Правила внешних ключей

Внешние ключи

Пусть R2 – отношение. Тогда внешний ключ FK в отношении R2 – это подмножество множества атрибутов R2 такое, что:

1) существует базовое отношение R1 с потенциальным ключом CK;

2) каждое значение FK в текущем значении R2 всегда совпадает со значением CK некоторого кортежа в текущем значении R1.

Из данного определения можно вывести такие следствия:

1) по определению каждое значение внешнего ключа должно являться значением соответствующего потенциального ключа, но обратное не требуется, т.е. потенциальный ключ может содержать значения, которые в данный момент не являются значением внешнего ключа;

2) данный внешний ключ будет составным тогда и только тогда, когда соответствующий потенциальный ключ тоже составной;

3) каждый атрибут, входящий в данный внешний ключ, должен быть определён на том же домене, что и соответствующий атрибут потенциального ключа;

4) R1 и R2 не обязательно различны.

Рассмотрим отношение Students:

Атрибут GroupID будет являться внешним ключом, т.к. к нему проведена связь от таблицы Groups.

В связи с внешними ключами вводится ещё ряд терминов. Говорят, что значение внешнего ключа представлено ссылкой к кортежу, содержащему соответствующее значение потенциального ключа. Этот кортеж называется ссылочным, или целевым.

Отношение, которое содержит ссылочный ключ, называется ссылающимся отношением, а отношение, которое содержит соответствующий ключ, называется ссылочным, или целевым (target relation).

Существует правило ссылочной целостности: БД не должна содержать несогласованных значений внешних ключей. Несогласованное значение – это такое значение, для которого нет потенциального ключа в ссылочном отношении. Это правило эквивалентно определению внешнего ключа.

Правило целостности связано с состоянием БД в конкретный момент времени. Следовательно, необходим механизм, позволяющий поддерживать БД целостной. Для этого требуется определить операции, которые могут нарушить целостность, и либо запретить их, либо ввести дополнительные компенсирующие операции, которые будут исправлять временное нарушение целостности БД.

Например, нам необходимо удалить группу ПМ-51 из отношения Groups. Если мы просто удалим соответствующий кортеж из таблицы Groups, мы нарушим целостность, т.к. в таблице Students останутся студенты, принадлежащие уже несуществующей группе. Именно для таких случаев разрабатываются компенсирующие операции.

Таким образом, для БД необходимо предусмотреть компенсирующие операции для двух моментов:

1) удаление объекта ссылки внешнего ключа, т.е. ссылочного кортежа;

2) изменение (обновление) потенциального ключа, на который имеется ссылка.

Для компенсации этих операций существуют как минимум две возможности:

1. Ограничить выполнение операции. Для операции удаления – не удалять кортеж, пока не удалят все ссылающиеся кортежи, т.е. отложить удаление;

2. Каскадировать. Здесь возможно несколько вариантов, например при удалении:

· удалить сам кортеж и все соответствующие ссылающиеся кортежи;

· удалить сам кортеж, а для всех ссылающихся кортежей исправить значение на правильное, например, установить NULL-значение для данного атрибута.