Понятие ограничений целостности. Общая характеристика ограничений целостности. Типы ограничений целостности.

Логические ограничения, накладываемые на данные, называются ограничениями целостности. Ограничение целостности – это свойство, которое для данного множества или отношения либо истинно, либо ложно. Если значения данных отвечают существующим знаниям об объекте, то соответствующие ограничениям лог. выражения принимают значение «истина». Это значение должно сохраняться для всех состояний, в которых может находиться объект.

 

Спецификация ограничений целостности обладает автономией по отношению к структурным спецификациям и реализуется средствами языка описания ограничений (ЯОО).

Различают спецификации статических и динамических ограничений.

Статические спецификации выражают правила, которые определяют допустимые (достоверные) состояния базы данных. В этом случае обычно используют исчисление предикатов.

Динамические спецификации определяют допустимые переходы из одного состояния базы данных в другое. Эти спецификации зависят от используемых операций ЯМД.

Верификация ограничений выполняется с учетом следующих требований: 1)непротиво-речивость, 2)удовлетворяемость, 3)адекватность существующим знаниям о реальном мире.

Обобщенные ограничения - это ограничения, относящиеся ко всем объектам и реализациям, а не к одной или нескольким конкретным реализациям. Рассмотрим некоторую схему базы данных S. Пусть для этой схемы указано некоторое обобщенное ограничение целостности C_i, и этой схеме соответствует некоторая реализация (состояние) БД – DBS_k. Тогда:

Ограничение C_i будет 1)правильно построено, если оно соответствует синтаксическим правилам спецификации ограничений; 2)удовлетворено состоянием DBS_k, если оно истинно для DBS_k; 3)удовлетворяемо, если существует некоторое DBS_j, удовлетворяющее C_i; 4)недостоверно, если никакие состояния БД не удовлетворяют C_i.

Состояние БД 1)удовлетворяет схеме S, если удовлетворяет всем ее ограничениям; 2)непротиворечиво, если удовлетворяет всем ограничениям.

Схема S является 1)удовлетворяемой, если существует некоторое состояние БД, удовлетворяющее ей; 2)противоречивой, если никакое состояние БД ей не удовлетворяет.

 

Ограничения могут быть внутренними (неявными) и явными. Внутренние ограничения предусматриваются самой МД и тесно связаны со структурой БД. Операции манипулирования данными хорошо согласуются с ними, поэтому контроль соблюдения внутренних ограничений не вызывает трудностей и, как правило, не требует от разработчика каких-либо дополнительных усилий. Явные ограничения задаются разработчиками; обеспечение контроля явных ограничений – серьезная проблема реализации.

Типы ограничений целостности:

1. Ограничения на допустимые значения во множестве значений. Ограничение, накладываемое на все множество значений: количество лет д.б. меньше 300.

2. Ограничения на разрешенные значения некоторого атрибута. В некоторых случаях не все допустимые значения из множества значений являются разрешенными для некоторых атрибутов. Возраст (е) >= 17 И Возраст (e) <= 75 | для любого e Î СОТРУДНИК

3. Ограничения на существующие значения в БД. Здесь можно выделить две ситуации:

a. ограничения на конкретные значения: Отчисления(e)< Зарплата (e) | e Î СОТРУДНИК

b. ограничения на множества значений. Позволяет определить условия принадлежности сущностей множеству в зависимости от существования этих сущностей в другом множестве: Имя (e) | e Î РАБОТАЮЩИЙ СТУДЕНТ входит в Имя (e) | e Î СТУДЕНТ