Hậu quả của giả thuyết quan hệ phổ quát

 Tên cột có ý nghĩa toàn cục: giả thuyết quan hệ phổ quát: Cho một tập các quan hệ S, tồn tại trên nguyên tắc một QHPQ U sao cho mỗi quan hệ trong S là một phép chiếu trên U... Các phụ

Hậu quả của giả thuyết quan

1 Giới thiệu

 Tên cột có ý nghĩa cục bộ: hai cột cùng tên trong hai quan hệ có cùng ý nghĩa? Có kết

được không? Có cần đổi tên khi kết?

 Tên cột có ý nghĩa toàn cục: giả thuyết quan

hệ phổ quát: Cho một tập các quan hệ S, tồn tại trên nguyên tắc một QHPQ U sao cho mỗi quan hệ trong S là một phép chiếu trên U

 Tên của cột là duy nhất trong U

3 Các giả thuyết khác

1. Không có miền: một quan hệ là một tập hợp

các tên cột khác nhau và không có miền

nhỏ hơn chỉ với vài cột

2. Phép kết so sánh các cột khi và chỉ khi

chúng có cùng tên và luôn luôn so sánh tất

cả các cột cùng tên trong hai quan hệ

(natural join)

Không cùng miền  không có quan hệ phổ quát

4.2 Phụ thuộc cập nhật

Để phép cập nhật các quan hệ R1(XY) và R2(XZ) phải

bảo toàn phép chiếu R1[X]=R2[X] trong quan hệ phổ

3 Nếu có quan hệ R4(XZN) thì tập các cặp giá trị XZ

trong R 4 phải là tích Decarte của tập giá trị X trong R 1 và tập giá trị Z trong R2

Bùng nổ số record của R4

4.4 Tên quan hệ

 Các quan hệ không cần đặt tên vì đã xác định duy nhất quan hệ dựa theo tập các tên cột

 Có thể nhóm vài cột thành một cái tên để tránh lặp lại danh sách dài

các tên cột

 Thực tế: Các quan hệ khác nhau vẫn

có các cột giống nhau

Ngày-bắt-đầu-làm-của-dự-án

4.6 Cột duy nhất và kết tự nhiên

MaNV PhongLV PhongMuon NQL

Giả sử PhongLVNQL, CSDL chuẩn hóa từ QHPQ trên như sau

MaNV PhongLV PhongMuon PhongLV NQL

Dùng kết tự nhiên xác định Người quản lý của Phòng mượn nhân viên? Dùng kết có chỉ định cột so sánh (có thể cả lĩnh vực):

5.1 NULL, khóa và phụ thuộc

 QHPQ bắt buộc phải chấp nhận giá trị Null

 Có rất ít khóa trong QHPQ, hầu như cột nào cũng có

thể bị lặp lại thông tin

 “Khóa” có giá trị Null, mà có thể có giá trị Null ở bất

kỳ cột nào trong QHPQrất khó xác định khóa

 “Khóa” không có giá trị Null, QHPQ không có

“khóa”, kể cả toàn bộ các cột

Phụ thuộc suy từ khóa vô nghĩa

 Phụ thuộc hàm/đa trị phải giới hạn vế trái khác Null

 rất khó tìm ra phụ thuộc hàm/đa trị

5.3 Giá trị trên một dòng của các cột không phụ thuộc

 Tính không duy nhất của QHPQ là

do giá trị của các cột không phụ

5.3 Giá trị trên một dòng của các cột không phụ thuộc

 QHPQ với số dòng là tích của số giá trị NhânViên và

5.3 Giá trị trên một dòng của các cột không phụ thuộc

 Phụ thuộc đa trị không hiển nhiên?

