База данных

В этом случае речь идет о  том, что каждый без исключения атрибут  ключа родительского класса сущностей  должен мигрировать в дочерний класс  сущностей.

Такой вид связи называется идентифицирующей , так как ключ родительского класса сущности целиком участвует в идентификации дочерних сущностей.

Среди связей идентифицирующего  типа, в свою очередь, выделяют еще  два возможных самостоятельных  типа связей. Итак, идентифицирующие связи  бывают двух следующих типов:

1) полностью идентифицирующими.

Идентифицирующая связь  называется полностью идентифицирующей в том и только в том случае, когда атрибуты мигрирующего первичный  ключа родительского класса сущностей  полностью формируют первичный (и одновременно внешний) ключ дочернего класса сущностей.

Полностью идентифицирующую связь еще иногда называют категориальной , потому что полностью идентифицирующая связь идентифицирует дочерние сущности по всем категориям;

2) не полностью идентифицирующими.

Идентифицирующая связь  называется не полностью идентифицирующей в том и только в том случае, когда атрибуты мигрирующего первичного ключа родительского класса сущностей  лишь частично формирует первичный (и одновременно внешний) ключ дочернего  класса сущностей.

Таким образом, помимо ключа  с маркером ^P_FK будет также присутствовать ключ с маркером PK. При этом внешний ключ PFK дочернего класса сущностей будет полностью определяться первичным ключом PK родительского класса сущностей, а просто первичный ключ PK этого дочернего отношения не будет определяться первичным ключом PK родительского класса сущностей, он будет сам по себе.

2. Схема миграции  ∃PK (PK | → FK);

Такая схема миграции должна читаться следующим образом: существуют такие атрибуты первичного ключа  родительского класса сущностей, которые  при миграции переносятся в состав обязательно неключевых атрибутов  дочернего класса сущностей.

Таким образом, в этом случае речь идет о том, что некоторые , а не все, как в предыдущем случае, атрибуты первичного ключа родительского класса сущностей переносятся в дочерний класс сущностей. Кроме того, если предыдущая схема миграции определяла миграцию в первичный ключ дочернего отношения, который при этом становился еще и внешним ключом, то последний вид миграции определяет, что атрибуты первичного ключа родительского класса сущностей мигрируют в обычные, изначально неключевые атрибуты, которые уже после этого приобретают статус внешнего ключа.

Такой тип связи называется неидентифицирующим , ведь, действительно, родительский ключ целиком не участвует в формировании дочерних сущностей, он просто не идентифицирует их.

Среди неидентифицирующих связей также выделяют два возможных  типа связей. Таким образом, неидентифицирующие связи бывают двух следующих видов:

1) обязательно неидентифицирующими.

Неидентифицирующие связи  называются обязательно не идентифицирующими  в том и только в том случае, когда Null-значения для всех атрибутов мигрирующего ключа дочернего класса сущностей запрещены;

2) необязательно неидентифицирующими.

Неидентифицирующие связи  называются не обязательно неидентифицирующими  в том и только в том случае, когда Null-значе-ния для некоторых атрибутов мигрирующего ключа дочернего класса сущностей разрешены.

Обобщим все вышесказанное  в виде следующей таблицы, чтобы  облегчить задачу систематизации и  понимания приведенного материала. Также в эту таблицу мы включим  информацию о том, какие типы связей («не более одного к одному», «многие  к одному», «многие к не более  одному») соответствуют каким видам  связей (полностью идентифицирующими, не полностью идентифицирующими, обязательно  не идентифицирующими, не обязательно  не идентифицирующими).

Итак, между родительскими  и дочерними классами сущностей  устанавливается следующий тип  связей в зависимости от вида связи.

 

Итак, мы видим, что во всех случаях, кроме последнего, ссылка не пустая (not null) → 1.

Заметим такую тенденцию, что на родительском конце связи  во всех случаях, кроме последнего, устанавливается кратность «один». Это происходит потому, что значению внешнего ключа в случаях этих связей (а именно, полностью идентифицирующая, не полностью идентифицирующая и  обязательно не идентифцирующая  виды связей) обязательно должно соответствовать (и притом единственное) значение первичного ключа родительского класса сущностей. А в последнем случае из-за того, что значение внешнего ключа допускает равенство Null-значению (флажок допустимости FK: null), на родительском конце связи устанавливается кратность «не более одного».

Проводим наш анализ дальше. На дочернем конце связи во всех случаях, за исключением первого, устанавливается  кратность «много». Это происходит потому, что за счет неполной идентификации, как во втором случае, (или вообще отсутствия таковой, во втором и третьем  случаях), значение первичного ключа  родительского класса сущностей  может многократно встречаться  среди значений внешнего ключа дочернего  класса. А в первом случае связь  – полностью идентифицирующая, поэтому  атрибуты первичного ключа родительского  класса сущностей можгут встречаться  среди атрибутов ключей дочернего  класса сущностей только однажды.

 

Лекция  № 12. Связи классов сущностей

 

Итак, все пройденные нами понятия, а именно диаграммы и  их виды, кратности и виды связей, а также виды миграции ключей, теперь помогут нам в прохождении  материала о тех же связях, но уже между конкретными классами сущностей.

Среди них, как мы увидим, тоже бывают связи различных видов.

1. Иерархическая  рекурсивная связь

 

Первым видом связи  классов сущностей между собой, который мы рассмотрим, является так  называемая иерархическая рекурсивная связь .

Вообще рекурсия  (или рекурсивная связь ) – это связь класса сущностей с самим собой.

Иногда по аналогии с жизненными ситуациями такую связь еще называют «рыболовный крючок».

Иерархической рекурсивной связью  (или просто иерархической рекурсией ) называется любая рекурсивная связь типа «не более одного ко многим».

Иерархическая рекурсия чаще всего используется для того, чтобы  хранить данные древовидной структуры.

При задании иерархической  рекурсивной связи первичный  ключ родительского класса сущностей (который в данном конкретном случае одновременно выступает и в роли дочернего класса сущностей) должен мигрировать в качестве внешнего ключа в состав обязательно неключевых атрибутов того же класса сущностей. Все это необходимо для поддержания  логической целостности самого понятия «иерархическая рекурсия».

Таким образом, с учетом всего  вышесказанного, можно сделать вывод, что иерархическая рекурсивная  связь может быть только не обязательно не идентифицирующей  и никакой другой, потому что в случае использования любого другого вида связи, Null-значения для внешнего ключа были бы недопустимы и рекурсия была бы бесконечной.

Важно также помнить, что  атрибуты не могут появляться дважды в одном и том же классе сущностей  под одним и тем же именем. Поэтому  атрибуты мигрировавшего ключа обязательно  должны получить так называемое имя  роли.

Таким образом, в иерархической  рекурсивной связи атрибуты узла расширяются внешним ключом, представляющим необязательную ссылку на первичный  ключ узла, являющийся его непосредственным предком.

Построим презентационную  и ключевую диаграммы, реализующую  иерархическую рекурсию в реляционной  модели данных, и приведем пример табличной  формы.

Сначала составим презентационную  диаграмму:

 

Теперь построим более  подробную – ключевую диаграмму:

 

Рассмотрим пример, наглядно иллюстрирующий такой вид связи, как иерархическая рекурсивная  связь. Пусть нам дан следующий  класс сущностей, состоящий, как  и предыдущий пример, из атрибутов  «Код Предка» и «Код Узла». Сначала  покажем табличную форму представления  этого класса сущности:

 

А теперь построим диаграмму, представляющую этот класс сущностей. Для этого выделим из таблицы  все необходимые для этого  сведения: предка у узла с кодом  «единица» не существует или не определен, из этого делаем вывод, что узел «единица»  является вершиной. Этот же самый узел «единица» является предком для узлов с кодом «два» и «три». В свою очередь, у узла с кодом «два» имеются два потомка: узел с кодом «четыре» и узел с кодом «пять». А у узла с кодом «три» – только один потомок – узел с кодом «шесть».

Итак, с учетом всего вышесказанного построим древовидную структуру, отражающую информацию о данных, заложенную в  предыдущей таблице:

 

Итак, мы увидели, что представлять древовидные структуры действительно  удобно при помощи иерархической  рекурсивной связи.

2. Сетевая  рекурсивная связь

 

Сетевая рекурсивная связь  классов сущностей между собой  является как бы многомерным аналогом уже пройденной нами иерархической  рекурсивной связи.

Только если иерархическая  рекурсия определялась как рекурсивная  связь типа «не более одного ко многим», то сетевая рекурсия  представляет собой такую же рекурсивную связь, только уже типа «многие ко многим». Из-за того что в этой связи с каждой стороны участвует много классов сущностей, ее и называют сетевой.

