数据库系统与数据完整性：原因与挑战

"数据库系统概论，数据管理的演变，数据完整性受到破坏的原因" 数据库的完整性和安全性是确保数据正确性和一致性的关键因素。完整性受到破坏可能由多种原因引起，这些原因包括： 1. 错误的数据：输入错误、数据转换错误或数据格式不正确都可能导致数据完整性受损。例如，如果在录入时误将数字“1”输入为“7”，那么相关记录的信息就会失真。 2. 错误的更新操作：不当的数据库更新操作，如删除应保留的记录或更改关键字段的值，都会破坏数据的完整性。此外，程序错误或未授权的修改也可能导致问题。 3. 软硬件故障：硬盘损坏、系统崩溃、电源中断等硬件故障，以及操作系统错误、软件bug等软件问题，都可能使数据丢失或损坏，从而影响完整性。 4. 并发访问：在多用户环境中，多个用户同时对同一数据进行读写操作可能导致数据不一致。如果不适当地管理并发控制，可能会出现数据冲突和错误。 5. 人为破坏：恶意攻击者可能会试图篡改数据库中的信息，或者通过注入SQL代码来获取敏感数据，这会严重破坏数据库的完整性。 数据库技术的发展历程可以分为三个阶段： 1. 人工管理阶段：在这个阶段，数据不被持久存储，没有专门的管理软件，数据冗余度高，缺乏有效的数据管理和保护。 2. 文件系统阶段：随着计算机的发展，数据开始以文件的形式组织和存储，但仍然存在数据冗余和不一致性问题，数据的逻辑独立性不足。 3. 数据库系统阶段：自20世纪60年代后期以来，数据库系统引入了复杂的数据模型，如层次模型、网状模型和关系模型，提供了高度的数据独立性，降低了数据冗余，提高了数据共享，增强了安全控制，确保了数据的一致性和完整性。 数据库系统的基本概念包括数据模型，它是描述数据和数据之间联系的数学框架，通常包含数据的静态特征（数据结构和联系）和动态特征（定义在数据上的操作）。例如，关系数据模型由E.F.Codd提出，是当今最广泛使用的数据模型，它基于表格形式的数据表示，提供了强大的查询和操作能力。 为了保证数据完整性，数据库系统通常采用约束（如主键约束、外键约束）、事务处理和恢复机制、并发控制策略（如锁和多版本并发控制）等手段。通过这些机制，可以防止或在出现问题后修复数据完整性，确保数据库的可靠性和安全性。