6 CÁC PHỤ THUỘC ẨN

 6.1 Các phụ thuộc không thể phát

hiện (Undetectable dependencies)

 6.2 Các phụ thuộc đa trị được

nhúng (Embebed MVDs)

 6.3 Các phụ thuộc đa trị “giáng

cấp” (“Reduced” MVDs)

6.1 Các phụ thuộc không thể phát hiện

 Các phụ thuộc không thể phát hiện được là các phụ thuộc tồn tại trong các quan hệ riêng lẻ, nhưng lại

không tồn tại sau khi gộp chúng lại vào trong một quan hệ phổ quát.

6.1 Các phụ thuộc không thể phát hiện

 Xét ví dụ sau:

 (1) Các nhân viên (E) có một vài kỹ năng (S)

 (2) Các nhân viên có vài người lệ thuộc (D)

6.1 Các phụ thuộc không thể phát hiện

 Giả sử ứng dụng được mở rộng ra để có thể lưu trữ thêm thông tin sau:

 (3) Các nhân viên sẽ dạy một số kỹ năng của họ cho một vài người lệ thuộc của họ.

 Để thực hiện điều này, chúng ta có thể

thêm quan hệ TEACH như bảng bên.

 Giả sử trong quan hệ TEACH, nhân viên A

không dạy kỹ năng Q cho người phụ thuộc C

 PTĐT E S |D không tồn tại trong quan

hệ TEACH

6.1 Các phụ thuộc không thể phát hiện

 Với cách biểu diễn 3 yêu cầu trên bằng

2 quan hệ (SK-DEP và TEACH) như

trên, rõ ràng có sự dự thừa dữ liệu.

 Để giảm bớt dư thừa, chúng ta có thể gộp 2 quan hệ này vào quan hệ TEACH

và đặt lại tên tổng quát hơn cho quan

hệ này là E-S-D.

6.1 Các phụ thuộc không thể phát hiện

+

(Phụ thuộc không thể phát hiện)

6.2 Các PTĐT được nhúng

 PTĐT được nhúng (bao bên trong quan hệ

phổ quát) là PTĐT chỉ tồn tại trong các phép chiếu từ quan hệ phổ quát nhưng lại không tồn tại trong quan hệ phổ quát ban đầu (do

bị che lấp bởi các thông tin “gây nhiễu” trong quan hệ phổ quát)

 PTĐT được nhúng (EMVD) không phải là một PTĐT, nó chỉ là khái niệm chỉ khả năng xuất hiện các PTĐT trong phép chiếu của QHPQ

6.2 Các PTĐT được nhúng

 Trong một số trường hợp, PTĐT được nhúng có thể được xác định từ những PTĐT khác trong quan hệ (TH1) Trong một số trường hợp khác thì PTĐT được nhúng có thể không xác định

được (TH2) từ những PTĐT khác trong quan hệ

 Xét ví dụ cho trường hợp 1

 (1) Các nhân viên (E) có vài kỹ năng (S)

 (2) Các nhân viên có vài người lệ thuộc (D)

 (3) Các người lệ thuộc có vài con vật nuôi (P)

(PTĐT được nhúng) suy dẫn

6.2 Các PTĐT được nhúng

 Xét ví dụ cho trường hợp 2

của mình cho tất cả người lệ thuộc của họ,

năm (Y) họ dạy cũng sẽ được ghi nhận lại.

 Tương tự như trong ví dụ 1, PTĐT E  D | S tồn tại trong phép chiếu

bỏ đi cột Y của quan hệ này, nhưng trong trường hợp này, trong quan

hệ ban đầu không tồn tại PTĐT EDS | Y hay EDY | S

 Như vậy PTĐT E D | S không thể được suy dẫn ra từ quan hệ ban

đầu được.

 (1) Mỗi người thuê nhà ở tại một địa chỉ duy nhất: OCCUPANT  ADDRESS.

 (2) Mỗi người chủ nhà có thể sở hữu nhiều căn nhà: LANDLORD  ADDRESS.

 Theo như yêu cầu ban đầu:

O  A và L  A | O

 Vậy tại sao trong thể hiện

của quan hệ, mỗi người chủ

nhà (L), chỉ có duy nhất

một căn nhà (A) ?

