Основные элементы реляционных баз данных

Реляционная база данных — это конструкция базы данных, которая в 1969 году была официально утверждена ученым из IBM Эдгаром Франком Коддом. В следующем году Кодд опубликовал статью под названием «Реляционная модель данных для больших, совместно используемых банков данных» [8]. Девять лет спустя несколько крупных игроков в сфере технологий, в том числе IBM и Relational Software Inc. (позже ставшая Oracle), начали использовать реляционные базы данных в коммерческих целях. Четыре десятилетия спустя реляционная модель становится наиболее распространенной формой проектирования баз данных.

Чтобы получить элементарное представление о работе реляционных баз данных, важно понимать роль ключевых полей.

Реляционная база данных будет содержать множество таблиц, аналогичных таблице patient_info (рис. 7). Таблицы связаны друг с другом с помощью ключевых полей. Как вы видите на рисунке, таблица patient_info содержит поля, являющиеся первичным ключом и внешним ключом. Каждая таблица в реляционной базе данных должна содержать первичный ключ. Первичный ключ — это уникальный идентификатор записи в таблице. Первичный ключ каждой записи должен быть уникальным и не должен быть нулевым (пустым). Обратите внимание на поле PatientID в таблице patient_info. Поскольку это поле используется как первичный ключ, у каждой записи в таблице значение данного поля должно быть уникально. Иными словами, никакие две записи не могут иметь один и тот же PatientID.

Хотя первичный ключ (в данном случае PatientID) должен быть уникальным, другие поля могут содержать данные, повторяющиеся более чем в одной записи. Рассмотрим поле PrimaryCareDoctorID. Например, если Dr. Waynewright, ID 106547 (см. первую строку рис. 7), лечит нескольких пациентов из базы данных, то его имя и идентификатор могут встречаться в нескольких записях таблицы.

Примечание

В реляционной базе данных таблицы часто называют «связями», так как они содержат набор записей (строк), связанных с различными полями (столбцами). Однако в этой книге мы будем использовать термин «таблица». См. рис. 5 — «Основная терминология».

Внешний ключ — это поле в таблице, значение которого соответствует первичному ключу в другой таблице. Предположим, что в дополнение к нашей таблице patient_info в базе данных существует еще одна таблица с именем primary_care_doctors, в которой в качестве первичного ключа используется поле PrimaryCareDoctorID. В таблице primary_care_doctors строка Dr. Waynewright с ID 106547 появится только в одной записи. Именно совпадение различных ключевых полей в разных таблицах обеспечивает исключительно важную взаимосвязь в реляционной базе данных. Как правило, эти связи отображаются в виде схемы базы данных, также известной как диаграмма «сущность — связь» (ERD, Entity Relationship Diagram), которая служит своего рода эскизом для базы данных.

Рис. 7

Рис. 8

Пока не беспокойтесь, что означают символы 1 и ∞. Очень скоро мы к ним вернемся. А сейчас рассмотрим схему и ее взаимосвязи. В данной схеме всего четыре таблицы, и таблицы связаны друг с другом посредством одного или нескольких общих полей. Поле PatientID — это первичный ключ для таблицы patient_info и одновременно внешний ключ для таблицы lab_orders. Точно так же поле HospitalId — первичный ключ для таблицы hospitals, но это внешний ключ для таблицы primary_care_doctors. Очень просто, правда? Давайте рассмотрим другую схему.

Схема на рис. 9 описывает базу данных для обработки заказов и доставки товаров клиентам. И здесь пора поговорить о символах 1 и ∞, которые находятся на схеме на концах соединительных линий. Эти символы описывают связи между таблицами. Когда на одном конце соединительной линии находится символ 1, а на другом — символ ∞, это означает связь между полями таблиц «один-ко-многим».

Рассмотрим подробнее таблицу products (рис. 10). В ней представлены данные о различных товарах и их атрибутах.

Рис. 9