Способы поддержания ссылочной целостности sql

SQL / Целостность данных в SQL, ограничения

Автор: art ← к списку ← →

Целостность данных — важное свойство SQL. При правильном использовании оно обеспечивает корректность и валидность хранимых данных в любой момент времени. Также, с их помощью можно обнаруживать ошибки в приложениях, которые тяжело найти другими способами. Целостность данных поддерживается с помощью ограничений.

В SQL стандарта ANSI есть 4 основных ограничения: PRIMARY KEY, CHECK, UNIQUE и FOREIGN KEY. Они не являются обязательными для таблицы.

PRIMARY KEY — набор полей (1 или более), значения которых образуют уникальную комбинацию и используются для однозначной идентификации записи в таблице. Для таблицы может быть создано только одно такое ограничение. Данное ограничение используется для обеспечения целостности сущности, которая описана таблицей.

CHECK используется для ограничения множества значений, которые могут быть помещены в данный столбец. Это ограничение используется для обеспечения целостности предметной области, которую описывают таблицы в базе.

Ограничение UNIQUE обеспечивает отсутствие дубликатов в столбце или наборе столбцов. Разница между PRIMARY KEY и UNIQUE описана в primary и unique ключи

Ограничение FOREIGN KEY защищает от действий, которые могут нарушить связи между таблицами. FOREIGN KEY в одной таблице указывает на PRIMARY KEY в другой. Поэтому данное ограничение нацелено на то, чтобы не было записей FOREIGN KEY, которым не отвечают записи PRIMARY KEY. Таким образом, FOREIGN KEY поддерживает ссылочную целостность данных.

Если Вам понравился вопрос, проголосуйте за него

Голосов: 26 Голосовать

Источник

Принципы организации баз данных

Соблюдение условий ссылочной целостности в реляционной базе данных

Правило соответствия внешних ключей первичным — основное правило соблюдения условий ссылочной целостности. Для каждого значения внешнего ключа должно существовать соответствующее значение первичного ключа в родительской таблице

Ссылочная целостность может нарушиться в результате операций вставки (добавления), обновления и удаления записей в таблицах . В определении ссылочной целостности участвуют две таблицы — родительская и дочерняя, для каждой из них возможны эти операции, поэтому существует шесть различных вариантов, которые могут привести либо не привести к нарушению ссылочной целостности.

Для родительской таблицы:

• Вставка. Возникает новое значение первичного ключа. Существование записей в родительской таблице, на которые нет ссылок из дочерней таблицы, допустимо, операция не нарушает ссылочной целостности.
• Обновление. Изменение значения первичного ключа в записи может привести к нарушению ссылочной целостности.
• Удаление. При удалении записи удаляется значение первичного ключа. Если есть записи в дочерней таблице, ссылающиеся на ключ удаляемой записи, то значения внешних ключей станут некорректными. Операция может привести к нарушению ссылочной целостности.

Для дочерней таблицы:

• Вставка. Нельзя вставить запись в дочернюю таблицу, если для новой записи значение внешнего ключа некорректно. Операция может привести к нарушению ссылочной целостности.
• Обновление. При обновлении записи в дочерней таблице можно попытаться некорректно изменить значение внешнего ключа. Операция может привести к нарушению ссылочной целостности.
• Удаление. При удалении записи в дочерней таблице ссылочная целостность не нарушается.

Таким образом, ссылочная целостность в принципе может быть нарушена при выполнении одной из четырех операций:

1. Обновление записей в родительской таблице.
2. Удаление записей в родительской таблице.
3. Вставка записей в дочерней таблице.
4. Обновление записей в дочерней таблице.

Основные стратегии поддержания ссылочной целостности

Существуют две основные стратегии поддержания ссылочной целостности.

RESTRICT (ОГРАНИЧИТЬ) — не разрешать выполнение операции, приводящей к нарушению ссылочной целостности.

