Ссылочная целостность базы данных

Ссылочная целостность базы данных

R5AM, Александр Ящук, Москва, 2016г.

Ссылочная целостность — это ограничение базы данных, гарантирующее, что ссылки между данными являются действительно правомерными и неповрежденными. Ссылочная целостность является фундаментальным принципом теории баз данных и проистекает из той идеи, что база данных должна не только сохранять данные, но и активно содействовать обеспечению их качества.

Ссылочная целостность определяет: если в таблице существует внешний ключ, то его значение должно либо соответствовать значению первичного ключа некоторой записи в базовой таблице, либо задаваться определителем NULL .

Поддержка ссылочной целостности в базе данных обеспечивает много преимуществ:

  • Улучшенное качество данных — Очевидным преимуществом является поддержка качества данных, хранимых в базе данных. Ошибки могут по-прежнему существовать, но, по крайней мере, ссылки будут подлинными и неповрежденными.
  • Убыстрение разработки — Ссылочная целостность объявляется. Это гораздо продуктивнее (на один или два порядка), чем написание специального программного кода.
  • Меньшее число ошибок — Объявления ссылочной целостности являются гораздо более лаконичными, чем эквивалентный программный код. По существу, такие объявления приводят к повторному использованию проверенного и оттестированного кода общего назначения в сервере баз данных, а не к новой реализации одной и той же логики от случая к случаю.
  • Согласованность между приложениями — Ссылочная целостность обеспечивает качество данных для нескольких прикладных программ, которые могут обращаться к базе данных.

Вставка новой строки в дочернюю таблицу. Для обеспечения ссылочной целостности необходимо убедиться, что значение внешнего ключа новой строки дочерней таблицы равно пустому значению либо некоторому конкретному значению, присутствующему в поле первичного ключа одной из строк родительской таблицы.

Обновление внешнего ключа в строке дочерней таблицы. Этот случай подобен описанной выше первой ситуации. Для сохранения ссылочной целостности необходимо убедиться, что значение внешнего ключа в обновленной строке дочерней таблицы равно пустому значению либо некоторому конкретному значению, присутствующему в поле первичного ключа одной из строк родительской таблицы.

Удаление строки из родительской таблицы. Ссылочная целостность окажется нарушенной, если в дочерней таблице будут существовать строки, ссылающиеся на удаленную строку родительской таблицы. В этом случае может использоваться одна из следующих стратегий:

  • NO ACTION — Удаление строки из родительской таблицы запрещается, если в дочерней таблице существует хотя бы одна ссылающаяся на нее строка.
  • CASCADE — При удалении строки из родительской таблицы автоматически удаляются все ссылающиеся на нее строки дочерней таблицы. Если любая из удаляемых строк дочерней таблицы выступает в качестве родительской стороны в какой-либо другой связи, то операция удаления применяется ко всем строкам дочерней таблицы этой связи и т.д. Другими словами, удаление строки родительской таблицы автоматически распространяется на любые дочерние таблицы.
  • SET NULL — При удалении строки из родительской таблицы во всех ссылающихся на нее строках дочернего отношения в поле внешнего ключа, соответствующего первичному ключу удаленной строки, записывается пустое значение. Следовательно, удаление строк из родительской таблицы вызовет занесение пустого значения в соответствующее поле дочерней таблицы. Эта стратегия может использоваться, только когда в поле внешнего ключа дочерней таблицы разрешается помещать пустые значения.
  • SET DEFAULT — При удалении строки из родительской таблицы в поле внешнего ключа всех ссылающихся на нее строк дочерней таблицы автоматически помещается значение, указанное для этого поля как значение по умолчанию. Таким образом, удаление строки из родительской таблицы вызывает помещение принимаемого по умолчанию значения в поле внешнего ключа всех строк дочерней таблицы, ссылающихся на удаленную строку. Эта стратегия применима лишь в тех случаях, когда полю внешнего ключа дочерней таблицы назначено некоторое значение, принимаемое по умолчанию.
  • NO CHECK — При удалении строки из родительской таблицы никаких действий по сохранению ссылочной целостности данных не предпринимается.

