Тема 1. Базы данных специального назначения Лекция 3: Реляционная алгебра. Реляционное исчисление. Средства языка SQL. Учебные цели занятия: Сформировать. - презентация

1 Тема 1. Базы данных специального назначения Лекция 3: Реляционная алгебра. Реляционное исчисление. Средства языка SQL. Учебные цели занятия: Сформировать представление о: 1)Положениях реляционной алгебры и ее назначении, 2)Положениях реляционного исчисления и его назначении, 3)Средствах языка SQL манипулирования данными. 4)Ограничениях целостности используемых реляционной моделью Учебные вопросы: 1)Реляционная алгебра 2)Реляционное исчисление 3)Целостность данных Базы данных специального назначения. Лекция 3 1

2 1. Реляционная алгебра 1.1 Введение в реляционную алгебру Выборка - Возвращает отношение, содержащее все кортежи заданного отношения, которые удовлетворяют указанным условиям. Операцию выборки также иногда называют операцией ограничения. Проекция - Возвращает отношение, содержащее все кортежи (подкортежи) заданного отношения, которые остались в этом отношении после исключения из него нескольких атрибутов. Произведение - Возвращает отношение, содержащее все возможные кортежи, которые являются сочетанием двух кортежей, принадлежащих соответственно двум заданным отношениям. Объединение - Возвращает отношение, содержащее все кортежи, которые принадлежат либо одному из двух заданных отношений, либо им обоим.

3 1. Реляционная алгебра 1.1 Введение в реляционную алгебру Пересечение - Возвращает отношение, содержащее кортежи, которые принадлежат одновременно двум заданным отношениям. Разность - Возвращает отношение, содержащее кортежи, которые принадлежат первому отношению, но не принадлежат второму. Соединение - Возвращает отношение, содержащее все возможные кортежи, которые представляют собой комбинацию атрибутов двух кортежей, принадлежащих двум заданным отношениям, при условии, что в этих двух комбинируемых кортежах присутствуют одинаковые значения в одном или нескольких общих для исходных отношений атрибутах. Деление - Для заданных двух унарных отношений и одного бинарного возвращает отношение, содержащее все кортежи из первого унарного отношения, которые содержатся также в бинарном отношении и соответствуют всем кортежам во втором унарном отношении.

4 Графическая интерпретация восьми операторов Базы данных специального назначения. Лекция 3 4

5 1.2 Реляционная замкнутость Результат выполнения любой операции над отношением также является отношением. Эта особенность является свойством реляционной замкнутости. Благодаря этому свойству можно записывать вложенные реляционные выражения, т.е. выражения, в которых операнды сами представлены реляционными выражениями, причем произвольной сложности. результат обязательно должен иметь определенный тип отношения.

6 1.2 Реляционная замкнутость Необходим встроенный в реляционную алгебру набор правил вывода типов (отношений), чтобы выводить тип (отношения) на выходе произвольной реляционной операции, зная типы (отношения) на ее входе. Полезным в этом направлении является введение оператора переименования RENAME, который позволяет вернуть новое отношение, только указанные атрибуты которого имеют новые имена, а его значение остается прежним. P RENAME PNAME AS PN, WEIGTH AS WT Данный оператор позволяет устраниться от необходимости использования механизма уточнения имен атрибутов (P.WEIGHT, как в SQL).

7 1.3 Реляционная алгебра. Синтаксис (начало) Базы данных специального назначения. Лекция 3 7 ::= RELATION { } | | ( ) ::= | ::= { [ ALL BUT } } Здесь не должно иметь вид. ::= | | | | | | | ::= RENAME Здесь не должно иметь вид. ::= UNION Здесь не должно иметь вид, если только оба не объединения. ::= INTERSECT Здесь не должно иметь вид, если только оба не пересечения.

8 Реляционная алгебра. Синтаксис (конец) Базы данных специального назначения. Лекция 3 8 ::= MINUS Здесь не должно иметь вид. ::= TIMES Здесь не должно иметь вид, если только оба не являются произведениями. ::= WHERE Здесь не должно иметь вид. Логическое выражение может иметь ссылки на атрибуты отношения, обозначенного как реляционное выражение. ::= JOIN Здесь не должно иметь вид, если только хотя бы одно не является соединением. ::= DIVIDEBY PER Здесь не должно иметь вид.

