，建立合理的數(shù)據(jù)庫模式和存儲結構，保證數(shù)據(jù)的高效存取，并滿足應用的任務處理要求。

數(shù)據(jù)庫設計過程分為4個階段：需求分析、概念設計、邏輯設計、物理設計。需求分析包括數(shù)據(jù)分析和功能分析。確定用戶要達到的目標，從這些目標中獲得數(shù)據(jù)庫的要求，并整理成說明書，包括數(shù)據(jù)流程圖、約束條件、技術指標等信息。概念設計產(chǎn)生反映企業(yè)組織信息需求的數(shù)據(jù)庫概念結構，概念設計的主要方法是采用E-R方法和數(shù)據(jù)字典。邏輯設計是從概念模型導出特定的數(shù)據(jù)庫邏輯模式，在功能、性能、完整性和一致性約束及數(shù)據(jù)庫可擴展性等方面均應滿足用戶提出的要求。邏輯設計中，將E-R圖轉換為關系模型。物理設計是從滿足用戶需求的、已確定邏輯數(shù)據(jù)庫結構轉換出一個有效的、可實現(xiàn)的物理數(shù)據(jù)庫結構的過程。最終生成一個物理設計說明書，在實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫時根據(jù)說明書進行操作。

1.1規(guī)范化

第一范式（1NF）：數(shù)據(jù)表中每一個數(shù)據(jù)項均不能拆分成兩個或兩個以上的數(shù)據(jù)項。

第二范式（2NF）：數(shù)據(jù)表滿足第一范式，并且數(shù)據(jù)表中任何一個非主鍵字段的數(shù)值都依賴于主鍵。

第三范式（3NF）：數(shù)據(jù)表滿足第二范式，并且數(shù)據(jù)表中任何兩個非主鍵字段的數(shù)值之間不存在函數(shù)依賴。

1.2數(shù)據(jù)完整性

（1）實體完整性：設置主鍵、唯一鍵、唯一索引、標識列等方法實現(xiàn)。

（2）域完整性：設置默認值、檢查、外鍵、數(shù)據(jù)類型、規(guī)則等方法實現(xiàn)。

（3）參照完整性：設置外鍵、檢查、觸發(fā)器、存儲過程等方法實現(xiàn)。

（4）用戶定義完整性：設置規(guī)則、觸發(fā)器、存儲過程、約束等實現(xiàn)。

2.實現(xiàn)數(shù)據(jù)完整性的實現(xiàn)

2.1數(shù)據(jù)庫的連接

數(shù)據(jù)庫連接：（ADO通過OLEDB實現(xiàn)對不同數(shù)據(jù)源的訪問）

（1）初始化COM庫：在CMannagementApp：：InitInstance中調(diào)用：CoInitialize（NULL）

（2）初始化數(shù)據(jù)庫：在CManagementDlg的構造函數(shù)中實現(xiàn)：

CSting strConnection=\"driver={SQL Server}；

Server=127.0.0.1； DATABASE=QUEStoneDB； UID=sa；PWD=123；\"；

pDB=new CADODatabase；

pDB->Open（strConnection）；

（3）使用創(chuàng)建記錄集：pRs=new CADORecordest（pDB0；

（4）操作完成后關閉并釋放記錄集指針：

if（pRs pRs->IsOpen（））

pRs->Close（）；

if（pRs）

delete（pRs）；

（5）退出系統(tǒng)時釋放數(shù)據(jù)庫指針

在CManagementDlg的析構函數(shù)中實現(xiàn)

if（pRs pRs->IsOpen（））

pRs->Close（）；

if（pRs）

delete（pRs）；

（6）退出系統(tǒng)時清除COM庫：

在CManagementApp：：ExitInstance中調(diào)用：：CoUninitialize（）；

2.2 ADO.NET 中SQL Server xsgl數(shù)據(jù)庫建立連接的代碼

String cnStr= \"Password=sa；Persist Security Info=True； User ID=sa；\"+\"Initial Catalog=xsgl； Data Source=B402\"；//服務器名稱

SqlConnection cn=new SqlConnection（）；

cn.ConnectionString=cnStr；

cn.open（）；

ConnectionString屬性是Connection對象最重要的一個屬性，他用來指定與數(shù)據(jù)庫建立連接時使用的連接串，連接串包涵有源數(shù)據(jù)庫的名稱和建立初始連接所需的其他參數(shù)，例如用戶名和密碼這些信息。

2.3使用ASP.net /c#連接access和sql server數(shù)據(jù)庫

using system.data.oledb；引用命名空間，string strconnection=\"procider=microsoft.jet.oledb.4.0；\"；數(shù)據(jù)庫提供者。

strconnection+=@\"data source=c：＼begaspnet＼northwind.mdb\"；數(shù)據(jù)源標準形式data source=mydrive：mypath＼myfile.mdb@防止后面的＼解析為轉義字符oledbconnection objconnection=new oledbconnection（strconnection）；利用定義好的字符串建立連接對象方便后面使用strconnection 是存放連接數(shù)據(jù)庫中使用的 提供者和數(shù)據(jù)源兩個變量如果連接的數(shù)據(jù)庫文件和當前文件在同一個目錄下strconnection+=\"data source=”；＼+=mappath（\"northwind.mdb\"）。

