Семантическая целостность данных

Семантическая целостность данных - необходимое условие функционирования информационной системы любого типа. Приведем перечень основных ограничений семантической целостности. В качестве примера выберем базу данных «Салон магии», состоящую из таких таблиц, как «Клиент», «Мастер», «Услуга».в данном параграфе приводятся теоретические способы реализации того или иного ограничения целостности. В главе II будут более подробно рассмотрены практические способы реализации приведенных видов ограничения целостности данных.

Каждый объект в реляционной модели данных характеризуется идентификатором, назначающимся первичным ключом, уникальным по значению. В связи с этим в процессе функционирования ИС осуществляется обеспечение целостности данных путем сравнения вводимого значения первичного ключа с имеющимися в базе данных и при совпадении значений запрет добавления записи с таким же первичным ключом.

Приведем пример: пусть в базе данных «Салон магии» в таблице «Клиент» имеется объект «Клиент», характеризующийся определенным набором свойств в зависимости от информационных задач. В качестве первичного ключа можно выбрать такое свойство, как «серия и номер паспорта» или «id клиента». в данном случае первичный ключ является составным, так как отдельно серия или номер паспорта не являются уникальными значениями, а ключ «id клиента» может являться как составным, так и простым.

Во многих случаях необходима проверка уникальности значений свойств, не назначенных идентификатором, при этом говорят о назначении атрибута возможным ключом. Для объекта «Клиент» возможным ключом может являться такой атрибут, как «номер банковской карты» или «номер бонусной карты клиента». Такой тип ограничения, как и проверка целостности первичного ключа, является структурным, контролируемым путем проверки равенства вводимых и уже имеющихся данных.

Другим видом ограничения целостности является ограничение реальных значений, содержащихся в базе данных. Существует несколько подвидов данного ограничения:

1) Допустимые значения находятся в заданном интервале. Данное ограничение предполагает, что значение свойства находится в определенном диапазоне значений. Допустим, в салоне красоты существует возрастной ценз работников: мастер не может быть младше 20 и старше 50 лет. Таким образом, ограничение целостности выглядит так «Для каждого объекта класса «Мастер» значение атрибута «возраст» находится в диапазоне 20-50 лет».

2) Значение атрибута является перечислимым. При добавлении или редактировании данных предлагается выбрать из списка определенное значение поля, однако добавлять собственное значение запрещено. В нашей базе данных такие атрибуты, как пол клиента в таблице «Клиент», являются перечислимыми. Данное ограничение формируется перечислением всех возможных значений и запретом на ввод других.

3) Значение атрибута является условно перечислимым: данные выбираются из списка, при этом существует возможность добавление элемента в список. Применяя данное ограничение целостности к атрибуту «наименование услуги» таблицы «Услуга», получаем следующую формулировку «Значение свойства «наименование услуги» является условно перечислимым и может принимать либо произвольное значение, либо одно из перечня, сформированного на основе включения уникальных значений уже введенных данных по указанному свойству».

4) Ограничение по формату: данные имеют строго определенный внешний вид. Это ограничение применяется чаще остальных, так как оно связано, прежде всего, с типом данных, содержащихся в атрибуте. Приведем пример нескольких видов ограничения целостности по формату:

● Значения свойств «фамилия», «имя», «отчество» имеют следующий вид: первый символ - прописная буква кириллицы, последующие - строчные. Недопустим ввод цифр.

●   Формат даты рождения клиентов и мастеров, дат посещения салона, а также отпуска или больничного, предоставляемых мастерам - ДД/ММ/ГГ.

5) Запрет на NULL - значение атрибута. Такой вид ограничения распространяется прежде всего на идентификатор объекта, являющийся первичным ключом, а также на те свойства, пустое значение которых недопустимо.

К примеру,помимо идентификатора, недопустимо пустое значение таких полей, как ФИО клиента или мастера, или отсутствие информации о предоставленных клиенту услугах при указании общей стоимости, которую заплатил клиент.

6) Ограничение на значения семантически связанных полей. В данном случае на них накладываются определенные условия или функциональные зависимости. Так, в нашей базе данных значения полей «дата начала отпуска» и «дата окончания отпуска» являются семантически связанными: первая дата является меньшей, чем вторая. В этом случае следует сформулировать ограничение целостности в следующем виде: : «Для каждого объекта заданного класса между значениями свойств С1 и С2 должно всегда выполняться условие: С1<С2».

Важным аспектом реализации ограничений семантической целостности является то, что на значение свойства могут накладываться одновременно несколько видов ограничений. Например, значение свойства «возраст» в таблице «Мастер» имеет ограничение по интервалу (20-50 лет), по формату (только числовое значение), также возможен выбор значения из списка-интервала.