9 Объединение Базы данных специального назначения. Лекция 3 9 Для заданных отношений A и B одного и того же типа объединением этих двух отношений (A UNION B) называется новое отношение того же типа с телом, состоящим из множества всех кортежей t, которые принадлежат или отношению A, или отношению B, или обоим отношениям одновременно. S#SNAMESTATUSCITY П1Петров20Москва П4Иванов20Москва S#SNAMESTATUSCITY П1Петров20Москва П2Ильин10Тверь АВ S#SNAMESTATUSCITY П1Петров20Москва П4Иванов20Москва П2Ильин10Тверь Объединение (A UNION B)

10 Пересечение Базы данных специального назначения. Лекция 3 10 Пересечением двух совместимых по типу отношений А и В (A INTERSECT B) называется отношение того же типа с телом, состоящим из множества всех кортежей t, которые принадлежат одновременно обоим исходным отношениям A и B. S#SNAMESTATUSCITY П1Петров20Москва П4Иванов20Москва S#SNAMESTATUSCITY П1Петров20Москва П2Ильин10Тверь АВ Пересечение (A INTERSECT B) S#SNAMESTATUSCITY П1Петров20Москва

11 Вычитание Базы данных специального назначения. Лекция 3 11 Вычитанием двух совместимых по типу отношений А и В (A MINUS B) называется отношение того же типа с телом, состоящим из множества всех кортежей t, которые принадлежат отношению А, но не принадлежат отношению B. S#SNAMESTATUSCITY П1Петров20Москва П4Иванов20Москва S#SNAMESTATUSCITY П1Петров20Москва П2Ильин10Тверь АВ S#SNAMESTATUSCITY П4Иванов20Москва S#SNAMESTATUSCITY П2Ильин10Тверь Вычитание (A MINUS B) Вычитание (B MINUS A)

12 Декартово произведение Базы данных специального назначения. Лекция 3 12 Декартовым произведением двух отношений A и B (A TIMES B), где отношения A и B не имеют общих имен атрибутов, называется новое отношение с заголовком, представляющим объединение заголовков двух исходных отношений A и B, и с телом, состоящим из множества всех кортежей t, таких, что каждый кортеж t представляет собой объединение двух кортежей, один из которых принадлежит отношению А, а другой – отношению B.

13 Выборка Базы данных специального назначения. Лекция 3 13 Тогда -выборкой из отношения A по атрибутам X и Y называется отношение, имеющее тот же заголовок, что и отношение A, и тело, содержащее множество всех кортежей t отношения A, для которых проверка условия X Y дает значение истина. Пусть задано отношение А с атрибутами X и Y (и, возможно, с другими атрибутами), а символ обозначает любой скалярный оператор сравнения, такой, что условие X Y корректно определено при заданных значениях этих атрибутов и дает значение истина или ложь. S#S#SNAMESTATUSCITY П1Петров20Москва П2Ильин10Тверь П3Коробов15Смоленск П4Иванов20Москва A S#SNAMESTATUSCITY П1Петров20Москва П3Коробов15Смоленск П4Иванов20Москва A WHERE CITY = Москва OR STATUS > 14

14 Проекция Базы данных специального назначения. Лекция 3 14 Пусть задано отношение А с атрибутами X, Y, …, Z (и, возможно, другими). Тогда проекцией отношения А по атрибутам X, Y, …, Z (A {X, Y, …, Z}) называется отношение, удовлетворяющее следующим требованиям: 1) Его заголовок получается из заголовка отношения A посредством удаления из него всех атрибутов, не входящих в множество {X, Y, …, Z}. 2) Его тело содержит множество всех кортежей вида {X:x, Y:y, …, Z:z}, таких для которых в отношении A значение атрибута X равно x, значение атрибута Y равно y, …, значение атрибута Z равно z. S#S#SNAMESTATUSCITY П1Петров20Москва П2Ильин10Тверь П3Коробов15Смоленск П4Иванов20Москва A A {STATUS, CITY } = A { ALL BUT S#, SNAME } STATUSCITY 20Москва 10Тверь 15Смоленск

