Базы данных: конспект лекций - Коллектив Авторов

Любопытно отметить, что при Обобщении реализуется так называемая иерархия категорий или иерархия наследования.

При этом родительский класс сущностей определяет класс обобщенных сущностей, характеризующийся атрибутами, общими для сущностей всех дочерних классов или так называемых категориальных сущностей т. е. родительский класс сущностей представляет собой буквальное обобщение всех своих дочерних классов сущностей.

В качестве примера реализации обобщения в реляционной модели данных построим следующую модель. Эта модель будет основана на обобщенном понятии «Учащиеся» и будет описывать следующие категориальные понятия (т. е. будет обобщать следующие дочерние классы сущностей): «Школьники», «Студенты» и «Аспиранты».

Итак, построим ключевую диаграмму, отражающую суть взаимоотношений между родительским классом сущности и дочерними классами сущностей, описываемых связью типа Обобщение.

Итак, что же мы видим?

Во-первых, каждому из базовых отношений (или из классов сущностей, что одно и то же) «Школьники», «Студенты» и «Аспиранты» соответствуют свои собственные атрибуты, как то «Класс», «Курс» и «Год обучения». Каждый из этих атрибутов характеризует участников своего собственного класса сущностей. Еще мы видим, что первичный ключ родительского класса сущностей «Учащиеся» мигрирует в каждый дочерний класс сущностей и формирует там первичный внешний ключ. При помощи этих связей мы можем по коду любого учащегося определить его имя, фамилию и отчество, информацию о которых мы не найдем в самих соответствующих дочерних классах сущностей.

Во-вторых, так как мы говорим о полностью идентифицирующей (или категориальной) связи классов сущностей, то обратим внимание на кратности связей между родительским классом сущностей и его дочерними классами. На родительском конце каждой из этих связей стоит кратность «один», а на каждом дочернем конце связей стоит кратность «не более одного». Если вспомнить определение полностью идентифицирующей связи классов сущностей, то становится понятно, что действительно единственный в своем роде код учащегося, являющийся первичным ключом класса сущностей «Учащиеся», задает не более одного атрибута с таким кодом в каждом дочернем классе сущностей «Школьники», «Студенты» и «Аспиранты». Поэтому все связи имеют именно такие кратности.

Запишем фрагмент операторов создания базовых отношений «Школьники» и «Студенты» с определением правил поддержания ссылочной целостности типа cascade. Итак, имеем:

Create table Школьники

…

primary key (Код ученика)

foreign key (Код ученика) references Учащиеся (Код ученика)

on update cascade

on delete cascade

Create table Студенты

…

primary key (Код студента)

foreign key (Код студента) references Учащиеся (Код студента)

on update cascade

on delete cascade;

Таким образом, мы видим, что в дочернем классе сущностей (или отношений) «Школьники» задается первичный внешний ключ, ссылающийся на родительский класс сущностей (или отношение) «Учащиеся». Правило cascade поддержания ссылочной целостности определяет, что при удалении или при обновлении атрибутов родительского класса сущностей «Учащиеся» соответствующие им атрибуты дочернего отношения «Школьники» будут автоматически (каскадом) обновляться или удаляться. Аналогично при удалении или при обновлении атрибутов родительского класса сущностей «Учащиеся» соответствующие им атрибуты дочернего отношения «Студенты» также будут автоматически обновляться или удаляться.

Необходимо заметить, что здесь используется именно это правило поддержания ссылочной целостности, потому что в данном контексте (перечень учащихся) не рационально запрещать удаление и обновление информации, а также присваивать неопределенное значение вместо реальных сведений.

А теперь приведем пример классов сущностей, описанных в предыдущей диаграмме, только представленных в табличной форме. Итак, имеем следующие таблицы-отношения:

Учащиеся – родительское отношение, объединяющее в себе информацию об атрибутах всех остальных отношений:

Школьники – дочернее отношение:

Студенты – второе дочернее отношение:

Аспиранты – третье дочернее отношение:

Итак, действительно, мы видим, что в дочерних классах сущностей не прописана информация о фамилии, имени и отчестве учащихся, т. е. школьников, студентов и аспирантов. Эту информацию можно получить только посредством ссылок на родительский класс сущностей.