CASCADE (КАСКАДНОЕ ИЗМЕНЕНИЕ) — разрешить выполнение требуемой операции, но внести при этом необходимые изменения в связанных таблицах так, чтобы не допустить нарушения ссылочной целостности и сохранить все имеющиеся связи. Изменение начинается в родительской таблице и каскадно выполняется в дочерних таблицах. В реализации этой стратегии имеется одна тонкость, заключающаяся в том, что дочерние таблицы сами могут быть родительскими для некоторых третьих таблиц. При этом может дополнительно потребоваться выполнение какой-либо стратегии и для этой связи и т.д. Если при этом какая-либо из каскадных операций (любого уровня) не может быть выполнена, то необходимо отказаться от первоначальной операции и вернуть базу данных в исходное состояние. Это сложная стратегия, но она не нарушает связей между родительскими и дочерними таблицами.

Эти стратегии являются стандартными и присутствуют во всех СУБД, в которых имеется поддержка ссылочной целостности .

Дополнительные стратегии поддержания ссылочной целостности

IGNORE (ИГНОРИРОВАТЬ) — разрешить выполнять операцию без проверки ссылочной целостности. В этом случае в дочерней таблице могут появляться некорректные значения внешних ключей, вся ответственность за целостность базы данных ложится на программиста или пользователя.

SET NULL (ЗАДАТЬ ЗНАЧЕНИЕ NULL) — разрешить выполнение требуемой операции, но все возникающие некорректные значения внешних ключей изменять на null-значения. Эта стратегия имеет два недостатка. Во-первых, для нее требуется разрешение на использование null-значений. Во-вторых, записи дочерней таблицы теряют связь с записями родительской таблицы. Установить, с какой записью родительской таблицы были связаны измененные записи дочерней таблицы, после выполнения операции уже нельзя.

SET DEFAULT (ЗАДАТЬ ЗНАЧЕНИЕ ПО УМОЛЧАНИЮ) — разрешить выполнение требуемой операции, но все возникающие некорректные значения внешних ключей изменять на некоторое значение, принятое по умолчанию. Достоинство этой стратегии по сравнению с предыдущей в том, что она позволяет не пользоваться null-значениями. Установить, с какими записями родительской таблицы были связаны измененные записи дочерней таблицы, после выполнения такой операции тоже нельзя.

На рис. 2.7 представлен пример реляционной базы, содержащей сведения отдела кадров по работникам предприятия, в которой для каждой таблицы базы показан список ее полей и показаны связи между таблицами по простому ключу — значению поля tabn.

Начиная с 1980-х годов, одновременно с широким распространением персональных компьютеров, большое распространение получили так называемые «настольные» реляционные СУБД ( Desktop Databases ), такие как dBase, FoхBase (его более поздние версии — FoхPro и Visual FoхPro), Paradoх, Access. Наиболее распространенным форматом таблиц подобных реляционных баз стал *.dbf, с которым работали dBase, FoхBase, а также Clipper — система написания программ (в режиме строкового компилятора) для работы с базами данных. В последующем некоторые из них стали полноценными сетевыми СУБД, работающими не только в различных операционных системах в архитектуре » файл-сервер «, но и имеющими возможности для работы с серверами баз данных в архитектуре » клиент-сервер «, а также разработки и использования html-страниц для работы с базами данных.

Все СУБД для ПК можно подразделить на 3 вида:

1. Системы управления базами данных в буквальном смысле этого термина, для которых работа с базами возможна только после запуска в работу этой системы без возможности создания автономных программ, работающих с базами. К этим системам относятся: Access, Paradoх, dBase.
2. Системы, имеющие как средства для работы с базами данных, так и возможности разработки исполняемых в операционной системе пользовательских программ (приложений), т. е. средства разработчика программ — FoхPro.
3. Системы для разработки пользовательских программ для работы с базами данных — Clipper , Clarion.

