12. Null-значения. Правило целостности объектов.

Главное назначение любой информационной системы типа БД состоит в долговременном хранении и предоставлении различной информации о конкретной предметной области реального мира.

Однако на практике часто встречаются ситуации, когда некоторые данные, вводимые в систему либо еще не известны, либо не полны. Поэтому, чтобы обойти проблему неполноты данных, теория реляционной модели данных использует специальный тип данных, получивших название Nill-значения. Это Nill-значение, по сути, является не значением данных, а маркером, указывающим на тот факт, что данное значение не определено. В связи с этим математика реляционной модели данных для определения истинности логических выражений использует не двузначную логику (истина/ложь), а трехзначную (истина/ложь/не определено). В связи с этим возникает проблема, как различать кортежи, которые могут содержать значения Nill. По определению тела отношения, каждый кортеж должен обладать свойством уникальности, однако для полной уникальности всего кортежа не требуется полное различие всех значений атрибутов, уникальностью могут обладать несколько атрибутов из заголовка или только один. Единственным таким атрибутом может стать потенциальный ключ.

Потенциальные ключи служат средством идентификации объектов предметной области. Пусть R — некоторое отношение. Тогда потенциальный ключ К для R — это подмножество множества атрибутов R, обладающее следующими свойствами:

1.Свойством уникальности.

Нет двух различных кортежей в отношении R с одинаковым значением К.

2.Свойством неизбыточности.

Никакое из подмножеств К не обладает свойством уникальности.

Потенциальные ключи позволяют ввести правило целостности сущности: атрибуты, входящие в состав любого потенциального ключа не могут принимать Nill-значения.

14. Внешние ключи. Ссылочная целостность.

Одна из главных особенностей баз данных состоит в том, что база данных – это не только отношения, но и связь между ними. В реляционных базах данных существует несколько типов связей. Механизм реализации связи между родительским и дочерним отношением «один ко многим» состоит в том, что в дочернее отношение необходимо добавить атрибуты, являющиеся ссылками на ключевые атрибуты родительского отношения. Совокупность этих атрибутов и называют внешним ключом, определяющим однозначно, с каким кортежем родительского отношения связан данный кортеж дочернего отношения.

Внешний ключ, как и потенциальный ключ, может быть простым и составным. Главное, что внешний ключ должен быть задан на тех же доменах, что и соответствующий ему первичный ключ родительского отношения. Внешний ключ, в отличии от потенциального, не обладает свойством уникальности, так как взаимосвязь «один ко многим» подразумевает, что в дочернем отношении может быть несколько кортежей, ссылающихся на один и тот же кортеж родительского отношения. Поэтому в тех редких случаях, когда внешний ключ обладает свойством уникальности, между отношениями реализуется связь «один к одному».

Так как внешние ключи служат ссылками на кортежи родительского отношения, то значения этих ключей обязательно должны указывать на определенные существующие объекты. В этом и заключается суть правило целостности внешних ключей, или ссылочной целостности данных:

Внешние ключи не должны быть несогласованными, то есть для каждого конкретного значения внешнего ключа обязательно должно существовать соответствующее значение первичного ключа в родительском отношении.

Ссылочная целостность данных может быть нарушена в результате операций, изменяющих данные базы данных. Это операции вставки, редактирования, обновления и удаления кортежей в отношениях.