Giáo Trình Cơ Sở Dữ Liệu ĐH Tôn Đức Thắng

Dữ liệu và Thông tin Dữ liệu là một mô tả hình thức về những sự kiện khái niệm hình thức tuổi chuỗingày tháng, tên người , … Thông tin là kết quả của quá trình xử lý dữ Thông tin là

Trang 1

CƠ Ơ SỞ DỮ LIỆU SỞ DỮ LIỆU Ệ

GV: ThS Lê Thị Ngọc Thảo

11 www.tdt.edu.vn Cơ Sở Dữ Liệu

Đề cương môn học

Chương 1: Giới thiệu

Chương 2: Mô hình dữ liệu quan hệ

Chương 4: Ràng buộc toàn vẹn Chương 3: Ngôn ngữ SQL

Chương 5: Phụ thuộc hàm Chương 4: Ràng buộc toàn vẹn

Chương 6: Chuẩn hóa CSDL

Chương 7: Tối ưu hóa câu truy vấn

Trang 2

Môn học được phân bổ : 15 tuần

www.tdt.edu.vn 3 Cơ Sở Dữ Liệu

Tài liệu tham khảo

Tóm tắt bài giảng (slide)

Các giáo trình:

[2] Giáo trình cơ sở dữ liệu – ĐH Tôn Đức Thắng

[3] Giáo trình nhập môn cơ sở dữ liệu – Nguyễn An Tế

[4] CSDL – Lý thuyết & Thực hành – Nguyễn Bá Tường

[5] Lập trình ứng dụng chuyên nghiệp SQL server 2000

[5] Lập trình ứng dụng chuyên nghiệp SQL server 2000 – Phạm Hữu Khang

[6] Modern Database Management – Jeffrey A.Hoffer – [ ] g y 2002

Internet

Trang 3

Phương thức đánh giá

Điểm kiểm tra 10%

Trung bình cộng Điểm thảo luận nhóm

Điểm cộng của mỗi lần làm bài tập

ể

Điểm thi giữa học kỳ 20%

Kiểm tra trên máy - Đề mở

Thời lượng: 30 - 45 phút

Kết quả thi cuối học kỳ 70%

Kiểm tra trên giấy - Đề mở

Thời lượng: 90 - 120 phút

Chương 1: Giới thiệu

Trang 4

Dữ liệu và Thông tin

Dữ liệu là một mô tả hình thức về những

sự kiện khái niệm hình thức (tuổi chuỗingày tháng, tên người , …)

Thông tin là kết quả của quá trình xử lý dữ

Thông tin là kết quả của quá trình xử lý dữliệu để rút ra “con số có nghĩa “

Dữ liệu là nền tảng để tạo ra thông

Dữ liệu là nền tảng để tạo ra thông tin, và từ đó là cơ sở để có được tri thức

Tại sao cần có 1 CSDL

Hướng tiếp cận hệ tập tin:

Cá h t ề thố

Cách truyền thống

Được xử lý bằng các ngôn ngữ như:

COBOL FORTRAN PASCAL

Mỗi ứng dụng sẽ có một tập hợp các tập tin riêng chứa dữ liệu riêng

Ví dụ:

Trang 5

Có sự liên kết chặt chẽ giữa cấu trúc luận

lý và cấu trúc vật lý của các tập tin và

chương trình ứng dụng

Trùng lắp dữ liệu

Dữ liệu thiếu nhất quán

Trang 6

Dữ liệu được mã hoá dưới dạng các chuỗi

Dữ liệu được mã hoá dưới dạng các chuỗi bit và được lưu trữ dưới dạng File dữ liệu

Cấu trúc lưu trữ dữ liệu tuân theo các quy

Cấu trúc lưu trữ dữ liệu tuân theo các quy tắc dựa trên lý thuyết toán học

Cơ sở dữ liệu phản ánh trung thực thế giớiCơ sở dữ liệu phản ánh trung thực thế giới

dữ liệu hiện thực khách quan

• Metadata , là data về data

Metadata chứa mô tả về các đặc tính của dữ liệu và các mối liên kết của nó trong Database

Là dữ liệu bổ sung về dữ liệu ệ g ệ

Trang 7

Các đối tượng sử dụng

Những người sử dụng CSDL không chuyên

Các chuyên viên tin học biết khai

Khi người sử dụng đưa ra yêu cầu truy

nhập bằng một ngôn ngữ dữ liệu nào đó

nhập bằng một ngôn ngữ dữ liệu nào đó, HQTCSDL tiếp nhận và thực hiện các thao tác trên CSDL lưu trữ

Trang 8

Cơ chế giải quyết tranh chấp dữ liệu.

