Потенциальные ключи. Первичный ключ

Согласно свойствам отношений, каждый кортеж в целом уникален, однако отдельные атрибуты могут содержать и повторяющиеся значения. Тем не менее, в каждом отношении можно выделить хотя бы одну группу (подмножество) атрибутов (возможно, один атрибут), содержащих гарантированно уникальные значения.

Потенциальным ключом отношения (Candidate Key - CK) называют подмножество атрибутов отношения, которое удовлетворяет двум свойствам:

1. Уникальность (не существует двух одинаковых значений)

2. Безизбыточность (никакое подмножество потенциального ключа не является потенциальным ключом)

Различают простые и составные потенциальные ключи (например, серия и номер паспорта – составной потенциальный ключ, а ИНН - простой).

В каждом отношении можно выделить один или несколько потенциальных ключей. Если таких ключей несколько, один из них выбирается в качестве первичного ключа (Primary Key - PK).

Первичные ключи используются в качестве общих столбцов для связывания таблиц. Поэтому в качестве первичного ключа обычно выбирают самый короткий, чаще всего, числовой атрибут, для которого гарантируется не только уникальность, но и неизменность значений. На практике часто невозможно выделить такой атрибут, в этом случае используют дополнительный атрибут, называемый суррогатным ключом, который автоматически заполняется уникальными значениями и никогда не изменяется.

Все потенциальные ключи отношения, которые не являются первичным ключом, называются альтернативными ключами.

Ни в одном из потенциальных ключей NULL-значения недопустимы.

Внешние ключи

Первичные ключи отношений используются в качестве общих атрибутов при связывании отношений. Для этой цели вводятся понятия родительского (главного) отношения и дочернего (подчиненного) отношения. Первичный ключ родительского отношения, экспортированный в дочернее отношение в качестве связующего атрибута, называется внешним ключом дочернего отношения. Посредством внешнего ключа кортежи дочернего отношения ссылаются на соответствующие им кортежи родительского отношения.

Определим данное понятие более формально. Назовем внешним ключом (foreign key - FK) такое подмножество атрибутов дочернего отношения, что для любого его непустого значения обязательно найдется равное значение первичного ключа главного отношения.

Обратное утверждение не справедливо, т.е. в родительском отношении могут найтись такие кортежи, на которые не ссылаются никакие кортежи дочернего отношения. Например, в отношении Сотрудники могут быть кортежи, для которых нет ни одного связанного кортежа в отношении Дети_Сотрудников.

Значения внешних ключей не обязаны быть (и обычно не бывают) уникальными в своем отношении (продолжая пример с сотрудниками и детьми – у сотрудников может быть несколько детей, все они содержит одинаковые значения внешнего ключа).

Во внешнем ключе NULL-значения допустимы, в отличие от первичного ключа, однако на практике такая необходимость встречается крайне редко.