Инфологическое моделирование
| Вид материала | Документы |
- Моделирование и формализация Моделирование как метод познания Моделирование, 143.04kb.
- Календарный план учебных занятий по дисциплине Моделирование информационных процессов, 24.12kb.
- Темы курсовых работ по дисциплине «моделирование систем» Ваш № в списке группы, 19.48kb.
- ИнтервальноЕ моделирование свойств сплава, 16.17kb.
- Программа спецкурса "Компьютерное моделирование нелинейных волновых процессов" Специальность, 27.11kb.
- Лекция Моделирование физических процессов, 111.71kb.
- Программа дисциплины имитационное моделирование в экономике для направления 080100., 228.47kb.
- Правительстве Российской Федерации» (Финансовый университет) Кафедра «Математическое, 246.23kb.
- Лекции по дисциплине «Социальное моделирование и программирование», 44.69kb.
- Учебно-методический комплекс по дисциплине "компьютерное моделирование" (факультет, 384.08kb.
Для анализа ошибок целесообразно'именовать все ограничения, особенно если таблица содержит несколько ограничений одного типа. Для именования ограничений используется ключевое слово CONSTRAINT, после которого следует упшсаль-
146 Глава 8. Принципы поддержки целостности в реляционной модели данных
woe имя ограничения, затем тип ограничения и его выражения. Для идентификации ограничении рекомендуют использовать систему именования, которая легко позволит определить при получении сообщения об ошибке, которое вырабатывает СУБД, какое ограничение нарушено. Обычно имя ограничения состоит из краткого названия типа ограничения, далее через символ подчеркивания идет имя атрибута или таблицы, в зависимости от того, к какому уровню относится ограничение, и, наконец, порядковый номер ограничения данного типа, если к одному объекту задается несколько ограничений одного типа.
Сокращенные обозначения ограничений состоят из одной или двух букв и могут быть следующими:
Приведем пример оператора создания таблицы BOOKS с именованными ограничениями:
Операторы языка SQL, как указывалось ранее, транслируются в режиме интерпретации, в отличие от большинства алгоритмических языков, трансляторы для которых выполнены по принципу компиляции. В режиме интерпретации каждый оператор отдельно транслируется, то есть переводится в машинные коды, и тут же выполняется. В режиме компиляции вся программа, то есть совокупность операторов, сначала переводится в машинные коды, а затем может быть выполнена как единое целое. Такая особенность SQL накладывает ограничение на порядок Описания создаваемых таблиц. Действительно, если при трансляции оператора описания подчиненной таблицы с указанным внешним ключом и соответствующей ссылкой па родительскую таблицу эта родительская таблица не будет обнаружена, то мы получим сообщение об ошибке с указанием ссылки на несуществующий объект. Сначала должны быть описаны все основные табли-Ды, а потом подчиненные таблицы.
В нашем примере с библиотекой порядок описания таблиц следующий:
148 Глава 8. Принципы поддержки целостности в реляционной модели данных
- Таблица BOOKS
- Таблица READERS
- Таблица CATALOG (системный каталог)
- Таблица EXEMPLAR
- Таблица RELATION_1 (дополнительная связующая таблица между книгами и
системным каталогом).
Набор операторов языка SQL принято называть не программой, а скриптом. Тогда скрипт, который добавит набор из 5 взаимосвязанных таблиц базы данных «Библиотека» в существующую базу данных, будет выглядеть следующих! образом:
CREATE TABLE BOOKS С
ISBN varchar(14) NOT NULL .
TITLE varchar(120) NOT NULL.
AUTOR varchar (30) NULL,
COAUTOR varchar(30) NULL.
YEARJHJBL smallInt NOT NULL,
PUBLICH varchar(20) NULL,
PAGES smallint NOT NULL,
CONSTRAINT PKJOOKS PRIMARY KEY (ISBN). CONSTRAINT DF_ YEARJHJBL DEFAULT (Year(GetDateO), CONSTRAINT CK_ YEAR_PUBL CHECK (YEARJUBL >= 1960 AND
YEARJUBL <= YEAR(GetDateO)),
CONSTRANT CK_PAGES CHECK (PAGES > = 5 AND PAGES <« 1000), CONSTRAINT CKJOOKS CHECK (NOT (AUTOR IS NULL AND COAUTOR IS NOT NULL)) CREATE TABLE READERS
( i
READERJD Smallint PRIMARY KEY.
FIRSTJ1AME char(30) NOT NULL,
LASTJWME char<30) NOT NULL,
ADRES char(50),
HQME_PHON char(12),
WQRKJHON char(12),
BIRTHJAYdate CHECK( DateDlffCyear, GetDate(),BIRTH_DAY) >=17 ). CONSTRAINT CKJEADERS CHECK (HOME_PHON IS NOT NULL OR WORKjHON IS NOT NULL)' ); CREATE TABLE CATALOG
Средства определения схемы базы данных 149
ID_CATALOG Smallint PRIMARY KEY,
KNOWELEDGE_AREA Varchar(150) );
CREATE TABLE EXEMPLAR (
IDJXEMPLAR int NOT NULL.
ISBN varchar(14) NOT NULL FOREIGN KEY references BOOKS(ISBN).
READER_IO Smallint(4) NULL FOREIGN KEY references READERS (READERJD).
DATAJN date,
DATA JUT date,
EXIST Logical,
PRIMARY KEY (IDJXEMPLAR, ISBN) );
CREATE TABLE RELATION,.! (
ISBN varchar(l4> NOT NULL FOREIGN KEY references BOOKS(ISBN).
IDJATALOG small int NOT NULL FOREIGN KEY references CATALOG (IDJATALOG), CONSTRAINT PKJELATIONJ PRIMARY KEY (ISBN.IDJATALOG) ).
При написании скрипта мы добавили в оператор создания таблицы «Читатели» ограничение на уровне таблицы, которое связано с обязательным наличием хотя бы одного из двух телефонов.
Средства определения схемы базы данных
В стандарте SQL1 задается спецификация оператора описания схемы базы данных, но не указывается способ создания собственно базы данных, поэтому в различных СУБД используются неодинаковые подходы к этому вопросу.
Например, в СУБД ORACLE база данных создается в ходе установки программного обеспечения собственно СУБД. Все таблицы пользователей помещаются в единую базу данных. Однако они могут быть разделены на группы, объединенные в подсхемы. Понятие подсхемы не стандартизировано в SQL и не используется в других СУБД.
В состав СУБД INGRES входит специальная системная утилита, имеющая имя CREATEDB, которая позволяет создавать новые базы данных. Права на использование этой утилиты имеет администратор сервера. Для удаления базы данных существует соответствующая утилита DESTROYDB.
В СУБД MS SQL Server существует специальный оператор CREATE DATABASE, который является частью языка определения данных, для удаления базы данных
150 Глава 8. Принципы поддержки целостности в реляционной модели данных
в языке определен оператор DROP DATABASE. Правами на создание баз данных наделяются администраторы баз данных, которых в общем случае может быть несколько. Правами более высокого уровня обладает администратор сервера баз данных (SQL Server), который и может предоставить права администратора базы данных другим пользователям сервера. Администраторы баз данных могут удалить только свою базу данных. Приведем пример оператора создания схемы базы данных в MS SQL Server 7.0:
CREATE DATABASE databasejiame
[ON [РКИ-дазСспецификация файла>[,...пЗ]С,<группа файлов> [....пЗЗЗ
[ LOG ON { спецификация файла* С....П]} 3С FOR LOAD | FOR ATTACH ] спецификация файла> ::= ( [ NAME = логическое имя файла,3FILENAME ° 'физическое имя файла1
[. SIZE = разнер][, MAXSIZE = { максимальный размер | UNLIMITED J 3
С. FILEGROWTH = инкремент увеличения файла] ) С....П] <группа файлов>::= FILEGROUP имя группы файлов спецификация файла> [....nil
Здесь
D databasejiame — имя базы данных, идентификатор в системе;
Q ON — ключевое слово, которое означает, что далее будут заданы специфика-дни файлов, которые будут использованы для размещения базы данных;
Q PRIMARY — ключевое слово, которое определяет первичное файловое пространство, в котором будет размещена собственно база данных;
Q LOG ON — ключевое слово, которое задает спецификацию файлов, которые будут использованы для хранения журналов транзакций;
Q FOR LOAD — ключевое слово, которое определяет, что после создания базы данных будет произведена загрузка базы данных данными;
Q FOR ATTACH — предложение, которое определяет, что база данных для управления будет подсоединена к другому серверу.
Почти все параметры, кроме имени базы данных, являются необязательными, поэтому оператор создания простой базы данных «Библиотека» может выглядеть следующим образом:
CREATE DATABASE Library
Для изменения схемы базы данных в MS SQL Server 7.0 может быть использована команда;
ALTER DATABASE database
{ ADD FILE «спецификация файлов> с....р] [TO FILEGROUP fnegroupjiame]
f ADD LOG FILE спецификация файлов> [,...пЗ
I REMOVE FILE имя_файла
I ADD FILEGROUP имя_грулпы файлов
[REMOVE FILEGROUP имя группы_файлов
Средства изменения описания таблиц и средства удаления таблиц 151
[MODIFY FILE «спецификация файлов>
imodify rlegroup имя_группы_файлов имя_свойства_группы файлов}
Здесь свойства группы файлов определяет одно из допустимых ключевых слов: Q READONLY — только для чтения; Р READWRITE — для чтения и записи;
О DEFAULT — назначает данную группу файлов в качестве группы по умолчанию, в которой размещаются данные, если не задано дополнительных условий размещения информации.
Как видно, при изменении схемы базы данных в нее могут быть добавлены (ADD) дополнительные файлы и файловые группы или удалены (REMOVE ) ранее определенные файлы или файловые группы. Назначение этих файлов нам будет более понятно после того, как мы познакомимся с физическими моделями и файловыми структурами, используемыми для хранения данных в базах данных.
Сейчас мы познакомимся с последней командой, которая предназначена для удаления базы данных. В MS SQL Server 7.0 это команда имеет следующий синтаксис;
DROP DATABASE databusejiame
После выполнения этой команды уничтожается вся база данных вместе с содержащимися в ней данными,
Средства изменения описания таблиц и средства удаления таблиц
В язык SQL добавлены средства изменения схемы таблиц. Что можно и что нельзя изменять в описании таблицы? В стандарте SQL2 добавлены достаточно широкие возможности по модификации уже существующих схем таблиц. Для модификации таблиц используется оператор ALTER TABLE, который позволяет выполнить следующие операции изменения для схемы таблицы:
СЗ добавить новый столбец в уже существующую и заполненную таблицу; О изменить значение по умолчанию для какого-либо столбца; Q удалить столбец из существующей таблицы; Q добавить или удалить первичный ключ таблицы; Q добавить или удалить новый внешний ключ таблицы; Р добавить или удалить условие уникальности;
Q добавить или удалить условие проверки для любого столбца пли для таблицы в целом.
Синтаксис оператора ALTER TABLE:
«Изменить описание таблицы>::° ALTER TABLE <имя таблицы> { ADD определение столбца> |
152 Глава 8 Принципы поддержки целостности в реляционной модели данных
ALTER <имя столбца> {SET DEFAULT <значение>
DROP DEFAULT } j
DROP <имя столбца> {CASCADE 1 RESTRICT} |
ADD { определение первичного ключа>|
определение внешнего ключа> [
<условие уникальности данных> |
<условие проверки> } {
DROP CONSTRAINT имя условия { CASCADE |
RESTRICT}
}
Одним оператором ALTER TABLE можно провести только одно из перечисленных изменений, например, за один раз можно добавить один столбец. Если вам требуется добавить два столбца, то необходимо применить два оператора.
Давайте рассмотрим несколько примеров. Чаще всего применяется операция добавления столбца. Предложение определения нового столбца в операторе ALTER TABLE имеет точно такой же синтаксис, как и в операторе создания таблицы. Добавим столбец EDUCATION (образование), содержащий символьный тип данных, с заданным перечнем значении («начальное», «среднее», «неоконченное высшее», «высшее»).
ALTER TABLE READERS
ADD EDUCATION varchar (30) DEFAULT NULL-
CHECK (EDUCATION IS NULL OR
EDUCATION= "начальное" OR
EDUCATION= "среднее " OR EDUCATION= "неоконченное высшее" OR
EDUCATION "высшее" )
В таблицу READERS будет добавлен столбец EDUCATION, в который по умолчанию будут добавлены все кортежи неопределенного значения. В дальнейшем эти значения могут быть заменены на одно из допустимых символьных значений.
