高级数据库技术层次数据模型的操作与完整性管理

层次数据模型的存储结构续。图1.20展示了层次数据库及其按邻接法存放的实例。在图1.20（b）中，以根记录A1为首的层次记录实例集包括A1、A2、B1、B4、B6、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C14。

层次模型在数据库系统概论中扮演着重要角色，涉及到数据的查询、插入、删除和更新操作。

4.层次数据模型的存储结构按照层次树前序遍历的顺序将所有记录依次存放在相邻位置，这种邻接法通过物理空间的位置实现层次顺序链接，指引元反映数据间的层次联系，包括子女－兄弟链接法P26层次序列链接法P26。

随着技术的发展，数据库中的层次数据模型扮演着重要角色。在这种数据结构中，根结点是整个层次的起始点，兄弟结点与叶结点则依次展开。这种模型使得数据之间的关系清晰明了，适合处理复杂的数据层级关系。

在高级数据库技术中，关系模型的数据约束对数据操作至关重要，它们包括实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。这些约束条件确保了数据的准确性和一致性，是数据库管理中不可或缺的部分。

层次数据库模型的存储方式 在层次数据模型中，数据以树状结构进行组织，并通过不同的存储结构来体现这种层次关系。常见的存储结构包括： 邻接法：按照层次树前序遍历的顺序，将所有记录值依次邻接存放。这种方式通过物理空间的相邻性来实现层次顺序。 链接法：利用指针或引用来连接相关记录，从而表达层次关系。常见的链接法包括： 子女-兄弟链接法 (Child-Sibling)：每个记录包含指向其第一个子女和下一个兄弟的指针。 层次序列链接法：每个记录包含指向其父节点和所有祖先节点的指针。 示例： 假设有一个表示员工部门结构的层次数据模型，其中包含部门和员工两个实体类型。使用子女-兄弟链接法，每个部门记录将包含指向其第一个下属员工和下一个兄弟部门的指针；每个员工记录将包含指向其上级部门的指针。

数据完整性管理是确保数据正确性、合法性和一致性的重要措施。实体完整性规则要求每个元组的主键不得为空，且不允许重复。用户定义的完整性条件保证数据合法性，通过语义约束数据。在关系模型中，实体集间的关系通过关系表示，修改一个关系时需确保对相关关系的检查和调整，以保持数据一致性。

实验目标： 掌握数据完整性约束的创建和使用，包括实体完整性、参照完整性和用户自定义完整性。 实验步骤： 一、创建数据表 学生表（S） | 字段名 | 中文语义 | 数据类型 | 约束 ||---|---|---|---|| SID | 学号 | INT | 主键 || SNAME | 姓名 | VARCHAR(50) | 非空 || AGE | 年龄 | INT | 检查约束：大于等于0 || SEX | 性别 | CHAR(1) | 默认值：'男' | 课程表（C） | 字段名 | 中文语义 | 数据类型 | 约束 ||---|---|---|---|| CID | 课程号 | INT | 主键 || CNAME | 课程名 | VARCHAR(50) | 非空 || TEACHER | 任课教师 | VARCHAR(50) | | 学习表（SC） | 字段名 | 中文语义 | 数据类型 | 约束 ||---|---|---|---|| SID | 学号 | INT | 外键，参照学生表(S) || CID | 课程号 | INT | 外键，参照课程表(C) || GRADE | 成绩 | INT | 检查约束：0-100之间 | 二、创建视图 创建视图 S_C_SC，包含学号、姓名、课程名和成绩信息，视图数据来源为学生表(S)、课程表(C)和学习表(SC)。 三、创建项目表 创建数据表 projects，字段定义如下： | 字段名 | 数据类型 | 约束 ||---|---|---|| projid | INT | 主键 || pname | VARCHAR(20) | || p_start_date | DATE | || p_end_date | DATE | 检查约束：不能早于 p_start_date | 四、创建员工表和任务表 员工表（emp） | 字段名 | 数据类型 | 约束 ||---|---|---|| empno | NUMERIC(4) | 主键 || empname | VARCHAR(20) | | 任务表（assignments） | 字段名 | 数据类型 | 约束 ||---|---|---|| projid | INT | 外键，参照 projects 表，不可为空 || empno | NUMERIC(4) | 外键，参照 emp 表，不可为空 || … | … | … | 五、实验要求 使用 SQL 语句完成上述表的创建和视图的定义。 在创建表时，根据需求添加主键、外键、检查约束和默认值等完整性约束。 验证数据完整性约束的功能，例如插入不符合约束条件的数据，观察数据库的报错信息。

索引的操作包括：创建、查看、修改、删除索引以及设置索引选项。