Файл: 1. Введение в теорию баз данных Вопрос Основные понятия.docx
Добавлен: 05.12.2023
Просмотров: 568
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Существует три разновидности связи между таблицами базы данных:
· «один-ко-многим»;
· «один-к-одному»;
· «многие-ко-многим».
Отношение «один-ко-многим» имеет место, когда одной записи родительской таблицы может соответствовать несколько записей дочерней. Связь «один-ко-многим» иногда называют связью «многие-к-одному». И в том, и в другом случае сущность связи между таблицами остается неизменной.
Связь «один-ко-многим» наиболее распространена для реляционных баз данных. Она позволяет моделировать также иерархические структуры данных.
Отношение «один-к-одному» имеет место, когда одной записи в родительской таблице соответствует одна запись в дочерней. Это отношение встречается намного реже, чем отношение «один-ко-многим». Его используют, если не хотят, чтобы таблица БД «распухала» от второстепенной информации. Использование связи «один-к-одному» приводит к тому, что для чтения связанной информации в нескольких таблицах приходится производить несколько операций чтения вместо одной, когда данные хранятся в одной таблице.
Отношение «многие-ко-многим» имеет место в следующих случаях:
· одной записи в родительской таблице соответствует более одной записи в дочерней таблице;
· одной записи в дочерней таблице соответствует более одной записи в родительской таблице.
Считается, что всякая связь «многие-ко-многим» может быть заменена на связь «один-ко-многим» (одну или несколько).
Часто связь между таблицами устанавливается по первичному ключу, т.е. значениям внешнего ключа одной таблицы присваиваются значения первичного ключа другой. Однако это не является обязательным – в общем случае связь может устанавливаться и с помощью вторичных ключей. Кроме того, при установлении связей между таблицами не требуется непременная уникальность ключа, обеспечивающего установление связи. Поля внешнего ключа не обязаны иметь те же имена, что и имена ключей, которым они соответствуют. Внешний ключ может ссылаться на свою собственную таблицу – в таком случае внешний ключ называется рекурсивным.
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.
Существует несколько важных моментов, связанных с внешними ключами. Во-первых, следует проанализировать, допустимо ли использование во внешних ключах пустых значений. В общем случае, если участие дочерней таблицы в
связи является обязательным, то рекомендуется запрещать применение пустых значений в соответствующем внешнем ключе. В то же время, если имеет место частичное участие дочерней таблицы в связи, то помещение пустых значений в поле внешнего ключа должно быть разрешено. Например, если в операции фиксации сделок некоторой торговой фирмы необходимо указать покупателя, то поле КодКлиента должно иметь атрибут NOT NULL. Если допускается продажа или покупка товара без указания клиента, то для поля КодКлиента можно указать атрибут NULL.
Следующая проблема связана с организацией поддержки ссылочной целостности при выполнении операций модификации данных в базе. Здесь возможны следующие ситуации:
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.
Удаление строки из дочерней таблицы. Никаких нарушений ссылочной целостности не происходит.
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.
Вставка строки в родительскую таблицу. Такая вставка не может вызвать нарушения ссылочной целостности. Добавленная строка просто становится родительским объектом, не имеющим дочерних объектов.
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.
Обновление первичного ключа в строке родительской таблицы. Если значение первичного ключа некоторой строки родительской таблицы будет обновлено, нарушение ссылочной целостности случится при том условии, что в дочернем отношении существуют строки, ссылающиеся на исходное значение первичного ключа. Для сохранения ссылочной целостности может применяться любая из описанных выше стратегий. При использовании стратегии CASCADE обновление значения первичного ключа в строке родительской таблицы будет отображено в любой строке дочерней таблицы, ссылающейся на данную строку.
Существует и другой вид целостности – смысловая (семантическая) целостность базы данных. Требование смысловой целостности определяет, что данные в базе данных должны изменяться таким образом, чтобы не нарушалась сложившаяся между ними смысловая связь.
Уровень поддержания целостности данных в разных системах существенно варьируется.
Идеология архитектуры клиент-сервер требует переноса максимально возможного числа правил целостности данных на сервер. К преимуществам такого подхода относятся:
· гарантия целостности базы данных, поскольку все правила сосредоточены в одном месте (в базе данных);
· автоматическое применение определенных на сервере ограничений целостности для любых приложений;
· отсутствие различных реализаций ограничений в разных клиентских приложениях, работающих с базой данных;
· быстрое срабатывание ограничений, поскольку они реализованы на сервере и, следовательно, нет необходимости посылать данные клиенту, увеличивая при этом сетевой трафик;
· доступность внесенных в ограничения на сервере изменений для всех клиентских приложений, работающих с базой данных, и отсутствие необходимости повторного распространения измененных приложений клиентов среди пользователей.