Добавим ограничение на соответствие между датами взятия и возврата книги в таблице EXEMPLAR. Действительно, если даты введены, то требуется, чтобы дата возврата книги была бы больше на срок выдачи книги. Считаем, что стандартным сроком являются 2 недели. Теперь сформулируем оператор изменения таблицы EXEMPLARE:
ALTER TABLE EXEMPLARE
ADD CONSTRAINT CK_ EXEMPLARE CHECK ((DATAJN IS NULL AND DATA_OUT IS NULL) OR (DATAJUT >° DATAJN +14) )
Здесь мы применили операцию сложения к календарной дате, которая предпо,-лагает, что добавляют заданное число дней.
Операция удаления столбца связана с проверкой ссылочной целостности, и поэтому не разрешается удалять столбцы, связанные с поддержкой ссылочной це-
Средства изменения описания таблиц и средства удаления таблиц 153
лостностн таблицы, то есть нельзя удалить столбцы родительской таблицы, входящие в первичный ключ таблицы, если на них есть ссылки в подчиненных таблицах.
При изменении первичного ключа таблицы следует быть внимательными. Во-первых, у исходной таблицы могут быть подчиненные, при этом первичный ключ исходной таблицы является внешним ключом для подчиненных таблиц, и просто его удалить невозможно, СУБД контролирует ссылочную целостность и не позволит выполнить операцию удаления первичного ключа таблицы, если на него имеются ссылки. Следовательно, в этом случае порядок изменения первичного ключа должен быть таким, как на рис. 8.1:
154 Глава 8. Принципы поддержки целостности в реляционной модели данных
Чаще всего операция ALTER TABLE применяется в CASE-системах при автоматической генерации скриптов создания таблиц в базе данных. В этих системах универсальный алгоритм предполагает сначала создание всех таблиц, которые заданы в даталогической модели, и только после этого добавляются соответствующие связи. И это понятно — в отличие от человеческого разума искусственный интеллект CASE-системы будет испытывать затруднения в определении иерархических взаимосвязей таблиц базы данных, поэтому он предпочитает использовать универсальный алгоритм, в котором сначала все объекты определяются, а затем добавляются соответствующие свойства для атрибутов, которые являются внешними ключами с указанием требуемых ссылок. В этом случае все операции назначения внешних ключей будут считаться корректными, потому что все объекты были описаны заранее, и для такого алгоритма порядок создания таблиц безразличен. Далее приведен скрипт, который был получен при разработке схемы базы данных «Библиотека» в Po\verDesigner6.1. По умолчанию для каждой таблицы создается индекс по первичному ключу» так что кроме знакомых операций создания и изменения таблиц мы увидим еще и операцию создания индексов (CREATE INDEX), после изучения физических моделей в базах данных мы еще вернемся к этой операции, а пока примем ее на веру. При создании даталогической модели в качестве СУБД был выбран сервер MS SQL Server 6.X, и для этого сервера скрипт был сгенерирован на устроенном языке этой СУБД, называмом TransactSQL, В нем операция USE <имя базы дан-ных> соответствует операции открытия базы данных, а команда до означает переход к выполнению следующей команды.
