Введение в системы БД (542480), страница 182
Текст из файла (страница 182)
Более общий подход предполагает анализ последствий расширения систем, поддерживающих пзначнуюлогику, до систем поддержки(п+1)-значной логики для любых п > 1. Проблема интерпретации Теперь исследуем приведенный выше пример базы данных отделов и сотрудников более тщательно. Так как сотрудник с номером 'Е1' в действительности приписан к конкретному отделу, величина ПМК представляет некоторое реальное значение г). В данном случае значение д либо равно ' П1', либо нет. Проанализируем значение следующего выражения. ПЕРТ.ПЕРТ$ = ЕИР.ПЕРТ$ АКП ЕИР.ПЕРТ$ = ПЕРТ$ ( 'П1' ) Если д равно 'П1', то для приведенного выше примера данных все выражение имеет значение7аЬе, поскольку именно это значение дает вычисление первого терма выражения, Если д не равно 'П1', то все выражение также будет име~ь значение7аЬе, так как именно это значение будет получено при вычислении второго терма выражения— ЕИР.ПЕРТ$ = ПЕРТ$ ( 'П1' ).
Иначе говоря, в реальном мире исходное выражение всегда имеет значением(зе, независимо от того, какое реальное значение представлено величиной ПМК. Отсюда следует вывод, что результат, корректный в контексте реального мира, и результат, корректный в трехзначной логике, — это не одно и то же! Иначе говоря, трехзначная логика отражает поведение реального мира некорректно, т.е, можно считать, что трехзначная логика не является адекватным инструментом для интерпретации поведения реального мира! 703 Глава 18. Отсутствующая информация Замечание. Эта проблема интерпретации является далеко не единственной проблемой, возникающей в связи с использованием неопределенных значений и трехзначной логики (подробное обсуждение аналогичных вопросов можно найти в (18.11 — (18.11)).
Она даже не является наиболее фундаментальной (см, следующий подраздел). Но, по мнению автора, именно зта проблема имеет наибольшее практическое значение и вызывает наибольший интерес. Еще раз о предикатах Предположим, что отношение, являющееся текущим значением переменной-отношения ЕМР, содержит только два кортежа: ('Е2', '02') и ('81',УКК). Первое соответствует утверждению "В отделе с номером сй2' есть сотрудник с номером '82'", а второе — "Существует сотрудник с номером ' Е1". (Напомним, утверждение "Кортеж включает величину УКК" означает, что на самом деле этот кортеж вообще не содержит никакого значения в данной позиции кортежа. Таким образом, кортеж ( '81',УЕК), если такое сомнительное обозначение вообще можно назвать кортежем, на самом деле слелует рассматривать как кортеж ( ' Е1' ) .) Иначе говоря, зти два кортежа являются реализациями двух разных предикатое, а все "отношение" вовсе не является отношением; это всего лишь некоторое объединение двух разных отношений с двумя разными заголовками (в данном частном случае).
Теперь можно предположить, что сложившуюся ситуацию можно было бы исправить, утверждая, что на самом деле существует всего один предикат, содержащий оператор ОК. Существует сотрудник с ночером Е(1 работающий е отделе с ночером Уе ОЯ существует сотрудник с номероч ЕФ. Обратите внимание, что теперь (следуя допущению о замкнутости мира) отношение должно содержать "кортеж" вида (81,()КК) для всех сотрудников Е11 Страшно даже подумать о результатах обобщения подобной попытки исправления дел на тот случай, когда "отношение" "содержит величину УКК" в нескольких разных "атрибутах". (В любом случае полученное подобным образом "отношение" вовсе не будет являться отношением, что будет показано в следующем абзаце.) Перефразируем сказанное выше.
Если значение данного атрибута в данном кортеже данного отношения "представлено величиной УКК", то (повторим зто еще раз) в позиции атрибута на самом деле вообще ничего не содержится. А зто означает, что данный "атрибут" не является атрибутом, данный "кортеж" не является кортежем, а данное "отношение" не являешься отношением и все последующие действия с этими объектами (какими бы они ни были) уже не могут быть обоснованы с помощью математической реляционной теории. Иначе говоря, использование величины УКК и трехзначной логики противоречит основам реляционной надели. 18.4. Отсутствующие значения и ключи Замечание.
Далее ечеспю термина УКК мы будем (в основном, по историческим причинач) использовать более традиционную терминологию, т.е. термин )гУЬЬ. Вопреки всему сказанному в предыдущем разделе на практике неопределенные значения (ЮбьЬ) и трехзначная логика широко поддерживаются в большинстве современных программных продуктов. Резонно предположить, что такая поддержка имеет очень важные последствия, особенно в отношении ключей. Именно это и будет предметом нашего краткого рассмотрения.
704 Часть )г. дополнительные аспекты Первичные ключи Как уже отмечалось в разделе 8.8, исторически сложилось так, что в реляционной модели, по крайней мере в базовых переменных-отношениях, один (и только один) потенциальный ключ должен быть выбран в качестве первичного ключа переменной- отношения. Все остальные потенциальные ключи (если таковые имеются) считаются альтернативными. Помимо концепции первичного ключа, в эту модель по некоторым историческим причинам входит следующее "метаограничение" или правило сохранения целостности сущности.