Có cơ chế sao lưu (Backup) và phục hồi (Restore) dữ liệu khi có sự cố xảy ra

Cung cấp một giao diện (Interface) tốt

Bảo đảm tính độc lập giữa dữ liệu và

chương trình

Ngôn ngữ giao tiếp giữa

Ngôn ngữ quản lý dữ liệu (Data

Control Language - DCL)

Trang 9

truy xuất như thế nào?

Mức quan niệm (logic):

CSDL cần lưu những loại dữ liệu nào?

Mối quan hệ giữa chúng?

Trang 10

Các mô hình dữ liệu

Mô hình dữ liệu mạng

Mô hì h dữ liệ hâ ấ

Mô hình dữ liệu phân cấp

Mô hình dữ liệu quan hệ

ể

Mô hình dữ liệu thực thể - kết hợp

Mô hình dữ liệu hướng đối tượng

Các mô hình dữ liệu

Mô hình dữ liệu mạng

Biể diễ bằ 1 đồ thị ó h ớ

Biểu diễn bằng 1 đồ thị có hướng

Gồm các mẫu tin (Record), loại mẫu tin

Trang 11

cha được liên hệ với nhau theo 1 mối quan

hệ xác định

Gồm các loại mẫu tin (giống mô hình

mạng) và loại mối liên hệ (kiểu phân cấp)

Trang 12

VD–Mô hình dữ liệu phân cấp

Mô hình dữ liệu quan hệ

Do E.F.Codd đề xuất năm 1970

Các khái niệm: thuộc tính

(Attribute) quan hệ (Relation) lược

đồ quan hệ (Relation Schema), bộ (Tuple), khóa (Key).

Trang 13

Loại thực thể (Entity Type)

Thuộc tính (Entity Attribute)

Khóa (Entity Key)

Mối kết hợp (Entity Relationship)

Số ngôi của mối kết hợp (Degree)

Thuộc tính của mối kết hợp (Attribute)

Bản số (RelationShip Cardinal)

Ví dụ

Trang 14

Mô hình dữ liệu hướng đối tượng

Ra đời cuối những năm 1980

Dự t ê á h tiế ậ hướ đối

Dựa trên cách tiếp cận hướng đối tượng

Sử d á khái iệ lớ (Cl )

Sử dụng các khái niệm: lớp (Class),

sự kế thừa (inheritance), …

Không được sử dụng rộng rãi

Trang 15

CƠ Ơ SỞ DỮ LIỆU SỞ DỮ LIỆU Ệ

GV: ThS Lê Thị Ngọc Thảo

Chương 2: Mô hình dữ liệu

quan hệ

Các khái niệm cơ bản

Các thao tác cơ bản trên quan hệ

Các phép toán tập hợp

Các phép toán quan hệ

Trang 16

Các khái niệm cơ bản

Thuộc tính (Attribute)

Quan hệ (Relation)

Bộ giá trị (Tuple)

Lược đồ quan hệ (Relation Schema)

Thể hiện của quan hệ

Khóa (Key)

Phụ thuộc hàm (Functional Dependency) ụ ộ ( p y)

Ràng buộc toàn vẹn (Integrity

Constraint)

Thuộc tính (Attribute)

Thuộc tính:

là một tính chất riêng biệt của một đối tượng là một tính chất riêng biệt của một đối tượng

cần được lưu trữ trong CSDL để phục vụ cho việc khai thác dữ liệu về đối tượng

Ví dụ:

Loại thực thể MÔN-HỌC có một số thuộc tính

Mã-ô Tê ô Số Đ H T ì h

môn, Tên-môn, Số-Đv-Học-Trình.

