nhập môn cơ sở dữ liệu ( ths. phan võ minh thắng ) - phần 2

Biên soạn : ThS.Phan Võ Minh Thắng 2Nội dung • Mô hình CSDL quan hệ là một khía cạnh về mặt logic logical view của dữ liệu • Các thành phần cơ bản của mô hình CSDL quan hệ là thực thể e

Trang 1

Nhập môn Cơ sở Dữ liệu

Phần 2 – Mô hình dữ liệu quan hệ

Trang 2

Biên soạn : ThS.Phan Võ Minh Thắng 2

Nội dung

• Mô hình CSDL quan hệ là một khía cạnh về mặt logic

(logical view) của dữ liệu

• Các thành phần cơ bản của mô hình CSDL quan hệ là

thực thể (entities) và các thuộc tính (attributes) của nó và các mối quan hệ (relationships) giữa các thực thể với nhau

• Cách tổ chức các thực thể và các thuộc tính của nó theo dạng bảng

• Các phép toán trên CSDL quan hệ, data dictionary, và

Trang 3

Logical View of Data

– Người thiết kế tập trung vào thể hiện về mặt

luận lý (logical) hơn là vật lý (physical) – Ưu điểm của việc sử dụng bảng

• Có cấu trúc và độc lập dữ liệu

• Các mẫu tin (records) có liên quan được lưu trữ trong các bảng độc lập

• Tính đơn giản về mặc logic

– Tạo điều kiện cho các chiến lược thiết kế hiệu

quả hơn

Trang 4

Logical View of Data

• Entities và Attributes

– Thực thể (entity) là một người, vật, nơi chốn,

hoặc sự kiện, mà dữ liệu được thu thập về nó

– Thuộc tính (attributes) là các đặc tính của thực thể

– Entity set

– Giữ các thực thể có liên quan

– Cũng được gọi là các quan hệ (relations)

– Gồm các dòng (rows) và các cột (columns)

Trang 5

Các đặc tính của bảng

• Cấu trúc hai chiều gồm các dòng và các cột

• Dòng (bộ - tuples) thể hiện một thực thể đơn lẻ (entity)

• Cột thể hiện các thuộc tính

• Giao giữa dòng và cột thể hiện một giá trị đơn lẻ

• Các bảng phải có một thuộc tính để chỉ định duy nhất

Trang 6

Row

entity

Trang 7

Kiểu dữ liệu

• Các kiểu dữ liệu:

– Number – Character – Date

– Logical

• Khóa chính (primary key): thuộc tính hoặc tổ

hợp các thuộc tính giúp ta chỉ định duy nhất một thực thể (row, entity) cụ thể nào đó trong tập các thực thể (entity set) được lưu trên bảng (table)

Trang 8

• A xác định B: biết được giá trị của A, có thể

truy cứu (xác định) giá trị của B

• A xác định B biểu diễn là A->B

• A xác định B, C, và D biểu diễn là A->B,C,D

Trang 9

• Phụ thuộc hàm tổng quát (general)

– Thuộc tính A xác định thuộc tính B (B là phụ thuộc hàm của A), nếu tất cả các dòng trong bảng được chấp nhận là giá trị cho thuộc tính A thì cũng được chấp nhận là giá trị cho thuộc tính B

Trang 10

Khóa kết hợp

– Một khóa được tạo thành từ tổ hợp của nhiều hơn một thuộc tính

– Bất cứ thuộc tính nào trong khóa kết hợp đều được gọi là thuộc tính khóa - key attribute

– Ví dụ: A,B ->C,B,D

• A,B là khóa kết hợp

• A thuộc tính khóa

• B thuộc tính khóa

Trang 11

Ví dụ: tìm khóa trong bảng sau ?

Trang 12

CSDL quan hệ đơn giản

Trang 13

Các loại khóa

• Superkey

– Chỉ định duy nhất từng thực thể – Ví dụ: tất cả những mục sau đều có thể là superkeys

Trang 14

Toàn vẹn thực thể

• Toàn vẹn thực thể - entity integrity

– Trong một bảng, primary key phải là duy nhất

– Key không chứa giá trị ‘null’

Trang 16

Trang 17

• Foreign key: thuộc tính mà giá trị của nó phải

khớp với các primary keys trong bảng có liên

quan

– Giá trị phải trùng khớp với primary key trong bảng

khác

• Toàn vẹn tham chiếu - reference integrity

– Nếu foreign key có giá trị, thì giá trị đó phải tham

chiếu tới một dòng đã có trong bảng khác Ví dụ, referential integrity giữa hai bảng PRODUCT và VENDER.

• Secondary key

– Chỉ được dùng để truy cập dữ liệu

Trang 18

Các loại khóa trong CSDL QH

Trang 19

Các qui luật toàn vẹn

• Toàn vẹn thực thể - entity integrity

– Yêu cầu (đảm bảo tất cả các thực thể phải duy nhất): tất cả các giá trị của khóa chính phải duy nhất; không phải là giá trị null

– Mỗi thực thể có một khoá duy nhất

• Toàn vẹn tham chiếu - Referential integrity

– Foreign key phải khớp với các giá trị primary key – Không được xóa dòng mà primary key có tham chiếu thuộc dạng bắt buộc bởi foreign key trong bảng khác

Trang 20

No null entries

Trang 21

Ký pháp các thuật ngữ

• Thuộc tính A 1 , A 2 , … A n MGT của Ai là Dom(A i )

• Lược đồ quan hệ R bậc n: R(A 1 , A 2 , A 3 , ….A n )

• Quan hệ - thể hiện của lược đồ quan hệ: r∈R hay r(R)

của một quan hệ: t∈r(R)

t=(a 1 , a 2 , a 3 , …a n ) trong đó a i ∈Dom(A i )

• Giá trị tham chiếu của bộ t tại thuộc tính A i là t[A i ], t.A i

• Tập các thuộc tính của R: R + ={A 1 , A 2 , A 3 , ….A n }

• Lược đồ cơ sở dữ liệu: S={R 1 , R 2 , R 3 , ….R m }

Trang 22

Biểu diển các phép toán quan hệ

R(A 1 , A 2 , A 3 , ….A n ) X={A i ,A k ,…A l }

• Phép chiếu

Phép chiếu quan hệ R trên tập con các thuộc tính X là

một quan hệ Q xác định trên tập thuộc tính X, ký hiệu

là R[X], được định nghĩa như sau:

Q = R[X] = ∏ X (R) = ∏ AiAk Al (R)

Q = { q / ∃ t ∈ R: q = t.X }

X Q

R

Trang 23

R(A 1 , A 2 , A 3 , ….A n )

Đ là điều kiện (hay phát biểu) dựa trên R+

Đánh giá Đ trên bộ giá trị t∈R: E(tĐ) hay Đ(t)

• Phép chọn

Phép chọn các bản ghi của R thỏa mãn điều kiện Đ là

một quan hệ Q có cùng ngôi với R, ký hiệu là R:Đ,

được định nghĩa như sau:

Q = R:Đ = σ Đ (R) = σ mô tả đk Đ (R)

Q = { t ∈ R / Đ (t) = đúng }

Q

Đ

Trang 24

v = (t, u) = (a1, a2, , an, b1, b2, , bm)

Trang 25

Các phép toán trong CSDL quan hệ

• Lý thuyết đại số quan hệ định nghĩa cách thức để

tính toán nội dung của bảng dùng tám phép toán quan hệ

Trang 26

Các thuộc tính của các tables phải có cùng

đặc tính (như các cột và các miền giá trị của các cột phải giống nhau)

Các bảng như thế gọi là các bảng khả hợp

(UNION compatible)

Kết hợp tất cả các dòng

Ví dụ:

Trang 27

Phép hợp - Union

Trang 28

Phép giao - Intersect

Các Tables phải UNION compatible

Kết quả là các dòng xuất hiện ở cả hai bảng

Ví dụ:

Trang 29

Phép hiệu - Difference

Các Tables phải UNION compatible

Kết quả là các dòng trong bảng này không

có trong bảng còn lại.

Ví dụ:

Trang 30

Kết quả là tất cả các cập có thể có (possible pairs)

của các dòng trong hai bảng

Ví dụ:

Trang 31

Phép chọn - Select

Kết quả là tập các giá trị của tất cả các dòng

tìm thấy trong bảng

Phép chọn có thể được dùng để liệt kê tất cả

hoặc một phần các dòng có giá trị khớp với tiêu chuẩn chỉ được chỉ định.

Ví dụ:

Trang 32

Phép chọn - Select

Trang 33

Phép chiếu - Project

Kết quả là một tập con theo chiều dọc của bảng với

các thuộc tính được chọn

Ví dụ:

Trang 34

Trang 35

Phép kết - Join

Figure 2.11

Figure 2.14

Trang 36

Qui trình kết tự nhiên

Trang 37

Thực hiện phép nhân khi kết

Trang 38

Trang 39

Thực hiện phép chọn khi kết

Trang 40

Thực hiện phép chiếu khi kết

Trang 41

– Điều kiện kết phải được định nghĩa tường minh (explicitly defined)

– EquiJOIN thường so sánh các cột được chỉ định trong từng bảng sử dụng các phép toán (so

sánh) khác hơn là phép toán bằng

Trang 42

Các phép kết khác

• Theta JOIN

– Bất kỳ phép so sánh nào khác được sử dụng một cách tổng quát được gọi là phép kết theta JOIN

• Outer JOIN

– Các cập trùng nhau được giữ lại – Các giá trị không trùng khớp trong bảng “theo hướng của outer JOIN” được đặt là null

– Có outer JOIN bên phải và outer JOIN bên trái – Ví dụ:

Trang 44

Trang 45

Phép chia - Divide

Sử dụng trong bảng một cột và bảng hai cột

Tìm giá trị kết hợp với các giá trị trong bảng chia sao

cho tất cả các kết hợp đó đều thuộc bảng bị chia

Ví dụ:

Trang 46

Data Dictionary

• Gồm thông tin chi tiết về tất cả các bảng có trong CSDL

• Thông tin về thông tin - Metadata

• Tên thuộc tính và các đặc tính của thuộc tính

• Tất cả thành viên của nhóm thiết kế và triển khai CSDL dùng chung bảng, các thuộc tính và các đặc tính đó

• DBMS tổ chức lưu trữ data dictionary bên trong nó và

additional information bao gồm các loại quan hệ, và các yêu cầu kiểm tra và đảm bảo toàn vẹ trên entity và toàn

vẹn về tham chiếu, các hình thức index và các thành

phần Additional information được phát sinh trong suốt

giai đoạn thiết kế và triển khai CSDL.

• CSDL của người thiết kế CSDL

Trang 48

System Catalog

• Data dictionary chi tiết; các phần mềm CSDL quan hệ

hiện tại chỉ hỗ trợ một system catalog

• Có thể suy diễn ra data dictionary

• CSDL do hệ thống tạo, các bảng có thể được truy vấn; tài liệu của CSDL cho phép HQT CSDL quan hệ kiểm tra và loại bỏ các trường hợp homonyms (cùng tên cho các

thuộc tính khác nhau) và synonyms (khác tên cho cùng

thuộc tính)

• Lưu giữ các đặc tính và nội dung của CSDL

• Các table cũng có thể được truy vấn giống như bất cứ

table nào khác

• Tự động phát sinh tài liệu cho CSDL

Trang 49

Các loại quan hệ trong CSDL quan hệ

• Phân loại mối quan hệ

Trang 50

ERD Symbols

• E-R Model: ERD Maps E-R model: Chen, Crow’s Feet

• Hình chữ nhật thể hiện thực thể

• Hình thoi thể hiện mối quan hệ giữa các thực thể

• Bên “1” của quan hệ

• Bên “nhiều” của quan hệ

Trang 51

Ví dụ: mối quan hệ 1:M

Trang 52

Trang 53

• Mối quan hệ 1:M dễ dàng được thực hiện trong mô hình

dữ liệu quan hệ.

• Khóa chính của bên một được thêm vào thành khóa

ngoại của bảng ở bên nhiều

Trang 54

Trang 55

Hình chữ nhật

Trang 56

Ví dụ: mối quan hệ N:M

Trang 57

Ví dụ: mối quan hệ N:M

• Table có nhiều vị trí dư thừa

• Các phép toán quan hệ trở nên rất phức tạp và

có thể dẫn tới system efficiency errors và

output errors.

Trang 58

Trang 59

Chuyển quan hệ M:N thành hai quan hệ 1:N

Trang 60

Trang 61

Chuyển quan hệ M:N thành hai quan hệ 1:N

Trang 62

Xem xét sự dư thừa dữ liệu

• Khóa ngoại có thể làm giảm sự dư thừa

• Một vài trường hợp dư thừa là có thể cần thiết

– Được gọi là các dư thừa được kiểm soát – Tốc độ

– Thông tin yêu cầu

Trang 63

• Chỉ tới vị trí

• Làm cho việc truy cập dữ liệu nhanh chóng hơn

Chỉ mục

Trang 64

Thông tin

• Nội dung:

• Tổng số slide: 60

• Ngày cập nhật sau cùng: 19-02-2004

• Biên soạn: ThS Phan Võ Minh Thắng

Liên hệ: minhthangpv@hcmuaf.edu.vn

Tiêu đề	Nhập môn Cơ sở dữ liệu ( Ths. phan võ minh thắng ) - phần 2
Tác giả	ThS.Phan Võ Minh Thắng
Trường học	Trường Đại học Công Nghệ Thông Tin - Đại học Quốc Gia Hà Nội
Chuyên ngành	Nhập môn Cơ sở dữ liệu
Thể loại	Báo cáo môn học
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	64
Dung lượng	2,47 MB