2.4 sql server 連接

String strconnectiong=\"user id=；pwd=；\"；

strconnection+=\"initial catalog=northwind；server=yoursqlserver；\"；

strconnection+=\"connect timeout=30\"；

sqlconnection objconnection=new sqlconnection（strconnection）；

2.5 C#訪問數(shù)據(jù)庫的幾種函數(shù)和參數(shù)

（1）Provider，指定要連接的數(shù)據(jù)源種類。如果使用的是SQL Server DataProvider，則不需要指定Provider參數(shù)，因為SQL Server DataProvider已經(jīng)指定了所要連接的數(shù)據(jù)源是SQL Server服務器。如果使用的是OleDB Data Provider 或者其他的連接數(shù)據(jù)源，則不需指定Provider參數(shù)對應關系 ： SQLOLEDB對應于Microsoft OLEDB Provider for SQL Server，

MSDASQL對應于Microsoft OLEDB Provider for ODBC

Microsoft.Jet.OLEDB.4.0對應于Microsoft OLEDB Provider for Access

MSDAORA對應于Microsoft OLEDB Provider for Oracle

（2）Server，指定需要連接的數(shù)據(jù)庫服務器（或者數(shù)據(jù)域）。比如Server=（local），指定連接的數(shù)據(jù)庫服務器是在本地。如果本地的數(shù)據(jù)庫還定義了實例名，Server參數(shù)可以寫成Server=（local）＼實例名。另外，可以使用計算機名作為服務器的值。如果連接的是遠程的服務器，Server參數(shù)可以寫成Server=IP或者\"Server=遠程計算機名\"的形式 Server參數(shù)也可以寫成Data Source，比如Data Source=IP。

\"server=（local）；Initial Catalog=student；user Id=sa；password=；\"=\"Data Source=（localhost）；Initial Catalog=student；user Id=sa；password=；\"

（3）DataBase：

DataBase參數(shù)用來指定連接的數(shù)據(jù)庫名。比如DataBase=Master，說明連接的數(shù)據(jù)庫是Master，DataBase參數(shù)也可以寫成Initial Catalog，如 Initial Catalog=Master。

（4）Uid參數(shù)和Pwd參數(shù)：

指定登錄數(shù)據(jù)庫的用戶名和密碼。

（5）Connect Timeout參數(shù)：

指定打開數(shù)據(jù)庫時最大的等待時間，單位是秒。如果不設置此參數(shù)，默認是15秒。如果設置-1表示無限期等待，一般不推薦使用。

（6）Intergrated Security參數(shù)：

用來說明登錄到數(shù)據(jù)源時是否使用SQL Server的集成安全驗證。如果該參數(shù)的取值是True（或者SSPI，或者YES），表示使用Windows驗證模式，即不需要通過Uid和Pwd這樣的方式登錄。如果取值是False或者No，表示登錄時使用Uid和Pwd方式登錄。一般來說，使用集成安全驗證的登錄方式比較安全，因為這種方式不會暴露用戶名和密碼。安裝SQL Server時，如果選中”Windows身份驗證模式“單選按鈕則應該使用如下的連接字符串：Data Source=（local）；Init Catalog=student；Integrated Security=SSPI。

（7）Pooling、MaxPool Size和Min Pool Size參數(shù)：

Pooling參數(shù)用來說明在連接到數(shù)據(jù)源時，是否使用連接池，默認是True。當改值為True時，系統(tǒng)從適當?shù)某刂刑崛QLConnection對象，或者需要時創(chuàng)建該對象并將其添加進去。當Fasle時，不適用連接池。

當應用程序連接到數(shù)據(jù)源或者創(chuàng)建連接對象時，系統(tǒng)不僅要開銷一定的通信和內(nèi)存資源，還必須完成諸如建立物理通道（例如套接字或命名管道），與服務器進行初次握手，分析連接字符串信息，由服務器對連接進行身份驗證，運行檢查以便在當前事務中登記等任務，因此往往成為最為耗時的操作。

實際上，大多數(shù)應用程序使用一個或幾個不同的連接配置。這意味著在執(zhí)行應用程序期間，許多相同的連接將反復地打開和關閉。為了使打開的連接成本最低，ADO.NET使用稱為Pooling的優(yōu)化方法。

在連接池中們?yōu)榱颂岣邤?shù)據(jù)庫的連接效率，根據(jù)實際情況，預先存放了若干數(shù)據(jù)庫連接對象，這些對象即使在用完后也不會被釋放。應用程序不是向數(shù)據(jù)源申請連接對象，而是向連接池盛情數(shù)據(jù)庫的連接對象。另外，連接池中的連接對象數(shù)量必須同實際需求相符，空置和滿載都對數(shù)據(jù)庫的連接效率不利。

Max Pool Size和Min Pool Size這兩個參數(shù)分別表示連接池中最大和最小連接數(shù)量，默認分別是100和0。根據(jù)實際應用適當?shù)厝≈祵⑻岣邤?shù)據(jù)庫的連接效率。

3.結束語

數(shù)據(jù)的完整性是數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)最基本的要求之一，在SQL Server數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)中可采用在服務器端數(shù)據(jù)表上定義完整性約束，創(chuàng)建數(shù)據(jù)表的完整性規(guī)則、默認和觸發(fā)器，或者通過客戶端應用程序控制等三種方式來進行數(shù)據(jù)的完整性保護。在開發(fā)應用系統(tǒng)中，應根據(jù)各種完整性約束的優(yōu)點并將它們結合起來使用，充分發(fā)揮SQL Server提供的數(shù)據(jù)完整性的效能，在確保數(shù)據(jù)準確性和一致性方面減少對用戶的依賴性，從而大大提高系統(tǒng)的可靠性。

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