Классификация ограничений целостности

Ограничения целостности можно классифицировать несколькими способами:

• По способам реализации.
• По времени проверки.
• По области действия.

По способам реализации: Каждая система обладает своими средствами поддержки ограничений целостности. Различают два способа реализации:

• Декларативная поддержка ограничений целостности(заключается в определении ограничений средствами языка определения данных (DDL - Data Definition Language)
• Процедурная поддержка ограничений целостности(заключается в использовании триггеров и хранимых процедур.)

По времени проверки ограничения делятся на:

• Немедленно проверяемые ограничения(проверяются непосредственно в момент выполнения операции)

Ограничения с отложенной проверкой(проверяется в момент фиксации транзакции оператором COMMIT WORK. Внутри транзакции ограничение может не выполняться) По области действия ограничения делятся на:

• Ограничения домена(представляют собой ограничения, накладываемые только на допустимые значения домена.)
• Ограничения атрибута(представляют собой ограничения, накладываемые на допустимые значения атрибута вследствие того, что атрибут основан на каком-либо домене. Ограничение атрибута в точности совпадают с ограничениями соответствующего домена. Отличие ограничений атрибута от ограничений домена в том, что ограничения атрибута проверяются.)
• Ограничения кортежа(представляют собой ограничения, накладываемые на допустимые значения отдельного кортежа отношения, и не являющиеся ограничением целостности атрибута. Требование, что ограничение относится к отдельному кортежу отношения, означает, что для его проверки не требуется никакой информации о других кортежах отношения)
• Ограничения отношения(представляют ограничения, накладываемые только на допустимые значения отдельного отношения, и не являющиеся ограничением целостности кортежа.)
• Ограничения базы данных(представляют ограничения, накладываемые на значения двух или более связанных между собой отношений (в том числе отношение может быть связано само с собой).

Классификация огранич цел.: 1) По способу реализации (декларотивная поддержка, процедурная поддержка). 2) По времени проверки (немедленная, с задержкой). 3) По области действия (домены, атрибуты, отношения, картежи, база данных)

Ограничение целостности атрибута представляют собой ограничения, накладываемые на допустимые значения атрибута вследствие того, что атрибут основан на каком-либо домене.Ограничения целостности кортежа представляют собой ограничения, накладываемые на допустимые значения отдельного кортежа отношения, и не являющиеся ограничением целостности атрибута.Ограничения целостности отношения представляют ограничения, накладываемые только на допустимые значения отдельного отношения, и не являющиеся ограничением целостности кортежа.Ограничения целостности базы данных представляют ограничения, накладываемые на значения двух или более связанных между собой отношений (в том числе отношение может быть связано само с собой).

 