15 Соединение Базы данных специального назначения. Лекция 3 15 Пусть даны два отношения A и B имеют соответственно заголовки {X1, X2, …, Xm, Y1, Y2,…, Yn} и { Y1, Y2,…, Yn, Z1, Z2, …, Zp}. Пусть X, Y и Z являются соответствующими составными атрибутами {X1, X2, …, Xm}, {Y1,Y2,…,Yn} и { Z1, Z2, …, Zp}. Тогда естественным соединением отношений A и B (A JOIN B) называется отношение с заголовком {X, Y, Z} и телом, содержащим множество всех кортежей вида {X:x,Y:y, Z:z}, таких, для которых в отношении А значение атрибута X равно x, а значение атрибута Y равно y, и в отношении B значение атрибута Y равно y, а значение атрибута Z равно z.

16 Деление Базы данных специального назначения. Лекция 3 16 Пусть отношения A и B имеют заголовки {X1, X2, …, Xm} и {Y1,Y2,…,Yn} соответственно. Пусть также имеется отношение C с заголовком {X1, X2, …, Xm,Y1,Y2,…,Yn}. Пусть X, Y являются соответствующими составными атрибутами {X1, X2, …, Xm} и {Y1,Y2,…,Yn}. Тогда результатом деления отношения A на отношение B по соотношению C (A DIVIDEBY B PER C) называется отношение c заголовком {X} и телом, содержащим множество всех кортежей вида {X:x}, таких, что кортеж вида {X:x, Y:y} принадлежит отношению C для всех кортежей вида {Y:y}, принадлежащих отношению B. S#S# П1 П2 П3 П4 D#D# Д1 Д2 Д3 Д4 S#S#D#D# П1Д1 П1Д2 П1Д3 П1Д4 П2Д1 П2Д2 П3Д2 S#S# П1 А В С A DIVIDEBY B PER C

17 1.5 Реляционная алгебра. Примеры Получить имена поставщиков детали с номером P2: ( (SP JOIN S) WHERE P# = P2 ) {SNAME} Получить имена поставщиков по крайней мере одной красной детали: ( ( (P WHERE COLOR = Красный) JOIN SP ){S#} JOIN S) {SNAME} Получить имена поставщиков всех типов деталей: ( (S{S#} DIVIDEBY P{P#} PER SP{S#,P#}) JOIN S) {SNAME} Получить имена поставщиков, которые не поставляют деталь с номером P2: ( (S{S#} MINUS (SP WHERE P#=P2){S#} ) JOIN S) {SNAME} 17 Базы данных специального назначения. Лекция 3

18 1.6 Назначение реляционной алгебры Основная цель реляционной алгебры – обеспечить запись реляционных выражений. Некоторые из возможных применений подобных выражений: Определение области выборки Определение области обновления Определение правил поддержки целостности данных Определение производных переменных-отношений Определение требований устойчивости, т.е. данных, которые должны быть включены в контролируемую область для некоторых операций управления параллельным доступом к информации. Определение ограничений защиты, т.е. данных, для которых осуществляется тот или иной тип контроля доступа. Выражения реляционной алгебры служат для символического высокоуровневого представления намерений пользователя.

19 Данными выражениями можно манипулировать в соответствии с различными символическими высокоуровневыми правилами преобразования. Запрос ((SP JOIN S) WHERE P#=P2) {SNAME} может быть преобразован в более рациональное выражение вида: ((SP WHERE P#=P2) JOIN S) {SNAME} Таким образом, реляционная алгебра может быть хорошим основанием для выполнения оптимизации (что должно производиться оптимизатором автоматически). В общем случае язык называют реляционно полным, если его возможности, по крайней мере, соответствуют возможностям, обеспечиваемым алгебраическими операциями, т.е. выражения этого языка позволяют определить каждое отношение, которое может быть определено с помощью алгебраических выражений

20 2. Реляционное исчисление 2.1 Введение в реляционное исчисление часть реляционной модели, которая связана с операторами манипулирования данными, основывается на использовании реляционной алгебры Однако можно сказать, что она построена на базе реляционного исчисления. реляционная алгебра и реляционное исчисление представляют два альтернативных подхода. в реляционной алгебре предоставляется в явном виде набор операторов для формирования требуемого отношения в реляционном исчислении имеется система обозначений для определения требуемого отношения в терминах данных отношений.

