Обеспечение непротиворечивости и целостности данных в базе

Для пользователей АИС важно, чтобы база данных отображала предметную область однозначно и непротиворечиво, т. е. чтобы она удовлетворяла условию целостности.

Выделяют два основных типа ограничений по условию целостности данных в базе.

1. Каждая строка таблицы должна отличаться от остальных ее строк значением хотя бы одного столбца.

Пример. Сотрудники одного отдела могут оказаться полными тезками, иметь одинаковые должность и телефон. Наличие в таблице столбца Номер пропуска превращает ее в отношение. Таким образом, первое ограничение по условию целостности данных в базе обеспечивается наличием в таблице-отношении первичного ключа.

2. Внешний ключ не может быть указателем на несуществующую строку той таблицы, на которую он ссылается. Это ограничение называется ограничением целостности данных в базе по ссылкам.

Пример. В столбце Название отдела таблицы СОТРУДНИК хранятся сведения о принадлежности сотрудников к отделу, т. е. этот столбец является внешним ключом для ссылки на таблицу ОТДЕЛ для обеспечения ограничения целостности данных по ссылкам каждое название отдела из таблицы СОТРУДНИК должно принадлежать конкретному столбцу из таблицы ОТДЕЛ.

В реальных базах данных названия не делают ключевыми из-за их длины, замедляющей процесс поиска, и возможности изменения, создающей сложности с сопровождением системы.

Поскольку каждая таблица в реляционной БД является отношением, действия над ними базируются на операциях реляционной алгебры. Исключение составляют лишь операции создания и заполнения таблиц данными (присваивания), а также операции описания и переименования столбцов таблицы.

В теории реляционной алгебры отношение рассматривается как множество, строки таблицы называются кортежами, столбцы — атрибутами. Над отношениями выполняются традиционные операции теории множеств.

Ограничение отношения (выборка) создание нового от ношения отбором в него строк отношения-операнда (исходного отношения), которые удовлетворяют условию ограничения.

Проекция отношения — создание нового отношения отбором в него определенных столбцов отношения—операнда.

Объединение отношений — создание нового отношения, со держащего все кортежи отношений-операндов. При этом операнды должны иметь одинаковые атрибуты.

Пример. Объединить поступающие из цехов отчеты о выпуске но вой продукции за прошедший месяц, содержащие следующие данные:

номер цеха, код продукции, дату выпуска и количество выпущенной продукции, с данными общей таблицы ВЫПУСК ПРОДУКЦИИ, имеющей ту же структуру. Для этого к кортежам

ВЫПУСК ПРОДУКЦИИ (Номер цеха, Код продукции, Дата выпуска, Количество)

НОВАЯ ПРОДУКЦИЯ (Номер цеха, Код продукции, Дата выпуска, Количество).

Поскольку атрибуты приведенных операндов совпадают, таблица НОВАЯ ПРОДУКЦИЯ объединяется с исходной.

Пересечение отношений — создание нового отношения, содержащего строки, общие для сравниваемых операндов. При этом операнды должны иметь одинаковые атрибуты.

Пример. Рассмотрим пересечение отношений с выполнением операций ограничения и проекции.

Для экзаменационных ведомостей нужной группы сначала выполним ограничение исходных отношений, отобрав из каждого из них в новое отношение кортежи, удовлетворяющие следующему условию:

В результате получим списки отличников группы по дисциплинам.

Теперь выполним проекцию полученных отношений, отобрав из каждого из них только атрибуты Номер зачетной книжки и ФИО студента. Получим новые списки отличников, в которых остались только номера зачетных книжек и фамилии студентов.

Таким образом, получим искомое отношение — СПИСОК ОТЛИЧНИКОВ, содержащее номера зачетных книжек и фамилии, общие для всех списков отличников.

Пример. Подготовить сведения о выпуске новых видов продукции за последний квартал.

Для решения этой задачи выполняем ограничение отношения ВЫПУСК ПРОДУКЦИИ по следующему условию: дата выпуска меньше последней даты прошлого квартала.

Результат такого ограничения поместим в исходную таблицу.

Затем выполним следующее ограничение для исходной таблицы: дата выпуска меньше первой даты прошлого квартала. Полученный результат занесем в конечную таблицу.

Разность отношений исходной и конечной таблиц даст искомые сведения.

Произведение отношений — создание нового отношения, в котором имеются все атрибуты 1-го и 2-го операндов, а строки получены по парным сцеплением строк их отношений. Число кортежей — мощность нового отношения — равна произведению мощностей 1-го и 2-го отношений. При этом множества атрибутов от ношений не должны пересекаться.

Произведение отношений используется при решении задач подбора пар из двух множеств, например поставщиков и потребителей. Для этого сначала составляют все возможные пары, а затем по конкретному критерию отбирают из них подходящие.

Пример. По двум заданным отношениям требуется найти произведение. деление отношений — создание нового отношения, содержащего атрибуты 1-го операнда, отсутствующие во 2-м операнде, и кортежи 1-го операнда, которые совпали с кортежами 2-го операнда. Для выполнения этой операции 2-й операнд должен содержать лишь атрибуты, совпадающие с атрибутами 1 -го.

Пример. Требуется отобрать студентов группы, получающих стипендию, используя список, содержащий следующие сведения: ФИО, дата рождения, шифр группы и признак наличия стипендии (да, нет).

Для решения задачи создадим вспомогательное отношение с атрибутами Шифр группы и Признак наличия стипендии. Затем заполним один кортеж этого отношения, поместив в него шифр заданной группы и отметку о получении стипендии (да).

В результате деления исходного списка на вспомогательное отношение получим искомый список с атрибутами ФИО и Дата рождения.

Соединение отношений — создание нового отношения, кортеж которого является результатом сцепления кортежей операндов (исходных отношений).

Различают соединения отношений двух видов: естественное и по условию.

При соединении отношений по условию производятся сцепление строк их операндов и проверка полученной строки на соответствие заданному условию. Если условие выполнено, то полученная строка включается в результирующее отношение.

При естественном соединении отношений производятся сцепление строк их операндов и включение полученной строки в результирующее отношение без проверки. Такое соединение используют, когда отношения-операнды обладают общими атрибутами.

Одни и те же данные могут группироваться в таблицы различными способами. Группировка атрибутов в отношениях должна быть рациональной, т. е. минимизирующей дублирование данных и упрощающей процедуры их обработки и обновления. Устранение избыточности данных, являющееся одной из важнейших задач при проектировании баз данных, обеспечивается нормализацией.

1. Назовите виды моделей баз данных. Отличия, достоинства, недостатки

2. Назовите виды взаимосвязей между объектами баз данных. Отличия, достоинства, недостатки

4. Что такое внешний ключ, его отличие от первичного

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: