Data Base managment

1. Управление данными
Лекция 3

2. Значение NULL
2
 В реляционной алгебре используется тернарная
логика.
 Для любого атрибута есть первичное
универсальное пустое значение: NULL.
 Используется в тех случаях, когда значение
неизвестно.
 Таблицы истинности для NULL:
& 0 1 N
0 0 0 0
1 0 1 N
N 0 N N
|| 0 1 N
0 0 1 N
1 1 1 1
N N 1 N
!
0 1
1 0
N N

3. Потенциальный ключ
3
 Подмножество атрибутов К отношения R будем
называть потенциальным ключом, если
выполняются свойства:
 уникальность – в отношении R отсутствуют кортежи
с идентичными значениями К;
 неизбыточность – никакое подмножество множества
К не обладает свойством уникальности.
 Потенциальный ключ – единственное средство
идентификации и адресации на уровне
кортежей.

4. Целостность сущностей
4
 Правило целостности сущности – атрибуты,
входящие в состав потенциального ключа не могут
иметь значение NULL, то есть принимать пустых
значений

5. Первичные и альтернативные ключи
5
 Простой ключ – потенциальный ключ,
состоящий из одного атрибута.
 Составной ключ - потенциальный ключ,
состоящий из множества атрибутов.
 Если в отношении можно выделить более чем
один потенциальный ключ, то один из ключей
выбирается первичным PK (Primary Key),
остальные становятся альтернативными AK
(Alterative Key).

6. Внешний ключ
6
 Подмножество атрибутов FK (Foreign Key) множества
атрибутов отношения R называется внешним
ключом, если выполнены следующие условия:
 существует отношение S с потенциальным ключом K;
 каждое значение FK в R всегда совпадает с некоторым
значением K из S, Либо является NULL-значением.
 Отношение S в данном случае принято считать
родительским, R - дочерним.

7. Пример
7
ID_поставщика Поставщик ID_категории Категория Количество
0 Apple 1 Телефон 100
0 Apple 2 Планшет 40
2 Samsung 1 Телефон 100
2 Samsung 3 Ноутбук 50

8. Пример
8
ID_поставщика Поставщик ID_категории Категория Количество
0 Apple 1 Телефон 100
0 Apple 2 Планшет 40
2 Samsung 1 Телефон 100
2 Samsung 3 Ноутбук 50
Составной
потенциальный
ключ (первичный)
Составной
потенциальный ключ
(альтернативный)

9. Пример
9
ID Поставщик
0 Apple
2 Samsung
ID Категория
1 Телефон
2 Планшет
3 Ноутбук

10. Пример
10
ID Поставщик
0 Apple
2 Samsung
ID Категория
1 Телефон
2 Планшет
3 Ноутбук
Простые
потенциальные
ключи
Простые
потенциальные
ключи
Первичный
ключ
Альтернативный
ключ

11. Пример
11
ID_поставщика ID_категории Количество
0 1 100
0 2 40
2 1 100
2 3 50
ID Поставщик
0 Apple
2 Samsung
ID Категория
1 Телефон
2 Планшет
3 Ноутбук
Родительское
отношение S1
Родительское
отношение S2
Дочернее
отношение R
Первичный ключ К1 Внешние ключи FK Первичный ключ К2

12. Свойства внешнего ключа
12
 Для внешнего ключа не требуется уникальность
значений кортежей.
 Внешний ключ может быть простым и составным.
 Должен быть того же типа что и потенциальный
ключ родительского отношения.
 Каждое значение внешнего ключа должно совпадать
со значением потенциального ключа родительского
отношения, обратное не обязательно верно.
 Наличие NULL среди значений внешнего ключа
может трактоваться как признак отсутствия
связанной записи в родительском отношении.

13. Целостность внешнего ключа
13
 База данных не должна содержать каких-либо
несогласованных значений внешнего ключа.
 Для каждого значения внешнего ключа должно
существовать соответствующее значение
первичного ключа в родительском отношении,
иначе возникнет нарушение целостности.

14. Ссылочная целостность
14
 Для родительского отношения:
 Изменение (обновление) кортежа может нарушить ссылочную
целостность, если это обновление затрагивает значение в
дочернем отношении.
 Удаление кортежа может нарушить ссылочную целостность
если в дочернем кортеже есть данные, ссылающиеся на
удаляемые.
 Для дочернего отношения:
 Вставка кортежа может привести к нарушению ссылочной
целостности.
 Изменение кортежа может привести к нарушению ссылочной
целостности.
Отношение insert update delete
Родительское x x
Дочернее x x

15. Пример
15
ID Поставщик
0 Apple
2 Samsung
ID_поставщика Количество
0 500
2 1000
Родительское
отношение S
Дочернее
отношение R

16. Нарушение целостности в S
16
ID Поставщик
0 Apple
ID_поставщика Количество
0 500
2 1000
Родительское
отношение S
Дочернее
отношение R

17. Нарушение целостности в R
17
ID Поставщик
0 Apple
2 Samsung
ID_поставщика Количество
0 500
2 1000
1 400
Родительское
отношение S
Дочернее
отношение R

18. Соблюдение целостности в R
18
ID Поставщик
0 Apple
2 Samsung
ID_поставщика Количество
0 500
2 1000
NULL 400
Родительское
отношение S
Дочернее
отношение R

19. Стратегии поддержания целостности
19
 Основные:
 Ограничение (RESTRICT),
 Каскадирование (CASCADE).
 Дополнительные:
 Установка в NULL (SET NULL),
 Установка по умолчанию (SET DEFAULT).
 Исключительная:
 Игнорировать ссылочную целостность
(IGNORE). Отказ от поддержки ссылочной
целостности.

20. Ограничение (RESTRICT)
20
 Ограничение предполагает запрет на
выполнение операции, приводящей к
нарушению ссылочной целостности.
 Самая простая стратегия, требующая только
проверки, имеются ли кортежи в дочернем
отношении, связанные с некоторым кортежем в
родительском отношении.
 Стратегии RESTRICT и CASCADE являются
стандартными и присутствуют во всех СУБД, в
которых имеется поддержка ссылочной
целостности.

21. Каскадирование (CASCADE)
21
 Разрешить выполнение требуемой операции, но
внести при этом необходимые поправки в других
отношениях так, чтобы не допустить нарушения
ссылочной целостности и сохранить все
имеющиеся связи.
 Изменение начинается в родительском отношении и
каскадно выполняется в дочернем отношении.
 Дочернее отношение может одновременно являться
родительским для некоторого третьего отношения.

22. Установка в NULL (SET NULL)
22
 Разрешить выполнение требуемой операции, но
все возникающие некорректные значения
внешних ключей изменять на значения NULL.
 Стратегия имеет два недостатка.
 требуется допустить использование NULL;
 кортежи дочернего отношения теряют всякую связь
с кортежами родительского отношения.

23. Установка по умолчанию (SET DEFAULT)
23
 Разрешить выполнение требуемой операции, но все
возникающие некорректные значения внешних
ключей изменять на некоторое значение, принятое
по умолчанию.
 Достоинство этой стратегии по сравнению с
предыдущей в том, что она позволяет не
пользоваться значениями NULL.
 Недостатки: в родительском отношении должен
быть некий кортеж, потенциальный ключ которого
принят как значение по умолчанию для внешних
ключей.
 кортеж нельзя удалять из родительского отношения,
 нельзя изменять значение потенциального ключа.