Posted on: March 05, 2024 11:38 AM

Posted by: Renato

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Explorando os diferentes tipos de chaves em Bancos de Dados

Ialy Cordeiro de Sousa

No mundo dos bancos de dados, a identificação precisa e única dos registros é fundamental para garantir a integridade e eficiência das operações. Nesse contexto, o uso de chaves de dados desempenha um papel crucial. As chaves fornecem um meio de identificar e relacionar registros dentro de uma tabela ou entre tabelas diferentes. Neste artigo, vamos explorar os diferentes tipos de chaves de dados e entender sua importância na estruturação de um banco de dados.

Chave Primária (Primary Key)

A chave primária é uma coluna (ou conjunto de colunas) que identifica exclusivamente cada registro em uma tabela. Ela garante a unicidade dos registros e é usada para indexação e referência em relacionamentos com outras tabelas. A chave primária é um elemento fundamental para garantir a integridade dos dados e facilitar a recuperação eficiente de informações.

Alguns pontos importantes sobre as chaves primárias:

1. Unicidade: Cada valor em uma chave primária deve ser único em toda a tabela. Isso significa que não pode haver duplicatas ou registros com valores nulos na coluna ou conjunto de colunas definido como chave primária.
2. Indexação: As chaves primárias são automaticamente indexadas pelo sistema de gerenciamento de banco de dados (SGBD). Isso acelera as operações de pesquisa e junção de tabelas, pois o SGBD usa a chave primária para organizar fisicamente os dados.
3. Referencial integridade: A chave primária é frequentemente usada para estabelecer relacionamentos com outras tabelas. Isso é feito usando chaves estrangeiras, que são colunas em outras tabelas que se referem à chave primária da tabela atual. Os relacionamentos entre tabelas ajudam a manter a integridade referencial, garantindo que não haja referências a registros inexistentes.
4. Restrições: A chave primária pode ter restrições adicionais, como auto incremento (geração automática de valores sequenciais) e restrições de integridade referencial.

Chave Estrangeira (Foreign Key)

A chave estrangeira é uma coluna em uma tabela que faz referência à chave primária de outra tabela. Ela estabelece relacionamentos entre as tabelas e permite a integridade referencial, garantindo que os registros relacionados existam em ambas as tabelas. As chaves estrangeiras são cruciais para a criação de relacionamentos e a realização de operações de junção, permitindo a recuperação de informações relacionadas entre tabelas diferentes.

Aqui estão alguns pontos-chave sobre as chaves estrangeiras:

1. Relacionamento: A chave estrangeira cria um relacionamento entre duas tabelas, onde a tabela que contém a chave estrangeira é chamada de "tabela de referência" e a tabela referenciada é chamada de "tabela referenciada" ou "tabela pai".
2. Integridade referencial: A chave estrangeira garante a integridade referencial, evitando referências a registros inexistentes na tabela referenciada. Isso significa que você não pode inserir, atualizar ou excluir registros na tabela de referência que violem as restrições impostas pela chave estrangeira.
3. Restrição CASCADE: Ao definir uma chave estrangeira, você pode especificar o comportamento de ações em cascata quando os registros relacionados são afetados. Por exemplo, você pode configurar a exclusão em cascata, o que significa que quando um registro na tabela referenciada é excluído, os registros correspondentes na tabela de referência também serão excluídos automaticamente.
4. JOINs: A chave estrangeira é frequentemente usada em operações de junção (JOIN) para combinar registros com base nos valores correspondentes entre as tabelas relacionadas.
5. Sintaxe SQL: A chave estrangeira é definida na criação da tabela ou por meio de uma alteração de tabela usando a sintaxe SQL. Geralmente, você especifica o campo ou conjunto de campos que servirá como chave estrangeira e a tabela e a coluna à qual ela se refere.

Chave Candidata (Candidate Key)

A chave candidata é um conjunto de colunas que pode ser escolhido como chave primária de uma tabela. Ela possui a propriedade de ser única para cada registro e não conter valores nulos. Uma tabela pode ter várias chaves candidatas, mas apenas uma delas será escolhida como chave primária.

Aqui estão algumas características das chaves candidatas:

1. Unicidade: Cada valor em uma chave candidata deve ser único em toda a tabela. Isso significa que não pode haver duplicatas ou registros com valores nulos nas colunas definidas como chave candidata.
2. Minimização: Uma chave candidata é um conjunto mínimo de colunas necessário para identificar exclusivamente cada registro na tabela. Isso significa que nenhuma coluna adicional pode ser removida da chave sem comprometer a unicidade.
3. Escolha da chave primária: Entre as chaves candidatas, uma delas é selecionada como chave primária da tabela. Essa escolha é geralmente baseada em critérios como simplicidade, estabilidade, desempenho e semântica dos dados.
4. Chave primária composta: Em alguns casos, uma chave candidata pode ser composta por várias colunas. Nesse caso, a combinação dessas colunas forma uma chave primária composta.

Chave Secundária (Alternate Key)

A chave alternativa é um conjunto de colunas que também pode ser usado para identificar registros exclusivos em uma tabela. Embora não seja escolhida como chave primária, ela ainda pode ser útil para consultas específicas ou para fins de indexação.

