Relační model dat

Relační model dat (RMD) je způsob, jak organizovat a ukládat data v databázi. Byl navržen Edgarem F. Coddem v roce 1970 a dnes je to základ všech běžných databázových systémů (MySQL, PostgreSQL, Oracle, SQL Server…). Jeho genialita spočívá v jednoduchosti: veškerá data jsou uložena v tabulkách.

---

1. Základní stavební kameny RMD

Relace (Tabulka)

V relačním modelu se každá entita (věc, o které chceme uchovávat data) reprezentuje jako relace – v praxi ji vidíme jako tabulku. Každá tabulka má:

• Název – identifikuje, o čem tabulka je (např. student, kurz).
• Sloupce (atributy) – popisují vlastnosti entity.
• Řádky (záznamy / n-tice) – každý řádek je jedna konkrétní entita.

Atribut (Sloupec)

Atribut je jeden konkrétní sloupec tabulky. Definuje, jaký typ informace se bude ukládat, a má přesně daný datový typ (celé číslo, text, datum, …).

N-tice (Řádek / Záznam)

Každý řádek tabulky je jedna n-tice (anglicky tuple) – tedy jedna konkrétní instance entity. Pokud máme tabulku student, pak každý řádek je jeden student.

Doména (Domain)

Doména definuje přípustné hodnoty, které smí atribut nabývat. Například atribut pohlavi má doménu {muz, zena}, atribut vek má doménu kladných celých čísel.

---

2. Praktická ukázka: tabulka s reálnými daty

Nejlépe se relační model pochopí na konkrétním příkladu. Představme si, že chceme evidovat studenty a kurzy na škole.

Tabulka student

id (PK)	jmeno	prijmeni	email	rocnik
1	Tomáš	Novák	novak@skola.cz	2
2	Jana	Dvořák	dvorak@skola.cz	3
3	Petr	Svoboda	svoboda@skola.cz	2
4	Lucie	Marková	markova@skola.cz	1

Každý sloupec = jeden atribut (vlastnost studenta).
Každý řádek = jeden konkrétní student (jedna entita).
Sloupec id je primární klíč (PK) – unikátně identifikuje každý řádek.

Tabulka kurz

id (PK)	nazev	kreditu
10	Matematika	5
11	Databaze	4
12	Programovani v C	6

---

3. Primární klíč (PK – Primary Key)

Primární klíč je atribut (nebo kombinace atributů), který jednoznačně identifikuje každý řádek v tabulce.

Pravidla PK:

• Hodnoty jsou unikátní – žádné dva řádky nesmí mít stejný PK.
• Hodnota nesmí být NULL (prázdná).
• Hodnota by se měla neměnit (proto se doporučuje používat umělé číselné ID).

Typy primárních klíčů:

Typ	Popis	Příklad
Přirozený klíč	Klíč odvozený z reálných dat	Rodné číslo, ISBN
Umělý klíč (Surrogate)	Uměle vygenerované číslo, obvykle AUTO_INCREMENT / SERIAL	id = 1, 2, 3, ...
Složený klíč	Kombinace více atributů dohromady tvoří unikátní identifikátor	(id_studenta, id_predmetu)

Doporučení z praxe: Téměř vždy používejte umělý číselný klíč pojmenovaný prostě id. Přirozené klíče se mohou v čase změnit (změna příjmení, rodného čísla) a způsobit problémy s referenční integritou.

---

4. Cizí klíč (FK – Foreign Key)

Cizí klíč je atribut v jedné tabulce, který odkazuje na primární klíč jiné tabulky. Tímto mechanismem se v relační databázi realizují vazby mezi tabulkami.

Pravidlo referenční integrity: Hodnota cizího klíče musí buď:

• Existovat v odkazované tabulce, NEBO
• Být NULL (pokud je vazba nepovinná).

Nelze tedy vytvořit záznam, který odkazuje na neexistující řádek v jiné tabulce!

Příklad: Student je přiřazen do třídy

Tabulka trida:

id (PK)	nazev	rok_studia
1	2A	2
2	3B	3

Tabulka student (s FK):

id (PK)	jmeno	prijmeni	id_tridy (FK)
1	Tomáš	Novák	1 → třída 2A
2	Jana	Dvořák	2 → třída 3B
3	Petr	Svoboda	1 → třída 2A
4	Lucie	Marková	1 → třída 2A

Sloupec id_tridy v tabulce student je cizí klíč, který ukazuje do tabulky trida. Díky tomu víme, do jaké třídy každý student patří – bez opakování celého názvu třídy u každého studenta.

---

5. Schéma relace (zápis struktury tabulky)

V teorii RMD se struktura tabulky zapisuje tzv. schématem relace. Primární klíč se podtrhuje, cizí klíče se označují symbolem FK.

Formát: nazev_tabulky(atribut1, atribut2, atribut3, …)

Příklady:

trida(id, nazev, rok_studia)
student(id, jmeno, prijmeni, id_tridy)

Podtržení: id – primární klíč každé tabulky
Cizí klíč: id_tridy v tabulce student odkazuje na id tabulky trida

---

6. Integritní omezení

Integritní omezení jsou pravidla, která databáze automaticky vynucuje, aby data zůstala konzistentní a platná.

Omezení	Popis
NOT NULL	Atribut nesmí být prázdný
UNIQUE	Hodnoty musí být unikátní v rámci sloupce (ale může být NULL)
PRIMARY KEY	NOT NULL + UNIQUE – jednoznačná identifikace řádku
FOREIGN KEY	Odkazuje na PK jiné tabulky – referenční integrita
CHECK	Vlastní podmínka (např. vek > 0, plat BETWEEN 15000 AND 200000)
DEFAULT	Výchozí hodnota, pokud není uvedena při vkládání záznamu

---

7. Vlastnosti relace (tabulky) v RMD

Aby tabulka splňovala požadavky relačního modelu, musí dodržovat tato pravidla:

• Každá hodnota v buňce je atomická – buňka nesmí obsahovat seznam nebo vnořenou tabulku. Každá informace do vlastního sloupce.
• Všechny řádky jsou unikátní – žádné dva řádky nesmí být totožné (proto existuje PK).
• Pořadí řádků nezáleží – databáze negarantuje žádné pořadí bez explicitního ORDER BY.
• Pořadí sloupců nezáleží – sloupce jsou pojmenovány, ne pozicovány.
• Každý sloupec má jednoznačný název – v rámci jedné tabulky nemohou existovat dva sloupce se stejným názvem.

---

Shrnutí

Pojem v teorii RMD	Co vidíme v praxi (tabulka)
Relace	Tabulka
Atribut	Sloupec (název + typ)
N-tice	Řádek (jeden záznam)
Doména	Přípustné hodnoty sloupce
Primární klíč (PK)	id – unikátní ID řádku
Cizí klíč (FK)	Odkaz na id jiné tabulky
Schéma relace	Definice struktury tabulky