Разработка БД в приложении СУБД Access. Понятие БД и СУБД. Ключи таблиц, ограничения целостности данных.

СУБД– система управления базами данных – это комплекс программ, предназначенный для создания, ведения и модификации данных в базе данных.

СУБД Access – это комплекс программ, для создания реляционных баз данных. В основе реляционных баз данных лежит понятие отношения (relation) — двумерной таблицы особого вида, предназначенной для любого представление данных. Набор таблиц (или отношений) может быть использован для моделирования взаимосвязей между объектами реального мира и для хранения данных об этих объектах.

Состояние свойства реального объекта реального мира в виде данного называется атрибутом объекта, то есть иначе атрибут — количественная или качественная характеристика объекта.

Существует 3 типа атрибутов: ключевые, описательные, производные.

Ключевые атрибуты предназначены для однозначной идентификации объекта.

Описательные атрибуты – описательные характеристики объекта. Например, ФИО, адрес и т.д.

Производный атрибут– атрибут, который определяется на основе других атрибутов.

Читайте также:  Сообщение о браузере яндекс

Для определения связей между таблицами в СУБД существуют понятия первичного и внешнего ключей базовых таблиц.

Первичный ключ — это поле таблицы, обеспечивающее уникальность каждой записи, предназначен для поддержания целостности данных в пределах одной таблицы. Таблица, содержащая первичный ключ, называется главной. В главных таблицах связей обычно содержится информация о реальных объектах реального мира, причем каждому объекту соответствует только одна запись.

Таблица, содержащая внешний ключ называется связанной или связываемой таблицей.

Внешний ключ– это проиндексированное поле другой таблицы, которая будет участвовать в связи. В этом случае для обеспечения целостности данных поле внешнего ключа связываемой таблицы обязательно должно обладать следующими свойствами:

— данные, вводимые в поле внешнего ключа должны повторять значения первичного ключа главной таблицы, но в отличии от неповторяющихся значений первичного ключа, во внешнем ключе одно и то же данное может повториться несколько раз;

— типы данных полей внешнего и первичного ключей совпадают;

— размеры полей внешнего и первичного ключей совпадают.

Правило, согласно которому значения внешнего ключа связанной таблицы должны быть адекватны значениям первичного ключа главной таблицы называется ссылочным ограничением или ссылочной целостностью.

Внешний ключ, также как и первичный ключ, определяется с помощью свойства ‘Индексированное поле’, только в этом случае его значение примет вид – “Да (совпадения допускаются)”.

Обеспечение целостности данных.
При создании схемы данных пользователь включает в нее таблицы и устанавливает связи между ними. Причем для связей типов один к одному и один ко многим можно задать параметр, обеспечивающий целостность данных, а также автоматическое каскадное обновление или удаление связанных записей.
Обеспечение целостности данных означает выполнение для взаимосвязанных таблиц следующих условий корректировки базы данных:

· в подчиненную таблицу не может быть добавлена запись, для которой не существует в главной таблице ключа связи;

· в главной таблице нельзя удалить запись, если не удалены связанные с ней записи в подчиненной таблице;

· изменение значений ключа связи главной таблицы должно приводить к изменению соответствующих значений в записях подчиненной таблицы.

В случае если пользователь нарушил эти условия в операциях обновления или удаления данных в связанных таблицах, Access выводит соответствующее сообщение и не допускает выполнения операции. Access автоматически отслеживает целостность данных, если между таблицами в схеме данных установлена связь с параметрами обеспечения целостности. При вводе некорректных данных в связанные таблицы выводится соответствующее сообщение. Access не позволяет создавать связи с параметрами обеспечения целостности в схеме данных, если ранее введенные в таблицы данные не отвечают требованиям целостности.
Отметим, что установление между двумя таблицами связи типа один к одному или один ко многим и задание параметров целостности данных возможно только при следующих условиях:

· связываемые поля имеют одинаковый тип данных, причем имена полей могут быть различными;

· обе таблицы сохраняются в одной базе данных Access;

· главная таблица связывается с подчиненной по первичному простому или составному ключу (уникальному индексу) главной таблицы.