21 Пример В качестве примера рассмотрим следующий запрос: «Выбрать номера поставщиков и названия городов, в которых находятся поставщики детали с номером P2». Алгебраическая версия запроса выглядит следующим образом: 1) сначала выполнить соединение отношения поставщиков S и отношения поставок по атрибуту S#; 2) Выбрать из результата соединения кортежи с номером детали P2; 3)Выполнить проекцию для результата этой выборки по атрибутам S# и CITY. В терминах реляционного исчисления запрос формулируется следующим образом: Получить атрибуты S# и CITY для таких поставщиков S, для которых в отношении SP существует запись о поставке с тем же значением атрибута S# и со значением атрибута P#, равным P2. Т.е. указываются лишь некоторые характеристики требуемого результата, оставляя системе решать, что именно и в какой последовательности соединять, проецировать и т.д., чтобы получить необходимый результат. Реляционное исчисление носит описательный характер, а реляционная алгебра – предписывающий, т.е. не описывается, в чем заключается проблема, а задается процедура решения этой проблемы.

22 Реляционное исчисление основано на разделе математической логики, которое называется исчислением предикатов. Основным понятием реляционного исчисления является понятие переменной кортежа – переменная, «изменяющаяся на» некотором заданном отношении, т.е. переменная, допустимыми значениями для которой являются кортежи заданного отношения. Другими словами, если переменная кортежа V изменяется в пределах отношения r, то в любой заданный момент времени переменная V представляет некоторый кортеж t отношения r. В связи с тем, что реляционное исчисление основано на переменных кортежа, его первоначальную версию называют также исчислением кортежей.

23 2.Реляционная исчисление. 2.2 Исчисление кортежей. Синтаксис (начало) Базы данных специального назначения. Лекция 3 23 ::= RELATION { } | | ( ) Определение реляционного выражения осталось прежним, но имеет иное определение. ::= RANGEVAR RANGES OVER ; может использоваться в следующих случаях: Перед точкой и последующим уточнением в параметре ; Сразу после квантора в параметре ; Как операнд в параметре ; Как параметр или как подпараметр в параметре. ::=. [AS ]

24 2. Реляционная исчисление. Синтаксис (конец) Базы данных специального назначения. Лекция 3 24 Параметр может использоваться как параметр, но только в определенном контексте: Как операнд параметра ; Как параметр или как подпараметр в параметре. ::=… все обычные возможности | ::= EXISTS ( ) | FORALL ( ) ::= [WHERE ] ::=

25 Переменные кортежей Приведем примеры определения переменных кортежей для БД поставщиков и деталей: RANGEVAR SX RANGES OVER S RANGEVAR SY RANGES OVER S RANGEVAR SPX RANGES OVER SP RANGEVAR SPY RANGES OVER SP RANGEVAR PX RANGES OVER P RANGEVAR SU RANGES OVER (SX WHERE SX.CITY = Москва), (SX WHERE EXISTS SPX (SPX.S# = SX.S# AND SPX.P# = P1)) Переменная кортежа SU определенная на объединении множества поставщиков, находящихся в Москве, и множества кортежей поставщиков детали с номером P1. Конечно, отношения при их объединении должны быть совместимы по типу. Замечание. Переменные кортежей не являются переменными в обычном смысле, а скорее представляют некоторый аналог местодержателям, или параметрам, предикатов, а, следовательно, являются переменными в логическом смысле.

