23. 24.25.26.Реляционные объекты данных: домены и отношения. Характеристика отношений. Определение реляционной базы данных.

06 Фев 2009 admin Рубрика: Базы Данных | Ваш отзыв »

Основными понятиями реляционных баз данных являются тип данных, домен, атрибут, кортеж, первичный ключ и отношение. Типы данных: Как правило, типы данных делятся на три группы: 1) Простые типы данных. 2) Структурированные типы данных. (Массивы, Структуры). 3) Ссылочные типы данных. (указатели). Реляционная модель требует, чтобы типы используемых данных были простыми (не обладали внутренней структурой).  Домены – это типы данных, имеющие некоторый смысл (семантику). Домен характеризуется следующими свойствами: - Домен имеет уникальное имя (в пределах базы данных). - Домен определен на некотором простом типе данных или на другом домене. - Домен может иметь некоторое логическое условие, позволяющее описать подмножество данных, допустимых для данного домена. - Домен несет определенную смысловую нагрузку. Кортеж, отношение Кортеж – это набор именованных значений заданного типа. Отношение – это множество кортежей, соответствующих одной схеме отношения. Обычным житейским представлением отношения является таблица, заголовком которой является схема отношения, а строками – кортежи отношения-экземпляра; в этом случае имена атрибутов именуют столбцы этой таблицы. Свойства отношений: 1) В отношении нет одинаковых кортежей. 2) Кортежи не упорядочены (сверху вниз). 3) Атрибуты не упорядочены (слева направо). 4) Все значения атрибутов атомарны. Реляционной базой данных называется набор отношений. Схемой реляционной базы данных называется набор заголовков отношений, входящих в базу данных.

Один ко многим, многие ко многим, один к одному, многие к одному

27. Целостность реляционных данных

Логические ограничения, накладываемые на данные, называются ограничениями целостности. СУБД должна контролировать соответствие данных заданным ограничениям при переводе БД из одного состояния в другое. Использование ограничений связано также с адекватностью отражения предметной области.

Явные ограничения задаются семантикой предметной области. Они описывают области допустимых значений атрибутов, соотношение между атрибутами, динамику их изменения и т. д. Внутренние ограничения свойственны собственно модели данных. Они накладываются на структуру отношений, на связи, на допустимые значения наборов данных, заложенные в выбранной модели данных. Способы реализации внутренних ограничений целостности зависят от СУБД.

В РМД существует два вида внутренних ограничений целостности.

1. Целостность по существованию – потенциальный ключ отношения не может иметь пустого значения (NULL).

2. Целостность по связи – определяется понятием внешнего ключа отношения и означает систему правил, используемых для поддержания связей между записями в связанных таблицах. Обеспечивает защиту от случайного удаления или изменения связанных данных, от некорректного изменения ключевых полей.

29. Первичные и альтернативные ключи

Семантика первичных и альтернативных ключей

Возможный ключ сущности - это один или несколько атрибутов, чьи значения однозначно определяют каждый экземпляр сущности., Например, НОМЕР_ЗАКАЗА_НА_ПОКУПКУ может однозначно определить экземпляр сущности ЗАКАЗ_НА_ПОКУПКУ. Комбинация атрибутов НОМЕР_СЧЕТА и НОМЕР_ЧЕКА может однозначно определить экземпляр сущности ЧЕК.

Каждая сущность должна обладать хотя бы одним возможным ключом. В некоторых случаях сущность может иметь более одного атрибута или группу атрибутов, однозначно идентифицирующих экземпляры сущности. Например, каждый из атрибутов НОМЕР_СЛУЖАЩЕГО и НОМЕР_ПОЛИСА может однозначно идентифицировать экземпляр сущности СЛУЖАЩИЙ.

При существовании нескольких возможных ключей один из них ключей обозначается в качестве первичного ключа, а остальные – как альтернативные ключи. Если существует только один возможный ключ, то он является, конечно, первичным ключом.

Синтаксис первичных и альтернативных ключей

Определяющие первичный ключ атрибуты размещаются наверху списка атрибутов в блоке сущности и отделяются от других атрибутов горизонтальной чертой (см. рис. 3-7).

Каждому альтернативному ключу присваивается уникальный целый номер. Этот ключ указывается с помощью размещения справа от каждого атрибута ключа заключенных в скобки букв АК с номером альтернативного ключа, например, (АК1) (см. рис. 3-8). Отдельный атрибут может входить в качестве компоненты в более чем один альтернативный ключ. Атрибут первичного ключа может служить также частью альтернативного ключа.

Рис. 3-8. Синтаксис альтернативных ключей

Правила первичных и альтернативных ключей

1. Каждая сущность должна обладать первичным ключом.

2. Каждая сущность может обладать любым числом альтернативных ключей.

3. Первичный или альтернативный ключ может состоять из одного атрибута или комбинации атрибутов.

4. Отдельный атрибут может быть частью более чем одного ключа, первичного или альтернативного.

5. Атрибуты, входящие в первичные или альтернативные ключи сущности, могут быть собственными для сущности или наследоваться через отношения. (См. раздел 3.7 "Внешние ключи").

6. Первичные и альтернативные ключи должны содержать только необходимые для однозначной идентификации атрибуты, т.е. при исключении из ключа любого атрибута не все экземпляры сущности могут быть однозначно определены (правило наименьшего ключа).

7. Если первичный ключ состоит более чем из одного атрибута, то значение любого неключевого атрибута должно функционально зависеть от всего первичного ключа, т.е. если первичный ключ известен, то известно значение каждого неключевого атрибута, и значение неключевого атрибута не может быть определено с помощью только части первичного ключа (правило полной функциональной зависимости).

8. Каждый неключевой атрибут должен функционально зависеть только от первичного и альтернативных ключей, т.е. значение неключевого атрибута не может определяться значением другого неключевого атрибута (правило отсутствия транзитивной зависимости).

30. Вне́шний ключ (англ. foreign key) — понятие теории реляционных баз данных, относящееся к ограничениям целостности базы данных.

Неформально выражаясь, внешний ключ представляет собой подмножество атрибутов некоторой переменной отношения R₂, значения которых должны совпадать со значениями некоторого потенциального ключа некоторой переменной отношения R₁.

Формальное определение. Пусть R₁ и R₂ — две переменные отношения, не обязательно различные. Внешним ключом FK в R₂ является подмножество атрибутов переменной R₂ такое, что выполняются следующие требования:

1. В переменной отношения R₁ имеется потенциальный ключ CK такой, что FK и CK совпадают с точностью до переименования атрибутов (то есть переименованием некоторого подмножества атрибутов FK можно получить такое подмножество атрибутов FK’, что FK’ и CK совпадают как по именами, так и по типам атрибутов).

2. В любой момент времени каждое значение FK в текущем значении R₂ идентично значению CK в некотором кортеже в текущем значении R₁. Иными словами, в каждый момент времени множество всех значений FK в R₂ является (нестрогим) подмножеством значений CK в R₁.

При этом для данного конкретного внешнего ключа FK → CK отношение R₁, содержащее потенциальный ключ, называют главным, целевым, или родительским отношением, а отношение R₂, содержащее внешний ключ, называют подчинённым, или дочерним отношением.

Поддержка внешних ключей также называется соблюдением ссылочной целостности. Реляционные СУБД поддерживают автоматический контроль ссылочной целостности.