° Правило сохранения целостности сущности. Ни один компонент первичного ключа любой базовой переменной-отношения не может содержать неопределенные значения (МйЬЬ). Обоснование этого ограничения построено на приведенной ниже последовательности умозаключений. 1. Кортежи базовых переменных-отношений представляют сущности реального мира. 2. Сущности реального мира всегда должны допускать возможность нх идентификации (по определению). 3. Следовательно, их аналоги в базе данных также должны допускать возможность идентификации. 4.
В базе данных значения первичного ключа используются в качестве идентификаторов. 5. Следовательно, значение любого первичного ключа не может быть "неопределенным". В связи с этим приведем ряд соображений. 1. Прежде всего, часто ошибочно считается, что скрытый между строк смысл ограничения целостности сущности заключается в том, что "значения первичного ключа должны быть уникальными". (Действительно, значения первичного ключа должны быть уникальными, но это следует из самого определения первичного ключа.) 2. Далее заметим, что это правило применимо только для первичных ключей, а альтернативные ключи могут содержать неопределенные значения (йод). Но если некий ключ ЬК является альтернативным ключом, в котором допускаются неопределенные значения (в1)ЬЬ), то он не может использоваться в качестве первичного ключа, поскольку лля него нарушается требование сохранения целостности сущности.
Тогда в каком смысле ключ йК являешься потенциальным? И наоборот, если выдвинуть требование, что альтернативные ключи не могут содержать неопределенные значения (И()Ь1), то правило сохранения целое~ности сущности будет относиться ко всем потенциальным нлючаи, а не только к первичным ключам. В любом из этих двух вариан~он указанное правило выглядит не вполне корректно. 3. Наконец, заметим, что правило сохранения целостности сущности применимо только для базовых нереиенных-отношений, тогда как другие переменные- отношения могут содержать первичные ключи с неопределенными значениями (Ий)1).
В качестве тривиального и очевидного примера рассмотрим проекцию переменной-отношения й по атрибуту А, в котором допускается присутствие неопре- 705 Глава ) 8. Отсутствующая информация деленных значений (ННЬЬ). Очевидно, что правило сохранения целостности сущности нарушает принцип взаимозаменяемости (для базовых и производных переменных-отношений). По нашему мнению, это может послужить серьезным аргументом для отказа от него (данная концепция будет отвергнута нами независимо от включения неопределенных значений (НЕЕ)). Замечание. Допустим, что мы отказались от идеи применять неопределенные значения (ВНЕЙ) и для представления недостающей информации вместо них использовали специальные значения аналогично тому, как это делается в реальном мире (подробности приводятся в разделе 18.6).
Тогда модифицированная версия правила сохранения целостности сущности будет иметь следующий вид: "Никакой компонент первичного ключа любой базовой переменной-отношения не может содержать подобных специальных значений". Это требование может использоваться как рекомендация, но не является непреложным законом (так же, как идеи дальнейшей нормализации служат в качестве рекомендаций, а не строгих законов). На рис.
18.2 приведен пример (взятый из (5.7]) базовой переменной-отношения НННЦЕХ, лля которой может потребоваться нарушить эту рекомендацию. В ней представлены результаты опроса сотрудников о размере их зарплаты, которые включают среднее, максимальное и минимальное значения для группы сотрудников с определенным годом рождения. (Здесь атрибут В1НТНХЕАН является первичным ключом.) Кортеж со специальным значением ???? атрибута 81НТНХЕИ? представляет тех служащих, которые постеснялись ответить на вопрос о годе рождения.
Рис. 18.2. Пример значений данных в переменной-отношении НАНУ Внешние ключи Еще раз обратимся к базе данных отделов и сотрудников, содержимое которой показано на рис. 18.1. Возможно, вы не обратили на это внимания, однако в свое время я намеренно не сказал, что на данном рисунке атрибут ВЕРТ$ переменной-отношения ЕНР является внешним ключом. Предположим теперь, что это так. Сразу становится понятно следующее; требуешься уточнить формулировку определения ограничений ссылочной целостности с учетом того, что внешние ключи могут содержать неопределенные значения (НЕЕ), а это, очевидно, противоречит исходной формулировке данного ограничения, приведенной в главе 8.
° Ограничение ссылочной целостное~и (исходная формулировка). База данных не должна содержать никаких несогласованных значений внешних ключей. 706 Часть у'. Дополнительные аспекты В действительности это определение можно оставить в неизменном виде, если соответствуюшим образом расширить определение термина "несогласованные значения внешнего ключа". А именно, назовем несогласованным значением внешнего ключа такое его непустое (т.е.
ИОИИОЬЬ) значение в ссылающейся переменной-отношении, для которого не существует согласованного значения потенциального ключа в соответствуюшей ссылочной переменной-отношении. Здесь следует отметить такие важные особенности. 1. Запрет или разрешение на присутствие неопределенных значений (ИОЬЬ) в данном внешнем ключе должно задаваться в определении базы данных. (Конечно, в действительности это требование справедливо в отношении всех атрибутов в целом, независимо от того, являются ли они частью некоторого внешнего ключа.) 2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