Средства изменения описания таблиц и средства удаления таблиц 157
/* =п=ои===е=е====в=!п[=====5==1рае==о====авв==£===1=н==о=в====1=я=,з */
/* Index: IOIINEONYJ_IAEANOE_CIAIEE_FK */
/* вши========iaс=и========ииисвсг=а====ивн=======:=яоаыи=========а */
create index IOIINEONY_EJAEANOE_CIAIEE_FK on RELATIQNJ7 (ISBN)
go
/* ==a=c=====:==5====e=i======ггвеиа апис:=======ен е==в н==========q в= А/
/* Index: IJWNOAAEAIAJUIEAAOJK */
/ =—=========J= с===========:=o===tsc=====s3E:=:j=eei=is=========я=a о и a it I
create Index I_AANOAAEAIA_A_EIEAAO_FK on RELATIONJ7 (KWKOO)
go
alter table EXEMPLAR
add constraint FKJXEMPLAR_RELATION_BOOKS foreign key (ISBN) references BOOKS (ISBN)
go
alter table EXEMPLAR
add constraint FKJXEMPLAR_RELATION_READERS foreign key (NUMJEADER) references READERS (NUM_REAOER)
go
alter table RELATIONJ7
add constraint FK_RELATION_IOIINEONY_BOOKS foreign key (ISBN)
references BOOKS (ISBN) go alter table RELATIQN_67
add constraint FK_RELATION_I_AANOAAE_CATALOG foreign key (KWJCOD)
references CATALOG (KWJCOD) go
В языке SQL присутствует-и операция удаления таблиц. Синтаксис этой операции предельно прост:
<УдалиП таблицу>:;= DROP TABLE <иня таблицы> [CASCADE | RESTRICT]
Параметр CASCADE означает, что при удалении таблицы одновременно удаляются и все объекты, связанные с ней. С таблицей, кроме рассмотренных ранее ограничений, могут быть связаны также объекты тина триггеров и представления» Понятие представления будет рассмотрено в следующем подразделе, а триггеров мы коснемся в разделах, связанных с архитектурой клиент-сервер. Однако операция удаления объектов определяется еще правами пользователей, что связано с концепцией безопасности в базах данных. Это значит, что если вы не являетесь владельцем объекта, то вы можете не иметь прав на его удаление. И в этом случае синтаксически правильный оператор DROP TABLE не может быть выполнен системой в силу отсутствия прав на удаление связанных с удаляемой
158 Глава 8. Принципы поддержки целостности в реляционной модели данных
таблицей объектов Кроме того, операция удаления таблицы не должна нарушать целостность базы данных, поэтому удалять таблицу, на которую имеются ссылки других таблиц, невозможно.
Например, в нашей схеме, связанной с библиотекой, мы не можем удалить ни таблицу BOOKS, ни таблицу READERS, ни таблицу CATALOG. У этих таблиц есть связь с подчиненными таблицами EXEMPLAR и RELATION 67. Поэтому если вы хотите удалить некоторый набор таблиц, то сначала необходимо грамотно построить последовательность их удаления, которая не нарушит базовых: принципов поддержки целостности вашей схемы БД. В нашем примере последовательность операторов удаления таблиц может быть следующей:
DROP TABLE EXEMPLAR DROP TABLE RELATIOH_67 DROP TABLE CATALOG DROP TABLE READERS DROP TABLE BOOKS
Понятие представления операции создания представлений
Для описания внешних моделей в реляционной модели могут использоваться представления. Представление (View) - это SQL-запрос на выборку, который пользователь воспринимает как некоторое виртуальное отношение. Задание представлении входит в описание схемы БД в реляционных СУБД. Представления позволяют скрыть ненужные несущественные детали для разных пользователей, модифицировать реальные структуры данных в удобном для приложений виде и, наконец, разграничить права доступа к данным и тем самым повысить защиту данных от несанкционированного доступа.
В отличие от реальной таблицы представление в том виде, как оно сконструировано, не существует в базе данных, это действительно только виртуальное отношение, хотя все данные, которые представлены в нем, действительно существуют в базе данных, но в разных отношениях. Они скомпонованы для пользователя в удобном виде из реальных таблиц с помощью некоторого запроса. Однако пользователь может этого не знать, он может обращаться с этим представлением как со стандартной таблицей. Представление при создании получает некоторое уникально имя, его описание хранится в описании схемы базы данных, и СУБД в любой момент времени при обращении к этому представлению выполняет запрос, соответствующий его описанию, поэтому пользователь, работая с представлением, в каждый момент времени видит действительно реальные, актуальные на настоящий момент данные. Оно формируется как бы на лету, в момент обращения.
Оператор определения представления имеет следующий вид: <создание представлениям ;= CREATE VIEW <имя представлена С (<список столбцов>)] AS
Понятие представления операции создания представлений 159
При необходимости в представлении можно задать новое имя для каждого столбца виртуальной таблицы. При этом надо помнить, что если указывается список столбцов, то он должен содержать ровно столько столбцов, сколько содержит Их SQL-sanpoc.
Если список имей столбцов в представлении не задай, то каждый столбец представления получает имя соответствующего столбца запроса.
Рассмотрим типичные виды представлений и их назначение.