泛化约束

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数据库管理系统（DBMS）是当今计算机世界的基础，它使得数据存储、检索、管理和处理成为可能。DBMS 使用多种技术来确保数据的完整性、一致性和安全性。DBMS 最重要的特性之一是其将数据泛化以适合各种应用程序的能力。为了确保数据准确和最新，必须考虑 DBMS 泛化约束。

泛化是通过消除冗余信息和简化内容来概括信息的过程。此技术有助于使数据更易于管理，并使其适用于各种目的。例如，销售数据库可以包含每个客户过去所有购买的详细记录，包括日期、时间和购买的商品。但是，此数据可以通过汇总每个客户在特定时间段内进行的所有购买来进行泛化，以用于营销目的。

泛化可能适用的三种约束如下：

• 成员资格约束

  • 条件定义的成员资格约束

  • 用户定义的成员资格约束

• 不相交约束

  • 不相交约束

  • 重叠约束

• 完整性约束

  • 完全完整性约束

  • 部分完整性约束

成员资格约束

条件定义的成员资格约束

在数据库管理系统 (DBMS) 中，条件定义的成员资格约束 (CDMC) 指定了为了将属性值包含在特定集合或组中必须满足的要求数量。CDMC 的其他名称包括集合成员资格约束和条件成员资格约束。

• 成员资格由实体是否满足显式条件或谓词来确定，这些条件或谓词位于条件定义的较低级别实体集中。

• 例如，如果包含名为 job_type 的属性，则满足条件 job_type="secretary" 和 job_type="instructor" 的任何实体分别包含在较高级别实体集 employee 的 secretary 和 instructor 中。

• 这种形式的泛化被称为属性定义，因为使用相同的属性 (job_type) 来评估所有较低级别的实体。

用户定义的成员资格约束

在数据库管理系统 (DBMS) 中，一种称为用户定义成员约束 (UDMC) 的约束类型允许用户为特定属性指定自己的成员资格条件。当常规约束（如域和引用完整性约束）不足以强制数据一致性要求时，UDMC 可能很有用。

• 成员资格条件不考虑用户定义的较低级别实体集；相反，数据库用户将实体分配到特定的实体集。

• 例如，如果大学员工需要在就业三个月后加入四个工作团队之一，我们将这些团队表示为较高级别员工实体集的四个较低级别实体集。

• 员工不会根据明确的定义标准自动分配到特定的团队实体。

• 团队分配是由负责此选择的用户的个别用户进行的。

不相交约束

不相交约束

不相交约束是在数据库管理系统 (DBMS) 中使用的一种约束类型，用于防止数据库元素之间出现重叠或冲突的关系。

例如，考虑一个包含两个表的大学数据库：“学生”表和“教师”表。可以使用不相交约束来确保学生不能同时是教师，反之亦然。因此，“学生”数据库中的记录和“教师”表中的记录不能具有相同的密钥值，因此不能表示同一个人。

它规定专业化的子类必须是不同的，并且一个实体不能属于多个较低级别的实体集。

重叠约束

数据库管理系统 (DBMS) 中的重叠约束是指两个或多个约束相互冲突并影响相同数据项或数据项集合的情况。

例如，假设一个表包含有关员工的信息，例如他们的年龄和工作经验。该表上可能存在两个约束：

• 员工的年龄不能为负值。

• 员工的经验不能超过其年龄。

在这种情况下，由于第二个约束取决于第一个约束的结果，因此它们会重叠。如果员工的年龄为负数，则无法满足第二个条件。

为了避免重叠约束，必须仔细设计数据库结构和对数据施加的约束。这包括确保约束一致地应用于所有相关数据项，并且不重复或相互冲突。通常应使约束尽可能简单，并避免复杂的约束关系（如果可能）。

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完整性约束

完全完整性约束

• 完全完整性约束是数据库管理系统 (DBMS) 中的要求，它确保表的每个可能属性值都存在。

• 例如，假设一个表包含有关客户的信息，例如姓名和首选联系方式（例如电子邮件、电话和邮政）。为了满足“完全完整性”条件，每个可能的“首选联系方式”属性值（例如电子邮件、电话和邮件）都必须在数据库中表示。

• 完全完整性约束确保考虑所有可能的值，以防止数据中的错误或不一致。在使用数据进行分析或决策时，这可能非常重要。

• 数据库设计人员可以使用域或枚举数据类型声明属性的允许值，然后使用检查约束或验证规则来确保表中表示每个可能的值，从而在 DBMS 中强制执行完全完整性约束。例如，检查约束可以声明变量“首选联系方式”的值必须位于“电子邮件、电话、邮件”域内。

部分完整性约束

• 在数据库管理系统 (DBMS) 中，部分完整性约束是一种约束类型，它允许表的某些可能属性值不存在，同时仍确保存在的任何值都是有效的。

• 例如，假设一个表包含有关员工的信息，例如他们的部门和职位。 “职位”属性可以受到部分完整性约束，该约束允许表中缺少某些职位，同时仍确保存在的任何职位都是有效的（即，它们必须位于组织当前存在的职位类别中）。

• 部分完整性约束用于允许数据中的灵活性，同时仍确保存在的任何数据的有效性和准确性。当数据定义不明确或可能发生变化时，这可能很有用，例如在研究或项目中，其需求会发生变化。

• 数据库设计人员可以使用域或枚举数据类型声明属性的允许值，然后应用可空性约束以允许表中缺少某些值，从而在 DBMS 中实现部分完整性约束。可空性约束可以声明“职位”元素不是必需的，但存在的任何值都必须位于职位标题的允许范围内。

结论

总之，约束对于维护数据库管理系统中数据的准确性、一致性和完整性至关重要。它们为存储在数据库中的信息设置指南和限制，从而限制引入错误或矛盾的信息。它们通过应用引用约束来帮助维护数据库中不同表之间关系的完整性。过度严格或定义不当的约束会对数据库的效率和可用性产生负面影响，因此正确设计和应用约束至关重要。总的来说，约束是维护 DBMS 中数据质量和可靠性的重要工具。