 |
Тема 2.2 Первичный и внешний ключ
|
|
|
|
Цель: изучение первичных и внешних ключей
Лекция №9 Первичный ключ
Первичный ключ (англ. primary key) – понятие теории реляционных баз данных, минимальное множество атрибутов, являющееся подмножеством заголовка данного отношения, составное значение которых уникально определяет кортеж отношения. На практике термин первичный ключ обозначает поле (столбец) или группу полей таблицы базы данных, значение которого (или комбинация значений которых) используется в качестве уникального идентификатора записи (строки) этой таблицы.
Смысл
В теории реляционных баз данных таблица представляет собой изначально неупорядоченный набор записей. Единственный способ идентифицировать определённую запись в этой таблице – это указать набор значений одного или нескольких полей, который был бы уникальным для этой записи. Отсюда и происходит понятие первичного ключа — набора полей (атрибутов, столбцов) таблицы, совокупность значений которых определена для любой записи (строки) этой таблицы и различна для любых двух записей.
Использование
Первичный ключ в таблице является базовым уникальным идентификатором для записей. Значение первичного ключа используется везде, где нужно указать на конкретную запись. На использовании первичных ключей основана организация связей между таблицами реляционной БД. Чтобы организовать между двумя таблицами связь типа «один к одному» или «один ко многим» в одну из связываемых таблиц добавляют поле (поля), содержащее значение первичного ключа записи в связанной таблице (такое поле называют внешним ключом). Для организации связи типа «многие ко многим» создают отдельную таблицу (так называемую «таблицу связи» или «таблицу ассоциации»), каждая запись которой содержит первичные ключи двух связанных записей в разных таблицах.
|
|
|
Классификация
Простые и составные ключи
Первичный ключ может состоять из единственного поля таблицы, значения которого уникальны для каждой записи. Так, например, на предприятии не может быть двух работников с одинаковыми табельными номерами, поэтому в таблице, содержащей записи о работниках, табельный номер может быть первичным ключом. Такой первичный ключ называют простым ключом.
Если таблица не имеет единственного уникального поля, первичный ключ может быть составлен из нескольких полей, совокупность значений которых гарантирует уникальность. Так, имя, фамилия, отчество, номер паспорта, серия паспорта не могут быть первичными ключами по отдельности, так как могут оказаться одинаковыми у двух и более людей. Но не бывает двух личных документов одного типа с одинаковыми серией и номером. Поэтому в таблице, содержащей записи о людях, первичным ключом может быть набор полей, состоящий из типа личного документа, его серии и номера. Такой первичный ключ называют составным ключом (англ. compound key, composite key, concatenated key).
Целостность данных
БД содержит некоторые определенные значения атрибутов, которые выражает конкретное состояние объекта реального мира и она нуждается в определении правил целостности, необходимых для того, чтобы данные не вступили в противоречие с реальным миром. Такие правила целостности являются специфическими для каждой БД. Это, по сути, информирование СУБД об ограничениях реального мира, Например, имя – только текстовое значение, значения веса, роста - только положительные и т.п.
Но таких правил целостности недостаточно – не менее важно, чтобы данные внутри самой БД не противоречили друг другу.
Например, в БД Факультет случайно указали, что Иванов Петр учится в группе ИНФ-15, но такой группы на данном факультете нет. Или для того же Петра группу указали правильно – ИНФ-13, но в качестве ФИО ее старосты написали Сидорова Н.М., а на самом деле старостой ИНФ-13 является Андреева С.В.
|
|
|
Для предотвращения подобных ситуаций существуют общие правила целостности реляционных данных. Эти правила связаны с первичными и внешними ключами.
Потенциальные, первичные и альтернативные ключи
Пусть R – некоторое отношение, тогда потенциальный ключ K для R это подмножество множества атрибутов R, для которого выполняются следующие свойства:
1)уникальность, т.е. нет двух различных кортежей в текущем значении переменной отношения R с одинаковыми значениями K;
2)неизбыточность, т.е. никакое подмножество K не обладает свойством уникальности.
Например, в отношении Студенты базы данных Факультет потенциальным ключом может являться один из атрибутов №ЗачетнойКнижки, НомерЛичногоДела или НомерПаспорта, т.к. каждый из них удовлетворяет определению. Но неверно будет назначить потенциальным ключом этого отношения множество нескольких из этих атрибутов, т.к. хотя для такого множества выполняется свойство уникальности, но не выполняется свойство неизбыточности.
Потенциальные ключи предназначены для обеспечения основного механизма адресации на уровне кортежей, т.е. по значению потенциального ключа можно однозначно найти кортеж. В СУБД Access потенциальные ключи называются также индексированными полями (для них в свойстве поля Индексированное поле указывается значение «Да»).
Базовое отношение может иметь несколько потенциальных ключей, но один их них должен быть выбран в качестве первичного ключа. Остальные же потенциальные ключи будут называться альтернативными. Например, в таблице Специальности базы данных Факультет может существовать два потенциальных ключа: ШифрСпециальности и НазваниеСпециальности. Если первичным ключом назначить ШифрСпециальности, тогда альтернативным ключом будет НазваниеСпециальности.
В СУБД Access для первичного ключа значением свойства Индексированное поле указывается значение «Да (совпадения не допускаются)», а для альтернативного может быть такое же или «Да (совпадения допускаются)».
|
|
|
В любом отношении должен быть первичный ключ, значит должен содержаться хотя бы один потенциальный ключ. Это может быть одно поле, а может быть множество нескольких или даже всех полей отношения (в этом случае отношение называется полностью ключевым).
Если же в отношении нет естественных потенциальных ключей или они неудобны для использования в рамках создаваемой БД, то вводят искусственные ключи. Например, в отношении Преподаватели базы данных Факультет можно ввести поле КодПреподавателя, чтобы не использовать номер паспорта, номер личного дела или табельный номер.
Контрольные вопросы
1.
|
|
|
