Признаки эффективности структуры баз данных. Понятие целостности. Критерии целостности.

 

Эффективность структуры БД

При проектировании БД необходимо создать наиболее эффективную структуру данных. Признаками эффективности структуры БД считаются:

1. Обеспечение быстрого доступа к данным в таблицах.

2. Исключение ненужного повторения данных, которое может явиться причиной ошибок при вводе и нерационального использования дискового пространства компьютера.

3. Обеспечение целостности данных таким образом, чтобы при изменении одних объектов автоматически происходило соответствующее изменение других, связанных с ними объектов.

В СУБД процесс создания реляционной базы данных включает создание схемы данных. Схема данных наглядно отображает таблицы и связи между ними и обеспечивает использование связей при обработке данных. В схеме данных устанавливаются параметры обеспечения связной целостности в базе данных.

Чтобы информация, хранящаяся в базе данных, была однозначной и непротиворе­чивой, в реляционной модели устанавливаются некоторые ограничительные условия. Ограничительные условия - это правила, определяющие возможные значения данных. Они обеспечивают логическую основу для поддержания корректных значений данных в базе. Такие ограничения целостности позволяют свести к минимуму ошибки, возникающие при обновлении и обработке данных.

Важнейшими ограничениями целостности данных являются:

¡ категорийная целостность

¡ ссылочная целостность.

Ограничение категорийной целостности заключается в следующем.

Ни одна строка не может быть занесена в базу данных до тех пор, пока не будут определены все атрибуты ее первичного ключа. Это правило называется правилом категорийной целостности и кратко формулируется следующим образом: никакой атрибут первичного ключа строки не может быть пустым.

Ссылочная целостность:

Если две таблицы связаны между собой, то внешний ключ таблицы должен содержать только значения, уже имеющиеся среди значений ключа, по которому осуществляется связь. Если корректность значений внешних ключей не контролируется СУБД, то может нарушиться ссылочная целостность данных. Например: пусть имеются две связанные таблицы СТУДЕНТ и УСПЕВАЕМОСТЬ, которые связаны по полю номер студента. Если удалить из таблицы СТУДЕНТ строку (например, при отчислении студента), имеющую хотя бы одну связанную-с ней строку в таблице УСПЕВАЕМОСТЬ, то это приведет к тому, что в таблице УСПЕВАЕМОСТЬ останутся записи об успеваемости студента, который уже отчислен. Целостность данных будет нарушена и в случае ошибочного ввода в поле внешнего ключа НС (номер студента) подчиненной таблицы УСПЕВАЕМОСТЬ сведений о студенте, запись о котором отсутствует в главной таблице СТУДЕНТ.

Ограничения категорийной 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 называется каскадным 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.

Критерии целостности:

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

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

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