Presentazione 11.1
Vincoli sulle basi di dati
Informatica Generale (Prof. Luca A. Ludovico)
Informazione incompleta e valori nulli
• ll modello relazionale impone ai dati una struttura
rigida:
– le informazioni sono rappresentate per mezzo di n-uple
– le n-uple ammesse sono dettate dagli schemi di relazione
• Nella pratica, però, i dati disponibili possono non
corrispondere esattamente al formato previsto, per
varie ragioni.
• Non è corretto (e talvolta nemmeno possibile) usare
un valore del dominio per indicare l’assenza di un
valore significativo.
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Presentazione 11.1
Il valore nullo NULL
• E’ valore aggiuntivo rispetto a quelli del dominio.
• Denota l’assenza di informazione nella base di dati.
• Uso per scopi diversi:
1.
2.
3.
4.
Per sostituire valore appartenente al dominio ma non noto
Inapplicabilità dell’attributo
Inesistenza del valore
Non si dispone di informazione: il valore può esistere o
meno, e se esiste non lo conosciamo
• In alcuni casi, il valore NULL è inammissibile
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Esempio
Città
Prefettura
Roma
Via Quattro Novembre
Firenze
NULL
Esiste ma non è noto
Tivoli
NULL
Non esiste
Prato
NULL
Non sappiamo se esista,
nel caso non è noto
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Vincoli di integrità
• Non è vero che qualsiasi insieme di n-uple sullo
schema rappresenti informazioni corrette per
l’applicazione.
• Non solo per quanto riguarda i valori nulli.
Studente
Voto
Lode
Corso
710566
36
768911
30
lode
03
743284
28
lode
04
710233
25
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Presentazione 11.1
01
01
Vincoli di integrità
• Un vincolo è un predicato che associa a ogni istanza un
valore di verità: vero o falso.
• Serve ad evitare l’occorrenza di situazioni
indesiderate.
• Se il predicato assume il valore vero, allora l’istanza
soddisfa il vincolo.
• Ad uno schema di base di dati si associa un insieme di
vincoli e si considerano corrette (o lecite, o
ammissibili) le istanze che soddisfano tutti i vincoli.
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Classificazione dei vincoli
A seconda degli elementi della base di dati coinvolti:
• Vincolo intrarelazionale: il suo soddisfacimento è
definito rispetto a singole relazioni della base di dati
– Vincolo di tupla: viene valutato su ciascuna tupla
indipendentemente dalle altre
– Vincolo su valori o di dominio: è un caso ancora più specifico
che viene valutato sui singoli valori
• Vincolo interrelazionale: coinvolge più relazioni
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Vincoli di tupla
• Esprimono condizioni sui valori di ciascuna tupla,
indipendentemente dalle altre.
• Possibile sintassi: basata su espressioni booleane con
operatori AND, OR e NOT
• Esempi:
– Vincolo di dominio
(Voto >= 18) AND (Voto <= 30)
– Vincolo di tupla
(Voto = 30) OR (NOT (Lode = “lode”))
Verifica: 21 è ok, 30 è ok, 30 e lode è ok, 28 e lode no.
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Chiavi
• Una chiave è un insieme di attributi utilizzato per
identificare univocamente ogni n-upla in una
relazione.
• Definizione formale:
– Un insieme K di attributi è superchiave per la relazione R se R
non contiene due tuple distinte t1 e t2 con t1[K] = t2[K]
– K è chiave di R se è una superchiave minimale di R (ossia non
esiste un’altra superchiave K’ di R contenuta in K come
sottoinsieme proprio)
• Valori nulli e chiave primaria (in inglese primary key).
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Esistenza delle chiavi
• Poiché le relazioni sono insiemi, una relazione non può
contenere n-uple uguali fra loro.
• Ogni relazione ha come superchiave l’insieme degli
attributi su cui è definita.
• Poiché l’insieme di tutti gli attributi è una superchiave
per ogni relazione, ogni schema di relazione ha
almeno una superchiave.
• Ne segue che ogni schema di relazione ha (almeno)
una chiave.
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Come individuare le chiavi
• Considerare le proprietà che i dati soddisfano
nell’applicazione (il “frammento di mondo reale di
interesse”)
• Notare quali insiemi di attributi permettono di
identificare univocamente le n-uple
• Individuare i sottoinsiemi minimali di tali insiemi che
conservano la capacità di identificare le n-uple
• Valutare se i valori presenti nella base di dati non
soddisfino tale vincolo in modo casuale (cioè
dipendente dall’istanza)
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Importanza delle chiavi
• L’esistenza delle chiavi garantisce l’accessibilità a
ciascun dato della base di dati
• Ogni singolo valore è univocamente accessibile
tramite:
– nome della relazione
– nome dell’attributo
– valore della chiave
• Le chiavi sono lo strumento principale attraverso il
quale vengono correlati i dati in relazioni diverse (“il
modello relazionale è basato su valori”)
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Vincoli di integrità referenziale (chiave esterna)
• Sono la più importante classe di vincoli
interrelazionali.
• In inglese: foreign key o referential integrity
constraint.
• Un vincolo di integrità referenziale fra un insieme di
attributi X tra una relazione R1 e un’altra relazione R2
è soddisfatto se i valori su X di ciascuna tupla
dell’istanza di R1 compaiono come valori della chiave
primaria dell’istanza di R2.
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Presentazione 11.1
Valori nulli e azioni compensative
• I vincoli di integrità referenziale possono essere resi
meno restrittivi ammettendo valori nulli.
• Sono possibili meccanismi per il supporto alla gestione
dei vincoli di integrità ("azioni" compensative a seguito
di violazioni)
• Ad esempio, se viene eliminata una n-upla causando
una violazione:
– comportamento “standard”: rifiuto dell'operazione
– azioni compensative: eliminazione in cascata oppure
introduzione di valori nulli
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Vincoli, schemi e istanze
• I vincoli corrispondono a proprietà del mondo reale
modellato dalla base di dati
• Interessano a livello di schema (con riferimento cioè a
tutte le istanze): ad uno schema associamo un insieme
di vincoli che vogliamo siano soddisfatti da tutte le
sue istanze corrette
• Si considerano quindi corrette (valide, ammissibili) le
istanze che soddisfano tutti i vincoli
• Attenzione: un'istanza può soddisfare altri vincoli (per
caso?)
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