Все подобные СУБД имеют в своем составе средства для:

• создания баз данных и модификации их структуры; создания индексных файлов;
• работы с базами в табличном формате или в виде стандартной формы с расположением полей построчно; при этом возможно редактирование данных, добавление записей, удаление записей, работа с данными из нескольких таблиц базы, вычисление сложных выражений для заданных условий и пр.;
• разработки экранных форм, имеющих, кроме редактируемых полей, связанных с базой данных или с переменными памяти, также элементы управления разного вида в виде кнопок; более сложные объекты типа раскрывающихся списков и пр.;
• генерации печатных форм — отчетов сложной структуры с группировкой данных, с получением расчетных значений и итогов по группам и общих итогов (сумма, количество, среднее, максимальное, минимальное, и пр.);
• разработки программных модулей для сложной обработки данных;
• генерации запросов очень сложной структуры — с использованием данных из различных баз, заданием сложных условий отбора данных, сортировки и группировки данных;
• в системах, ориентированных на разработчика, дополнительно возможны разработка меню, справочной системы и проекта, включающего все перечисленные выше компоненты и компилирующегося в исполняемую программу.

Важными факторами, определяющими выбор СУБД, являются:

1. Формат базы данных, обеспечивающий возможность обмена информацией с другими приложениями операционной системы. Одним из самых распространенных форматов является dbf-формат, с которым работают dBase, FoхBase, FoхPro, Visual FoхPro, Clipper . Его «понимают» все приложения MS Office. Данные из этих баз можно переносить в Word, Eхcel, Access. Свои собственные форматы данных имеют Clarion, Paradoх, Access.
2. Обеспечение секретности и конфиденциальности данных — имеют системы, не ориентированные на разработчика программ: Access, Paradoх. Однако этот фактор может быть реализован при хранении данных на выделенном сервере, где права различных пользователей легко разграничить.

Все современные СУБД поддерживают режимы работы в локальной сети многих пользователей с одной базой данных. Некоторые имеют «мастеров», «построителей» и «генераторы выражений» для ускоренной разработки баз данных, экранных форм, отчетов, стандартных приложений.

Последние версии СУБД, разработанные для работы в OC Windows 95, относятся к классу RAD-систем ( Rapid Application Development ) — средства быстрой разработки приложений — и имеют объектно-ориентированный язык программирования. Это такие системы, как Visual FoхPro, MS Access, Visual dBase и другие.

Постреляционные базы данных

В настоящее время известны также так называемые «постреляционные» СУБД, в основе которых лежат модель данных в виде многомерных таблиц (например в системе Cache фирмы InterSystems Сorporation) и широкое использование принципов объектно-ориентированного подхода при организации баз данных и программировании.

Источник

Определение ограничений целостности

Таблицы с ограничениями в стандарте языка

При создании баз данных большое внимание должно быть уделено средствам поддержания данных в целостном состоянии . Рассмотрим предусмотренные стандартом языка SQL функции, которые предназначены для поддержания целостности данных . Эта поддержка включает средства задания ограничений, они вводятся с целью защиты базы данных от нарушения согласованности сохраняемых в ней данных. К таким типам поддержки целостности данных относятся:

• обязательные данные;
• ограничения для доменов полей;
• целостность сущностей ;
• ссылочная целостность ;
• требования конкретного предприятия.

Большая часть перечисленных ограничений задается в операторах CREATE TABLE и ALTER TABLE .

Создание таблицы

В стандарте SQL дано несколько вариантов определения оператора создания таблицы , однако его базовый формат имеет следующий вид:

Ограничения

Представленная версия оператора создания таблицы включает средства определения требований целостности данных , а также другие конструкции. Имеются очень большие вариации в наборе функциональных возможностей этого оператора, реализованных в различных диалектах языка SQL. Рассмотрим назначение параметров команды, используемых для поддержания целостности данных .

Обязательные данные

Для некоторых столбцов требуется наличие в каждой строке таблицы конкретного и допустимого значения, отличного от опущенного значения или значения NULL . Для заданий ограничений подобного типа стандарт SQL предусматривает использование спецификации NOT NULL .

Требования конкретного предприятия

Обновления данных в таблицах могут быть ограничены существующими в организации требованиями (бизнес-правилами). Стандарт SQL позволяет реализовать бизнес-правила предприятий с помощью предложения CHECK и ключевого слова UNIQUE .

Ограничения для доменов полей

Каждый столбец имеет собственный домен — некоторый набор допустимых значений. Стандарт SQL предусматривает два различных механизма определения доменов. Первый состоит в использовании предложения CHECK , позволяющего задать требуемые ограничения для столбца или таблицы в целом, а второй предполагает применение оператора CREATE DOMAIN .

