Шпаргалка по "Программированию и компьютеру"

Пример 2.2. Отдел  записей актов гражданского состояния (ЗАГС) имеет дело не со всеми людьми, а только с теми, кто обратился  с просьбой о регистрации брака, рождения или смерти. Поэтому в  странах, где допускаются лишь традиционные браки, отделы ЗАГС могут размещать сведения о регистрируемых браках в единственной сущности:

Брак (Номер_свидетельства, Фамилия_мужа, Имя_мужа,

      Отчество_мужа, Дата_рождения_мужа, Фамилия_жены,

      ... , Дата_регистрации, Место_регистрации, ...), 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

12. . Классификация сущностей

К.Дейт [определяет три основные класса сущностей: стержневые, ассоциативные и характеристические, а также подкласс ассоциативных сущностей – обозначения.

Стержневая  сущность (стержень) – это независимая сущность (несколько подробнее она будет определена ниже).

В рассмотренных  ранее примерах стержни – это "Студент", "Квартира", "Мужчины", "Врач", "Брак"

Ассоциативная сущность (ассоциация) – это связь вида "многие-ко-многим" ("1-ко-многим" и т.д.) между двумя или более сущностями или экземплярами сущности). Ассоциации рассматриваются как полноправные сущности:

• они могут участвовать в других ассоциациях и обозначениях точно так же, как стержневые сущности;
• могут обладать свойствами, т.е. иметь не только набор ключевых атрибутов, необходимых для указания связей, но и любое число других атрибутов, характеризующих связь. Например, ассоциации "Брак" из примеров 2.1 и 2.4 содержат ключевые атрибуты "Код_М", "Код_Ж" и "Табельный номер мужа", "Табельный номер жены", а также уточняющие атрибуты "Номер свидетельства", "Дата регистрации", "Место_регистрации", "Номер записи в книгу ЗАГС" и т.д.

Характеристическая  сущность (характеристика) – это связь вида "многие-к-одной" или "одна-к-одной" между двумя сущностями (частный случай ассоциации). Единственная цель характеристики в рамках рассматриваемой предметной области состоит в описании или уточнении некоторой другой сущности. Необходимость в них возникает в связи с тем, что сущности реального мира имеют иногда многозначные свойства. Муж может иметь несколько жен (пример 2.3), книга – несколько характеристик переиздания (исправленное, дополненное, переработанное, ...) и т.д.

Существование характеристики полностью зависит  от характеризуемой сущности: женщины  лишаются статуса жен, если умирает  их муж.

Для описания характеристики используется новое  предложение ЯИМ, имеющее в общем  случае вид:

ХАРАКТЕРИСТИКА (атрибут 1, атрибут 2, ...)

               {СПИСОК ХАРАКТЕРИЗУЕМЫХ СУЩНОСТЕЙ}.

Расширим  также язык ER-диаграмм, введя для  изображения характеристики трапецию (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Элементы расширенного языка ER-диаграмм

Обозначающая сущность или обозначение – это связь вида "многие-к-одной" или "одна-к-одной" между двумя сущностями и отличается от характеристики тем, что не зависит от обозначаемой сущности.

Рассмотрим  пример, связанный с зачислением  сотрудников в различные отделы организации.

При отсутствии жестких правил (сотрудник может  одновременно зачисляться в несколько  отделов или не зачисляться ни в один отдел) необходимо создать  описание с ассоциацией Зачисление:

Отделы (Номер  отдела, Название отдела, ...)

Служащие (Табельный  номер, Фамилия, ...)

Зачисление [Отделы M, Служащие N]

           (Номер отдела, Табельный номер,  Дата зачисления).

Однако, при  условии, что каждый из сотрудников  должен быть обязательно зачислен в  один из отделов, можно создать описание с обозначением Служащие:

Отделы (Номер  отдела, Название отдела, ...)

Служащие (Табельный  номер, Фамилия, ... , Номер отдела,

          Дата зачисления)[Отделы]

В данном примере  служащие имеют независимое существование (если удаляется отдел, то из этого  не следует, что также должны быть удалены служащие такого отдела). Поэтому они не могут быть характеристиками отделов и названы обозначениями.

Обозначения используют для хранения повторяющихся  значений больших текстовых атрибутов: "кодификаторы" изучаемых студентами дисциплин, наименований организаций и их отделов, перечней товаров и т.п.

Описание  обозначения внешне отличается от описания характеристики только тем, что обозначаемые сущности заключается не в фигурные скобки, а в квадратные:

ОБОЗНАЧЕНИЕ (атрибут 1, атрибут 2, ...)[СПИСОК

             ОБОЗНАЧАЕМЫХ СУЩНОСТЕЙ].

Как правило, обозначения не рассматриваются  как полноправные сущности, хотя это  не привело бы к какой-либо ошибке. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

13. О первичных и  внешних ключах

ключ или возможный ключ – это минимальный набор атрибутов, по значениям которых можно однозначно найти требуемый экземпляр сущности. Минимальность означает, что исключение из набора любого атрибута не позволяет идентифицировать сущность по оставшимся. Каждая сущность обладает хотя бы одним возможным ключом. Один из них принимается за первичный ключ. При выборе первичного ключа следует отдавать предпочтение несоставным ключам или ключам, составленным из минимального числа атрибутов. Нецелесообразно также использовать ключи с длинными текстовыми значениями (предпочтительнее использовать целочисленные атрибуты).

