Одна база данных или много?
Один сервер Firebird- за исключением локального встроенного сервера под Windows - может управлять множеством баз данных через свою собственную физическую файловую систему. Для больших предприятий не является необычным использование нескольких баз данных для обслуживания отдельных подсистем подразделений. Поскольку одной базе данных ничего не известно об объектах и зависимостях в другой, требуется аккуратное проектирование, планирование и балансировка системных ресурсов и сетевых сервисов для интеграции таких независимых систем. Обычно подобные базы данных периодически синхронизируются с помощью системы репликации.
При проектировании принимайте во внимание, что Firebird не поддерживает запросы, соединяющие или объединяющие таблицы из различных баз данных. При этом он поддерживает одновременные запросы к множеству баз данных в контексте одной транзакции и при двухфазном ее подтверждении. Таким образом, приложения могут выполнять задачи, которые работают с образами данных из двух и более баз данных и выполняют операторы DML к одной базе данных, используя данные, прочитанные из другой. Подробности о транзакциях с несколькими базами данных и о двухфазном подтверждении см. в главе 27.
Физические объекты
Таблицы
Таблица базы данных обычно визуализируется в виде двумерного блока, состоящего из столбцов (вертикальная размерность) и строк (горизонтальная размерность). Хранимые атрибуты индивидуальных элементов данных задаются в столбцах (обычно связанных с или зависящих от другого столбца) и строках. Таблица может иметь любое количество строк (до 232) или совсем ни одной строки. Хотя каждая строка в одной таблице совместно использует спецификации ее столбцов с любой другой строкой, строки не зависят от других строк в той же таблице.
! ! !
СОВЕТ. Firebird поддерживает техники реализации ссылающихся на себя таблиц - структура строк, которая задает зависимости между строками в той же таблице. Подробности см. в разд. "Ссылающиеся на себя отношения" главы 17.
. ! .
Файлы и страницы
Если вы переходите на Firebird с системы баз данных, которая реализует таблицы в виде физических столбцов и строк файловой системы, то Firebird может преподнести вам некоторые сюрпризы. В Firebird все данные одной базы данных хранятся в одном файле или во множестве связанных файлов. В многофайловых базах данных не существует взаимозависимости между любым объектом базы данных и отдельным элементом множества файлов базы данных.
В рамках файла сервер Firebird управляет блоками диска одного размера, называемыми страницами базы данных. Он управляет некоторыми различными "типами" страниц в соответствии с хранимыми типами данных - например, обычные столбцы таблицы, BLOB, индексы. Когда требуется, сервер размещает новый блок в файловой системе хоста. Все страницы независимо от типа имеют одинаковый размер. Размер страницы должен быть указан в операторе CREATE DATABASE. Он может быть изменен только при выполнении резервного копирования и восстановления базы данных с новым размером страницы при использовании утилиты gbak.
В отличие от файловых систем управления данными Firebird совсем не поддерживает данные таблиц в табличном формате. Строки одной таблицы могут не находиться рядом с другими строками той же таблицы. В действительности строки одной таблицы могут размещаться в разных файлах и на разных дисках. Сервер использует разнообразные типы инвентарных страниц для хранения информации о физическом расположении строк, принадлежащих каждой таблице.
Столбцы и поля
Обобщенно, столбец является совокупностью атрибутов, определяющих элемент данных, который может быть сохранен в одной указанной ячейке в структуре строки таблицы слева направо. При этом столбцы фактически не существуют в таблицах базы данных. Каждый раз, когда запрос обращается к серверу, этот запрос задает набор столбцов и одну или более операций, выполняемых над этими столбцами. Столбцы не обязательно должны располагаться в том же порядке слева направо, как они были определены в таблице. Например, оператор SELECT FIELD3, FIELD1, FIELD2 FROM ATABLE;
выведет набор, где порядок столбцов будет соответствовать указанному в запросе. Запрос может указывать столбцы из разных таблиц: соединений, подзапросов, объединений. Он может определять столбцы, вовсе отсутствующие в базе данных, сделав их вычисляемыми или даже просто задавая их как именованные константы.
Некоторые люди используют термин "поле" вместо столбца, например: "У меня есть таблица TABLEI, содержащая три поля". Часто книги по реляционным базам данных не одобряют использование "поле" как замена для "столбец", предпочитая использовать "поле" в смысле "значение в столбце" или "ссылка на столбец".