26 Свободные и связанные переменные кортежей Каждая ссылка на переменную кортежа является либо свободной, либо связанной. Пусть V – переменная кортежа, тогда: Ссылки на переменную V в логических выражениях типа NOT p свободны или связаны в пределах этого выражения в зависимости от того, свободны они или нет в формуле p. Ссылки на переменную V в логических выражениях типа (p AND q) и (p OR q) свободны или связаны в зависимости от того, свободны ли они в выражениях p и q. Ссылки на переменную V, которые свободны в логическом выражении p, связаны в логических выражениях типа EXISTS V(p) и FORALL V(p) в соответствии с тем, свободны ли они в формуле p

27 Пример Приведем некоторые примеры свободных и связанных переменных кортежей: Примеры свободных переменных кортежей: SX.S# = П1 SX.S# = SPX.S# NOT (SX.CITY = Москва) SX.S#=SPX.S# AND SPX.P# PX.P# PX.COLOR = Красный OR PX.CITY = Москва Примеры связанных переменных кортежей: EXISTS SPX (SPX.S#=SX.S# AND SPX.P#=P2) FORALL PX (PX.COLOR=Красный)

28 Кванторы Существует два квантора: EXISTS и FORALL. Квантор EXISTS является квантором существования, а FORALL – квантором всеобщности. Если выражение p – логическое выражение, в которой переменная V свободна, то выражения EXISTS V(p) и FORALL V(p) также являются допустимыми логическими выражениями, но переменная V в них обеих будет связанная. Первая формула означает: «Существует, по крайней мере, одно значение переменной V, такое, что вычисление выражения p дает для него значение истина». Второе выражение означает: «Для всех значений переменной V вычисление выражения p дает для него значение истина».

29 Пример Рассмотрим следующий квантор существования: EXISTS SPX (SPX.S#=SX.S# AND SPX.P#=P2) Данное выражение может быть прочитано следующим образом: В текущем значении переменной-отношения SP существует, по крайней мере, один кортеж (скажем, SPX), такой, для которого значение атрибута S# в этом кортеже равно значению атрибута SX.S# (какое бы оно ни было), а значение атрибута P# в кортеже SPX равно P2.

30 2.3 Примеры использования исчисления кортежей Базы данных специального назначения. Лекция Определить номера поставщиков из Твери со статусом, большим 20. (SX.S#, SX.STATUS) WHERE SX.CITY = Тверь AND SX.STATUS > Определить имена поставщиков детали с номером P2. SX.SNAME WHERE EXISTS SPX(SPX.S#=SX.S# AND SPX.P#=P2) 3. Определить имена поставщиков по крайней мере одной красной детали. SX.SNAME WHERE EXISTS SPX (SX.S#=SPX.S# AND EXISTS PX (PX.P# = SPX.P# AND PX.COLOR = Красный)) 4. Найти имена поставщиков по крайней мере одной детали, поставляемой поставщиком с номером П2. SX.SNAME WHERE EXISTS SPX (EXISTS SPY(SX.S# = SPX.S# AND SPX.P# = SPY.P# AND SPY.S# = П2)) 5. Выбрать имена поставщиков всех типов деталей. SX.SNAME WHERE FORALL PX (EXISTS SPX (SPX.S# = SX.S# AND SPX.P# = PX.P#)) 6. Определить имена поставщиков, которые не поставляют деталь с номером P2. SX.SNAME WHERE NOT EXISTS SPX (SPX.S# = SX.S# AND SPX.P# = P2)

31 2.4 Средства языка SQL (начало) Базы данных специального назначения. Лекция Указать цвета и названия городов, в которых находятся детали «не из Твери» c весом, превышающим 10 кг. SELECT PX.COLOR, PX.CITY FROM P AS PX WHERE PX.CITY Тверь AND PX.WEIGHT > Для всех деталей указать номер и вес в фунтах SELECT P.P#, P.WEIGHT / AS WF FROM P 3. Выбрать информацию обо всех парах поставщиков и деталей, находящихся в одном городе SELECT S.*, P.P#, P.PNAME, P.COLOR, P.WEIGHT FROM S, P WHERE S.CITY = P.CITY 4. Определить общее количество поставщиков SELECT COUNT(*) AS N FROM S

32 Средства языка SQL (продолжение) Базы данных специального назначения. Лекция Для каждой поставляемой детали указать номер и общий объем поставки в штуках SELECT SP.P#, SUM(SP.QTY) AS TOTQTY FROM SP GROUP BY SP.P# 6. Указать номера всех типов деталей, поставляемых более чем одним поставщиком SELECT SP.P# FROM SP GROUP BY SP.P# HAVING COUNT(SP.S#) > 1; 7. Определить имена поставщиков детали с номером P2 SELECT DISTINCT S.SNAME FROM S WHERE S.S# IN (SELECT SP.S# FROM SP WHERE SP.P# = P2);

