Свойства реляционных отношений. 
Реляционные ключи

Перечислим свойства, которыми обладают реляционные отношения.

• 1) Каждое отношение имеет имя, отличающееся от имен всех других отношений в реляционной схеме.
• 2) Каждая ячейка таблицы (отношения) имеет ровно одно элементарное или неделимое значение.
• 3) Каждый атрибут имеет уникальное имя.
• 4) Значения атрибута берутся из одного и того же домена.
• 5) Каждый кортеж является уникальным.
• 6) Порядок следования атрибутов и кортежей не имеет значения.

Очевидно, многие свойства отношений происходят от свойств математических отношений. Так, в множестве нет повторяющихся элементов и, соответственно, реляционное отношение не содержит дубликатов. Поскольку отношение является множеством, порядок его элементов не имеет значения. Аналогично, порядок кортежей в реляционном отношении не важен.

Поскольку в отношении нет повторяющихся кортежей, необходим механизм уникальной идентификации каждого кортежа по значениям одного или нескольких атрибутов, называемых реляционными ключами.

Рассмотрим следующие виды реляционных ключей.

Определение Суперключ — это атрибут или множество атрибутов, которое единственным образом идентифицирует кортеж данного отношения.

Суперключ может содержать и необязательные элементы для идентификации кортежа.

Определение Потенциальный ключ — суперключ, не содержащий подмножества, являющего суперключом данного отношения.

Важными свойствами потенциального ключа являются уникальность и неприводимость. Иными словами, в каждом кортеже отношения значение потенциального ключа единственным образом идентифицирует этот кортеж, и никакое подмножество потенциального ключа не обладает свойством уникальности.

Отношение может иметь несколько потенциальных ключей.

Определение Ключ, состоящий из нескольких атрибутов, называется составным.

Важно отметить, что для идентификации потенциального ключа необходимо учитывать смысл используемых атрибутов в описании сущности реального мира. Только в этом случае можно определенно сказать, будут ли повторяться значения выбранного атрибута (или их комбинации). Так, в отношении, содержащем информацию о сотрудниках компании, фамилия сотрудника не может считаться атрибутом, однозначно идентифицирующим запись. Ведь среди сотрудников вполне могут оказаться однофамильцы.

Определение Первичный ключ — это потенциальный ключ, который выбран для уникальной идентификации кортежей внутри отношения.

Поскольку отношение не содержит одинаковых кортежей, всегда есть возможность определить первичный ключ. В некоторых ситуациях все множество атрибутов может служить первичным ключом. Хотя обычно достаточно и меньшего их количества.

Определение Потенциальные ключи, которые не выбраны в качестве первичного ключа, называются альтернативными ключами.

На практике в качестве первичного ключа часто выбирают искусственно введенный атрибут. Например, номер экземпляра сущности единственным образом идентифицирует кортеж отношения.

Определение Внешний ключ — это атрибут или множество атрибутов внутри отношения K, которое соответствует потенциальному ключу некоторого отношения S. При этом отношение S называют родительским отношением, а отношение K — дочерним.

Наличие одного и того же атрибута в нескольких отношениях отражает связь между ними. Так, в таблице Сотрудник, представленной на рис. 2, содержится атрибут Номер_отдела, имеющийся и в таблице Отдел.

Этот общий атрибут устанавливает соотношение между информацией о сотрудниках некоторой компании и подразделениях, в которых они трудятся. Для таблицы Отдел указанный атрибут является первичным ключом. А для таблицы Сотрудник он является внешним ключом.