Если для выбранной связи обеспечивается поддержание целостности, то можно задать режимы каскадного обновления и удаления связанных записей.
В режиме каскадного обновления связанных записей при изменении значения в поле связи главной таблицы Access автоматически изменит значения в соответствующем поле в подчиненных записях.
В режиме каскадного удаления связанных записей при удалении записи из главной таблицы Access выполняет каскадное удаление подчиненных записей на всех уровнях.

Ограничения категоричной и ссылочной целостности должны поддерживаться СУБД. Для соблюдения целостности таблицы достаточно гарантировать отсутствие в любой таблице полей с одним и тем же значением первичного ключа.

Обеспечить ссылочную целостность БД несколько сложнее. При обновлении ссылающегося отношения (при вводе новых кортежей или модификации значения внешнего ключа в существующих кортежах) достаточно следить за тем, чтобы не появлялись некорректные значения внешнего ключа. А вот при удалении кортежа из отношения, на которое имеется ссылка, можно использовать один из трех подходов, обеспечивающих ссылочную целостность:

¡ запрещается производить удаление кортежа, на который существуют ссылки, нужно сначала либо удалить ссылающиеся кортежи, либо соответствующим образом изменить значения их внешнего ключа;

¡ при удалении кортежа, на который имеются ссылки, во всех ссылающихся кортежах значение внешнего ключа должно автоматически становиться неопределенным;

¡ при удалении кортежа из отношения, на которое ведет ссылка, из ссылающегося отношения должны автоматически удаляться все ссылающиеся кортежи (это называетсякаскадным удалением).

В реляционных СУБД обычно можно выбрать способ поддержания ссылочной целостности для каждой отдельной ситуации определения внешнего ключа, но для принятия такого решения необходимо анализировать требования конкретной прикладной области.

¡ Каждой записи основной (главной, родительской) таблицы соответствует нуль или более записей дополнительной (подчинённой, дочерней) таблицы.

Читайте также:  Аниме арты с кровью на аву

¡ В дополнительной таблице нет записей, которые не имеют родительских записей в основной таблице.

¡ Каждая запись дополнительной таблицы имеет только одну родительскую запись основной таблицы.

СУБД– система управления базами данных – это комплекс программ, предназначенный для создания, ведения и модификации данных в базе данных.

СУБД Access – это комплекс программ, для создания реляционных баз данных. В основе реляционных баз данных лежит понятие отношения (relation) — двумерной таблицы особого вида, предназначенной для любого представление данных. Набор таблиц (или отношений) может быть использован для моделирования взаимосвязей между объектами реального мира и для хранения данных об этих объектах.

Одна из непосредственных задач СУБД (здесь и далее речь идет о реляционных СУБД, поэтому слово "реляционный" опускается) — осуществлять контроль целостности данных. Под целостностью данных подразумевается логическая непротиворечивость данных. Различают три понятия целостности:

— Целостность в отношении конкретной базы.

Такие данные, как возраст, рост, вес не могут быть отрицательными. IP-адрес имеет строго заданный формат — это четыре числа в диапазоне от 0 до 255, разделенных точкой, плюс дополнительные ограничения на использование 0, 255 и спецадресов. Большинство СУБД не предоставляют механизмов, в полной мере позволяющих контролировать данный тип целостности.

— Целостность сущностей.

В таблице, где хранятся записи об объектах, не может быть двух одинаковых объектов, а также не может быть неопределенных объектов, т.е. записей с неопределенным значением (NULL-значением) первичного ключа. СУБД не должна допускать записей с повторяющимися значениями первичного ключа или NULL-значением одного из компонентов первичного ключа. Данный тип целостности поддерживают все СУБД. Более подробно мы поговорим об этом понятии целостности ниже, при описании первичных ключей.