33 Средства языка SQL (продолжение) Базы данных специального назначения. Лекция Определить имена поставщиков, по крайней мере, одной красной детали SELECT DISTINCT S.SNAME FROM S WHERE S.S# IN(SELECT SP.S# FROM SP WHERE SP.P# IN(SELECT P.P# FROM P WHERE P.COLOR=Красный)); 9. Указать имена поставщиков, статус которых меньше текущего максимального статуса в таблице S SELECT S.S# FROM S WHERE S.STATUS < (SELECT MAX(S.STATUS) FROM S) 10. Выбрать имена поставщиков, которые не поставляют деталь с номером P2 SELECT DISTINCT S.SNAME FROM S WHERE NOT EXISTS (SELECT * FROM SP WHERE SP.S#=S.S# AND SP.P#=P2)

34 Средства языка SQL (конец) Базы данных специального назначения. Лекция Определить имена поставщиков все типов деталей SELECT DISTINCT S.SNAME FROM S WHERE NOT EXISTS (SELECT * FROM P WHERE NOT EXISTS (SELECT * FROM SP WHERE SP.S#=S.S# AND SP.P#=P.P#)

35 Типы (категории) ограничений целостности данных Базы данных специального назначения. Лекция 3 35 Ограничения целостности можно классифицировать по четырем основным категориям: Ограничения целостности типа, в которых задаются допустимые значения для данного типа. Ограничения целостности атрибута, в которых задаются допустимые значения для данного атрибута. Ограничения целостности переменной-отношения, в которых задаются допустимые значения для переменной-отношения. Ограничения целостности БД, в которых задаются допустимые значения для БД.

36 Ограничения переменной-отношения и БД. Примеры Базы данных специального назначения. Лекция 3 36 Примеры ограничений переменной-отношения: «Поставщики в Твери должны обладать статусом, равным 20»: CONSTRAINT SC5 IS_EMPTY ( S WHERE CITY = Тверь AND STATUS 20 ). «Номера поставщиков должны быть уникальны» или «Ключ {S#} – это потенциальный ключ отношения поставщиков»: CONSTRAINT SCK COUNT ( S ) = COUNT ( S { S#} ) «Если детали вообще имеются, то одна из них должна быть красной»: CONSTRAINT PC1 IF NOT ( IS_EMPTY( P ) ) THEN COUNT ( P WHERE COLOR = Красный) > 0 END IF Примеры ограничений БД: «Поставщики со статусом, меньшим 20, не могут поставлять детали в количестве свыше 500 штук»: CONSTRAINT DBC1 IS_EMPTY( (S JOIN SP) WHERE STATUS 500) «Каждая деталь должна быть поставлена хотя бы один раз»: CONSTRAINT DBC2 SP {P#} = P{P#}

37 «Золотое правило» Базы данных специального назначения. Лекция 3 37 Вариант 1: Ни одна из операций изменения не имеет права переводить переменную-отношение в состояние, нарушающее ее собственный предикат. Вариант 2 (уточненный): Ни одна из операций изменения не имеет права переводить переменную-отношение в состояние, нарушающее ее собственный предикат. Аналогично ни одна из транзакций изменения не имеет права переводить БД в состояние, нарушающее ее собственный предикат.

38 Потенциальные ключи Базы данных специального назначения. Лекция 3 38 Пусть K – множество атрибутов переменной-отношения R. В этом случае множество K будет потенциальным ключом переменной-отношения R тогда и только тогда, когда оно обладает следующими свойствами: а) Уникальность. Никакие допустимые значения переменной-отношения R не содержат двух различных кортежей с одинаковыми значениями атрибутов множества K. б) Неизбыточность. Никакое из собственных подмножеств множества K не обладает свойством уникальности. Суперключом называется некоторое надмножество потенциального ключа. Суперключ обладает свойством уникальности, но не обладает свойством неизбыточности. Пример: VAR MARRIAGE BASE RELATION { HUSBAND/* Муж */NAME, WIFE/* Жена */NAME, DATE/* Дата бракосочетания */ DATE } /* Подразумевается, что муж может иметь одну жену, а жена одного мужа, причем не допускается повторного брака между одними и теми людьми */ KEY { HUSBAND, DATE } KEY { DATE, WIFE } KEY { WIFE, HUSBAND }