Не допускается, чтобы первичный ключ стержневой сущности (любой атрибут, участвующий  в первичном ключе) принимал неопределенное значение. Иначе возникнет противоречивая ситуация: появится не обладающий индивидуальностью, и, следовательно не существующий экземпляр стержневой сущности. По тем же причинам необходимо обеспечить уникальность первичного ключа.

Теперь о  внешних ключах:

• Если сущность С связывает сущности А и В, то она должна включать внешние ключи, соответствующие первичным ключам сущностей А и В.
• Если сущность В обозначает сущность А, то она должна включать внешний ключ, соответствующий первичному ключу сущности А.

Связь между  первичными и внешними ключами сущностей  иллюстрируется рис. 2.5.

1. Может  ли данный внешний ключ принимать  неопределенные значения (NULL-значения)? Иначе говоря, может ли существовать некоторый экземпляр сущности данного типа, для которого неизвестна целевая сущность, указываемая внешним ключом? В случае поставок это, вероятно, невозможно – поставка, осуществляемая неизвестным поставщиком, или поставка неизвестного продукта не имеют смысла. Но в случае с сотрудниками такая ситуация однако могла бы иметь смысл – вполне возможно, что какой-либо сотрудник в данный момент не зачислен вообще ни в какой отдел. Заметим, что ответ на данный вопрос не зависит от прихоти проектировщика базы данных, а определяется фактическим образом действий, принятым в той части реального мира, которая должна быть представлена в рассматриваемой базе данных. Подобные замечания имеют отношение и к вопросам, обсуждаемым ниже.

2. Что должно  случиться при попытке УДАЛЕНИЯ  целевой сущности, на которую  ссылается внешний ключ? Например, при удалении поставщика, который  осуществил по крайней мере  одну поставку. Существует три  возможности:

Что должно происходить  при попытке ОБНОВЛЕНИЯ первичного ключа целевой сущности, на которую ссылается некоторый внешний ключ? Например, может быть предпринята попытка обновить номер такого поставщика, для которого имеется по крайней мере одна соответствующая поставка. Этот случай для определенности снова рассмотрим подробнее. Имеются те же три возможности, как и при удалении:

Таким образом, для каждого внешнего ключа в  проекте проектировщик базы данных должен специфицировать не только поле или комбинацию полей, составляющих этот внешний ключ, и целевую таблицу, которая идентифицируется этим ключом, но также и ответы на указанные выше вопроса (три ограничения, которые относятся к этому внешнему ключу).

Наконец, о  характеристиках – обозначающих сущностях, существование которых зависит от типа обозначаемых сущностей. Обозначение представляется внешним ключом в таблице, соответствующей этой характеристике. Но три рассмотренные выше ограничения на внешний ключ для данного случая должны специфицироваться следующим образом:

NULL-значения не допустимы

УДАЛЕНИЕ  ИЗ (цель) КАСКАДИРУЕТСЯ

ОБНОВЛЕНИЕ (первичный ключ цели) КАСКАДИРУЕТСЯ

Указанные спецификации представляют зависимость по существованию  характеристических сущностей. 
 

14.  Реляционная структура  данных

В конце 60-х  годов появились работы, в которых обсуждались возможности применения различных табличных даталогических моделей данных, т.е. возможности использования привычных и естественных способов представления данных. Наиболее значительной из них была статья сотрудника фирмы IBM д-ра Э.Кодда (Codd E.F., A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks. CACM 13: 6, June 1970), где, вероятно, впервые был применен термин "реляционная модель данных".

Будучи математиком  по образованию Э.Кодд предложил  использовать для обработки данных аппарат теории множеств (объединение, пересечение, разность, декартово произведение). Он показал, что любое представление данных сводится к совокупности двумерных таблиц особого вида, известного в математике как отношение – relation (англ.) [3, 7, 9].

Наименьшая  единица данных реляционной модели – это отдельное атомарное (неразложимое) для данной модели значение данных. Так, в одной предметной области фамилия, имя и отчество могут рассматриваться как единое значение, а в другой – как три различных значения.

Доменом называется множество атомарных значений одного и того же типа. Так, на рис. 1.1 домен пунктов отправления (назначения) – множество названий населенных пунктов, а домен номеров рейса – множество целых положительных чисел.

Смысл доменов  состоит в следующем. Если значения двух атрибутов берутся из одного и того же домена, то, вероятно, имеют  смысл сравнения, использующие эти  два атрибута (например, для организации транзитного рейса можно дать запрос "Выдать рейсы, в которых время вылета из Москвы в Сочи больше времени прибытия из Архангельска в Москву"). Если же значения двух атрибутов берутся из различных доменов, то их сравнение, вероятно, лишено смысла: стоит ли сравнивать номер рейса со стоимостью билета?

Отношение на доменах D1, D2, ..., Dn (не обязательно, чтобы  все они были различны) состоит  из заголовка и тела. На рис. 3.1 приведен пример отношения для расписания движения самолетов (рис. 1.1).