— Ссылочная целостность.

Одной записи в таблице гостевых книг может соответствовать несколько записей в таблице сообщений. Таблицы могут находиться во взаимосвязях один к одному, один ко многим и многие ко многим. Связи между таблицами осуществляются на основании внешних ключей. В таблице сообщений не может быть сообщения, принадлежащего к несуществующей гостевой книге, иначе говоря, любой записи в таблице сообщений должна найтись запись в таблице гостевых книг. СУБД должна предоставлять механизмы для контроля операций и соблюдения ссылочной целостности при выполнении операций INSERT, UPDATE и DELETE. К сожалению, не все СУБД имеют такие механизмы.

Ссылочная целостность – это ограничение базы данных, гарантирующее, что ссылки между данными являются действительно правомерными и неповрежденными.

Целостность данных. Для поддержания связей между записями в связанных таблицах, а также обеспечения защиты от случайного удаления или изменения связанных данных в Microsoft Access используется механизм поддержки целостности данных.

Целостность данных означает:

· в связанное поле подчиненной таблицы можно вводить только те значения, которые имеются в связанном поле главной таблицы;

· из главной таблицы нельзя удалить запись, у которой значение связанного поля совпадает хотя бы с одним значением того же поля в подчиненной таблице.

Дата добавления: 2015-05-09 ; Просмотров: 2662 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Ссылочная целостность – это ограничение базы данных, гарантирующее, что ссылки между данными являются действительно правомерными и неповрежденными. Ссылочная целостность является фундаментальным принципом теории баз данных и проистекает из той идеи, что база данных должна не только сохранять данные, но и активно содействовать обеспечению их качества.

Поддержка ссылочной целостности в базе данных обеспечивает много преимуществ.

Улучшенное качество данных. Очевидным преимуществом является поддержка качества данных, хранимых в базе данных. Ошибки могут по-прежнему существовать, но, по крайней мере, ссылки будут подлинными и неповрежденными.

Убыстрение разработки. Ссылочная целостность объявляется. Это гораздо продуктивнее (на один или два порядка), чем написание специального программного кода.

Меньшее число ошибок. Объявления ссылочной целостности являются гораздо более лаконичными, чем эквивалентный программный код. По существу, такие объявления приводят к повторному использованию проверенного и оттестированного кода общего назначения в сервере баз данных, а не к новой реализации одной и той же логики от случая к случаю.

Согласованность между приложениями. Ссылочная целостность обеспечивает качество данных для нескольких прикладных программ, которые могут обращаться к базе данных.

В SQL внешний ключ может ссылаться на любую комбинацию столбцов со свойством уникальности в таблице, на которую ведет ссылка. В стандарте SQL обеспечиваются следующие действия по поддержанию ссылочной целостности при удалениях строк.

Cascade. Удаление записи может привести к удалению записей с соответствующим значением внешнего ключа. Например, можно захотеть, чтобы при удалении записи о компании удалялись все адреса компании.

Читайте также:  Live cd для сброса пароля windows 7

No action. В качестве альтернативы можно запретить удаление записи, если имеются зависимые записи с соответствующим значением внешнего ключа. Например, если вы продали некоторой компании товары, то вы можете захотеть предотвратить удаление записи об этой компании.

Set null. Удаление записи может приводить к установке в соответствующие внешние ключи неопределенного значения. Например, при замене самолета для выполнения рейса может понадобиться анулировать некоторые назначения посадочных мест. (Таким пассажирам придется запросить другие посадочные места.)

Set default. Можно потребовать, чтобы при удалении записи во внешний ключ устанавливалось значение по умолчанию, а не неопределенное значение.

24. Модели данных баз данных.

