5.1 Relasjonsdatabaser – repetisjon og fordypning

Relasjonsdatabaser – repetisjon og fordypning

I IT 1 lærte du grunnleggende om databaser og SQL. Nå skal vi fordype oss i hvordan vi designer gode databaseløsninger fra bunnen av. En veldesignet database gjør det enklere å hente ut data, unngår duplikater og sikrer at informasjonen er konsistent.

I dette kapittelet skal du lære å:
- Lage ER-diagrammer (Entity-Relationship) for å modellere virkeligheten
- Forstå normalformer og hvorfor de er viktige
- Designe tabeller med riktige primærnøkler og fremmednøkler
- Identifisere og løse databaseproblemer som redundans og anomalier

ER-modellering (Entity-Relationship)

ER-modellering er en metode for å visualisere datastrukturen i et system før vi lager selve databasen. Vi identifiserer:

Entiteter (entities)

Entiteter blir tabeller i databasen.

Attributter

Relasjoner (relationships)

En-til-mange (1:N)
- Én forfatter skriver mange bøker
- Én kunde kan ha mange ordrer

Mange-til-mange (M:N)
- Én bok kan ha flere forfattere
- Én forfatter kan ha skrevet flere bøker

En-til-en (1:1)
- Sjelden brukt, men eksempel: Én person har ett pass

I et ER-diagram tegner vi:
- Rektangler for entiteter
- Ovaler for attributter
- Romber for relasjoner
- Linjer som viser hvordan alt henger sammen

Eksempel: Biblioteksystem

La oss modellere et enkelt biblioteksystem:

Entiteter:
- Bok (ISBN, tittel, utgivelsesår)
- Forfatter (forfatterID, navn, fødeland)
- Medlem (medlemsID, navn, epost, telefon)
- Utlån (utlånID, utlånsdato, innleveringsfrist)

Relasjoner:
- Bok–Forfatter: Mange-til-mange (en bok kan ha flere forfattere, en forfatter kan ha skrevet flere bøker)
- Medlem–Utlån: En-til-mange (ett medlem kan ha mange utlån)
- Bok–Utlån: En-til-mange (én bok kan lånes ut mange ganger)

Denne modelleringen hjelper oss å se helheten før vi begynner å skrive SQL-kode.

Normalformer

Normalisering er prosessen med å organisere data for å:
- Minimere redundans (unødvendige duplikater)
- Sikre dataintegritet
- Gjøre det enklere å oppdatere og vedlikeholde databasen

1. Normalform (1NF)

Dårlig design (bryter 1NF):

Kunde (kundeID, navn, telefonnumre)
1, "Kari", "98765432, 91234567"  // To nummer i ett felt!

Riktig design (1NF):

Kunde (kundeID, navn)
Telefon (telefonID, kundeID, nummer)

2. Normalform (2NF)

Dårlig design (bryter 2NF):

Ordre (ordreID, produktID, produktnavn, antall)

Riktig design (2NF):

Ordre (ordreID, produktID, antall)
Produkt (produktID, produktnavn)

3. Normalform (3NF)

Dårlig design (bryter 3NF):

Ansatt (ansattID, navn, avdelingID, avdelingsnavn)

Riktig design (3NF):

Ansatt (ansattID, navn, avdelingID)
Avdeling (avdelingID, avdelingsnavn)

Fremmednøkkel (Foreign Key): Attributt som refererer til primærnøkkelen i en annen tabell. Skaper relasjoner mellom tabeller.

Redundans: Unødvendig duplisering av data. Fører til større databaser og risiko for inkonsistens.

Dataintegritet: Sikrer at data er nøyaktige og konsistente gjennom hele databasen.

Anomali: Problem som oppstår ved dårlig databasedesign (innsettings-, oppdaterings- eller slettingsanomalier).

Primær- og fremmednøkler i praksis

La oss se på hvordan vi definerer nøkler i SQL:

-- Tabell med primærnøkkel
CREATE TABLE Forfatter (
    forfatterID INTEGER PRIMARY KEY,
    navn TEXT NOT NULL,
    fødeland TEXT
);

-- Tabell med primær- og fremmednøkkel
CREATE TABLE Bok (
    ISBN TEXT PRIMARY KEY,
    tittel TEXT NOT NULL,
    utgivelsesår INTEGER,
    forfatterID INTEGER,
    FOREIGN KEY (forfatterID) REFERENCES Forfatter(forfatterID)
);

Fordeler med fremmednøkler:
- Sikrer referanseintegritet (du kan ikke referere til en rad som ikke finnes)
- Forhindrer sletting av data som andre tabeller er avhengige av
- Dokumenterer relasjoner mellom tabeller

Eksempel på integritetssikring:

-- Dette vil feile hvis forfatterID 99 ikke finnes:
INSERT INTO Bok VALUES ('978-82-000-0000-0', 'Min bok', 2024, 99);

-- Dette vil også feile (kan ikke slette forfatter hvis bøker refererer til den):
DELETE FROM Forfatter WHERE forfatterID = 1;

Oppsummering

I dette kapittelet har du lært:

- ER-modellering: entiteter, attributter og relasjoner.
- Normalformer: 1NF, 2NF og 3NF reduserer redundans.
- Primær- og fremmednøkler: identifiserer rader og kobler tabeller.
- Relasjoner mellom tabeller: knytter data sammen.
- Eksempel: biblioteksystem som datamodell.

Noekkelbegreper