Целостность сущностей

Первичный ключ таблицы должен иметь уникальное непустое значение в каждой строке. Стандарт SQL позволяет задавать подобные требования поддержки целостности данных с помощью фразы PRIMARY KEY . В пределах таблицы она может указываться только один раз. Однако существует возможность гарантировать уникальность значений и для любых альтернативных ключей таблицы, что обеспечивает ключевое слово UNIQUE . Кроме того, при определении альтернативных ключей рекомендуется использовать и спецификаторы NOT NULL .

Ссылочная целостность

Внешние ключи представляют собой столбцы или наборы столбцов, предназначенные для связывания каждой из строк дочерней таблицы, содержащей этот внешний ключ , со строкой родительской таблицы, содержащей соответствующее значение потенциального ключа . Стандарт SQL предусматривает механизм определения внешних ключей с помощью предложения FOREIGN KEY , а фраза REFERENCES определяет имя родительской таблицы, т.е. таблицы, где находится соответствующий потенциальный ключ. При использовании этого предложения система отклонит выполнение любых операторов INSERT или UPDATE , с помощью которых будет предпринята попытка создать в дочерней таблице значение внешнего ключа , не соответствующее одному из уже существующих значений потенциального ключа родительской таблицы. Когда действия системы выполняются при поступлении операторов UPDATE и DELETE , содержащих попытку обновить или удалить значение потенциального ключа в родительской таблице, которому соответствует одна или более строк дочерней таблицы, то они зависят от правил поддержки ссылочной целостности , указанных во фразах ON UPDATE и ON DELETE предложения FOREIGN KEY . Если пользователь предпринимает попытку удалить из родительской таблицы строку, на которую ссылается одна или более строк дочерней таблицы, язык SQL предоставляет следующие возможности:

• CASCADE — выполняется удаление строки из родительской таблицы, сопровождающееся автоматическим удалением всех ссылающихся на нее строк дочерней таблицы;
• SET NULL — выполняется удаление строки из родительской таблицы, а во внешние ключи всех ссылающихся на нее строк дочерней таблицы записывается значение NULL ;
• SET DEFAULT — выполняется удаление строки из родительской таблицы, а во внешние ключи всех ссылающихся на нее строк дочерней таблицы заносится значение, принимаемое по умолчанию;
• NO ACTION — операция удаления строки из родительской таблицы отменяется. Именно это значение используется по умолчанию в тех случаях, когда в описании внешнего ключа фраза ON DELETE опущена.

Те же самые правила применяются в языке SQL и тогда, когда значение потенциального ключа родительской таблицы обновляется.

Определитель MATCH позволяет уточнить способ обработки значения NULL во внешнем ключе .

При определении таблицы предложение FOREIGN KEY может указываться произвольное количество раз.

В операторе CREATE TABLE используется необязательная фраза DEFAULT , которая предназначена для задания принимаемого по умолчанию значения, когда в операторе INSERT значение в данном столбце будет отсутствовать.

Фраза CONSTRAINT позволяет задать имя ограничению, что позволит впоследствии отменить то или иное ограничение с помощью оператора ALTER TABLE .

Изменение и удаление таблицы

Для внесения изменений в уже созданные таблицы стандартом SQL предусмотрен оператор ALTER TABLE , предназначенный для выполнения следующих действий:

• добавление в таблицу нового столбца;
• удаление столбца из таблицы;
• добавление в определение таблицы нового ограничения;
• удаление из определения таблицы существующего ограничения;
• задание для столбца значения по умолчанию;
• отмена для столбца значения по умолчанию.

Оператор изменения таблицы имеет следующий обобщенный формат:

Здесь параметры имеют то же самое назначение, что и в определении оператора CREATE TABLE .

Оператор ALTER TABLE реализован не во всех диалектах языка SQL. В некоторых диалектах он поддерживается, однако не позволяет удалять из таблицы уже существующие столбцы.

Для удаления таблицы используется команда DROP TABLE .

Источник