数据的完整性在数据库应用系统中的设计与实施

　　 摘要:本文主要介绍了在SQL Server数据库应用系统中,在服务器端和客户端实现数据完整性的设计方法,并结合医院管理信息系统(简称JY-HMIS),阐述了实施数据完整性的策略。
　　关键词:数据完整性 数据库 事务处理
　　
　　前言
　　数据完整性是指数据的正确性和一致性,它有两方面的含义:(1)数据取值的正确性,即字段列值必须符合数据的取值范围、类型和精度的规定;(2)相关数据的一致性,即相关表的联系字段的列值匹配。在数据库应用系统中,保证数据完整性是应用系统设计的基本要求;数据完整性实施的好坏,关系到数据系统的正确性、一致性和可靠性,关系到系统的成败。JY-HMIS采用C/S模式体系结构,其数据库应用系统为:SQL Server 7.0;客户端的开发工具为:PowerBuilder 6.5。下面主要从服务器端数据库管理系统及客户端的应用程序一,两个方面进行介绍。
　　
　　1 服务器端利用SQL Server 7.0数据库实现数据的完整性
　　在用INSERT、DELETE、UPDATE语句修改数据库内容时,数据的完整性可能遭到破坏,为了保证存放数据的正确性和一致性,SQL Server对数据施加了一个或多个数据完整性约束。这些约束限制了对数据库的数据值,或者限制了数据库修改所产生的数据值,或限制了对数据库中某些值的修改。
　　在SQL Server关系数据库中,主要有以下3类数据完整性:实体完整性(保证表中所有行唯一);参照完整性(主健和外健关系维护,它涉及两个或两个以上的表的数据的一致性维护);域完整性(某列有效性的集合,是对业务管理或是对数据库数据的限制)。在报务器端有两种方法实现数据完整性:定义Creat Table 完整性约束及定义规则、缺省、索引和触发器。
　　1.1 定义 createtable 完整性约束
　　此方法是在创建数据库表的命令语句中,加入表级约束或列级来实现数据完整性。如在建表语句中加入非空(not null)约束、缺省(default)约束、唯一码(unique)约束、主键码(primary key)约束、外键码(foreign key)约束、校验(check)约束等。它的主要特点是:定义简单、安全可靠、维护方便。
　　1.1.1 非空约束、缺省约束和校验约束
　　非空约束限定了列值不能为空值;缺省约束指定当向数据库插入数据时,若用户没有明确给出某列的值时,SQL Server 自动输入预定值;校验约束则用来限定列的值域范围。
　　例如,在创建图书登记表中,限定登记日期、图书类别编码、登记号、中文名等列值不允许为空值;页数的缺省值为1;单价的缺省值为0;图书状态只能为:“在馆”、“借出”、“丢失”之一。
　　1.1.2 主键约束和唯一约束
　　主键约束和唯一约束,均为指定的列建立唯一性索引,即不允许唯一索引的列上有相同的值。主键约束更严格,不但不允许有重复值,而且也不允许有空值。
　　例如,在科室编码表,对列ksbm创建主键约束,对ksmc创建唯一约束。
　　1.1.3 外键约束
　　外键约束又称参照完整性约束,用来限定本表外键码列值与相关表主键码字段列值的匹配,即保证相关数据的一致性。
　　例如,在创建医师编码表中,医生所属科室 ssks 为外键码,限定它与科室编码表中的科室编码 ksbm 列值一致。
　　1.2 定义规则、缺省、索引和触发器
　　在数据库表的创建命令语句中定义约束的方法,虽然具有简单、方便、安全等特点,但它只对特定的表有效,不能应用到其他表,并且只能使用 alter table 命令修改或删除约束,缺乏一定的灵活性。与此相反,在数据库中创建与表相对独立的规则、索引和触发器对象,也能实现数据完整性,而且能实施更复杂、更完善的数据完整性约束。它的主要特点是功能强、效率高、维护方便。
　　1.2.1 定义规则
　　规则类似于表定义中的校验约束,用来限定列的值域范围。但它不限定于特定表,可以绑定到其他表的列或用户自定义的数据类型中使用。
