Chương 3 Cơ sở dữ liệu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN CƠ SỞ DỮ LiỆU QUAN HỆ LOGO CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ 1 Lê Thị Kiều Oanh Add your company slogan LOGO NỘI DUNG Chương 1 Tổng quan về cơ sở dữ liệu Chương 2 Ngôn ngữ truy vấn dữ liệu Chương 3 Lý thuyết thiết kế CSDL Chương 4 Bảo mật và toàn vẹn dữ liệu UNETI Tôi chọn thành công 2 Add your company slogan LOGO Khi thiết kế cơ sở dữ liệu người ta phải lựa chọn các lược đồ quan hệ sao cho tối thiểu hóa bộ nhớ, khi cập nhật cho thông ti.

NỘI DUNG

Chương 1: Tổng quan về cơ sở dữ liệu

Chương 2: Ngôn ngữ truy vấn dữ liệu

Chương 3: Lý thuyết thiết kế CSDL

Chương 4:Bảo mật và toàn vẹn dữ liệu

UNETI

Khi thiết kế cơ sở dữ liệu người ta phải lựachọn các lược đồ quan hệ sao cho tối thiểuhóa bộ nhớ, khi cập nhật cho thông tin đượcđầy đủ chính xác, không có dư thừa hay dịthường dữ liệu.

Ví dụ: Cho quan hệ: NV-DV

Mở đầu

MSNV TENNV NSINH DIACHI MSDV TENDV MSNQL

 Nếu một CSDL được thiết kế như NV-DV

sẽ dẫn đến sai sót khi thao tác dữ liệu (thêm, sửa, xóa), không nhất quán dữ liệu gây ra hiện tượng dị thường dữ liệu

Mở đầu

 Do đó, cần tách quan hệ NV-DV thành 2 quan hệ:

Cho một quan hệ R xác định trên tậpthuộc tính U, kí hiệu là R(U) X, Y là các tập concủa U, ta nói rằng X xác định Y hay Y phụ thuộchàm vào X, kí hiệu X  Y nếu trên quan hệ R

ta có mọi bộ giá trị t1, t2 bất kỳ mà t1[X])= t2[X]thì t1[Y]) = t2[Y])

3.1 Phụ thuộc hàm

 Ví dụ:

 Ta thấy: t2[MSSV]=t4[MSSV]

 t2[TenSV, Nsinh, Que]= t4[TenSV, Nsinh, Que]

 Ngược lại: t1[TenSV]=t3[TenSV]

 t [MSSV, Nsinh, Que]= t [MSSV, Nsinh, Que]

3.1 Phụ thuộc hàm

Bộ gt MSSV TenSV Nsinh Que

t1 001 Lê Văn A 12/12/92 HN t2 002 Hà Thị B 10/03/91 HP t3 003 Lê Văn A 09/03/89 TB t4 002 Hà Thị B 10/03/91 HP

CM luật tựa bắc cầu:

3.1.3 Bao đóng

Định nghĩa: Cho quan hệ R xác định trên tập

thuộc tính U, F là tập các phụ thuộc hàm Tậphợp tất cả các phụ thuộc hàm được suy diễnlogic từ tập F được gọi là bao đóng của F và kíhiệu là F+

F= {AI, ACD, BC, DE}

Định nghĩa: Cho quan hệ R xác định trên tập

các thuộc tính U, gọi F là tập các phụ thuộchàm trên tập U, X  U, X+ là bao đóng của Xtrên tập F được định nghĩa như sau:

Thuật toán tìm bao đóng

3.1.4 Khóa

Tìm tập thuộc tính nguồn (TN): Chứa tất cảcác thuộc tính xuất hiện ở vế trái (VT) vàkhông xuất hiện ở vế phải (VP) của các phụthuộc hàm và những thuộc tính không xuấthiện ở VT lẫn VP của các phụ thuộc hàm

Tập thuộc tính trung gian (TG): Chứa tất cảnhững thuộc tính xuất hiện ở cả VT lẫn VPcủa các phụ thuộc hàm

Ngược lại, chuyển sang B3

gian TG

3.1.4 Khóa

 Thuật toán (tiếp):

 Xi :

Nếu (TN  Xi )+ = Tập thuộc tính của RThì Si = TN  Xi

không tối thiểu

Si, Sj  S, nếu Si  Sj thì Loại Sj ra khỏi tập

lại chính là tập khóa cần tìm

3.1.4 Khóa

phụ thuộc hàm như sau: F = {CS → Z, Z → C}

Cho quan hệ R(A,B,C,D,E,G,H) và tập

phụ thuộc hàm:

F={AD,ABDE, CEG, EH} Tìm khóa

(ABC)+ =ABCDEGH

 TN={A,B,C}

 TG={E}

X i X i U TN (X i U TN) + Siêu

Khóa Khóa

Ø ABC ABCDEGH ABC ABC

E ABCE ABCDEGH ABCE

3.2 Phép tách lược đồ quan hệ

3.2.1 Khái niệm

Phép tách một lược đồ quan hệR(A1, A2, …An) là việc thay thế lược đồ quan hệ

R bằng các tập lược đồ R1, R2, Rk

Trong đó: Ri  R, i= 1,k và

R = R1  R2 …  Rk

hay không?

