ما هو المفتاح الأساسي؟

المفتاح الأساسي هو عمود أو أعمدة في جدول قاعدة بيانات بقيم تحدد كل صف أو سجل بشكل فريد. على سبيل المثال، يمكن أن يكون عمود معرّف الموظف مفتاحًا أساسيًا في جدول معلومات الموظفين.
 

تلعب المفاتيح الأساسية دورًا مهمًا في قواعد البيانات العلائقية من خلال تعزيز سلامة البيانات وتمكين استرجاع البيانات بنجاح. بالإضافة إلى ذلك، يمكن الإشارة إلى المفاتيح الأساسية بنوع آخر من المفاتيح لتعريف العلاقات بين الجداول في قواعد البيانات العلائقية.

تشمل الأمثلة المذكورة غالبًا للمفاتيح الأساسية الموجودة في قواعد البيانات المختلفة ما يلي:

• أرقام رخصة القيادة
• أرقام هوية الموظف
• أرقام معرّف المنتج
• أرقام الضمان الاجتماعي
• أرقام هوية الطالب

قبل استكشاف تفاصيل المفاتيح الأساسية، من المفيد فهم أنظمة قواعد البيانات العلائقية والأدوار التي تلعبها المفاتيح مثل المفاتيح الأساسية في تصميم قاعدة البيانات.

قواعد البيانات العلائقية تضم بيانات منظمة عبر جداول متعددة، مع نقاط بيانات ذات صلة عبر جداول مختلفة. تدار قواعد البيانات هذه من خلال أنظمة إدارة قواعد البيانات العلائقية (RDBMS) مثل IBM Db2 و Oracle Database و Microsoft SQL Server وأنظمة قواعد البيانات مفتوحة المصدر مثل PostgreSQL و mySQL.

لغة الاستعلام الهيكلية (SQL) هي لغة برمجة شائعة تستخدم لتفاعلات قواعد البيانات، على الرغم من أن بعض أنظمة إدارة قواعد البيانات تدعم لغات أخرى.

في سياق قواعد البيانات، المفتاح هو عمود أو مجموعة مرتبة من الأعمدة تُستخدم لتعريف صفوف البيانات في جدول. تساعد المفاتيح في تنظيم قواعد البيانات عن طريق إظهار العلاقات بين الجداول ذات الصلة، وتحديد السجلات الفريدة، وضمان دقة البيانات وسلامتها. تدعم هذه الفوائد استعلامات قاعدة بيانات SQL الناجحة والفعالة.

المفتاح الأساسي، المعروف أيضًا باسم المفتاح الأساسي في SQL، يعطي معرفًا فريدًا لكل سجل مرتبط بقيمة مفتاح أساسي. تشمل الخصائص المهمة للمفاتيح الأساسية ما يلي:

• لا توجد قيم فارغة
• لا توجد قيم مكررة
• قد يتخذ شكل عمود موجود في جدول (مفتاح طبيعي) أو يتم إضافته كعمود جديد (مفتاح بديل)
• قد يتضمن عمودًا واحدًا أو عدة أعمدة (كمفتاح أساسي مركب)

قد يكون المفتاح الأساسي عمودًا موجودًا داخل جدول واحد، وفي هذه الحالة يُعرف باسم المفتاح الطبيعي. ومع ذلك، في بعض الأحيان لا يوجد عمود واحد في الجدول يلبي قيد المفتاح الأساسي — قاعدة المفتاح الأساسي التي مفادها أن القيم يجب أن تكون فريدة وليست خالية.

في مثل هذه الظروف، قد يتم إنشاء عمود جديد من القيم الفريدة، غير المستمدة من البيانات الموجودة في الجدول، ليكون بمثابة المفتاح الأساسي. يُعرف هذا المفتاح الأساسي الذي تم إنشاؤه بشكل مصطنع بالمفتاح البديل.

تتميز أنظمة إدارة قواعد البيانات العلائقية عادةً بالقدرة على إنشاء قيم فريدة لعمود ما، والتي يمكن استخدامها بعد ذلك كمفتاح بديل. ومن الأمثلة على ذلك ميزة الزيادة التلقائية في MySQL.

يمكن أن تكون المفاتيح الأساسية أيضا مفاتيح مركبة، مما يعني أنها تتكون من أكثر من عمود واحد من القيم.

يمكن أن تعمل المفاتيح الأساسية المركبة—مجموعات فريدة من الأعمدة التي يمكن استخدامها لتحديد السجلات—كبديل لإنشاء مفاتيح بديلة. على سبيل المثال، قد يتم إقران عمود من أسماء عائلات العملاء مع عمود يحتوي على تواريخ الميلاد لتشكيل مفتاح أساسي مركب.

تدعم SQL مجموعة من أنواع البيانات، تتراوح من الطابع الزمني (تمثيلات التواريخ والأوقات) إلى varchar (سلاسل الأحرف ذات الطول المتغير). ولكن ليس كل نوع بيانات يعد خيارًا جيدًا للمفاتيح الأساسية.

غالبًا ما يوصى باستخدام الأعمدة التي تحتوي على قيم رقمية، وخاصة الأعداد الصحيحة، كمفاتيح أساسية نظرًا لأن أنظمة إدارة قواعد البيانات العلائقية تعالجها عادةً بسرعة أكبر.

تشمل المفاتيح الأخرى المستخدمة في إدارة قواعد البيانات ما يلي:

• المفاتيح الفريدة
• المفاتيح المرشحة
• المفاتيح الفائقة
• المفاتيح الخارجية

المفاتيح الأساسية هي مجموعة فرعية من المفاتيح الفريدة. تتبع المفاتيح الفريدة ما يعرف بالقيد الفريد—القاعدة التي تنص على أن قيم المفتاح صالحة فقط إذا كانت فريدة. في حين أن جميع المفاتيح الأساسية هي مفاتيح فريدة من نوعها، إلا إنها ليست كل المفاتيح الفريدة هي مفاتيح أساسية. وذلك لأنه، على عكس المفاتيح الأساسية، قد تتضمن المفاتيح الفريدة قيمًا خالية.