 Mỗi căn nhà được sở hữu bởi mỗi người chủ phải tồn tại trong sự kết hợp giữa người chủ nhà và người thuê nhà

 Nếu người chủ nhà có nhiều hơn 1 căn nhà và để thoả PTĐT L

 A | O, thì những người thuê nhà phải ở tất cả các căn nhà này, điều này lại vi phạm PTH O  A.

6.3 Các PTĐT “giáng cấp”

 Vì vậy, PTĐT L  A | O sẽ bị “giáng cấp”

xuống trở thành phụ thuộc hàm L  A

 Điều này lại không thỏa yêu cầu ban đầu, một

người chủ nhà có thể có nhiều căn nhà

 Như vậy theo giả thuyết của quan hệ phổ quát thì sẽ có một số trường hợp sẽ không đáp ứng được một số yêu cầu thực tế như trong ví dụ

trên

7 1 Chọn quan hệ phổ quát nào ?

 Theo giả thuyết của quan hệ phổ quát, quy trình thiết kế lượt đồ

quan hệ gồm 2 bước sau:

 (1) Xây dựng quan hệ phổ quát.

 (2) Áp dụng các thuật toán thiết kế lượt đồ (tổng hợp hay phân rã)

7 1 Chọn quan hệ phổ quát nào ?

 Như đã trình bày trong phần 5, do sự

không đơn nhất trong việc xác định lược

đồ cũng như sự không đơn nhất trong việc xác định nội dung của dữ liệu trong quan hệ phổ quát

 Chính vì sự không đơn nhất này dẫn tới

sự khó khăn trong việc chọn quan hệ

phổ quát cụ thể (để thực hiện bước 2).

7.2 So sánh phương pháp

phân rã và tổng hợp

 Tập trung so sánh 3 khía cạnh sau:

 (1) Các quan hệ và các cột đầu vào.

 (2) Các phụ thuộc đầu vào.

 (3) “Sự sắp xếp mặc định” của các cột.

 Trong 3 khía cạnh trên, khía cạnh

(3) làm cho kết quả của hai phương pháp có sự khác biệt khá rõ.

7.2 So sánh phương pháp phân rã và tổng hợp

7.2 So sánh phương pháp

phân rã và tổng hợp

(1) Các quan hệ và các cột đầu vào

 Đầu vào của phương pháp phân rã là một tập các quan hệ và một tập các phụ thuộc (FD, MVD).

 Đầu vào của phương pháp tổng hợp là một tập các tên cột và một tập các phụ thuộc hàm.

 Nếu đầu vào của phương pháp phân rã chỉ gồm một quan hệ (QHPQ) và một tập các phụ thuộc, hay nói cách khác là đầu vào của phương pháp phân rã là tập các tên cột và tập các phụ thuộc (không cần chỉ

rõ tập các quan hệ), thì xem như đầu vào của

phương pháp phân rã tương tự như đầu vào của

phương pháp tổng hợp.

7.2 So sánh phương pháp

phân rã và tổng hợp

(2) Các phụ thuộc đầu vào

 Các phụ thuộc đầu vào bao gồm: các phụ thuộc hàm, phụ thuộc đa trị, PTĐT nhúng (EMVD), hay có thể là các phụ thuộc chưa được biết (yet-to-be-invented).

 Như đã trình bày, các phụ thuộc đầu vào của phương pháp phân rã là PTH và PTĐT và phương pháp tổng hợp chỉ là các PTH Do đó nếu phương pháp tổng hợp

có thể được mở rộng ra cho phép chấp nhận các phụ thuộc đầu vào là PTĐT thì xem như các phụ thuộc

đầu vào của cả hai phương pháp là như nhau.

9 Kết luận

 Quan hệ phổ quát là mô hình không phù hợp

cho lý thuyết quan hệ và thực tiễn

 Một số các phụ thuộc xác định với các quan hệ riêng lẻ, nhưng lại không thể xác định được

trong quan hệ phổ quát

 Quan hệ phổ quát gây khó khăn trong việc phân biệt giữa phương pháp phân rã và tổng hợp

trong thiết kế lượt đồ

II Ý kiến của Ullman

1 Các giả thuyết về quan hệ phổ quát

2 Ngữ nghĩa của quan hệ phổ quát dựa trên đối tượng

3 Chỉ sử dụng phép kết tự nhiên?

4 Quan hệ phổ quát thuần túy

5 Các phụ thuộc đa trị được nhúng

6 Tính không duy nhất của QHPQ

7 Tên các thuộc tính

8 Khả năng của quan hệ phổ quát trong việc biểu diễn các phụ thuộc

9 Kết luận

1 Các giả thuyết về quan hệ phổ quát

 Giả thuyết quan hệ phổ quát có nhiều khái niệm khác nhau tương ứng với nhiều mục đích khác nhau

 Kent dùng QHPQ cho mục đích này nhưng lại áp dụng vào một tình huống khác nên dẫn đến xuất hiện những cảnh báo nghiêm trọng Tuy nhiên

nó không ảnh hưởng đến tính hữu dụng của giả thuyết quan hệ phổ quát

1 Các giả thuyết về quan hệ phổ quát

Ullman đưa ra hai hướng khác nhau mà các giả

thuyết quan hệ phổ quát áp dụng:

 1.1 The Universal Relation in Database Scheme Design

 1.2 The Universal Relation as a User View

1 Các giả thuyết về quan hệ phổ quát

1.1 The Universal Relation in Database Scheme Design

 Có sự tồn tại của những phụ thuộc mà không nằm trong các quan hệ của CSDL.

 Cần có một quan hệ phổ quát chứa tất cả các thuộc tính và các phụ thuộc

Điều này giúp cho việc phát triển các phương pháp thiết kế hiệu quả Kết quả thiết kế sử dụng quan hệ phổ quát dường như phù hợp (ngay

cả khi có những phụ thuộc được nhúng).

1 Các giả thuyết về quan hệ phổ quát

1.2 The Universal Relation as a User View

 Quan hệ phổ quát là giao diện tiện lợi của người sử dụng Người sử dụng có thể truy vấn dựa trên những thuộc tính mà không cần quan tâm đến những quan hệ thực sự trong CSDL.

 Truy vấn dựa trên quan hệ phổ quát thì đơn giản, dễ hiểu hơn cả truy vấn sử dụng ngôn ngữ tự nhiên.

 Nếu quan hệ phổ quát luôn có nghĩa thì chúng

ta có thể dùng biểu thức ngôn ngữ tân từ để xác định tập các tuple trong quan hệ phổ quát

 Biểu thức ngôn ngữ tân từ được viết như là sự

kết hợp của một hoặc nhiều thành phần (mỗi thành phần liên quan đến một tập con các

thuộc tính)

2 Ngữ nghĩa của quan hệ phổ

quát dựa trên đối tượng

 Đối tượng (object) là tập nhỏ nhất các thuộc

tính thể hiện sự liên quan có nghĩa trong

CSDL

Ví dụ: Một quan hệ phổ quát (E, D, C, S) được

định nghĩa như sau:

{edcs|e is in department d, c is a child of e, and s

is a skill possessed by e}

Các đối tượng là: ED, EC, ES

2 Ngữ nghĩa của quan hệ phổ

quát dựa trên đối tượng

 Trong quan hệ phổ quát, giá trị null không

có nghĩa giống nhau Nó không có nghĩa là

“không có gì” mà nó có thể đại diện cho sự tồn tại nhưng chưa biết

Ví dụ:

2 Ngữ nghĩa của quan hệ phổ

quát dựa trên đối tượng

3 Chỉ sử dụng phép kết tự nhiên?

trong QHPQ

trong quan hệ phổ quát

chuộng hơn bởi cách diễn tả ngôn ngữ của nó thật sự “tự nhiên”

4 Quan hệ phổ quát thuần túy

 Kent: việc duy trì CSDL là phép chiếu của 1 quan

hệ thì rắc rối vì khi có 1 quan hệ bị thay đổi có thể dẫn đến sự thay đổi của những quan hệ khác

 Quan hệ phổ quát chỉ là một khái niệm Nó có

giá trị null và những giá trị null này dùng điền

vào những bộ treo từ những quan hệ của CSDL

 Không có gì mâu thuẫn khi thực hiện truy vấn

quan hệ phổ quát trong khi CSDL thực sự không chính xác là phép chiếu của quan hệ phổ quát

này

Kent:

Ullman cho rằng, thực chất là đã thừa nhận có

E→→D|S được giữ trong EDSY (không cần

phải suy diễn)

5 Các phụ thuộc đa trị được nhúng

 QHPQ có thể định nghĩa một cách tự nhiên là sự kết của tất cả các đối tượng ⇒ Không mất thông tin

 Các đối tượng mà mỗi đối tượng được chứa

trong một vài quan hệ nào đó ⇒ kết của những quan hệ cũng sẽ không mất thông tin

 Những ví dụ (W Kent) đưa ra chỉ với những

thuộc tính không có nghĩa trực quan ⇒ Kết mất thông tin ⇒ QHPQ không duy nhất (hợp lý)

6 Tính không duy nhất của QHPQ

8 Khả năng của quan hệ phổ quát

trong việc biểu diễn các phụ thuộc

 Các ví dụ của Kent không phù hợp trong thực

tiễn

• Biễu diễn đúng của dữ liệu sẽ không có MVD và

sẽ có các giá trị null trên SKILL (người con không được dạy kỹ năng), null CHILD (kỹ năng không

dạy cho người con)

8 Khả năng của quan hệ phổ quát

trong việc biểu diễn các phụ thuộc

Giả thuyết của Kent:

 L →→ A:(mỗi người chủ có thể sở hữu một số căn nhà)

 O A (mỗi người thuê một căn nhà duy nhất →

Suy ra: L A ? →

8 Khả năng của quan hệ phổ quát

trong việc biểu diễn các phụ thuộc

 Ullman cho rằng:

Nếu thừa nhận giả thuyết, suy luận đúng Tuy nhiên:

Về ngữ nghĩa trực quan:

L →→ A ngụ ý: nếu có 2 bộ (la 1 o1) và (la2o2) thỏa

LAO thì cũng tồn tại 2 bộ (la1o2) và (la2o1) thỏa

LAO Như vậy o1 thuê cả a1 và a2, không đúng ngữ

nghĩa thực tế (O → A), giả thuyết L →→ A sai

 Mối liên hệ “Sở hữu”, “thuê” xác định từ nghữ

nghĩa các cặp LA và AO ⇒ tồn tại 2 đối tượng LA

và AO trong QHPQ

 Nếu bỏ L thì A vẫn không tách biệt với O,

nghĩa là không thể tồn tại L →→ A trên LAO ⇒

Giả thuyết sai

 Nếu bỏ A thì L tách biệt với O, do vậy có vẻ

như có A →→ L trên LAO

8 Khả năng của quan hệ phổ quát

trong việc biểu diễn các phụ thuộc

 Kent đã sai khi:

 Xem định nghĩa cấu trúc CSDL hình thức (FD, MVD) tương đương với phát biểu không hình

8 Khả năng của quan hệ phổ quát

trong việc biểu diễn các phụ thuộc

 Kent không đúng khi cho rằng: “Quan hệ phổ quát là không thỏa mãn mô hình cho lý thuyết quan hệ và thực tiễn”

 Tuy còn một số vấn đề về mặt lý thuyết và kỹ thuật cần tiếp tục nghiên cứu nhưng QHPQ

vẫn có tính hữu dụng đối với việc thiết kế và

truy vấn thông tin

9 Kết luận

Cảm ơn cô và các bạn đã theo dõi