泛化約束

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資料庫管理系統（DBMS）是當今計算機世界的基礎，它使得資料儲存、檢索、管理和處理成為可能。DBMS 使用多種技術來確保資料的完整性、一致性和安全性。DBMS 最重要的特性之一是其將資料泛化以適合各種應用程式的能力。為了確保資料準確和最新，必須考慮 DBMS 泛化約束。

泛化是透過消除冗餘資訊和簡化內容來概括資訊的過程。此技術有助於使資料更易於管理，並使其適用於各種目的。例如，銷售資料庫可以包含每個客戶過去所有購買的詳細記錄，包括日期、時間和購買的商品。但是，此資料可以透過彙總每個客戶在特定時間段內進行的所有購買來進行泛化，以用於營銷目的。

泛化可能適用的三種約束如下：

• 成員資格約束

  • 條件定義的成員資格約束

  • 使用者定義的成員資格約束

• 不相交約束

  • 不相交約束

  • 重疊約束

• 完整性約束

  • 完全完整性約束

  • 部分完整性約束

成員資格約束

條件定義的成員資格約束

在資料庫管理系統 (DBMS) 中，條件定義的成員資格約束 (CDMC) 指定了為了將屬性值包含在特定集合或組中必須滿足的要求數量。CDMC 的其他名稱包括集合成員資格約束和條件成員資格約束。

• 成員資格由實體是否滿足顯式條件或謂詞來確定，這些條件或謂詞位於條件定義的較低級別實體集中。

• 例如，如果包含名為 job_type 的屬性，則滿足條件 job_type="secretary" 和 job_type="instructor" 的任何實體分別包含在較高級別實體集 employee 的 secretary 和 instructor 中。

• 這種形式的泛化被稱為屬性定義，因為使用相同的屬性 (job_type) 來評估所有較低級別的實體。

使用者定義的成員資格約束

在資料庫管理系統 (DBMS) 中，一種稱為使用者定義成員約束 (UDMC) 的約束型別允許使用者為特定屬性指定自己的成員資格條件。當常規約束（如域和引用完整性約束）不足以強制資料一致性要求時，UDMC 可能很有用。

• 成員資格條件不考慮使用者定義的較低級別實體集；相反，資料庫使用者將實體分配到特定的實體集。

• 例如，如果大學員工需要在就業三個月後加入四個工作團隊之一，我們將這些團隊表示為較高級別員工實體集的四個較低級別實體集。

• 員工不會根據明確的定義標準自動分配到特定的團隊實體。

• 團隊分配是由負責此選擇的使用者的個別使用者進行的。

不相交約束

不相交約束

不相交約束是在資料庫管理系統 (DBMS) 中使用的一種約束型別，用於防止資料庫元素之間出現重疊或衝突的關係。

例如，考慮一個包含兩個表的大學資料庫：“學生”表和“教師”表。可以使用不相交約束來確保學生不能同時是教師，反之亦然。因此，“學生”資料庫中的記錄和“教師”表中的記錄不能具有相同的金鑰值，因此不能表示同一個人。

它規定專業化的子類必須是不同的，並且一個實體不能屬於多個較低級別的實體集。

重疊約束

資料庫管理系統 (DBMS) 中的重疊約束是指兩個或多個約束相互衝突並影響相同資料項或資料項集合的情況。

例如，假設一個表包含有關員工的資訊，例如他們的年齡和工作經驗。該表上可能存在兩個約束：

• 員工的年齡不能為負值。

• 員工的經驗不能超過其年齡。

在這種情況下，由於第二個約束取決於第一個約束的結果，因此它們會重疊。如果員工的年齡為負數，則無法滿足第二個條件。

為了避免重疊約束，必須仔細設計資料庫結構和對資料施加的約束。這包括確保約束一致地應用於所有相關資料項，並且不重複或相互衝突。通常應使約束儘可能簡單，並避免複雜的約束關係（如果可能）。

完整性約束

完全完整性約束

• 完全完整性約束是資料庫管理系統 (DBMS) 中的要求，它確保表的每個可能屬性值都存在。

• 例如，假設一個表包含有關客戶的資訊，例如姓名和首選聯絡方式（例如電子郵件、電話和郵政）。為了滿足“完全完整性”條件，每個可能的“首選聯絡方式”屬性值（例如電子郵件、電話和郵件）都必須在資料庫中表示。

• 完全完整性約束確保考慮所有可能的值，以防止資料中的錯誤或不一致。在使用資料進行分析或決策時，這可能非常重要。

• 資料庫設計人員可以使用域或列舉資料型別宣告屬性的允許值，然後使用檢查約束或驗證規則來確保表中表示每個可能的值，從而在 DBMS 中強制執行完全完整性約束。例如，檢查約束可以宣告變數“首選聯絡方式”的值必須位於“電子郵件、電話、郵件”域內。

部分完整性約束

• 在資料庫管理系統 (DBMS) 中，部分完整性約束是一種約束型別，它允許表的某些可能屬性值不存在，同時仍確保存在的任何值都是有效的。

• 例如，假設一個表包含有關員工的資訊，例如他們的部門和職位。 “職位”屬性可以受到部分完整性約束，該約束允許表中缺少某些職位，同時仍確保存在的任何職位都是有效的（即，它們必須位於組織當前存在的職位類別中）。

• 部分完整性約束用於允許資料中的靈活性，同時仍確保存在的任何資料的有效性和準確性。當資料定義不明確或可能發生變化時，這可能很有用，例如在研究或專案中，其需求會發生變化。

• 資料庫設計人員可以使用域或列舉資料型別宣告屬性的允許值，然後應用可空性約束以允許表中缺少某些值，從而在 DBMS 中實現部分完整性約束。可空性約束可以宣告“職位”元素不是必需的，但存在的任何值都必須位於職位標題的允許範圍內。

結論

總之，約束對於維護資料庫管理系統中資料的準確性、一致性和完整性至關重要。它們為儲存在資料庫中的資訊設定指南和限制，從而限制引入錯誤或矛盾的資訊。它們透過應用引用約束來幫助維護資料庫中不同表之間關係的完整性。過度嚴格或定義不當的約束會對資料庫的效率和可用性產生負面影響，因此正確設計和應用約束至關重要。總的來說，約束是維護 DBMS 中資料質量和可靠性的重要工具。