Типы связей в БД. Нормализация

Сущности (таблицы) в БД не существуют изолированно друг от друга: между ними устанавливаются связи. Для организации связи используются внешние ключи. Например, таблица Заказы может быть связана с таблицей Книги через поле book_id в таблице Заказы, значения которого берутся из поля id таблицы Книги.

Связи между таблицами

1. Один-к-одному (one-to-one) – одной записи в родительской таблице соответствует одна запись в дочерней. Например, человек может иметь только один паспорт, и паспорт может принадлежать только одному человеку. Этот вид связи используют, если не хотят, чтобы таблица БД "распухала" от второстепенной информации. Однако для чтения связанной информации в нескольких таблицах приходится производить ряд операций чтения вместо одной, когда данные хранятся в одной таблице.

2. Один-ко-многим (one-to-many) – одной записи родительской таблицы может соответствовать несколько записей дочерней. Например, преподаватель может вести несколько курсов, но каждый курс может вести только один преподаватель. Это самая классическая связь для реляционных БД.

3. Многие-ко-многим (many-to-many) – каждый экземпляр одной сущности может быть связан с несколькими экземплярами другой сущности и наоборот. Всякую связь "многие–ко–многим" в реляционной базе данных необходимо заменить на связь "один–ко–многим" (одну или более) с помощью введения дополнительных таблиц. Например, студент может записаться на несколько курсов, и каждый курс может иметь несколько студентов. Следует добавить новую таблицу Расписание, которое будет связывать таблицы Студенты и Курсы.

Нормализация данных

Нормализация – это организация данных в таблицах таким образом, чтобы устранить дублирование и избыточность данных и тем самым избежать нарушения целостности данных при их изменении (аномалий).

Когда одни и те же данные хранятся в базе в нескольких местах, это приводит к аномалиям, то есть, к расхождениям и противоречиям. Например, если не выполнить операцию в каком-нибудь одном месте, то возникает ситуация, когда одни данные не соответствуют вроде как точно таким же данным в другом месте. Поэтому и нужна нормализация.

Нормализация базы данных выполняется с помощью набора правил. Они называются нормальными формами. Выделяют около 8-ми нормальных форм, но на практике используются первые три. Каждая следующая НФ дополняет предыдущую.

Три нормальные формы

1. Информация в каждом поле таблицы является неделимой и не может быть разбита на подгруппы: нет повторяющихся строк и все атрибуты атомарны (простые типы данных).

2. У таблицы есть первичный ключ, а все остальные поля зависят от всего первичного ключа, но не от его части (если первичный ключ составной).

3. Все неключевые атрибуты зависят только от первичного ключа и не зависят друг от друга.

Подборка материалов

Статьи

1. Разбираем базы данных и язык SQL. (Часть 5 — связи и джоины) — статья на JavaRush про связи в БД с примерами
2. Связи между таблицами SQL — обзор Максима Гритчина про виды джойнов и связей в БД
3. Простыми словами про нормализацию + аудио- видео- ряд
4. Что такое нормализация базы данных — от merion academy
5. Как привести данные в форму — блог Практикума

Видео

1. Моделирование данных за 9 минут — про типы связей
2. Базы данных. 1,2,3 нормальные формы (10 минут)
3. Нормальные формы базы данных. Три нормальных формы, нормализация и денормализация БД