Базы данных используются в любой деятельности: в банковской и финансовой отраслях, туристическом бизнесе, складских хозяйствах, на производстве и в обучении. Они представляют собой совокупность таблиц, имеют четкие свойства и подчиняются строгим требованиям. В реляционных БД таблицы называют отношениями.
Что такое первичный ключ в БД
В базе данных первичный ключ таблицы – это один из ее столбцов (Primary key). Разберемся на примере, как это выглядит. Представим простое отношение студентов университета (назовем его "Студенты").
| Фамилия | Имя | Год рождения | Факультет | Курс | Средний балл |
| Иванов | Иван | 1999 | Экономический | 3 | 3,8 |
| Кузнецов | Петр | 2000 | Журналистики | 2 | 4,1 |
| Михайлов | Сергей | 2000 | Технологический | 2 | 4,0 |
| Козлов | Евгений | 1998 | Технологический | 4 | 4,5 |
| Иванов | Антон | 2000 | Юридический | 2 | 3,6 |
Нам необходимо однозначно определить студента по одному столбцу. Для этого информация в этом столбце для каждой записи должна быть уникальной. Но имеющиеся данные в этом отношении не дают нам однозначно идентифицировать запись, так как на одном курсе и одном факультете могут учиться однофамильцы, тезки и учащиеся с одинаковыми фамилиями и именами. Первичный ключ в базе данных служит для точного определения необходимой строки в отношении. Чаще всего в этом качестве используется числовое поле, автоматически возрастающее с вводом записи (автоинкрементный столбец-идентификатор).
Простой и составной первичный ключ
Primary key может быть простым и составным. Если уникальность записи определяется значением только в одном поле, как описано выше, мы имеем дело с простым ключом. Составной ключ – это первичный ключ базы данных, состоящий из двух и более полей. Рассмотрим следующее отношение клиентов банка.
| Ф. И. О. | Дата рождения | Серия паспорта | Номер паспорта |
| Иванов П.А. | 12.05.1996 | 75 | 0553009 |
| Сергеев В.Т. | 14.07.1958 | 71 | 4100654 |
| Краснов Л.В. | 22.01.2001 | 73 | 1265165 |
Паспорта людей могут содержать одни и те же серии либо номера, но паспортов с одним и тем же сочетанием серии и номера не существует. Таким образом, поля "Серия паспорта" и "Номер паспорта" станут составным ключом указанного отношения, однозначно идентифицируя человека.
Связи между отношениями
Итак, первичный ключ в базе данных – это один или несколько столбцов таблицы, позволяющий однозначно идентифицировать строку этого отношения. Для чего же он нужен?
Вернемся к первому примеру с отношением "Студенты". В базе данных, кроме этого отношения, хранится и другая информация, например, успеваемость каждого учащегося. Чтобы не повторять всю информацию, что уже содержится в БД, пользуются ключом, ссылаясь на нужную запись. Это выглядит так.
В двух отношениях примера мы видим поле ID. Это первичные ключи в базе данных для этих таблиц. Как видим, в успеваемости содержатся только ссылки на эти поля из других таблиц без необходимости указывать всю информацию из них.
Естественный и суррогатный ключ
Как определяют первичный ключ таблицы базы данных? Два рассмотренных нами примера – "Студенты" и "Клиенты банка" - иллюстрируют понятия естественного и суррогатного ключа. В таблице клиентов банка мы определили ключ, состоящий из полей "Номер" и "Серия паспорта", использовав уже имеющиеся столбцы. Такой ключ называется естественным, для его определения мы не производили никаких изменений и дополнений. В случае с отношением "Студенты" ни одно поле или сочетание полей не давали нам уникальности. Это вынудило нас ввести дополнительное поле с кодом учащегося. Такой ключ называется суррогатным, для него мы добавили еще один служебный столбец в таблицу. Этот столбец не несет никакой полезной информации и служит только для идентификации записей.
Внешний ключ и целостность данных в БД
Все вышеизложенное приводит нас к внешнему ключу (Foreign key) и целостности БД. Foreign key – это поле, ссылающееся на Primary key внешнего отношения. В таблице успеваемости это столбцы "Студент" и "Дисциплина". Их данные отсылают нас к внешним таблицам. То есть поле "Студент" в отношении "Успеваемость" - это Foreign key, а в отношении "Студент" это первичный ключ в базе данных.
Важным принципом построения баз данных является их целостность. И одно из ее правил – целостность по ссылкам. Это значит, что внешний ключ таблицы не может ссылаться на несуществующий Primary key другого отношения. Нельзя удалить из отношения "Студент" запись с кодом 1000 – Иванов Иван, если на нее ссылается запись из таблицы успеваемости. В правильно построенной БД при попытке удаления вы получите ошибку, что это поле используется.
Существуют и другие группы правил целостности, а также другие ограничения баз данных, которые также заслуживают внимания и должны быть учтены разработчиками.