المفاتيح المرشحة هي مفاتيح يمكن أن تعمل كمفاتيح أساسية لأنها تحتوي على قيم فريدة ولا توجد قيم فارغة. الفرق بين المفاتيح الأساسية والمفاتيح المرشحة هو أن الجدول الحالي يمكن أن يحتوي على مفاتيح مرشحة متعددة، ولكن مفتاح أساسي واحد فقط.

تشبه المفاتيح الفائقة المفاتيح الأساسية المركبة من حيث أنها قد تتضمن أعمدة متعددة ويمكن استخدامها لتحديد السجلات. ومع ذلك، قد تشتمل المفاتيح الفائقة أيضًا على أعمدة أو معلومات أكثر مما هو مطلوب تمامًا لتحديد سجل فريد، بينما لا تشتمل المفاتيح الأساسية المركبة على أعمدة أو بيانات أكثر مما هو ضروري.

يشير المفتاح الخارجي في أحد الجداول إلى مفتاح أساسي معين في جدول آخر من أجل تحديد علاقة بين الجداول. على سبيل المثال، قد يشير مفتاح خارجي في جدول يحتوي على معلومات طلب العميل إلى عمود مفتاح أساسي لمعرفات العملاء الفريدة التي تعد جزءًا من جدول آخر يحتوي على بيانات العملاء. بهذه الطريقة، يمكن ربط طلب عميل معين بمعلومات مهمة عن هذا العميل، مثل عنوان بريده الإلكتروني وتاريخ ميلاده.

لفهم كيفية تعريف المفاتيح الأساسية والمفاتيح الخارجية للعلاقات بين الجداول في قواعد البيانات العلائقية، من المفيد مراعاة قيود التكامل المرجعي.

قيود التكامل المرجعي، والمعروفة أيضًا باسم القيود المرجعية أو قيود المفاتيح الخارجية، هي قواعد تتطلب أن تتطابق قيم المفاتيح الخارجية في جدول واحد مع قيم المفتاح الأساسي في جدول آخر.

على سبيل المثال، في قاعدة بيانات الموظفين، قد يحدد قيد التكامل المرجعي أن كل موظف في جدول EMPLEEY يجب أن يكون عضوًا في قسم الشركة الحالي المدرج في جدول الإدارة.

في هذه الحالة، المفتاح الرئيسي لجدول DEPARTMENT هو عمود يخزن أرقام الأقسام الفريدة، بينما المفتاح الخارجي لجدول EMPLOYEE هو عمود لتخزين نفس أرقام الأقسام الفريدة. تعني هذه الأعمدة المتطابقة أن الجداول تلتزم بقيد المفتاح الخارجي.

نظرا لأن جدول DEPARTMENT هو موطن للمفتاح الأساسي المشار إليه بواسطة المفتاح الخارجي لجدول EMPLOYEE، فإن مفتاح EMPLOYEE يُعتبر تابعًا لجدول DEPARTMENT. في المقابل، يعتبر جدول DEPARTMENT هو "الجدول الأصل" في علاقة الجدول هذه.

يمكن أن تؤدي قيود التكامل المرجعي إلى حظر عمليات إدراج البيانات الخاطئة في قواعد البيانات. تمنع هذه القيود، على سبيل المثال، المستخدم من إضافة سجل موظف إلى جدول EMPLOYEE (كما هو موضح أدناه) إذا لم يكن رقم القسم في سجل الموظف هذا موجودًا في جدول DEPARTMENT.

قد تقوم أنظمة إدارة قواعد البيانات العلائقية بإنشاء فهرس فريد أو تتطلب إنشاء فهرس فريد ليتوافق مع كل مفتاح أساسي في قاعدة البيانات. في سياق تصميم قاعدة البيانات، الفهرس عبارة عن مجموعة من المؤشرات التي تشير إلى الصفوف في الجدول. يمكن استخدام الفهارس لتحسين الأداء، بما في ذلك تحسين استرداد البيانات.

يوفر نمذجة البيانات تمثيلًا مرئيًا لمخطط قاعدة البيانات، أو مخططًا للعلاقات بين البيانات بين الجداول في قاعدة البيانات. يمكن أن تتضمن نماذج البيانات معلومات حول المفاتيح الأساسية والمفاتيح الخارجية المستخدمة للحفاظ على هذه العلاقات.

عبارات SQL هي أوامر تُستخدم للتفاعل مع قواعد البيانات العلائقية. ضمن بناء جملة SQL ، يمكن تعيين المفاتيح الأساسية للجداول أو إضافتها باستخدام عبارات CREATE TABLE أو ALTER TABLE.

على سبيل المثال، ضع في اعتبارك عبارة CREATE TABLE لجدول أسماء الموظفين يسمى EMP باستخدام Db2 من IBM. أسماء الأعمدة هي ID (لمعرف الموظف) و FIRSTNME و LASTNAME (بحد أقصى 15 حرفًا لكل منهما). عندما يتم تحديد المعرف كمفتاح أساسي، يمكن أن تبدو العبارة على النحو التالي:

في عبارات ALTER TABLE (للجداول الموجودة) في Db2، البند المستخدم لإضافة مفتاح أساسي هو ADD PRIMARY KEY بينما تتم إضافة المفاتيح الخارجية من خلال ADD CONSTRAINT مع مرجع إلى الجدول الأصلي.