6.2 Relasjonsdatabaser og datamodellering

Relasjonsdatabaser og datamodellering

I forrige kapittel ble vi kjent med grunnleggende databasebegreper. Nå skal vi dykke dypere inn i relasjonsdatabasemodellen – den modellen som ligger til grunn for de fleste databaser i verden. Vi skal lære hvordan tabeller kobles sammen, hvilke typer relasjoner som finnes, og hvordan vi planlegger en database ved hjelp av ER-diagrammer.

God datamodellering er noe av det viktigste du kan lære om databaser. En godt designet database er enkel å jobbe med, rask å søke i og lett å utvide. En dårlig designet database fører derimot til dupliserte data, inkonsistens og ytelsessproblemer som er vanskelige å rette opp i etterkant. Derfor bruker man alltid tid på å planlegge databasestrukturen grundig før man begynner å lage tabeller og fylle inn data.

Det finnes tre grunnleggende typer relasjoner mellom tabeller i en relasjonsdatabase:

1. En-til-en (1:1)

Hver rad i tabell A er koblet til nøyaktig én rad i tabell B, og omvendt. Denne typen er relativt sjelden.

Eksempel: Hver elev har nøyaktig ett elevkort, og hvert elevkort tilhører nøyaktig én elev.

2. En-til-mange (1:N)

Fremmednøkkelen klasse_id ligger på mange-siden (i elevtabellen).

3. Mange-til-mange (M:N)

Mange rader i tabell A kan kobles til mange rader i tabell B. Denne relasjonstypen krever alltid en koblingstabell.
Eksempel: En elev kan ha mange fag, og et fag kan ha mange elever.
Denne relasjonen kan ikke løses med bare en fremmednøkkel – vi trenger en koblingstabell mellom de to:
elever ← elevfag → fag

Før du oppretter en database, bør du planlegge strukturen visuelt. Et ER-diagram (Entity-Relationship-diagram) er et standardverktøy for dette. ER-diagrammer viser:

- Entiteter (ting vi lagrer informasjon om) som rektangler
- Attributter (egenskaper) som ovaler koblet til entiteten
- Relasjoner som linjer mellom entiteter med markeringer for relasjonstype

Kråkefotsnotasjon (Crow's Foot)

Den mest brukte notasjonen for ER-diagrammer i praksis er kråkefotsnotasjon. Her brukes symboler på linjene mellom tabellene:

- | (strek) = nøyaktig én
- O (sirkel) = null (valgfri)
- < (kråkefot/gaffel) = mange

Kombinasjoner:
- ||——|| = en-til-en (begge obligatoriske)
- ||——O< = en-til-mange (mange-siden er valgfri)
- ||——|< = en-til-mange (mange-siden er obligatorisk)
- >O——O< = mange-til-mange (begge sider valgfrie)

Eksempel: ER-diagram for skoledatabase

┌──────────┐         ┌──────────┐
│  Klasse  │ 1     N │   Elev   │
│──────────│─────────│──────────│
│ klasse_id│         │ elev_id  │
│ navn     │         │ fornavn  │
└──────────┘         │ etternavn│
                     │ klasse_id│
                     └──────────┘
                          │
                          │ N
                     ┌──────────┐
                     │ Elev_Fag │
                     │──────────│
                     │ elev_id  │
                     │ fag_id   │
                     │ karakter │
                     └──────────┘
                          │
                          │ N
                     ┌──────────┐
                     │   Fag    │
                     │──────────│
                     │ fag_id   │
                     │ fagnavn  │
                     │ laerer   │
                     └──────────┘

Her ser vi at Klasse har en en-til-mange-relasjon med Elev (én klasse har mange elever), og Elev har en mange-til-mange-relasjon med Fag (via koblingstabellen Elev_Fag).

Når vi har planlagt databasestrukturen, er neste steg å opprette tabellene med SQL. Kommandoen CREATE TABLE brukes til å definere en ny tabell med kolonner, datatyper og begrensninger.

Her er SQL-koden for skoledatabasen:

-- Opprett tabellen for klasser
CREATE TABLE klasser (
    klasse_id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
    klassenavn TEXT NOT NULL
);

-- Opprett tabellen for elever
CREATE TABLE elever (
    elev_id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
    fornavn TEXT NOT NULL,
    etternavn TEXT NOT NULL,
    fodselsdato DATE,
    klasse_id INTEGER,
    FOREIGN KEY (klasse_id) REFERENCES klasser(klasse_id)
);

-- Opprett tabellen for fag
CREATE TABLE fag (
    fag_id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
    fagnavn TEXT NOT NULL,
    laerer TEXT
);

-- Opprett koblingstabellen for elever og fag
CREATE TABLE elev_fag (
    elev_id INTEGER,
    fag_id INTEGER,
    karakter INTEGER,
    termin TEXT,
    PRIMARY KEY (elev_id, fag_id),
    FOREIGN KEY (elev_id) REFERENCES elever(elev_id),
    FOREIGN KEY (fag_id) REFERENCES fag(fag_id)
);

La oss bryte ned de viktigste elementene:

- INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT – Oppretter en primærnøkkel som automatisk øker med 1 for hver ny rad
- TEXT NOT NULL – Kolonnen lagrer tekst og kan ikke være tom
- FOREIGN KEY ... REFERENCES ... – Oppretter en fremmednøkkel som refererer til en annen tabell
- PRIMARY KEY (elev_id, fag_id) – Sammensatt primærnøkkel som sikrer at kombinasjonen av elev og fag er unik

Oppsummering

I dette kapittelet har du lært:

- Relasjonsmodellen: tabeller koblet med nøkler.
- Fremmednoekkel: refererer til primærnøkkelen i en annen tabell.
- Relasjonstyper: en-til-en, en-til-mange og mange-til-mange.
- Koblingstabell: løser mange-til-mange-relasjoner.
- ER-diagram: modellerer datastrukturer (kraakefotsnotasjon).

Noekkelbegreper