К недостаткам хранения ограничений целостности на сервере можно отнести:
· отсутствие у клиентского приложения возможности реагировать на некоторые ошибочные ситуации, возникающие на сервере при реализации тех или иных правил (например, ошибок при выполнении хранимых процедур на сервере);
· ограниченность возможностей языка SQL и языка хранимых процедур и триггеров для реализации всех возникающих потребностей определения целостности данных.
На практике в клиентских приложениях реализуют лишь такие правила, которые тяжело или невозможно реализовать с применением средств сервера. Все остальные ограничения целостности данных переносятся на сервер.
Вопрос 8. Создание и удаление таблиц.
Создание базы данных.
В различных СУБД процедура создания баз данных обычно закрепляется только за администратором баз данных. В однопользовательских системах принимаемая по умолчанию база данных может быть сформирована непосредственно в процессе установки и настройки самой СУБД. Стандарт SQL не определяет, как должны создаваться базы данных, поэтому в каждом из диалектов языка SQL обычно используется свой подход. В соответствии со стандартом SQL, таблицы и другие объекты базы данных существуют в некоторой среде. Помимо всего прочего, каждая среда состоит из одного или более каталогов, а каждый каталог – из набора схем. Схема представляет собой поименованную коллекцию объектов базы данных, некоторым образом связанных друг с другом (все объекты в базе данных должны быть описаны в той или иной схеме). Объектами схемы могут быть таблицы, представления, домены, утверждения, сопоставления, толкования и наборы символов. Все они имеют одного и того же владельца и множество общих значений, принимаемых по умолчанию.
Стандарт SQL оставляет за разработчиками СУБД право выбора конкретного механизма создания и уничтожения каталогов, однако механизм создания и удаления схем регламентируется посредством операторов CREATE SCHEMA и DROP SCHEMA. В стандарте также указано, что в рамках оператора создания схемы должна существовать возможность определения диапазона привилегий, доступных пользователям создаваемой схемы. Однако конкретные способы определения подобных привилегий в разных СУБД различаются.
В настоящее время операторы CREATE SCHEMA и DROP SCHEMA реализованы в очень немногих СУБД. В других реализациях, например, в СУБД MS SQL Server, используется оператор CREATE DATABASE.
Создание базы данных в среде MS SQL Server.
Процесс создания базы данных в системе SQL-сервера состоит из двух этапов: сначала организуется сама база данных, а затем принадлежащий ей журнал транзакций. Информация размещается в соответствующих файлах, имеющих расширения *.mdf (для базы данных) и *.ldf. (для журнала транзакций). В файле базы данных записываются сведения об основных объектах (таблицах, индексах, просмотрах и т.д.), а в файле журнала транзакций – о процессе работы с транзакциями (контроль целостности данных, состояния базы данных до и после выполнения транзакций).
Создание базы данных в системе SQL-сервер осуществляется командой CREATE DATABASE. Следует отметить, что процедура создания базы данных в SQL-сервере требует наличия прав администратора сервера.
<определение_базы_данных> ::=
CREATE DATABASE имя_базы_данных
[ON [PRIMARY]
[ <определение_файла> [,...n] ]
[,<определение_группы> [,...n] ] ]
[ LOG ON {<определение_файла>[,...n] } ]
[ FOR LOAD | FOR ATTACH ]
Рассмотрим основные параметры представленного оператора.
При выборе имени базы данных следует руководствоваться общими правилами именования объектов. Если имя базы данных содержит пробелы или любые другие недопустимые символы, оно заключается в ограничители (двойные кавычки или квадратные скобки). Имя базы данных должно быть уникальным в пределах сервера и не может превышать 128 символов.
При создании и изменении базы данных можно указать имя файла, который будет для нее создан, изменить имя, путь и исходный размер этого файла. Если в процессе использования базы данных планируется ее размещение на нескольких дисках, то можно создать так называемые вторичные файлы базы данных с расширением *.ndf. В этом случае основная информация о базе данных располагается в первичном (PRIMARY) файле, а при нехватке для него свободного места добавляемая информация будет размещаться во вторичном файле. Подход, используемый в SQL-сервере, позволяет распределять содержимое базы данных по нескольким дисковым томам.