1.4 Первичный ключ

Первичный ключ (ключ отношения, ключевой атрибут) — атрибут отношения, однозначно определяет каждый из его кортежей (записей).

Ключ может быть составным (сложным), т.е.состоять из нескольких атрибутов.

Например, в отношении МЕБЕЛЬ (Товар, Фирма-производитель, количество призведенного товара) ключевым атрибутом является атрибут Товар (рисунок 1).

Отношение может иметь несколько комбинаций атрибутов. Все эти комбинации атрибутов являются возможными ключами отношения.

Любой из возможных ключей может быть выбран первичным.

Первичный ключ должен состоять из минимального набора атрибутов (ключ является не избыточным).

Ключи используют для достижения следующих целей:

• Исключения дублирования значений в ключевых атрибутах (остальные атрибуты в расчет не принимаются).

• Упорядочения кортежей. Возможно упорядочение по возрастанию всех ключевых атрибутов, а также смешанное упорядочение (по одним – возрастание, а по другим - убывание).

• Ускорение работы с кортежами отношения.

• Организация связывания таблиц.

Замечание. Пусть в отношении Т1 имеется атрибут А1, значение которого является значением ключевого атрибута А2 другого отношения Т2. Тогда отрибут А1 отношения Т1 является внешним ключом.

ФИО

Группа

Специализация

Название предмета

Часы

ФИО

Название предмета

Оценка

5. Условия, позволяющие считать таблицу отношением

• Все строки таблицы должны быть уникальными, т.е. не может быть строк с одинаковыми первичными ключами.

• Имена столбцов должны быть различны, а значения их простыми, т.е. недопустима группа значений в одном столбце одной строки.

• Все строки одной таблицы должны иметь одну структуру, соотвествующую именам и типам столбцов.

• Порядок размещения строк в таблице может быть произвольным.

5. Нормальные формы

Проектирование БД начинается с определением всех объектов, сведений о них, которые будут включены в базу, и определения их атрибутов. Затем атрибуты сводятся в таблицу — исходное отношение.

При этом возможно простое (неизбыточное) и избыточное дублирование данных.

Избыточное дублирование данных создает проблемы при обработке кортежей отношния, называемые аномалиями.

Выделяют три вида аномалий: аномалии модификации (или редактирования), аномалии удаления и аномалии добавления.

Поэтому основной задачей при проектировании БД является уменьшение избыточности данных и, как следствия, аномалий — нормализации ее отношений.

Нормализация — это процесс уменьшения избыточности информации в БД с целью получения более эффективных и гибких способов хранения данных. Это понятие относится к зависимости в реляционных БД. В результате этого таблицы БД разъединяются и данные приводятся в порядок.

Нормальные формы — это линейная последовательность правил перевода из одной нормальной формы в другую более высокого порядка. Правила применяются к БД.

Выделяют следующие последовательности нормальных форм:

• Первая нормальная форма (1НФ). Отношение находится в 1НФ, если значения его атрибутов являются простыми (имеют единственное значение).

• 2НФ. Отношение находится в 2НФ, если находится в 1НФ и каждый неключевой атрибут функционально полно зависит от первичного ключа (составного).

• 3НФ. Отношение находится в 3НФ в том и только том случае, если все неключевые атрибуты отношения взаимно независимы и полностью зависят от первичного ключа. (2НФ + ни одно из ключевых полей таблицы не определяется с помощью иного неключевого атрибута (поля)).