Loại thực thể HỌC-VIÊN có một số thuộc tính

Mã-khoa, Mã-học-viên, Tên-học-viên, Ngày-sinh, khoa, Mã học viên, Tên học viên, Ngày sinh, Quê

Quê-quán

Trang 17

Thuộc tính (tt)

Các đặc trưng của thuộc tính:

Tên gọi (Name)

Kiểu dữ liệu (Data Type)

Miền giá trị (Domain)

Không nên đặt quá dài

Nếu không cần lưu ý đến ngữ nghĩa

Nếu không cần lưu ý đến ngữ nghĩa thì tên thuộc tính thường được ký

hiệu bằng các chữ cái A B C D

hiệu bằng các chữ cái A, B, C, D, …, còn X, Y, Z, W, … dùng thay cho 1

nhóm thuộc tính ộ

Trang 18

Kiểu dữ liệu (Data Type): Mỗi thuộc

tí h đề hải th ộ ột kiể dữ liệ

Kiểu ngày giờ

Một số kiểu dữ liệu trong SQL Server

Tên kiểu Loại Byte Diễn giải

Bit Số nguyên 1 Kiểu bit – giá trị 0 hoặc 1

Int Số nguyên 4 -2 147 483 648 Æ +2 147 483 648

Int Số nguyên 4 2,147,483,648 Æ +2,147,483,648

SmallInt Số nguyên 2 -32768 Æ 32767

Decimal Số thực -10 38 –1 Æ 10 38 -1

Float Số thực 8 -1.79E+308 Æ +1.79E+308

DateTime Ngày giờ 8 1/1/1753 Æ 31/12/9999

Char Ký tự ý ự Chiều dài cố định ị

VarChar Ký tự Chiều dài thay đổi

Trang 19

nhận được gọi là miền gi trị của A

Ký hiệu: Dom(A), MGT(A) ý ệ ( ), ( )

Giá trị NULL:

Trong nhiều hệ QTCSDL, người ta đưa thêm vào g g miền giá trị của các thuộc tính một giá trị đặc biệt gọi là giá trị rỗng (NULL)

KHOA (Mã-khoa, Tên-khoa), là một quan hệ 2 ngôi.

Tân từ: "Mỗi khoa có một tên gọi và một mã số duy nhất để phân biệt với tất cả các khoa khác của

nhất để phân biệt với tất cả các khoa khác của

trường".

Trang 20

Bộ giá trị (Tuple)

Một bộ giá trị:

là các thông tin của một đối tượng thuộc quan hệ là các thông tin của một đối tượng thuộc quan hệ

còn được gọi là mẫu tin (Record),dòng (Row)

Bộ giá trị của quan hệ HỌC VIÊN:

Bộ giá trị của quan hệ HỌC-VIÊN:

q = (01334,Lê Văn Nam,27/03/80,Cà Mau, 07TH1D)

Lược đồ quan hệ

(Relation Schema)

Lược đồ quan hệ:

là sự trừu tượng hóa của quan hệ

ở mức độ cấu trúc của một bảng hai chiều

Khi hắ đế lượ đồ hệ tứ là

Khi nhắc đến lược đồ quan hệ tức là

đề cập đến cấu trúc tổng quát của

một quan hệ

Khi đề cập tới quan hệ thì đó là một bảng có cấu trúc cụ thể hoặc một

bảng có cấu trúc cụ thể hoặc một

định nghĩa cụ thể trên một lược đồ

quan hệ với các bộ giá trị của nó

Trang 21

Thể hiện của quan hệ

Thể hiện (tình trạng) của quan hệ R

kỳ được định nghĩa trên lược đồ quan hệ Q

1 lược đồ có ít nhất 1 siêu khóa và

có thể có nhiều siêu khóa.

Ví dụ:

SINHVIEN (MaSV, HoTen, NSinh, DC) ( )

Siêu khóa: {MaSV}, {MaSV, HoTen}, {MaSV,

NSinh},

Trang 22

Khóa (Key) – (tt)

Khóa chỉ định:

Trong số những siêu khóa của 1 lược đồ quan hệ Q

chọn ra những Siêu khóa “nhỏ nhất” gọi là khóa chỉ định (Khóa nội)

Khi cài đặt trên 1 hệ QTCSDL:

• user chọn 1 khóa chỉ định làm khóa chính

• những khóa còn lại gọi là g ạ gọ Khóa tương đương g g

Chú ý:

Thuộc tính có tham gia vào 1 khóa gọi là thuộc tính g g khóa, ngược lại – thuộc tính không khóa.

Thuộc tính khóa không chứa giá trị NULL

Khô ử đổi iá ị h ộ í h khó

Không sửa đổi giá trị thuộc tính khóa

Trang 23

Mã-khoa Mã khoa trong trong LỚP-HỌC LỚP HỌC là khóa ngoại vì nó là là khóa ngoại vì nó là

khóa nội của quan hệ KHOA.

Mã-lớp trong HỌC-VIÊN là khóa ngoại vì nó là

Ớ khóa nội của quan hệ LỚP-HỌC

X Y ⊂ U là 2 tập con của tập thuộc tính U

X, Y ⊂ U là 2 tập con của tập thuộc tính U

Nếu tồn tại một ánh xạ f: X → Y thì ta nói rằng X

xác định hàm Y, hay Y phụ thuộc hàm vào X và ký hiệu là X → Y

Ví dụ:

SINHVIEN (MaSV, HoTen, NamSinh)

Æ Ta có PTH: MaSV Æ HoTen

Trang 24

Ràng buộc toàn vẹn

(Integrity Constraint)

Ràng buộc toàn vẹn (RBTV):

Là một quy tắc định nghĩa trên một (hay nhiều)

quan hệ do môi trường ứng dụng quy định

Đó chính là quy tắc để đảm bảo tính nhất quán của

Trang 25

Phép thêm (INSERT)

Phép thêm

Thêm 1 bộ giá trị mới t vào quan hệ R (A1, A2, An)

Làm cho thể hiện TR của nó tăng thêm 1 phần tử

Giá trị khóa của bộ mới là rỗng ( NULL ) hoặc trùng

với giá trị khóa đã có

Bộ mới không phù hợp với lược đồ quan hệ ộ g p ợp ợ q ệ : sai thứ

tự, sai kiểu hoặc độ lớn của các thuộc tính

Một số giá trị của bộ mới không thuộc miền giá trị

của thuộc tính tương ứng

Trang 26

A =v (j = 1 2 m) được coi như những điều kiện

Aij=vj (j = 1, 2, , m) được coi như những điều kiện thỏa một số thuộc tính của bộ t để loại bỏ 1 bộ ra

khỏi quan hệ.

Phép sửa (UPDATE)

Một số hệ QTCSDL đưa ra nhiều câu lệnh

khá h để ử dữ liệ EDIT UPDATE

khác nhau để sửa dữ liệu: EDIT, UPDATE

Cú pháp:

UPDATE (R; A i1 =c 1 , A i2 =c 2 , A im = c m ; A i1 =v 1 ,

A i2 =v 2 , A im = v m )

R là quan hệ cần sửa đổi; R là quan hệ cần sửa đổi;

Aij= cj (j = 1, 2, , m) là điều kiện tìm kiếm bộ giá trị

để sửa

Aij= vj (j = 1, 2, , m) là giá trị mới của bộ

Trang 27

Hội của 2 quan hệ R và S:

được ký hiệu là R được ký hiệu là R ∪ S ∪ S

là một quan hệ Q có cùng thứ tự thuộc tính như trong quan hệ R và S,

Trang 28

Phép hội (Union)

Maso HoTen Phai ChucVu

Ví dụ

DS ĐƠNVỊ A

100 Nguyen Van Nam Nam GD

101 Hoang Thi Xuan Nu KTT

C

103 Dang Ngoc Chien Nam TK

221 D H N N PP

DS ĐƠNVỊ B

221 Do Huu Ngoc Nam PP

101 Hoang Thi Xuan Nu KTT Maso HoTen Phai ChucVu

DS CTY

103 D N Chi N TK

Trang 29

Giao của 2 quan hệ R và S là 1 quan hệ với các bộ

giá trị là các bộ giống nhau của cả 2 quan hệ R và S

Phép giao (Intersection)

Ví dụ:

R (ABC) S (ABC) R ∩S = (ABC)

R (ABC) S (ABC) R ∩S (ABC)

Trang 30

Phép giao (Intersection)

DS ĐƠNVỊ B

DS CTY

31

www.tdt.edu.vn C Cơơ Sở Dữ Liệu Sở Dữ Liệu

Hiệu của 2 quan hệ R và S

• là 1 quan hệ với các bộ giá trị của R là 1 quan hệ với các bộ giá trị của R

• sau khi đã loại bỏ các bộ có trong quan hệ S.