25 Классификация ограничений целостности (ограничения атрибута, кортежа, отношения, базы данных). Ограничения атрибута Определение 9. Ограничение целостности атрибута представляют собой ограничения, накладываемые на допустимые значения атрибута вследствие того, что атрибут основан на каком-либо домене. Ограничение атрибута в точности совпадают с ограничениями соответствующего домена. Отличие ограничений атрибута от ограничений домена в том, что ограничения атрибута проверяются. Если логика предметной области такова, что на значения атрибута необходимо наложить дополнительные ограничения, помимо ограничений домена, то такие ограничения переходят в следующую категорию. Проверка ограничения. Ограничение атрибута является немедленно проверяемым ограничением. Действительно, ограничение атрибута не зависит ни от каких других объектов базы данных, кроме домена, на котором основан атрибут. Поэтому никакие изменения в других объектах не могут повлиять на истинность ограничения. Ограничения кортежа Определение 10. Ограничения целостности кортежа представляют собой ограничения, накладываемые на допустимые значения отдельного кортежа отношения, и не являющиеся ограничением целостности атрибута. Требование, что ограничение относится к отдельному кортежу отношения, означает, что для его проверки не требуется никакой информации о других кортежах отношения. Пример 6. Атрибут "Возраст сотрудника" в таблице "Спецподразделение", может иметь дополнительное ограничение "Возраст сотрудника не менее 25 и не более 45", помимо того, что этот атрибут уже имеет ограничение, определяемое доменом - "Возраст сотрудника не менее 18 и не более 65". Приведенное ограничение кортежа, по сути, является дополнительным ограничением на значения одного атрибута. В этом случае допустимы два решения. Можно объявить новый домен "Возраст сотрудника спецподразделения" и тогда ограничение кортежа становится ограничением домена и атрибута, либо рассматривать это ограничение именно как ограничение кортежа. Оба решения имеют свои положительные и отрицательные стороны. Замечание. Тут имеются некоторые возможности для оптимизации. Формально, при изменении значения данного атрибута необходимо проверить два ограничения - ограничение атрибута и ограничение кортежа. Но в данном случае ограничение кортежа сильнее ограничения атрибута и достаточно проверить только ограничение кортежа. Разумно построенная СУБД могла бы выявлять такие случаи и уменьшать лишнюю работу. Пример 7. Для отношения "Сотрудники" можно сформулировать следующее ограничение: если атрибут "Должность" принимает значение "Директор", то атрибут "Зарплата" содержит значение не менее 1000$. Ограничение кортежа является немедленно проверяемым ограничением. Действительно, ограничение кортежа не зависит ни от каких других объектов базы данных, кроме атрибутов, входящих в состав кортежа. Поэтому никакие изменения в других объектах не могут повлиять на истинность ограничения.   Ограничения целостности отношения представляют ограничения, накладываемые только на допустимые значения отдельного отношения, и не являющиеся ограничением целостности кортежа. Требование, что ограничение относится к отдельному отношению, означает, что для его проверки не требуется информации о других отношениях (в том числе не требуется ссылок по внешнему ключу на кортежи этого же отношения). Пример 9. Ограничение целостности сущности (см. гл. 3), задаваемое потенциальным ключом отношения, является ограничением отношения, т.к. для его проверки необходимо иметь информацию обо всех кортежах отношения (более точно, обо всех занятых в данный момент значениях потенциального ключа). Пример 10. Ограничение целостности, определяемые наличием функциональных, многозначных зависимостей и зависимостей соединения, являются ограничениями отношения. Пример 11. Предположим, что в отношении PERSON (см. пример 1) задано следующее ограничение - в каждом отделе должно быть не менее двух сотрудников. Это ограничение можно сформулировать так - количество строк с одинаковым значением Dept_Id должно быть не меньше 2. Замечание. Для того чтобы ввести в действие (объявить) это ограничение, необходимо, чтобы в отношение уже были вставлены некоторые кортежи. Пример 12. Ограничение целостности, определяемое требованием, что некоторая таблица должна быть не пуста, являются ограничениями отношения. Проверка ограничения. К моменту проверки ограничения отношения должны быть проверены ограничения целостности кортежей этого отношения. Ограничение отношения может быть как немедленно проверяемым ограничением, так и ограничением с отложенной проверкой. Ограничение отношения, являющееся ограничением потенциального ключа (пример 9) является немедленно проверяемым ограничением. Ограничение, определенное наличием функциональной зависимости атрибутов также является немедленно проверяемым ограничением. Ограничения же, определенные многозначной зависимостью или зависимостью соединения являются ограничениями с отложенной проверкой. Действительно, эти ограничения требуют, чтобы кортежи вставлялись и удалялись целыми группами (см. гл. 7). Это невозможно сделать, если выполнять проверку после каждой одиночной вставки или удаления кортежа. Ограничение в примере 11 кажется немедленно проверяемым. Действительно, можно сразу после вставки или удаления кортежа проверить, выполняется ли ограничение, и, если оно не выполняется, то откатить операцию. Но, однако, в этом случае, невозможно вставить ни один новый кортеж для нового отдела. В новый отдел необходимо вставить сразу не менее двух сотрудников. Таким образом, это ограничение с отложенной проверкой. Ограничение из примера 12 имеет смысл проверять только при удалении кортежей из отношения. Это ограничение может быть как немедленно проверяемым, так и отложенным. Ограничения базы данных Определение 12. Ограничения целостности базы данных представляют ограничения, накладываемые на значения двух или более связанных между собой отношений (в том числе отношение может быть связано само с собой). Пример 13. Ограничение целостности ссылок (см. гл. 3), задаваемое внешним ключом отношения, является ограничением базы данных. Пример 14. Ограничение на таблицы DEPART и PERSON из примера 1 является отношением базы данных, т.к. оно связывает данные, размещенные в различных таблицах. Проверка ограничения. К моменту проверки ограничения базы данных должны быть проверены ограничения целостности отношений. Ограничение базы данных может быть как немедленно проверяемым ограничением, так и ограничением с отложенной проверкой. Ограничение отношения, являющееся ограничением внешнего ключа может быть как немедленно проверяемым ограничением, так и отложенным ограничением. Действительно, в простейшем случае, если кортеж отношения должен ссылаться на кортеж отношения , то проверку ограничения ссылочной целостности можно производить сразу после любой из операций вставки, обновления или удаления в любом из отношений или . В более сложном случае, предположим, что кортеж отношения должен ссылаться на кортеж отношения , а кортеж отношения должен в свою очередь ссылаться на кортеж отношения (циклическая ссылка). Очевидно, что сразу после вставки кортежа отношение ссылочная целостность обязательно нарушена, т.к. кортежа еще нет в отношении . Проверку ссылочной целостности можно провести только посл завершения транзакции, состоящей из последовательности операций: 1. вставки кортежа в отношение с нулевой ссылкой на отношение , 2. вставки кортежа отношение со ссылкой на кортеж отношения , 3. исправления ссылки в кортеже с NULL на ссылку на кортеж . Ограничение, приведенное в примере 1, может быть только ограничением с отложенной проверкой.