Aqui estão algumas informações sobre as chaves secundárias:

1. Desempenho: As chaves secundárias são usadas para criar índices que melhoram o desempenho das consultas. Os índices permitem que o banco de dados encontre registros mais rapidamente com base nos valores das colunas indexadas, reduzindo a quantidade de dados que precisam ser pesquisados.
2. Consultas e Pesquisas: Ao pesquisar registros em uma tabela, as chaves secundárias podem ser usadas para filtrar e restringir os resultados com base nos valores dessas colunas. Isso é útil quando você precisa encontrar registros que correspondam a critérios específicos em colunas que não são a chave primária.
3. Junção de Tabelas: As chaves secundárias também são usadas para realizar operações de junção (JOIN) entre tabelas. Ao juntar duas ou mais tabelas com base em colunas comuns, as chaves secundárias ajudam a identificar registros correspondentes e combinar as informações corretas.
4. Índices: Ao criar uma chave secundária, é comum criar um índice nessa coluna ou conjunto de colunas. Isso permite que o banco de dados crie uma estrutura de dados otimizada para pesquisa rápida e eficiente dos registros com base nesses valores.

Chave Surrogate (Surrogate Key)

A chave surrogate é uma chave artificial, geralmente um valor numérico gerado pelo sistema de gerenciamento de banco de dados (SGBD). Ela é usada como uma substituição para as chaves primárias naturais quando estas não são adequadas ou práticas. A chave surrogate oferece a vantagem de garantir unicidade, estabilidade e melhor desempenho em operações de consulta e junção.

Aqui estão algumas características e benefícios do uso de surrogate keys:

1. Unicidade: As surrogate keys são projetadas para garantir a unicidade de cada registro na tabela. Elas são geralmente geradas automaticamente pelo sistema de banco de dados, garantindo que não haja duplicatas.
2. Estabilidade: Ao contrário das chaves naturais, que podem mudar ao longo do tempo ou serem suscetíveis a atualizações, as surrogate keys são geralmente estáveis. Isso significa que elas não são alteradas, mesmo que os valores de outras colunas na tabela sejam atualizados.
3. Simplificação do modelo de dados: O uso de surrogate keys pode simplificar o modelo de dados, especialmente em casos em que as chaves naturais são complexas ou compostas por várias colunas. Com uma surrogate key simples, você evita a complexidade adicional de usar chaves naturais.
4. Desempenho: O uso de surrogate keys pode melhorar o desempenho de operações de pesquisa e junção de tabelas. Como as surrogate keys são geralmente valores numéricos sequenciais, elas podem ser mais eficientes para indexação e pesquisa do que chaves naturais mais complexas.
5. Flexibilidade: O uso de surrogate keys oferece flexibilidade para alterações futuras no modelo de dados, como a adição ou remoção de colunas. Como as surrogate keys são independentes dos dados reais da tabela, elas são menos suscetíveis a mudanças no domínio dos dados.

Chave Composta (Compound Key)

A chave compound refere-se a uma chave primária que é formada por mais de uma coluna. Enquanto uma chave primária tradicional é composta por uma única coluna que garante a unicidade de cada registro em uma tabela, uma chave composta usa várias colunas para identificar exclusivamente cada registro.

A principal razão para usar uma chave composta é quando uma única coluna não é suficiente para garantir a unicidade dos registros.

Ao usar uma chave composta, você precisa garantir que cada combinação de valores nas colunas seja única. Além disso, as colunas da chave composta podem ter relacionamentos com outras tabelas, permitindo a criação de associações entre os dados.

Aqui estão algumas características e considerações sobre as compound keys:

1. Unicidade: A chave composta garante a unicidade dos registros combinando várias colunas. Cada combinação única de valores nas colunas da chave composta identifica um registro exclusivo na tabela.
2. Estrutura: Uma compound key é formada por duas ou mais colunas que, quando combinadas, criam uma chave primária. Essas colunas podem ser de diferentes tipos de dados e podem abranger vários aspectos dos dados para garantir a unicidade.
3. Integridade Referencial: Se a chave composta é usada como chave estrangeira em outra tabela, ela estabelece uma relação entre as tabelas e garante a integridade referencial. Isso significa que a combinação de valores nas colunas referenciadas deve corresponder aos valores existentes na tabela referenciada.
4. Indexação: É comum criar um índice na chave composta para melhorar o desempenho de consultas que usam essa chave. O índice permite a recuperação rápida dos registros com base na combinação de valores nas colunas da chave composta.
5. Escolha dos componentes: Ao definir uma chave composta, é importante selecionar as colunas corretas que, quando combinadas, fornecerão uma identificação única para cada registro. As colunas devem ser escolhidas com base em sua relevância e significado dentro do contexto do domínio de dados.

Conclusão

As chaves de dados desempenham um papel fundamental na estruturação e organização dos bancos de dados. Elas garantem a integridade, a eficiência e a recuperação precisa das informações. A chave primária fornece a identificação exclusiva dos registros, enquanto as chaves estrangeiras estabelecem relacionamentos entre tabelas. As chaves candidatas e alternativas também desempenham um papel importante na escolha e flexibilidade das chaves de dados.

Compreender os diferentes tipos de chaves de dados é essencial para projetar e implementar um banco de dados eficiente. Cada tipo de chave tem suas características e aplicações específicas. Ao selecionar e utilizar as chaves apropriadas, as organizações podem garantir a consistência dos dados, a otimização das consultas.

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Referências

https://www.treinaweb.com.br/blog/o-que-e-banco-de-dados

https://blog.indicium.tech/data-warehouse-conheca-seis-tipos-de-chave-de-dw-que-evitam-problemas/

https://www.binarionet.com.br/entenda-o-que-e-e-como-funciona-um-servidor-de-banco-de-dados/

Livros:

"Database System Concepts" de Abraham Silberschatz, Henry F. Korth e S. Sudarshan.

"Database Management Systems" de Raghu Ramakrishnan e Johannes Gehrke.

Fonte:

- https://www.treinaweb.com.br/blog/o-que-e-banco-de-dados

- https://www.binarionet.com.br/entenda-o-que-e-e-como-funciona-um-servidor-de-banco-de-dados/

Renato

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