6.2 Relasjonsdatabaser og datamodellering

Relasjonsdatabasar og datamodellering

I førre kapittel vart vi kjende med grunnleggjande databaseomgrep. No skal vi dykke djupare inn i relasjonsdatabasemodellen – den modellen som ligg til grunn for dei fleste databasar i verda. Vi skal lære korleis tabellar blir kopla saman, kva for typar relasjonar som finst, og korleis vi planlegg ein database ved hjelp av ER-diagram.

God datamodellering er noko av det viktigaste du kan lære om databasar. Ein godt designa database er enkel å jobbe med, rask å søkje i og lett å utvide. Ein dårleg designa database fører derimot til dupliserte data, inkonsistens og ytingsproblem som er vanskelege å rette opp i etterkant. Difor brukar ein alltid tid på å planleggje databasestrukturen grundig før ein byrjar å lage tabellar og fylle inn data.

Det finst tre grunnleggjande typar relasjonar mellom tabellar i ein relasjonsdatabase:

1. Ein-til-ein (1:1)

Kvar rad i tabell A er kopla til nøyaktig éin rad i tabell B, og omvendt. Denne typen er relativt sjeldan.

Døme: Kvar elev har nøyaktig eitt elevkort, og kvart elevkort høyrer til nøyaktig éin elev.

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

Framandnøkkelen klasse_id ligg på mange-sida (i elevtabellen).

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

Mange rader i tabell A kan koplast til mange rader i tabell B. Denne relasjonstypen krev alltid ein koplingstabell.
Døme: Ein elev kan ha mange fag, og eit fag kan ha mange elevar.
Denne relasjonen kan ikkje løysast med berre éin framandnøkkel – vi treng ein koplingstabell mellom dei to:
elever ← elevfag → fag

Før du oppretter ein database, bør du planleggje strukturen visuelt. Eit ER-diagram (Entity-Relationship-diagram) er eit standardverktøy for dette. ER-diagram viser:

- Entitetar (ting vi lagrar informasjon om) som rektangel
- Attributt (eigenskapar) som ovalar kopla til entiteten
- Relasjonar som linjer mellom entitetar med markeringar for relasjonstype

Kråkefotsnotasjon (Crow's Foot)

Den mest brukte notasjonen for ER-diagram i praksis er kråkefotsnotasjon. Her blir symbol på linjene mellom tabellane brukte:

- | (strek) = nøyaktig éin
- O (sirkel) = null (valfri)
- < (kråkefot/gaffel) = mange

Kombinasjonar:
- ||——|| = ein-til-ein (begge obligatoriske)
- ||——O< = ein-til-mange (mange-sida er valfri)
- ||——|< = ein-til-mange (mange-sida er obligatorisk)
- >O——O< = mange-til-mange (begge sider valfrie)

Døme: ER-diagram for skuledatabase

┌──────────┐         ┌──────────┐
│  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 ein ein-til-mange-relasjon med Elev (éin klasse har mange elevar), og Elev har ein mange-til-mange-relasjon med Fag (via koplingstabellen Elev_Fag).

Når vi har planlagt databasestrukturen, er neste steg å opprette tabellane med SQL. Kommandoen CREATE TABLE blir brukt til å definere ein ny tabell med kolonnar, datatypar og avgrensingar.

Her er SQL-koden for skuledatabasen:

-- 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)
);

Lat oss bryte ned dei viktigaste elementa:

- INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT – Oppretter ein primærnøkkel som automatisk aukar med 1 for kvar ny rad
- TEXT NOT NULL – Kolonnen lagrar tekst og kan ikkje vere tom
- FOREIGN KEY ... REFERENCES ... – Oppretter ein framandnøkkel som refererer til ein annan tabell
- PRIMARY KEY (elev_id, fag_id) – Samansett primærnøkkel som sikrar at kombinasjonen av elev og fag er unik

Oppsummering

I dette kapittelet har du lært:

- Relasjonsmodellen: tabellar kopla med nøklar.
- Framandnøkkel: refererer til primærnøkkelen i ein annan tabell.
- Relasjonstypar: ein-til-ein, ein-til-mange og mange-til-mange.
- Koplingstabell: løyser mange-til-mange-relasjonar.
- ER-diagram: modellerer datastrukturar (kråkefotsnotasjon).

Nøkkelomgrep