В классической теории баз данных, модель данных есть формальная теория представления и обработки данных в системе управления базами данных (СУБД), которая включает, по меньшей мере, три аспекта:

1) аспект структуры: методы описания типов и логических структур данных в базе данных;

2) аспект манипуляции: методы манипулирования данными;

3) аспект целостности: методы описания и поддержки целостности базы данных.

Аспект структуры определяет, что из себя логически представляет база данных, аспект манипуляции определяет способы перехода между состояниями базы данных (то есть способы модификации данных) и способы извлечения данных из базы данных, аспект целостности определяет средства описаний корректных состояний базы данных.

Модель данных — это абстрактное, самодостаточное, логическое определение объектов, операторов и прочих элементов, в совокупности составляющих абстрактную машину доступа к данным, с которой взаимодействует пользователь. Эти объекты позволяют моделировать структуру данных, а операторы — поведение данных[1].

Каждая БД и СУБД строится на основе некоторой явной или неявной модели данных. Все СУБД, построенные на одной и той же модели данных, относят к одному типу. Например, основой реляционных СУБД является реляционная модель данных, сетевых СУБД — сетевая модель данных, иерархических СУБД — иерархическая модель данных и т.д.

Реляционная модель данных (РМД) — логическая модель данных, прикладная теория построения баз данных, которая является приложением к задачам обработки данных таких разделов математики как теории множеств и логика первого порядка.

На реляционной модели данных строятся реляционные базы данных.

Реляционная модель данных включает следующие компоненты:

Структурный аспект (составляющая) — данные в базе данных представляют собой набор отношений.

Аспект (составляющая) целостности — отношения (таблицы) отвечают определенным условиям целостности. РМД поддерживает декларативные ограничения целостности уровня домена (типа данных), уровня отношения и уровня базы данных.

Аспект (составляющая) обработки (манипулирования) — РМД поддерживает операторы манипулирования отношениями (реляционная алгебра, реляционное исчисление).

Кроме того, в состав реляционной модели данных включают теорию нормализации.

Для лучшего понимания РМД следует отметить три важных обстоятельства:

модель является логической, то есть отношения являются логическими (абстрактными), а не физическими (хранимыми) структурами;

для реляционных баз данных верен информационный принцип: всё информационное наполнение базы данных представлено одним и только одним способом, а именно — явным заданием значений атрибутов в кортежах отношений; в частности, нет никаких указателей (адресов), связывающих одно значение с другим;

наличие реляционной алгебры позволяет реализовать декларативное программирование и декларативное описание ограничений целостности, в дополнение к навигационному (процедурному) программированию и процедурной проверке условий.

(отношением r на множестве доменов d1,d2…dn, называется подмножество их декартого произведения)

Иерархическая модель данных — представление базы данных в виде древовидной (иерархической) структуры, состоящей из объектов (данных) различных уровней.

Между объектами существуют связи, каждый объект может включать в себя несколько объектов более низкого уровня. Такие объекты находятся в отношении предка (объект более близкий к корню) к потомку (объект более низкого уровня), при этом возможна ситуация, когда объект-предок не имеет потомков или имеет их несколько, тогда как у объекта-потомка обязательно только один предок. Объекты, имеющие общего предка, называются близнецами (в программировании применительно к структуре данных дерево устоялось название братья).

К основным понятиям иерархической структуры относятся уровень, узел и связь. Узел — это совокупность атрибутов данных, описывающих некоторый объект. На схеме иерархического дерева узлы представляются вершинами графа. Каждый узел на более низком уровне связан только с одним узлом, находящимся на более высоком уровне. Иерархическое дерево имеет только одну вершину, не подчиненную никакой другой вершине и находящуюся на самом верхнем — первом уровне. Зависимые (подчиненные) узлы находятся на втором, третьем и т. д. уровнях. Количество деревьев в базе данных определяется числом корневых записей. К каждой записи базы данных существует только один иерархический путь от корневой записи.

В сетевой модели при тех же основных понятиях (уровень, узел, связь) каждый элемент может быть связан с любым другим элементом.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector