+ Một bộ typle hay một bảng ghi record của bảng dữ liệu Các thao tác thường áp dụng lên bảng dữ liệu là: - Thêm một bảng ghi, xóa một bảng ghi, sửa một bảng ghi …… Chú ý: Thao tác sửa
Trang 1CHƯƠNG I: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
I.1 Tập hợp
a Các khái niệm về tập hợp
- Tập hợp là khái niệm đầu tiên của toán học, không định nghĩa
Ví dụ: + Tập hợp các số tự nhiên
+ Tập hợp các học sinh trong một lớp,
+ Tập hợp các thuộc tính của một tập thực thể
- Một tập hợp được tạo thành từ những phần tử của nó Phần tử cũng là khái niệm đầu tiên không định nghĩa
- Người ta dùng chữ cái viết hoa để đặt tên cho một tập hợp, chữ cái viết thường để chỉ một phần tử của tập hợp
Ví dụ: + N là tập hợp các số tự nhiên,
+ X là tập hợp các sinh viên thuộc Trường Cao Đẳng Đông Á
- Giả sử x góp phần tạo nên tập hợp A, ta nói x là phần tử của A
Kí hiệu: x A, đọc là: x thuộc A
- Giả sử y không góp phần tạo nên tập hợp A, ta nói y không phải là phần tử của A
Kí hiệu: y A, đọc là: y không thuộc A
- Biểu diễn 1 tập hợp:
+ Cách liệt kê
+ Cách đặc trưng
— Cách liệt kê: liệt kê tất cả các phần tử của tập hợp trong hai dấu ngoặc
đơn {}, hai phần tử cách nhau bởi một dấu phẩy “,”
Ví dụ: A={1,2,3,5,6}
— Cách đặc trưng: Dùng một tính chất đặc trưng P để mô tả tập hợp,
A={x{x thỏa P}}, nghĩa là mọi phần tử của A thỏa mãn tính chất P và mọi phần
tử thỏa mãn tính chất P phải thuộc A
Ví dụ:
A={x{x là sinh viên khóa IV Trường Cao Đẳng Đông Á}}
B={m/n| m, n Z và n 0}
- Tập hợp rỗng: Một tập hợp không có phần tử nào được gọi là tập hợp rỗng
Kí hiệu: f
Ví dụ: A={x ÎR/ x2 + 4x+ 4<0}= f
- Giản đồ venn: Để biểu diễn trực quan trên giấy, người ta dùng phần mặt
phẳng giới hạn bởi một đường cong kín để mô tả một tập hợp, bên cạnh ghi tên tập hợp ấy
∈
∉
Trang 2Ví dụ: A, B, C trên hình 1.1
Hình 1.1: Mô tả tập hợp
- Tập hợp con: cho 2 tập hợp A và B, ta nói B là tập hợp con của A khi và chỉ khi nếu mọi phần tử của B cũng là phần tử của A
Ký hiệu: B A
B A x B x A
- Hai tập hợp bằng nhau: A=B A B và B A
b) Các phép toán về tâp hợp:
Cho hai tập hợp A và B, ta có các phép toán trên hai tập hợp như sau:
1 Phép giao: Giao của hai tập hợp A và B là một tập hợp, ký hiệu A B gồm
những phần tử vừa thuộc A, vừa thuộc B
Ký hiệu : A B ={ x/x A và x B}
2. Phép hội: Hội của hai tập hợp A và B là một tập hợp, ký hiệu A B, gồm
những phần tử thuộc A hoặc thuộc B
Ký hiệu: A B = {x/x A hoặc x B }
3 Phép hiệu: Hiệu của hai tập hợp A và B là một tập hợp, kí hiệu A\B, gồm
những phần tử thuộc A và không thuộc B
Ký hiệu: A\ B = {x/x A và x B}
Ví dụ: A = {1,2,4,6,8}, B = {1,3,5,7,9}
— A B = { 1 }
— A B = {1,2,3,4,5,6,7,8,9}
— A \ B = {2,4,6,8}
c) Tích đề - Các của tập hợp
Cho hai tập hợp A và B, tích Đề- Các của hai tập hợp A và B là một tập hợp
Ký hiệu: A x B = { (x,y) / x A và x B}
Ví dụ: A = {1,2,3}; B = {a,b}
A x B = { (1,a),(1,b),(2,a),(2,b),(3,a), (3,b)}
Cho n tập hợp A1,A2,…… An, tích Đề -các của n tập hợp A1, A2,……,An là một tập hợp được ký hiệu và định nghĩa như sau:
Ví dụ:
A= {1,2,3}; B= {a,b}; C= {a,b}
