約束分析(數據庫)

時間：2022-12-08 04:30:01 | 來源：信息時代

時間：2022-12-08 04:30:01 來源：信息時代

    約束分析 : 數據庫應用分析的一項重要任務,其目的是對數據庫中的數據完整性語義約束條件進行分析,以保證數據的正確性、一致性和相容性,確保數據庫系統(tǒng)能夠真實地反映現實世界。
約束條件反映了現實世界問題的語義以及數據間內在的聯系和制約條件,是數據庫完整性控制的核心,它們作為模式的一部分存入數據庫,以增強業(yè)務規(guī)則,限制數據庫中的數據。
約束條件一般可以采用完整性約束規(guī)則來表示。完整性約束規(guī)則可以用五元組(D,O,A,C,P)來形式化的表示。其中,D(data)表示約束作用的數據對象; O(operation)表示對數據庫的操作類型,如插入、刪除、修改等; A(assertion)表示數據對象必須滿足的表示斷言或語義約束,它是規(guī)則的主題;C(condition)表示斷言A作用的數據對象值的謂詞;P(procedure)表示違反完整性規(guī)則時觸發(fā)執(zhí)行的操作過程。對數據D進行O類型操作又可以分為以下三種情況: 斷言A不成立,允許操作執(zhí)行;斷言A成立,C為真,允許操作進行; 斷言A成立,C為假,則執(zhí)行過程P。
常見的約束類型有:
(1)非空值(not null)約束: 在默認情況下,一個實體可以不存在,即允許取空值。而非空值約束則要求某個實體必須存在,不能為空值。
(2)鍵碼: 鍵碼也可稱為鍵、關鍵字等,是用于唯一地標識一個客觀存在的實體的屬性。鍵碼可以是單個屬性,也可以是屬性組合。對于某些實體還可能存在多個可以唯一地標識實體的屬性,這些屬性都可以作為鍵。在E-R圖(實體-聯系圖)中,鍵碼為實體集的范圍內可以唯一地標識一個實體的屬性或屬性集。鍵碼具有一個很重要的特性: 即一個實體集中的任何兩個實體在構成鍵碼的屬性集上的取值不可能是相同的,否則鍵碼就名不副實,就無法唯一地標識一個實體。如果一個實體中的兩個實體在構成鍵碼的屬性集上取值相同,則認為它們是同一個實體。
對鍵碼約束進行分析需要完成如下兩個基本任務: 首先需要找出可以唯一標識實體的所有屬性以及屬性組。因為鍵碼是實體的屬性,反映了實體的語義,所以分析實體的鍵碼時,需要分析實體的客觀存在語義,還有分析者以及應用系統(tǒng)對實體強加的主觀語義。然后在所有鍵碼中,分析并確定實體的超鍵、候選鍵、主鍵。超鍵指的是構成可以在一個實體集中唯一地標識一個實體集的一個或多個屬性的集合。通常情況下,一個實體集中可能有多個超鍵。候選鍵則指的是可以唯一標識實體的最小超鍵,即任意真子集都不為超鍵的超鍵稱為候選鍵。一個實體集中可能存在多個候選鍵。主鍵是從候選鍵集中所選取的一個鍵。一個類(實體集)只能具有一個主鍵。在E-R模型中,通過對主鍵屬性名加下劃線來表示主鍵。
(3)單值約束:要求實體的某個屬性只能取唯一的值,不能出現重復的值。實體的單值約束要求屬性滿足以下兩個條件之一: ①如果該屬性為非空,則其值必須存在; ②如果該屬性為空,則允許其值任選。而構成鍵碼的屬性本身要求屬性值是唯一的,而且構成鍵碼的屬性必須有值存在(not null)。
(4)參照完整性約束:指的是一個實體中的屬性是另外一個實體的鍵,那么這個屬性的值需要滿足參照實體的鍵的要求,即: ①要求由某個對象引用的值在數據庫中確實存在; ②屬性值也可以為空值(null); ③參照完整性約束還要求對屬性的操作滿足一定的規(guī)范,常見的操作規(guī)范有如下的兩種: 禁止刪除被引用的對象及禁止級聯刪除/修改。
(5)域約束:要求某個屬性的值必須處于特定的范圍內或者取自特定的值集合。
(6)其他常規(guī)約束:包括要求在數據庫中成立的任意斷言。
此外,根據數據庫中數據所處的狀態(tài),約束條件還可以分為靜態(tài)約束和動態(tài)約束。所謂靜態(tài)約束是指對數據庫每一確定狀態(tài)的數據所應滿足的約束條件,它反映數據庫中數據在靜止時的約束,這是數據庫合理性的約束,是數據庫最重要的完整性約束。上述的約束條件就屬于靜態(tài)約束。動態(tài)約束是指數據庫從一種狀態(tài)轉變?yōu)榱硪环N狀態(tài)時新、舊值之間所應滿足的約束條件,它反映數據庫中數據變動時的約束。
依據上述的敘述,約束分析的主要任務就是在數據庫應用分析階段確定數據庫應用系統(tǒng)中的數據所蘊涵的各種約束條件,并以某個規(guī)則表示這些約束條件,在數據庫模式中進行定義。