Bài giảng: Thành phần dữ liệu ở mức quan niệm và logic pps

Chương 3Thành phần dữ liệu ở mức quan niệm và logic... Mục tiêuHiểu rõ, mô tả lại toàn bộ dữ liệu của hệ thống Chuẩn bị cho việc cài đặt thành phần dữ liệu trong hệ thống  Đưa ra c

………… o0o…………

Bài giảng: Thành phần dữ liệu ở mức

quan niệm và logic

Chương 3

Thành phần dữ liệu ở mức

quan niệm và logic

Nội dung

Mô hình dữ liệu quan niệm

Mô hình dữ liệu logic

Mô hình dữ liệu vật lý

Mục tiêu

Hiểu rõ, mô tả lại toàn bộ dữ liệu của hệ thống

Chuẩn bị cho việc cài đặt thành phần dữ liệu trong hệ thống

 Đưa ra các mô hình dữ liệu

ü Mô hình dữ liệu quan niệm

ü Mô hình dữ liệu logic

ü Mô hình dữ liệu vật lý

3

liệu ở mức quan niệm và

logic

Mục tiêu

Mô hình dữ liệu

Một tập hợp các khái niệm được dùng để diễn tả tập các đối tượng dữ liệu cũng như những mối quan hệ giữa chúng trong hệ thống thông tin cần tin học hóa

Các khái niệm trong một mô hình dữ liệu được xây

dựng bởi cơ chế trừu tượng hóa và mô tả bằng ngôn ngữ hay biểu diễn đồ họa

5

liệu ở mức quan niệm và

logic

Mô hình dữ liệu quan niệm

Mục tiêu

Mô tả thành phần dữ liệu của hệ thống (các thực thể/đối tượng

dữ liệu và quan hệ của chúng)

Độc lập với mọi hệ quản trị CSDL và cách thức sử dụng nó

Tiêu biểu: Mô hình thực thể kết hợp (Entity Relationship Diagram

- ERD) do Chen đề xuất năm 1976 (“The entity-relationships

model - Toward a unified view of data”)

Mô hình thực thể kết hợp (ERD - Entity Relationship Diagram)

Thực thể

Thuộc tính

Mối kết hợp

Thực thể kết hợp

7

liệu ở mức quan niệm và

logic

Thực thể

Thực thể (entity) là một khái niệm để chỉ một lớp các đối tượng của thế giới thực hay các khái niệm độc lập

có cùng những đặc trưng chung cần quan tâm

Ví dụ: Thực thể Sinh viên

Thể hiện (instance) của một thực thể là một trường

hợp cụ thể của một thực thể

Ví dụ: Sinh viên Nguyễn Văn An là thể hiện của thực thể Sinh viên

Sinh viên

ngànhĐịa chỉ

9

liệu ở mức quan niệm và

logic

Phân loại thuộc tính

Thuộc tính phức hợp / Thuộc tính đơn

Thuộc tính phức hợp là thuộc tính có thể phân nhỏ ra nhiều thành phần Thuộc tính đơn là thuộc tính không thể phân nhỏ ra thành những thành phần

Ví dụ

● Thuộc tính phức hợp: Địa chỉ (Số nhà, đường, quận, thành phố)

● Thuộc tính đơn: Thành phố

Địa chỉ

Phân loại thuộc tính

Thuộc tính đơn trị / Thuộc tính đa trị

Thuộc tính đơn trị là thuộc tính chỉ có thể lấy một trị cho

một thể hiện của thực thể

Thuộc tính đa trị là thuộc tính có thể lấy nhiều hơn một trị cho một thể hiện của thực thể

Ví dụ

● Thuộc tính đơn trị: Tên sinh viên

● Thuộc tính đa trị: Số điện thoại

11

Tên sinh viên Số điện thoại

liệu ở mức quan niệm và

logic

Phân loại thuộc tính

Thuộc tính lưu trữ / Thuộc tính dẫn xuất

Thuộc tính lưu trữ là thuộc tính là thuộc tính mà trị của nó phải được lưu lại vì không thể được suy ra từ các thuộc tính khác

Thuộc tính dẫn xuất là thuộc tính mà trị của nó có thể được suy ra từ các thuộc tính khác

Ví dụ

Thuộc tính xác định, mô tả

Thuộc tính xác định (định danh): là một hoặc một vài thuộc tính xác định được những thể hiện riêng biệt của một thực thể

Ví dụ: Mã SV là thuộc tính xác định của thực thể Sinh viên

Thuộc tính mô tả: các thuộc tính của kiểu thực thể không phải là thuộc tính xác định

Ví dụ: Tên SV, Địa chỉ là thuộc tính mô tả của thực thể Sinh viên

13

Sinh viên

Mã SV Tên SV Địa chỉ

liệu ở mức quan niệm và

logic

Mối kết hợp

Mối kết hợp là một sự liên hệ có ý nghĩa giữa các thực thể

Ví dụ: Hai thực thể Sinh viên và Môn học có một mối kết hợp là Đăng ký

Thể hiện của mối kết hợp là sự kết hợp giữa các thể hiện của các thực thể tham gia vào mối kết hợp đó

Ví dụ: Sinh viên Nguyễn Văn An đăng ký Môn học

PTTK-HTTT

Sinh viên đăng Môn học

ký

Thuộc tính của mối kết hợp

Trong một số trường hợp, mối kết hợp có thể có thuộc tính riêng, không thuộc về riêng một thực thể nào

Ví dụ

Một sinh viên hệ tín chỉ có thể đăng ký một môn học nhiều lần

trong trường hợp chưa đạt Cần lưu trữ lại thông tin thời gian mỗi lần đăng ký của sinh viên Lúc này, thời gian là thuộc tính của mối quan hệ đăng ký.

Sinh viên đăng Môn học

ký

Thời gian

15

liệu ở mức quan niệm và

logic

Bậc của mối kết hợp

Bậc của mối kết hợp là số thực thể tham gia vào mối kết hợp đó.

Có ba loại bậc phổ biến nhất

Mối kết hợp bậc một (một ngôi): Liên kết giữa các thể hiện của cùng một thực thể (đệ quy)

● Ví dụ: Nhân viên quản lý các Nhân viên khác

Nhân viên quản

lý

Bậc của mối kết hợp

Mối kết hợp bậc hai (hai ngôi): mối kết hợp giữa hai thực thể

● Ví dụ: Sinh viên đăng ký Môn học

Mối kết hợp bậc ba (ba ngôi): mối kết hợp giữa ba thực thể

Ví dụ: Các Nhà cung cấp cung cấp các Sản phẩm cho các Công ty

Sinh viên đăng Môn học

17 5/12/2010

Lượng số của mối kết hợp

Lượng số của mối kết hợp là số thể hiện của thực thể này có thể hoặc phải kết hợp với mỗi thể hiện của thực thể khác.

Thực thể kết hợp

Thực thể kết hợp là một thực thể mà kết hợp những thể hiện của một hay nhiều thực thể và có chứa thêm một số thuộc tính riêng biệt.

Nên chuyển mối kết hợp thành thực thể kết hợp khi

Lượng số của mối kết hợp là nhiều - nhiều

Mối kết hợp có thể có thuộc tính xác định riêng

Mối kết hợp có một vài thuộc tính khác

Mối kết hợp sẽ tham gia vào mối kết hợp với các kiểu thực thể khác

19

liệu ở mức quan niệm và

logic

Thực thể kết hợp

Ví dụ: Các Nhà cung cấp cung cấp các Sản phẩm

khác nhau cho các Công ty khác nhau Mỗi lần cung cấp có thể có thời gian, số lượng và giá khác nhau.

Nhà cung cấp

Công ty

Sản phẩm

Lịch cung cấp

Thời

Số lượng

Thực thể mạnh, yếu

Thực thể mạnh: thực thể tồn tại độc lập với những

thực thể khác

Thực thể yếu: thực thể mà sự tồn tại của nó lệ thuộc vào một thực thể khác

Ví dụ: Nhân viên là thực thể mạnh, Thân nhân của

Nhân viên là thực thể yếu

Nhân viên có Thân nhân

21

liệu ở mức quan niệm và

logic

Mô hình thực thể kết hợp mở rộng (EERD - Enhanced Entity Relationship Diagram)

Mối kết hợp siêu kiểu / kiểu con

Mô tả các ràng buộc toàn vẹn

Mối kết hợp siêu kiểu / kiểu con

Siêu kiểu: là thực thể tổng quát có một mối liên kết với một hay nhiều kiểu con

Kiểu con: là sự phân nhóm từ một thực thể thành nhiều thực thể

Đặc trưng: các thực thể con thừa kế trị của mọi

thuộc tính thuộc về siêu kiểu

Nên dùng khi

Có các thuộc tính chỉ áp dụng cho một số thể hiện của thực thể

Có các mối quan hệ chỉ có sự tham gia của một số thể hiện của thực thể

23

liệu ở mức quan niệm và

logic

Biểu diễn sự tổng quát hóa / chuyên biệt

hóa

Có 2 quá trình tư duy thường vận dụng khi xây dựng mối

kết hợp siêu kiểu / kiểu con

Tổng quát hóa

● Tạo một siêu kiểu chứa các thuộc tính và mối quan hệ lặp lại ở một số thực thể Các kiểu con chỉ

còn chứa thuộc tính và mối quan hệ riêng.

Chuyên biệt hóa

● Phân rã một thực thể thành các kiểu con chứa các thuộc tính và mối quan hệ riêng, chỉ giữ lại những điểm chung

Phân loại mối kết hợp siêu kiểu /

kiểu con

Một thể hiện của siêu kiểu có bắt buộc phải là một thành viên của một kiểu con không?

Chuyên biệt hóa toàn phần: bắt buộc

● Ví dụ: Bệnh nhân phải là BN nội trú hoặc BN ngoại trú

Chuyên biệt hóa riêng phần: không bắt buộc

● Ví dụ: Phương tiện có thể không phải là Xe tải và

liệu ở mức quan niệm và

logic

Phân loại mối kết hợp siêu kiểu / kiểu

con

Một thể hiện của siêu kiểu có thể đồng thời là thành viên của hai hay nhiều kiểu con không?

Phân ly: không thể

● Ví dụ: Bộ phận có thể có một phần là BP mua, một phần là BP tự làm

Trùng lặp: có thể

● Ví dụ: Nhân viên đã là NV lương tháng thì không thể là NV lương giờ

Bộ phận

BP mua BP tự làm

Nhân viên

NV lương tháng NV lương giờ

Ràng buộc toàn vẹn ở mức quan

niệm

RBTV là những quy tắc kiểm tra nhằm đảm bảo tính

đúng đắn của dữ liệu khi thực hiện các thao tác thêm,

xóa, sửa

RBTV hỗ trợ thêm về khả năng diễn đạt ngữ nghĩa

trên mô hình thực thể kết hợp

Mô tả RBTV ở mức quan niệm bằng ngôn ngữ tự

nhiên

liệu ở mức quan niệm và

logic

Các bước xây dựng mô hình thực thể

kết hợp

Xác định các thực thể

Xác định các mối kết hợp

Xác định các thuộc tính và gắn nó vào vị trí thích hợp

Xác định thuộc tính xác định cho mỗi thực thể

Xác định các cấu trúc siêu kiểu / kiểu con (nếu có)

Kiểm tra, hoàn chỉnh mô hình

Mô tả các ràng buộc toàn vẹn

Mô hình dữ liệu logic

Mục tiêu

Mô tả dữ liệu bằng cách sử dụng những ký

hiệu tương ứng với mô hình dữ liệu mà nhiều

hệ quản trị CSDL xây dựng trên nó.

Tiêu biểu

Mô hình dữ liệu quan hệ (Relational Data Model)

do Codd đề xuất năm 1970 (“A relational model of

data for large relational databases”)

Các mô hình khác (SV tự tham khảo)

Mô hình dữ liệu phân cấp

Mô hình dữ liệu mạng

Mô hình dữ liệu hướng đối tượng

liệu ở mức quan niệm và

logic

Mô hình quan hệ

Nền tảng cơ bản của mô hình quan hệ là khái niệm lý thuyết tập hợp trên các quan hệ

Một số khái niệm cơ bản (SV tự ôn)

Định nghĩa, tính chất của quan hệ

Các bước chuyển đổi mô hình thực

thể kết hợp thành mô hình quan hệ

Bước 1: Chuyển đổi thực thể thông thường

Mô hình thực thể kết hợp Mô hình quan hệ

Thực thể Quan hệ

Thuộc tính đơn của thực

thể Thuộc tính của quan hệ

Thuộc tính xác định của

thực thể

Khóa chính của quan hệ

Thuộc tính phức hợp của

thực thể Các thuộc tính của quan hệ

Thuộc tính đa trị của thực

thể Quan hệ (khóa chính là sự kết hợp khóa chính của

quan hệ và thuộc tính đa trị)

31

liệu ở mức quan niệm và

logic

Các bước chuyển đổi mô hình thực thể kết hợp thành mô hình quan hệ

Sinh viên (Mã SV, Tên SV, Số nhà, Đường, Quận, Thành phố)

Điện thoại_Sinh viên (Mã SV, Điện thoại)

Các bước chuyển đổi mô hình

thực thể kết hợp thành mô hình

quan hệ

Bước 2: Chuyển đổi thực thể yếu

Mô hình thực thể kết hợp Mô hình quan hệ

Thực thể yếu Quan hệ (khóa chính là sự kết

hợp thuộc tính xác định của thực thể mạnh và thuộc tính xác định của chính nó)

33

liệu ở mức quan niệm và

logic

Các bước chuyển đổi mô hình

thực thể kết hợp thành mô hình

Nhân viên (Mã NV, Tên NV)

Thân nhân (Mã NV, Tên TN, Tuổi)

Các bước chuyển đổi mô hình

thực thể kết hợp thành mô hình

quan hệ

Bước 3: Chuyển đổi mối kết hợp hai ngôi

Mối kết hợp 1-nhiều

Mô hình thực thể kết hợp Mô hình quan hệ

Thực thể Quan hệ

Mối kết hợp giữa các thực thể Thuộc tính xác định của thực thể phía 1 của mối kết

hợp chuyển thành khóa ngoại trong quan hệ ứng với phía nhiều

35

liệu ở mức quan niệm và

logic

Các bước chuyển đổi mô hình

thực thể kết hợp thành mô hình

Các bước chuyển đổi mô hình

thực thể kết hợp thành mô hình

quan hệ

Bước 3: Chuyển đổi mối kết hợp hai ngôi

Mối kết hợp nhiều-nhiều

Mô hình thực thể kết hợp Mô hình quan hệ

Thực thể Quan hệ

Mối kết hợp giữa các thực

thể Quan hệ (khóa chính là sự kết hợp khóa chính của 2

quan hệ tương ứng với 2 thực thể tham gia vào kết hợp)

37

liệu ở mức quan niệm và

logic

Các bước chuyển đổi mô hình

thực thể kết hợp thành mô hình

Các bước chuyển đổi mô hình

thực thể kết hợp thành mô hình

quan hệ

Bước 3: Chuyển đổi mối kết hợp hai ngôi

Mối kết hợp 1-1

Mô hình thực thể kết hợp Mô hình quan hệ

Thực thể Quan hệ

Mối kết hợp giữa các thực thể

Thuộc tính xác định của thực thể phía bắt buộc của mối kết hợp chuyển thành khóa ngoại trong quan hệ