39 Внешние ключи Базы данных специального назначения. Лекция 3 39 Пусть R2 – некоторая переменная-отношение. Тогда внешний ключ (скажем, FK) в переменной-отношении R2 представляет собой множество атрибутов этой переменной-отношения, такое, что: а) существует переменная-отношение R1 (причем переменные-отношения R1 и R2 необязательно различны) с потенциальным ключом CK; б) каждое значение внешнего ключа FK в текущем значении переменной- отношения R2 обязательно совпадает со значением ключа CK некоторого кортежа в текущем значении переменной-отношения R1. Ссылочная целостность – ограничение целостности на то, что БД не должна содержать внешних ключей, не имеющих соответствия.

40 Ограничения целостности в SQL (начало) Базы данных специального назначения. Лекция 3 40 Ограничения домена CREATE DOMAIN COLOR CHAR(6) DEFAULT ??? CONSTRAINT VALID_COLORS CHECK (VALUE IN (Красный, Желтый, Синий,Зеленый,???) Ограничения базовой таблицы Потенциальные ключи UNIQUE ( ) или для первичного ключа: PRIMARY KEY ( ) Внешние ключи FOREIGN KEY ( ) REFERENCES [ ] [ ON DELETE ] [ ON UPDATE ] Проверочные условия CHECK ( ) Пример. CREATE TABLE SP (S# S# NOT NULL, P# P# NOT NULL, QTY QTY NOT NULL, PRIMARY KEY (S#, P#), FOREIGN KEY (S#) REFERENCES (S) ON DELETE CASCADE ON UPDATE CASCADE, FOREIGN KEY (P#) REFERENCES (P) ON DELETE CASCADE ON UPDATE CASCADE, CHECK (QTY > 0 AND QTY < 5001) );

41 Ограничения целостности в SQL (конец) Базы данных специального назначения. Лекция 3 41 Утверждения CREATE ASSERTION CHECK ( ); Для отмены общего ограничения используется оператор DROP ASSERTION: DROP ASSERTION ; Примеры: 1. Каждый поставщик должен иметь статус не менее 5. CREATE ASSERTION AS1 CHECK ( (SELECT MIN (S.STATUS) FROM S) > 4 ); 2. Значение веса любой детали должно быть положительным: CREATE ASSERTION AS2 CHECK ( NOT EXISTS ( SELECT * FROM P WHERE NOT (P.WEIGHT > 0) ) ); 3. Поставщики со статусом меньшим 20, не имеют права поставлять любую деталь в количестве более 500 штук: CREATE ASSERTION AS3 CHECK ( NOT EXISTS ( SELECT * FROM S, SP WHERE S.STATUS < 20 AND S.S# = SP.S# AND SP.QTY > 500) );

42 1.Реляционная алгебра. Операторы. Реляционная замкнутость. Примеры. 2.Реляционная алгебра. Семантика операторов. Назначение реляционной алгебры. Примеры. 3.Реляционное исчисление. Исчисление кортежей. Переменные кортежей. Свободные и связанные переменные. Кванторы. Примеры. 4.Средства языка SQL манипулирования данными: Запросы SQL. Структура запроса. Вложенные подзапросы. Обобщающие функции. Примеры. 5. Средства языка SQL манипулирования данными: Запросы SQL. Структура запроса. IN-условия. Кванторы. Примеры. 6.Ограничения целостности данных. Типы ограничений целостности. Ограничения целостности типа и атрибута. «Золотое правило». Триггеры. 7.Ограничения целостности данных. Типы ограничений целостности. Ограничения целостности переменной-отношения и БД. Ключи. 8.Средства языка SQL поддержания ограничений целостности данных: Ограничения домена, базовой таблицы и утверждения. Операторы языка SQL. Примеры. 42 Базы данных специального назначения. Лекция 3 Вопросы на самоподготовку: