2.4.2. Условия реляционной целостности

В реляционной модели данных должны выполняться два условия целостности данных.

Условие целостности таблицнакладывает ограничения на значения первичного ключа. Они должны бытьуникальнымиинепустыми. Т.о. не каждое поле может быть выбрано в качестве первичного ключа.

Условие ссылочной целостностипредполагает, чтокаждое значение внешнего ключа должно совпадать с одним из значений первичного ключа либо быть неопределенным (т.е. ни на что не ссылаться).

При обновлении подчиненной таблицы, т.е. вставке новых строк или изменении значения внешнего ключа в существующих строках, достаточно следить за тем, чтобы не появились некорректные значения внешнего ключа. Например, при вводе данных о новом сотруднике нельзя указать значение поля КодОтдела, которого нет в главной таблице.

Проблемы возникают при удалении строк из главной таблицы. Существуют три подхода поддержки целостности по ссылкам при удалении строк из главной таблицы. Первый подход заключается в том, что запрещается производить удаление строки, на которую существуют ссылки (т.е. сначала нужно либо удалить ссылающиеся строки из подчиненной таблицы, либо соответствующим образом изменить значения их внешнего ключа). При втором подходе при удалении строки, на которую имеются ссылки, во всех ссылающихся строках подчиненной таблицы значение внешнего ключа автоматически становится неопределенным. Третий подход (каскадное удаление) состоит в том, что при удалении строки из главной таблицы из подчиненной автоматически удаляются все ссылающиеся строки (например, при удалении записи о каком-либо отделе из главной таблицы из подчиненной таблицы удаляются все сотрудники данного отдела).

3 Физическая организация баз данных

3.1. Устройства для хранения баз данных

Современные базы данных имеют объемы, измеряемые в терабайтах (1 Тб = 1024 Гб) и петабайтах (1 Пб = 1024 Тб).

Жесткие диски (винчестеры) обеспечивают наиболее быстрый доступ к данным, поэтому применяются не только для хранения БД, но и для работы с ними. Данных хранятся на керамических или алюминиевых пластинах, на которые с обеих сторон нанесено магнитное покрытие, меняющее свои свойства под воздействием электромагнитных излучений. Для повышения емкости используются одновременно несколько пластин. Емкость современных жестких дисков достигает 500 Гб.

RAID-массивы(RedundantArraysofInexpensiveDisks) – это объединения нескольких жестких дисков в одно логическое устройство для повышения емкости, быстродействия и надежности. Надежность достигается тем, что часть дисков используется для дублирования информации, что обеспечивает восстановление данных при выходе из строя одного или нескольких дисков, а повышение быстродействия тем, что операции записи-чтения одновременно выполняются на нескольких дисках.

CD-диск– это оптический накопитель информации, который изготовлен из полимера и покрыт алюминиевой пленкой. Информация записывается и считывается с этой пленки за счет регистрации изменений интенсивности излучения маломощного лазера, отраженного от алюминиевого слоя.CD-диски являются односторонними носителями информации, имеют небольшой размер, надежны, долговечны и используютсядля хранения БД объемом до 800 Мб.

DVD-диски(DigitalVersatileDisk) – универсальные цифровые диски. Имея те же габариты, что иCD-диски, и похожий принцип работы, они вмещают до 17 Гб информации. В отличие отCD-дисков информация на них может записываться с обеих сторон, а с каждой стороны могут быть нанесены один или два слоя информации.

В новом формате DVD-диска –Blu-Ray-диске, для записи-чтения используется не красный лазер, как уCD- иDVD-дисков, а синий. У него длина волны значительно меньше и толщину дорожки данных можно сделать тоньше, что приводит к значительному увеличению емкости носителя.

Оптические библиотекиобъединяют более десяти приводов для записи-чтения сCD-дисков и позволяют одновременно устанавливать свыше 500 компакт-дисков с возможностью их быстрой смены. Они позволяют хранить БДобъемом от нескольких десятков гигабайт до пяти-шести терабайт.

Роботизированная DVD-библиотека – это массив из сотенDVD-дисков, размещенных в корпусе, внутри которого также расположены приводы, обеспечивающие запись и считывание информации, и механизм робота. При обращении к файлу робот извлекает диск из слота, где он хранится, и вставляет в первый свободный привод. Такие библиотеки имеют модульную конструкцию, что позволяет подключать дополнительные диски, поэтому их емкость можно увеличитьдо десятков терабайт.

Для резервного копирования информации БД используются стримеры, т.е. мини-кассеты с магнитной лентой емкостью от 40 Мб до 13 Гб имагнитооптические диски, запись информации на которые производится при помощи луча лазера и магнитного поля, а считывание – только при помощи лазера.