ứng với phía không bắt buộc

39

liệu ở mức quan niệm và

logic

Các bước chuyển đổi mô hình

thực thể kết hợp thành mô hình

quan hệ

Ví dụ

Là trưởng phòng

phòng

Tên phòng

Nhân viên (Mã NV, Tên NV)

Phòng ban (Mã phòng, Tên phòng, Mã TP)

Các bước chuyển đổi mô hình

thực thể kết hợp thành mô hình

quan hệ

Bước 4: Chuyển đổi thực thể kết hợp

Mô hình thực thể kết hợp Mô hình quan hệ

Thực thể thông thường Quan hệ

Thực thể kết hợp không có

thuộc tính xác định riêng

Quan hệ (khóa chính là sự

kết hợp các khóa chính của các quan hệ ứng với các thực thể liên quan)

Thực thể kết hợp có thuộc

tính xác định riêng Quan hệ (khóa chính là thuộc tính xác định riêng)

41

liệu ở mức quan niệm và

logic

Các bước chuyển đổi mô hình thực thể kết hợp thành mô hình quan hệ

Thời

Số lượng

Các bước chuyển đổi mô hình

thực thể kết hợp thành mô hình

quan hệ

Bước 5: Chuyển đổi mối kết hợp một ngôi

Mối kết hợp 1-nhiều

Mô hình thực thể kết hợp Mô hình quan hệ

Thực thể Quan hệ

Mối kết hợp Thuộc tính xác định của

thực thể chuyển thành khóa ngoại trong quan hệ ứng với chính thực thể đó

43

liệu ở mức quan niệm và

logic

Các bước chuyển đổi mô hình

thực thể kết hợp thành mô hình

Các bước chuyển đổi mô hình

thực thể kết hợp thành mô hình

quan hệ

Bước 5: Chuyển đổi mối kết hợp một ngôi

Mối kết hợp nhiều-nhiều

Mô hình thực thể kết hợp Mô hình quan hệ

Thực thể Quan hệ

Mối kết hợp Quan hệ (khóa chính là sự

kết hợp 2 thuộc tính lấy từ

khóa chính của quan hệ thứ

nhất)

45

liệu ở mức quan niệm và

logic

Các bước chuyển đổi mô hình

thực thể kết hợp thành mô hình

Các bước chuyển đổi mô hình

thực thể kết hợp thành mô hình

quan hệ

Bước 5: Chuyển đổi mối kết hợp một ngôi

Mối kết hợp 1-1

Mô hình thực thể kết hợp Mô hình quan hệ

Thực thể Quan hệ

Mối kết hợp Thuộc tính xác định của

thực thể chuyển thành khóa ngoại trong quan hệ ứng với chính thực thể đó

47

liệu ở mức quan niệm và

logic

Các bước chuyển đổi mô hình

thực thể kết hợp thành mô hình

Các bước chuyển đổi mô hình

thực thể kết hợp thành mô hình

quan hệ

Bước 6: Chuyển đổi mối kết hợp ba ngôi

Mô hình thực thể kết hợp Mô hình quan hệ

Thực thể thông thường Quan hệ

Mối kết hợp giữa các thực

SV tự đọc tài liệu tìm ví dụ

49

liệu ở mức quan niệm và

logic

Các bước chuyển đổi mô hình thực thể kết hợp thành mô hình

quan hệ

Bước 7: Chuyển đổi mối kết hợp siêu kiểu / kiểu con

Mô hình thực thể kết hợp Mô hình quan hệ

Siêu kiểu Quan hệ

Kiểu con Quan hệ (khóa chính là

khóa chính của quan hệ

ứng với siêu kiểu)Các thuộc tính của siêu kiểu Các thuộc tính của quan hệ

ứng với siêu kiểuCác thuộc tính của kiểu con Các thuộc tính của quan hệ

ứng với kiểu con