Kiểm tra phép kết nối không mất mát TT

Phương pháp:

Thiết lập một bảng n cột, k hàng

Cột j ứng với thuộc tính Aj của lược đồ R

Hàng i ứng với lược đồ Ri

Tại hàng i,cột j: Điền kí hiệu aj nếu Aj  Ri

Điền kí hiệu b nếu A  R

• Nếu một trong hai giá trị t1[Y] = aj hoặc

t2[Y]=aj thì cho t1[Y] = t2[Y] = aj

• Nếu t1[Y]  aj và t2[Y]  aj thì cho bằng bij

 Áp dụng cho đến khi không còn áp dụng được nữa

Kiểm tra phép kết nối không mất mát TT

Xét bảng kết quả:

Nếu trong bảng xuất hiện một hàng toàn các

kí hiệu a1, a2,… an thì phép tách  không làmmất mát thông tin

Nếu thấy không xuất hiện một hàng toàn các

kí hiệu a1, a2,… an thì phép tách  làm mấtmát thông tin

Kiểm tra phép kết nối không mất mát TT

Kiểm tra phép kết nối không mất mát TT

Kiểm tra phép kết nối không mất mát TT

 Chuẩn hóa là một quá trình chuyển đổi

quan hệ có cấu trúc dữ liệu phức hợp

thành các quan hệ có cấu trúc dữ liệu đơn giản hơn và vững chắc.

Ví dụ: SV (MSSV,Hoten, Ngsinh, ngoaingu)

3.3 Chuẩn hóa lược đồ quan hệ

3.3.1 Các dạng chuẩn (Normal Form)

b) Dạng chuẩn 2 (2NF)

Một quan hệ được gọi là ở dạng chuẩn 2nếu nó ở dạng chuẩn 1 và không tồn tại thuộctính phụ thuộc một phần vào khóa

Chú ý:

Phụ thuộc hàm (FD) đầy đủ: Một FD X Y là một phụ thuộc hàm đầy đủ nếu loại bỏ bất kỳ thuộc tính A nào ra khỏi X thì FD không còn đúng nữa

Có : AB  CD (giả thiết) suy ra AB  C, AB

 D(luật tách)

C  E (giả thiết) Theo luật bắc cầu có: AB  E

Vậy C,D,E đều phụ thuộc đầy đủ vào khóa chính nên quan hệ R thỏa mãn 2NF

c) Dạng chuẩn 3 (3NF)

Một quan hệ được gọi là ở dạng chuẩn 3nếu nó ở dạng chuẩn 2 và không tồn tại thuộctính phụ thuộc bắc cầu vào khóa

d) Dạng chuẩn Boyce - codd (BCNF)

Một quan hệ được gọi là ở dạng chuẩnBCNF nếu nó ở dạng chuẩn 3 và không tồn tạiphụ thuộc hàm X→A (trong đó A là thuộc tínhkhóa phụ thuộc hàm vào thuộc tính X khôngphải là khóa)

Ví dụ: Cho R (A, B, C, D, E);F= {AB  CDE, D  B}

Quan hệ R không ở dạng chuẩn BCNF (vìthuộc tính khóa B phụ thuộc hàm vào thuộc

3.3.1 Các dạng chuẩn (Normal Form)

(PP tổng hợp)

a) Tìm phủ tối thiểu

thuộc hàm thành nguyên tử (Vế phải của mỗiphụ thuộc hàm chỉ có 1 thuộc tính)

B2: Loại bỏ phụ thuộc hàm dư thừa

Giả sử: Xét phụ thuộc hàm XY

Tính X+ trên tập F’ (F’ =F- {XY} )

Nếu X+ Y thì loại XY khỏi tập F

UNETI

 B3: Loại bỏ các thuộc tính dư thừa ở vế trái

Giả sử: Xét phụ thuộc hàm XY  Z (Loại X hoặc loai Y ? )

Xét X  Z tính X+ (trên tập F) nếu Y  X+  Loại Y

Xét Y  Z tính Y+ (trên tập F) nếu X  Y+  Loại X

Vậy, tập các phụ thuộc hàm còn lại là phủ tối

thiểu cần tìm.

3.3.2 Chuẩn hóa quan hệ

b) Chuẩn hóa một lược đồ quan hệ về 3NF

Mỗi nhóm tạo thành một lược đồ con riêng.Mỗi tập thuộc tính xuất hiện ở VT của một FDtrong nhóm là một khóa của lược đồ quan hệ.

Chú ý:

Nếu không thấy xuất hiện khóa thì lấy khóa làm thành một lược đồ con mới

Vậy: Tập các lược đồ mới được tạo đều ở 3NF

 Nếu trong các lược đồ con xuất hiện

khóa thì kết luận các lược đồ con đó

đã ở 3NF