В этой книге "поле" используется только как термин для обобщения концепции столбца, аргумента и локальной переменной и для ссылок на выходные элементы, создаваемые во время выполнения. "Столбец" используется для ссылок на физические столбцы, определенные для таблиц.
Ключи
Первичный ключ
Основной частью процесса проектирования базы данных является выделение в логической модели базы данных для каждой таблицы одного уникального столбца или структуры из нескольких столбцов, которая отличает каждую строку от любой другой строки в таблице. Такой уникальный столбец или комбинация столбцов является логическим первичным ключом (primary key). Когда вы создаете вашу физическую модель, вы используете ограничение PRIMARY KEY, чтобы сообщить СУБД, какой столбец или столбцы формируют такую уникальную идентификационную структуру. На таблицу вы можете определить только одно ограничение PRIMARY KEY. Синтаксис рассматривается в разд. "Ограничения" главы 16.
Другие уникальные ключи
В процессе вашего моделирования может случиться так, что по разным причинам вам будет нужно более одного уникального столбца или структуры столбцов в таблице. Для поддержания требуемой уникальности таких столбцов или структур Firebird предоставляет ключ-ограничение UNIQUE. Это является альтернативой первичному ключу и при необходимости иногда может быть использовано вместо первичного ключа.
Внешние ключи
"Кабелями", которые делают реляционную базу данных "реляционной", являются внешние ключи (foreign key). Это столбец или структура столбцов, которая в вашей модели данных является стороной "многие" в отношении один-ко-многим. При физическом проектировании внешний ключ соответствует столбцу или структуре столбцов первичного ключа таблицы стороны "один" в этом отношении.
В следующей простой модели для примера детальные строки заказа связаны с заголовком заказа через ключ ORDER_NUMBER.
Рис. 14.1. Простая связь
Такая модель требует, чтобы каждая строка заголовка имела уникальный ORDER_NUMBER и существовала, по меньшей мере, одна детальная строка заказа для каждой заголовочной строки заказа. Другие правила могут применяться к факту существования и к связи. Firebird предоставляет мощные процедуры триггеров для установки, согласования и применения правил к отношениям. Дополнительно он может автоматизировать множество типичных правил управления отношениями, включая ограничение FOREIGN KEY С дополнительными аргументами действий. Основой для такого ограничения являются сгенерированные системой триггеры ссылочной целостности. Поддержка ссылочной целостности в Firebird вкратце обсуждалась ранее в разд. "Ссылочная целостность" и будет детально рассмотрена в главе 17.
Суррогатные ключи
Столбец, который в вашем анализе был определен как первичный ключ, или элемент первичного ключа почти всегда хранит элемент данных, имеющий некоторое значение. Возьмем, к примеру, таблицу, хранящую данные о человеке:
CREATE TABLE PERSON {
FIRST_NAME VARCHAR(30) NOT NULL,
LAST NAME VARCHAR(50) NOT NULL,
PHONE_NUMBER VARCHAR(18) NOT NULL,
ADDRESS_1 VARCHAR(50),
. . . );
Проектировщик принимает решение, что комбинация (FIRST_NAME, LAST_NAME, PHONE NUMBER) является хорошим кандидатом для первичного ключа. Люди могут использовать один и тот же телефонный номер, но весьма маловероятно, что два человека с одинаковыми именем и фамилией будут использовать один и тот же номер телефона, верно? Таким образом, проектировщик делает следующее:
ALTER TABLE PERSON
ADD CONSTRAINT PK_PERSON PRIMARY KEY
(LAST_NAME, FIRST_NAME, PHONE_NUMBER) ;
Первая проблема с этим первичным ключом в том, что каждый элемент имеет смысл. Каждый элемент поддерживается человеком и может быть изменен или записан с ошибками. Два ключа ('Smith', 'Mary', '43889474') и ('SMITH', 'Mary', '43889474') Не являются одинаковыми и оба могут быть помещены в эту таблицу. Какая запись будет изменена, если магу выйдет замуж или изменит номер телефона?
Вторая проблема заключается в том, что этот сложный ключ будет распространяться в качестве внешнего ключа в любых таблицах, зависящих от PERSON. Подвергается риску не только целостность этого отношения при изменениях или ошибках в данных, но это также требует большого объема памяти - потенциально 98 символов - при реализации отношения внешнего ключа.
Реальные накладки могут появиться, если эти столбцы используют многобайтовые наборы символов или не двоичные порядки сортировки. Размеры индексов ограничены 252 байтами. Для ключей обязательно создаются индексы. Такой ключ будет невозможен просто по причине слишком большого размера.