Как уже можно догадаться по аналогии с рекурсией иерархической, связи вида сетевой рекурсии предназначены  для представления графовых структур данных (тогда как иерархические  связи применяются, как мы помним, исключительно для реализации древовидных  структур).

Но, так как в связи  вида сетевой рекурсии заданы связи  типа именно «многие ко многим», без  их дополнительной детализации не обойтись. Поэтому для уточнения всех имеющихся  в схеме связей типа «многие ко многим» становится необходимым  создать новый самостоятельный  класс сущностей, содержащий все  ссылки на предка или потомка связи  «Предок – Потомок». Такой класс  в общем случае называется классом ассоциативных сущностей .

В нашем частном случае (в базах данных, подлежащих рассмотрению в нашем курсе) ассоциативная  сущность не имеет собственных дополнительных атрибутов и называется именующей , так как именует связи «Предок – Потомок» путем ссылок на них. Таким образом, первичный ключ класса сущностей, представляющего узлы сети, должен дважды мигрировать в классы ассоциативных сущностей. В этом классе мигрировавшие ключи в совокупности должны образовывать составной первичный ключ.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что устанавливающие  связи при использовании сетевой  рекурсии должны быть не полностью  идентифицирующими и никакими другими.

Так же как и при использовании  иерархической рекурсивной связи, при применении в качестве связи  сетевой рекурсии ни один атрибут  не может появляться дважды в одном  классе сущностей под одним и  тем же именем. Поэтому, как и в  прошлый раз, специально оговаривается, что все атрибуты мигрирующего ключа  обязательно должны получить имя  роли.

Для иллюстрирования работы сетевой рекурсивной связи, построим презентационную и ключевую диаграммы, реализующие сетевую рекурсию в реляционной модели данных.

Сначала представим презентационную  диаграмму:

 

А теперь построим более подробную  ключевую диаграмму:

 

Что мы здесь видим? А видим  мы, что обе связи, имеющиеся в  данной ключевой диаграмме, являются связями  вида «многие к одному». Причем кратность  «0… ∞ » или кратность «много»  стоит на конце связи, обращенной к именующему классу сущностей. Действительно, ведь ссылок много, а ссылаются они  все на какой-то один код узла, являющийся первичным ключом класса сущностей «Узлы».

И, наконец, рассмотрим пример, иллюстрирующий работу такого вида связи  классом сущностей как сетевая  рекурсия. Пусть нам дано табличное  представление некоторого класса сущностей, а также именующий класс сущностей, содержащий информацию о ссылках. Приведем эти таблицы.

Узлы:

 

Ссылки:

 

Действительно, вышеприведенное  представление исчерпывающе: оно  дает всю необходимую информацию для того, чтобы без труда воспроизвести  зашифрованную здесь графовую структуру. Например, мы без всяких препятствий  можем увидеть, что у узла с  кодом «один» имеются три потомка  соответственно с кодами «два», «три»  и «четыре». Также мы видим, что  у узлов с кодами «два» и  «три» потомков не имеется вообще, а у узла с кодом «четыре» имеются (также как и у узла «один») три потомка с кодами «один», «два» и «три».

Изобразим граф, заданный классами сущностей, приведенными выше:

 

Итак, только что построенный  нами граф и является теми данными, для связывания классов сущностей  которых и использовалась связь  вида сетевой рекурсии.

3. Ассоциация

 

Из всех видов связей, входящих в рассмотрение нашего конкретного  курса лекций, рекурсивными связями  являются только две. Мы их уже успели рассмотреть, это соответственно иерархическая  и сетевая рекурсивные связи.

Все остальные виды связей, которые нам предстоит рассмотреть, не являются рекурсивными, а представляют собой, как правило, связь нескольких родительских и нескольких дочерних классов сущностей. Причем, как можно  догадаться, родительские и дочерние классы сущностей теперь уже никогда  не будут совпадать (действительно, ведь речь уже не идет о рекурсии).

Связь, о которой пойдет речь в этом параграфе лекции, называется ассоциацией и относится как  раз к нерекурсивному виду связей.

Итак, связь, называемая ассоциацией , реализуется как взаимосвязь между несколькими родительскими классами сущностей и одним дочерним классом сущностей. И при этом, что любопытно, эта взаимосвязь описывается связями различных типов.