Также мы видим, что различные коды учащихся в классе сущностей «Учащиеся» могут соответствовать различным дочерним классам сущностей. Так, про учащегося с кодом «1» Заботина Николая в родительском отношении неизвестно ничего, кроме его имени, а всю остальную информацию (кто он, школьник, студент или аспирант) можно узнать только обратившись к соответствующему дочернему классу сущностей (определяется по коду).

Аналогичным образом необходимо работать с остальными учащимися, чьи коды указаны в родительском классе сущностей «Учащиеся».

5. Композиция

Связь классов сущностей типа композиция, так же как и две предыдущие, не принадлежит к виду рекурсивной связи.

Композиция (или, как ее еще иногда называют, композитная агрегация) – это взаимосвязь одного родительского класса сущностей с несколькими дочерними классами сущностей, так же как и предыдущая рассмотренная нами связь. Обобщение.

Но если обобщение определялось как взаимосвязь классов сущности, описывающаяся полностью идентифицирующимися связями, то композиция, в свою очередь, описывается не полностью идентифицирующими связями, т. е. при композиции каждый атрибут первичного ключа родительского класса сущностей мигрирует в ключевой атрибут дочернего класса сущностей. И при этом атрибуты мигрирующего ключа лишь частично формируют первичный ключ дочернего класса сущностей.

Итак, при композитной агрегации (при композиции) родительский класс сущностей (или агрегат) связывается с несколькими дочерними классами сущностей (или компонентами). При этом компоненты агрегата (т. е. компоненты родительского класса сущностей) ссылаются на агрегат посредством внешнего ключа, входящего в состав первичного ключа и, следовательно, не могут существовать вне агрегата.

Вообще композитная агрегация представляет собой усиленную форму простой агрегации (о которой мы поговорим чуть дальше). Композиция (или композитная агрегация) характеризуется тем, что:

1) ссылка на агрегат участвует в идентификации компонентов;

2) эти компоненты не могут существовать вне агрегата.

Агрегация (связь, которую мы будем рассматривать дальше) с обязательно не идентифицирующими связями также не позволяет компонентам существовать вне агрегата и поэтому близка по смыслу к описанной выше реализации композитной агрегации.

Построим ключевую диаграмму, описывающую взаимосвязь между одним родительским классом сущностей и несколькими дочерними классами сущностей, т. е. описывающую связь классов сущностей типа композитной агрегации.

Пусть это будет ключевая диаграмма, изображающая состав корпусов некого учебного городка, включающего в себя корпуса, их аудитории и лифты. Итак, эта диаграмма будет иметь следующий вид:

Итак, рассмотрим только что построенную диаграмму.

Что мы в ней видим?

Во-первых, мы видим, что связь, использованная в этой композитной агрегации, действительно идентифицирующая и действительно не полностью идентифицирующая. Ведь первичный ключ родительского класса сущностей «Корпуса» участвует в формировании первичного ключа дочерних классов сущностей «Аудитории» и «Лифты», но не определяет его полностью. Первичный ключ «№ корпуса» родительского класса сущностей мигрирует во внешние первичные ключи «№ корпуса» обоих дочерних классов, но, кроме этого мигрировавшего, ключа у обоих дочерних классов сущностей существует и свой собственный первичный ключ, соответственно «№ аудитории» и «№ лифта», т. е. составные первичные ключи дочерних классов сущностей лишь частично оказываются сформированными атрибутами первичного ключа родительского класса сущностей.

Теперь разберемся с кратностями связей, соединяющих родительский и оба дочерних класса. Так как мы имеем дело с не полностью идентифицирующими связями, то кратности присутствуют такие: «один» и «много». Кратность «один» присутствует на родительском конце обеих связей и символизирует то, что в списке всех имеющихся корпусов (а класс сущностей «Корпуса» является именно таким списком) каждый номер может встретиться только один, (и не более того) раз. А, в свою очередь, среди атрибутов классов «Аудитории» и «Лифты» каждый номер корпуса может встретиться много раз, так как аудиторий (или лифтов) больше, чем корпусов, и в каждом корпусе – несколько и аудиторий, и лифтов. Таким образом, при перечислении всех аудиторий и лифтов мы неминуемо будем повторять номера корпусов.