A ´ B ´ C = {(1, a, a}, ( 1, a,b), (1,b,a), (1,b,b), (2,a,a), (2,a, b), (2, b,a), ( 2,b,b), (3,a,a), (3,a,b), (3, b,a), (3,b, b)
⊂
∩
∪
∩
∪
⇒
Trang 3I.2 Quan hệ
a Định nghĩa 1
Một quan hệ n ngôi trên tập hợp A ¹ f là một tập con của An
Ví dụ: Cho A= {1,2,3,4}
Q1= {(1,1), (1,2), (2,1), (2,2) } là một quan hệ hai ngôi trên A
Q2= {(1,1,1), (1,2,1), (2,1,2) } là một quan hệ ba ngôi trên A
b Định nghĩa 2
Một quan hệ trên n tập hợp A1, A2,… , An ¹ f là một tập con của tích đề các
m tập hợp Aj1´Aj2 ´… ´Ajm với Aji Î {A1,A2,….,An}
Ví dụ:
Cho A= {1,2,3,4}, B= {a,b,c}, C={a,b,c}
Lúc đó: Q= {(1,2,a,a), (2,3,a,a)} là một quan hệ 4 ngôi trên A,B,C
I.3 Ánh xạ
a Định nghĩa 1 (ánh xạ)
Cho tập hợp X,Y ¹ f Một ánh xạ f từ X vào Y là một quy luật tương ứng mỗi phần tử x Î X với một phần tử yÎ Y
Ký hiệu: f: X ® Y
x ® y = f(x)
y = f(x) gọi là ảnh của x qua ánh xạ f
Ví dụ: Cho X= {1,2,3,4}, Y ={a,b,c,d} và các ánh xạ tương ứng f, g sau:
Hình 1.2 Ví dụ về ánh xạ của 1 tập hợp X đến tập hợp Y
Ta nói f là ánh xạ từ X vào Y, còn g không phải là ánh xạ từ X vào Y
Ví dụ: Cho R là tập hợp các số thực và hai phép ứng f và g từ R vào R như
sau:
f(x) = x2 -3x +4 và g(x)=1/x x= R
Thì f là 1 ánh xạ, g không phải là ánh xạ từ vào R
b Định nghĩa 2 (Ánh xạ hợp)
Cho 3 tập hợp X,Y, Z khác rỗng và 2 ánh xạ f: X Y và g: Y ® Z ta định nghĩa một ánh xạ X vào Z như sau:
gof: X Z
∀
→
→
1
2
3
4
a
b
c
d
1
2
3 4
a
b
c
d
Trang 4x z =gof(x) =g[f(x)]
gof(x) gọi là ánh xạ hợp của f và g, đọc là g tròn f
Ví dụ:
Cho f, g là hai ánh xạ: f(x)= sin(x), g(x)=ex thì gof= esin(x), fog(x) = sin(ex)
c Ánh xạ thu hẹp
Cho hai tập hợp X và Y khác rỗng, X là ánh xạ vào Y, A X Ta định nghĩa một ánh xạ fA: cho bởi fA(x) = f(x) "xÎ A, gọi là ánh xạ thu hẹp của f lên A
Khi fAlà ánh xạ thu hẹp của X lên A thì ta cũng nói f là ánh xạ mở rộng củ fAlên
x
Ví dụ: Cho f: R ® R như sau: f(x) = x2 + 1 "x Î R
Và g: N ® R như sau: g(x) = x2 + 1 "x Î N thì g =fN
d Định nghĩa 4 (ánh xạ chiếu)
Cho hai tập hợp A, B khác rổng, X =A B, khi đó ánh xạ ÕA: x A Ta định nghĩa: ÕA(a,b)=a (a,b) X, được gọi là ánh xạ chiếu của X lên A
Cho x= i, K = i,j với ai,j Î{A1,A2,…An}, x ta định nghĩa ánh xạ chiếu của
x lên k như sau: :x k với t ={a1,a2,…an} Î X,
Ta có: =t(K)=(ai1,ai2,…,ain ) vớiaij Î AI,J Ìk
Ví dụ: A={1,2,3}, B={a,b,c }, c={x,y}; x =A , K=B , lúc ấy:
II.CƠ SỞ LIỆU, HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU
II.1 Một số ví dụ về có sở dữ liệu
Cơ sở dữ liệu là khái niệm đầu tiên và chủ yếu liên quan đến hệ thống thông tin quản lý dữ liệu, xử lý dữ liệu
Ví dụ: Hệ thống thông tin QUẢN LÝ ĐÀO TẠO…
Để quản lý thông tin học sinh, sinh viên thì ta cần có bảng dữ liệu SINH VIÊN bao gồm các thông tin sau:
Mỗi thông tin của học sinh bao gồm:
→
⊂
Ci n A
1
1
=
∏k(t)
C
B×
(1, , ) ( ), ,
);
, , 1 ( a x a y a y
MSViên Họ tên Ngày sinh Quê quán Giới
tính
Mã lớp
TH0001 Nguyễn Văn
An
20/04/1983 Quảng
Nam
Nam Tinh 25b
TH0002 Nguyễn Văn
Anh
04/04/1983 Quãng
Ngãi
Nam Tinh 25b
VH0001 Nguyễn Thị
Bê
01/12/1984 Quãng
Bình
Nữ Vank
25b VH0002 Nguyễn Thị
Minh
25/11/1985 Quảng
Bình
Nữ Vank
25b
Trang 5MS Viên, Họ tên, Ngày sinh, Quê quán, Giới tính, Mã lớp
Bảng trên gọi là bảng dữ liệu tùy từng đối tượng mà khai thác dữ liệu trong bảng trên theo mục đích của mình.Ví dụ như để biết học sinh đó tên gì, sinh ngày mấy và quê quán ở đâu thì ta chỉ dựa vào bảng dữ liệu trên
Điều này có nghĩa là các dữ liệu của bảng trên độc lập với các xử lý (về sau này là các chương trình khai thác nó) tác động lên chúng
Dữ liệu trong bảng trên được tổ chức thành một bảng bao gồm các cột và các hàng
+ Các cột được gọi là lược đồ (SCHEME) hay bộ khung của bảng dữ liệu
+ Mỗi cột được gọi là một thuộc tính (attibute) hay một trường
+ Mỗi hàng (dòng) được gọi là một thể hiện (instance)
+ Một bộ (typle) hay một bảng ghi (record) của bảng dữ liệu
Các thao tác thường áp dụng lên bảng dữ liệu là:
- Thêm một bảng ghi, xóa một bảng ghi, sửa một bảng ghi ……
Chú ý: Thao tác sửa một bảng ghi thực chất là thực hiện hai thao tác: xóa
bảng ghi cũ rồi sửa vào bảng ghi mới
Ví dụ: Hệ thống thông tin thương mại
Trong hệ thống thương mại, thông tin về các công ty thường được lưu trữ dưới dạng như bảng sau:
Trong khi đó tình hình kinh doanh lại có thể mô tả nhờ vào bảng sau :
Ý nghĩa của mỗi dòng trong bản trên đựoc hiểu như sau: Công ti Si bán được mặt hàng Pi với số lượng là :…
Từ các ví dụ như vừa trình bày trên ta có thể đưa ra một định nghĩa về cơ sở
dữ liệu (CSDL) như sau:
II.2 ĐỊNH NGHĨA
Cơ sở dữ liệu là hệ thống tích hợp các tập tin được sử dụng nhằm giảm thiểu
sự dư thừa dữ liệu
Một số cơ sở dữ liệu có thể xem như là một tập hợp các cấu trúc lưu trữ có mối liên hệ mật thiết với nhau và được sử dụng để lưu trữ dữ liệu
S# Tên NCC Trạng thái Địa chỉ
S3 Tự Cường 30 SGN
S1 P1 300 S1 P2 200 S1 P3 400 S2 P1 300 S2 P2 400 S3 P2 200
Trang 6III TÍNH ĐỘC LẬP DỮ LIỆU, CHIA SẼ DỮ LIỆU
a) Độc lập dữ liêu: Có 2 loại
- Độc lập vật lý: Thay đổi tổ chức của cơ sở dữ liệu vật lý có thể thay đổi
hiệu quả tính toán của chương trình, nhưng không đòi hỏi phải thay đổi lại chương trình Nói một cách khác, mức quan niệm phải đảm bảo đựoc các truy nhập đến CSDL từ phía sử dụng (NSD)
- Độc lập logic: Sự thay đổi thêm bớt thông tin về các thực thể ở mức quan
niệm không đòi hỏi thay đổi các khung nhìn của NSD dẫn tới không cần thay đổi chương trình ứng dụng
b) Chia sẽ dữ liệu: Vì độc lập với chương trình ứng dụng nên nhiều chương
trình ứng dụng cùng sử dụng một cơ sở dữ liệu
Với hai tính chất trên, ta có thể trừu tượng hóa dữ liệu ở mức cao Sự trừu tượng hóa không những tăng cường hiệu quả quản lý mà còn giúp tư duy tốt về CSDL
IV HỆ THỐNG CƠ SỞ DỮ LIỆU
IV.1.Sơ đồ của một hệ CSDL
DMBS điều kiện hoạt động CSDL, nơi mà có thể có nhiều chương trình và nhiều người sử dụng có thể can thiệp vào
IV.2 Bốn thành phần của một hệ CSDL
- Không dư thừa (trên thực tế là dư thừa ít nhất)
- Sử dụng chung
b) Người sử dung: Là người có yêu cầu cần truy nhập CSDL để thực hiện một
thao thác nào đó
- Người sử dụng cuối (End User) là những NSD truy nhập vào CSDL từ một terminal, muốn tìm kiếm, tra cứu thông tin
- Người viết chương trình ứng dụng: Nhưng người này ngoài những thao tác trên còn cần đến một ngôn ngữ lập trình (NLT)
- Người quản trị CSDL: Là người có nhiệm vụ điều khiển toàn bộ hệ CSDL, là người có quyền cao nhất, chịu trách nhiệm thực hiện các nhiệm vụ sau:
c) Hệ quản trị cơ sơ dữ liệu: Đây chính là phần mềm hệ CSDL
Databas
End User
CTUDn End User
n
Trang 7d) Phần cứng: Là các thiết bị được sử dụng để lưu trữ dữ liệu
IV.3 Cấu trúc của một cơ sở dữ liệu
Hình 1.4: Cấu trúc của một hệ CSDL Cấu trúc chuẩn gồm ba mức:
liệu
dữ liệu
gần với người sử dụng nhất và cung cấp thông tin cho người sử dụng
IV.4 Phân loại các hệ CSDL
a. Các hệ tập trung
Là các hệ mà trong đó phần CSDL được lưu trữ tại một nơi, một vị trí nhất định
1. Personal DataBase
Là một hệ CSDL nhỏ, trong hệ này người viết chương trình là người quản
lý
Một hệ như vậy đảm bảo một chức năng nhỏ, đơn lẻ
2. Central Database
Là hệ cơ sở dữ liệu lớn, trong hệ này dữ liệu tập trung tại máy trung tâm Mọi quá trình chia sẻ, bảo vệ, xử lý dữ liệu tại máy trung tâm.Ở đây khi máy trung tâm có sự cố thì toàn bộ hệ thống ngừng hoạt động
3. Client/Server Database
CSDL được tạo lập, lưu trữ tại server, nhưng việc tính toán lại diễn ra ở máy Client Máy server không cần quá mạnh Hệ CSDL loại này có vẻ “phân tán” nhưng thực ra vẫn là hệ tập trung vì dữ liệu đặt toàn bộ tại một chỗ trên máy server
b. Các hệ CSDLphân tán
Là những hệ CSDL trong đó thành phần CSDL được chia nhỏ thành nhiều
………
Không nhìn 1 Không nhìn 2
User 1
Usr 2
Không nhìn 2 User k
CSDL mức khái niệm
CSDL mức vật lý
Mức không nhìn
Mức vật lý Mức khái niệm
Trang 8CSDL địa phương, trải ra trong một mạng máy tính
Phân loại:
- Hệ thuần nhất
- Hệ không thuần nhất
Nếu các hệ CSDL địa phương biểu diễn theo những cách giống nhau, mô hình giống nhau, thì gọi là hệ thuần nhất, ngược lại gọi là hệ không thuần nhất
IV.5 Hai mức của hệ CSDL
- Mức logic hay mức khái niệm là mức giao tiếp giữa người sử dụng và mức vật
lý
- Mức vật lý: lưu trữ vật lý của cơ sở dữ liệu trên các thiết bị lưu trữ
Thể hiện (instance): Dữ liệu trong CSDL ở thời điểm nhất định nào đó
V HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU
Một hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS) là một phần mềm điều khiển các truy nhập của người sử dụng đối với CSDL
V.1 Các thao tác truy nhập chủ yếu
Các thao tác truy nhập chủ yếu gồm:
- Tìm kiếm dữ liệu theo một chỉ tiêu nào đó
- Bổ sung dữ liệu vào CSDL (INSERT)
- Loại bỏ dữ liệu khỏi CSDL (DELETE)
- Sửa chữa dữ liệu trong CSDL (UPDATE)
V.2.Các bước hoạt động của một hệ quản trị CSDL
- Người sử dụng đưa ra các yêu cầu truy nhập dưới dạng các câu lệnh của một ngôn ngữ thao tác dữ liệu nào đó
- DBMS nhận lời yêu cầu, phân tích cú pháp và chuyển cho mức logic
- Mức logic tiến hành các truy nhập vào CSDL vật lý và trả kết quả
- DBMS hiển thị kết quả cho người sử dụng
V.3.Một số hệ DBMS sửu dụng hiện nay
Quy mô lớn : - ORACLE:Chạy trên 80 cấu hình khác nhau
- DB/2:một sản phẩm của IBM,đây là một trong những hệ quản trị của cơ sở dữ liệu đầu tiêu
- INFORMX, SYBASE
Quy mô nhỏ: - MACCESS, FOXPRO