　　例如,在定义药品的编码规则Rul-ypbm,可绑定到其他表中。
　　1.2.2 定义缺省
　　缺省类似于表定义中的缺省约束,用来设置列的缺省值输入。它也不限定于特定表,可以绑定到其他表的列或用户自定义数据类型中使用。
　　1.2.3 定义索引
　　索引类似于表定义中的唯一约束,用来保证列值的唯一性。此外,它还能使用聚簇索引和非聚簇索引选项,来增强数据检索的性能。
　　例如,对于门诊收费明细帐表,分别建立了按收费日期和收费序号的非聚簇索引,大大提高了数据的查询速度,在未建立索引前,要在20多万条记录中查询满足条件的记录,大约需要5分钟左右,建立索引后,只需要4秒钟左右。

1.2.4 定义触发器
　　触发器是一种实施复杂的完整性约束的有效方法,当对它所保护的数据进行修改时自动激活,防止对数据进行不正确、未授权或不一致的修改。类似于表定义中参照完整性约束;触发器也可用来保证相关数据的一致性。它还能完成一些表定义参照完整性的约束不能完成的任务。
　　
　　2 客户端利用PB开发的应用程序实现数据的完整性
　　2.1 用PB的控件来确保数据的完整性
　　在以PB开发工具编写的应用程序中,可使用数据窗口对象的列校验属性来检查输入数据的正确性;在窗口输入界面中还可以采用下拉列表、复选框、单选按钮等控件,实现固定值选取输入来确保数据的正确;另外,应用程序本身也可以对输入数据进行有效检查来确保数据的完整性。
　　2.2 利用事务的特点来保证数据的一致性
　　因PB的每一操作都是基于控件中的事件,所以一个完整的事务处理要集中在一个事件或一个操作单元中。例如,门诊划价收费中的付款处理;同一个收费序号下的数据,经过处理后要记入明细帐、一级明细帐、总帐,同时还要更新收费序号登记表等;所有这些处理算是一个完整的任务,必须等所有的语句都执行成功后,才能对数据库进行提交;如果有一条语句未执行成功,就要撤消该事务的一切操作,回退到事务开始的状态,这样才能保证数据的一致。利用客户端应用程序实现数据完整性的方法,其主要特点是:交互性好、功能强,但编程偏大、维护困难、可靠性差。
　　
　　3 实现数据完整性的策略
　　由上述可见,在SQL Server数据库应用系统中,实现数据完整性的方法各有其特点。对具体应用系统,可根据需要采用其中一种或多种方法来建立数据完整性的机制,其策略为:
　　(1) 对于通过窗口操作输入的数据,一般采用客户端应用程序来确保数据的完整性。这样,一方面可把非法数据在提交到数据库之前就拒之门外,另一方面可使用户及时得到操作反馈信息,做出正确的选择。
　　(2) 对于通过其他途径转入的数据,一般需要服务器端数据库管理系统来实现数据的完整性。
　　(3) 对于数据一致性的维护,宜于由服务器端数据库的触发器或表定义的约束来实现。这样可降低客户端应用程序的开发量,提高应用系统的运行效率、可维护性及可靠性。
　　(4) 对于数据完整性和安全性要求较高的系统,则需要采用多层保护屏障来确保数据的完整性和安全性。如:既在客户端应用系统程序检查输入数据的有效性,同时又在服务器端数据库中建立表的约束、规则、缺省和触发器等进行数据完整性约束。这样可以提高系统数据的可靠性和安全性。
　　
　　4 结语
　　数据库完整性是数据库应用系统的最基本要求之一。在SQL Server数据库应用系统中,可采用服务器端数据库表定义约束和数据库规则、缺省、索引、触发器及客户端的应用程序等三种方法实施数据的完整性。它们各有其特点,在应用系统中,应根据具体情况,灵活使用。
　　
　　参考文献
　　[1] 杨正洪.SQL Server 7.0 关系数据库系统管理与开发指南.机械工业部出版社,2000.
　　[2] Microsoft SQL Server 7.0 数据库系统管理与应用开发.北京人民邮电出版社,1999.
　　[3] 薛华成.管理信息系统.清华大学出版社,1995.