申論題

在資料模型中，限制（Constraints）是資料庫狀態在任何時刻必須滿足的條件。這些限制有助於確保資料的一致性和完整性。以下論述實體關聯模型（ER Models）有關實體間對應的兩個限制及關聯模型（Relational Models）的三個限制，並說明關聯資料庫模型如何表示實體關聯模型的這兩個限制。

實體關聯模型（ER Models）的兩個限制

1. 基數限制（Cardinality Constraints）

   • 基數限制描述了實體間的關係中，每個實體最多能夠參與多少次關係。它通常分為以下幾種：
     • 一對一（1:1）：一個實體 A 中的一個實例至多只能與實體 B 中的一個實例相關聯，反之亦然。
     • 一對多（1
        
       ）：一個實體 A 中的一個實例可以與實體 B 中的多個實例相關聯，但實體 B 中的一個實例至多只能與實體 A 中的一個實例相關聯。
     • 多對多（M
        
       ）：實體 A 中的一個實例可以與實體 B 中的多個實例相關聯，反之亦然。

2. 參與限制（Participation Constraints）

   • 參與限制描述了實體是否必須參與某種關係。它可以是部分參與（Partial Participation）或完全參與（Total Participation）。
     • 部分參與：實體中的一些實例可以不參與關係。
     • 完全參與：實體中的所有實例都必須參與至少一次關係。

關聯模型（Relational Models）的三個限制

1. 實體完整性限制（Entity Integrity Constraint）

   • 這限制要求每個關係的主鍵（Primary Key）中的屬性值必須唯一且非空。這保證了每個實例在關係中有唯一的標識。

2. 參照完整性限制（Referential Integrity Constraint）

   • 這限制要求外鍵（Foreign Key）必須指向另一個關係中的有效主鍵或候選鍵。如果外鍵值非空，則它必須匹配目標關係中的某個主鍵值，這保證了不同關係之間的關聯是有效的。

3. 域約束（Domain Constraint）

   • 這限制要求每個屬性必須只包含預定義域中的值。這保證了屬性值的合法性和一致性。

關聯資料庫模型如何表示實體關聯模型的限制

1. 基數限制（Cardinality Constraints）

• 一對一（1:1）

  • 在關聯模型中，這可以通過在兩個關係中的外鍵設置唯一性約束來實現。例如，關係 R1 和 R2，R1 中的外鍵指向 R2 的主鍵且設置為唯一，反之亦然。

• 一對多（1

   
  ）

   

  • 在關聯模型中，這可以通過在 "多" 端的關係中設置外鍵來實現。即 R1（"一" 端）的主鍵作為 R2（"多" 端）的外鍵。外鍵列不需要設置唯一性約束。

• 多對多（M

   
  ）

   

  • 在關聯模型中，這可以通過創建一個連結關係（Junction Table）來實現。這個連結關係包含兩個外鍵，分別指向涉及的兩個關係的主鍵，並且這兩個外鍵的組合構成該連結關係的主鍵。

2. 參與限制（Participation Constraints）

• 部分參與

  • 在關聯模型中，這不需要特別的處理，因為部分參與的實體可以自然地存在於關係中，而不必參與到關係中的每個實例。

• 完全參與

  • 在關聯模型中，這可以通過添加 NOT NULL 約束和使用觸發器（Trigger）來實現。外鍵列設置為 NOT NULL，並可以使用觸發器來檢查插入和更新操作，以確保所有實例都參與到至少一個關係中。

總結

關聯資料庫模型可以通過使用主鍵和外鍵以及其他約束來表示實體關聯模型中的基數和參與限制。實體完整性、參照完整性和域約束等限制在關聯模型中被用來確保數據的一致性和完整性。這些限制在實踐中能夠幫助維護資料庫的穩定性和準確性。