Реляційна алгебра

Цілісність баз даних

Цілісність баз даних – властивість даних, що визначає повноту і правильність інформації, яка вміщується в БД. Підтримка цілісності даних включає такі складові:

− структурна цілісність;

− обмеження реальних значень даних;

− посилкова цілісність.

Структурна цілісність передбачає виконання таких умов:

− наявність тільки однорідних структур даних типу "реляційне відношення";

− відсутність дублікатів кортежів;

− обов'язкова наявність у кожному відношенні первинного ключа;

− обмеження доменів, яке передбачає визначення кожного атрибуту на своєму домені;

− можливість застосування невизначених значень NULL (позначає відсутність будь-якого значення атрибуту).

Невизначене NULL значення розглядається, як значення невідоме на даний момент часу. Це значення при появі додаткової інформації може бути замінено на деяке конкретне значення. Введення NULL викликало необхідність застосування замість двозначної логіки тризначної логіки. У цьому випадку передбачаються реляційні операції з невизначеними значеннями.

Обмеження реальних значень даних вимагають, щоби значення поля належали деякому діапазону значень, або задовольняли певному арифметичному співвідношенню між значеннями різних полів. Обмеження значень можуть включати також визначення певних форматів для полів, задоволення значень полів певним статистичним умовам, бізнес правилам предметної області і т.ін.

Посилкова цілісність означає, що зміни в таблицях повинні виконуватися синхронно, а зміст двох пов'язаних таблиць має відповідати таким правилам:

− кожному запису основної таблиці відповідає нуль або більше записів підлеглої таблиці;

− в підлеглій таблиці немає записів, які не мають батьківських записів в основній таблиці; − кожний запис підлеглої таблиці має тільки один батьківський запис основної таблиці.

Умови цілісності даних визначають, які дані можуть бути записані в БД у результаті додавання або оновлення даних. При маніпулюванні даними в таблицях виконується контроль дій відповідно до табл. 3.3.

Також можливо виконання правила NONE – не виконуються ніякі дії і правила NULL ALLOWED – дозволяються невизначені значення.

При введенні нових рядків (INSERT) необхідно дотримуватися такої послідовності введення: спочатку дані вводяться в батьківську таблицю, а потім − в підлеглу.

Алгеброю називається множина об'єктів із заданою на ній сукупністю операцій, які замкнені відносно цієї множини. Основною множиною в реляційній алгебрі є множина відношень. Варіант реляційної алгебри, запропонований Коддом, містить такі основні операції: об'єднання, різниця, перетин, декартовий добуток, проекція, селекція, з'єднання, ділення. На рис. 3.2 показані основні операції реляційної алгебри.

Рис. 3.2. Основні операції реляційної алгебри

В табл. 3.4 подані основні і додаткові операції реляційної алгебри.

Таблиця 3.4

Реляційні операції

1. Визначити всіх студентів спеціальності ІУСТ.

∏ прізвище (σ спеціальність="ІУСТ" (Студент))

2. Визначити всіх студентів, для яких у 7 семестрі викладач Гавриш проводить заняття.

∏ прізвище (σ семестр=7∧викладач="Гавриш" (Студент ⋈ Дисципліна))

∏ прізвище (Студент ⋈ (σ семестр=7∧викладач="Гавриш" Дисципліна))