Trang 31

Phép trừ (Minus)

103 Dang Ngoc Chien Nam TK Maso HoTen Phai ChucVu

DS ĐƠNVỊ B

DS CTY

g y

Trang 33

Phép chia 2 quan hệ R và S

Ký hiệ là R S là ột hệ Q ó ôi

Ký hiệu là R÷S là một quan hệ Q có n - m ngôi

Được định nghĩa như sau:

Q = R ÷ S = { t / sc: ∀u ∈ S (t u) ∈ R }

Q = R ÷ S = { t / sc: ∀u ∈ S, (t,u) ∈ R }

Trang 34

Phép chia (Division)

Ví dụ: Cho quan hệ KHẢ-NĂNG (MSPC, MSMB)

MSPC MSMB Hỏi: Cho biết các Phi công lái được

MSPC MSMB

32 102

30 101

Hỏi: Cho biết các Phi công lái được

cả 3 loại máy bay 100, 101, 103

Trả lời Đó là th ơng của phép

Trang 35

Phép bù (complement)

Ví dụ:

Cho QH CUNG-CẤP (MANCC,MAHH) ( )

Với MANCC={S1, S2, S3} & HANG={Đinh, Oc, Vít}

Phép kết tự nhiên (Natural Join)

Phép kết tự nhiên (Natural – Join)

Trang 36

Phép chiếu quan hệ R trên tập thuộc tính X:

Là 1 quan hệ Q xác định trên tập thuộc tính X, ký

Phép chiếu (Projection)

Ngữ nghĩa:

Trích từ R một số thuộc tính nào đó để tạo thành

một quan hệ mới.

Số ngôi của quan hệ mới này bằng số thuộc tính

của tập con X.

Các bộ giá trị của các cột được trích nếu giống

nhau sẽ được loại bỏ để chỉ giữ lại một bộ duy

nhất.

Trang 37

Phép chiếu (Projection)

Ví dụ:

Cho R(ABCD) X={A B} Y={A C}

• Chiếu của Bảng PHONGBAN

trên thuộc tính DIADIEM

DIADIEM Q5

trên thuộc tính DIADIEM

• Π DIADIEM(PHONGBAN)

Q5 Q6 Q8

Trang 38

Phép chọn (Selection)

Giả sử:

R (A ( 11, Ann) là 1 quan hệ ) q

F là 1 điều kiện dựa trên tập con thuộc tính R +

Đánh giá điều kiện F trên bộ giá trị t ∈ R ký hiệu: F(t)

Mỗi biểu thức cơ sở chứa một phép so sánh:

<, <=, >, >=, = và ≠ (<>) có dạng:

Thuộc tính so sánh với thuộc tính ộ ộ

Thuộc tính so sánh với hằng (literal)

Trang 40

Gọi v là bộ ghép nối u vào t (hay bộ giá trị t

và u được "xếp cạnh nhau") được định nghĩa

và u được xếp cạnh nhau ) được định nghĩa như sau:

v = (t, u) = (a 1 , , a n , b 1 , , b m )

Phép θ - kết (Theta – Join)

Ta có:

A A ∈ R và B ∈ S là 2 thuộc tính có thể so sánh được ∈ R + và B ∈ S + là 2 thuộc tính có thể so sánh được.

θ là 1 trong các phép toán so sánh {<, <=, >, >=, =, ? }

Phép kết nối 2 quan hệ R với S:

trên các thuộc tính A và B với phép so sánh θ

được định nghĩa qua:

A θB

R ⎥><⎜ S = {v = (t, u) ⎜ t ∈ R , u ∈ S và t.A θ u.B}

Trang 41

Phép θ - kết (Theta – Join)

Phép kết nối 2 quan hệ R và S có thể xem

như được thực hiện qua 2 bước:

Bước 1: Tích Đề-các 2 quan hệ R và S.

Bước 2: Chọn các bộ giá trị thỏa mãn điều kiện A ? B ọ ộ g ị ệ

Trang 42

Phép kết tự nhiên

Nếu θ là phép toán so sánh bằng nhau (=)

thì đó là hé kết ối bằ (E i J i )

thì đó là phép kết nối bằng (Equi Join)

Nếu các thuộc tính so sánh là giống tên

h thì t kết ả ủ hé kết ối ẽ

nhau thì trong kết quả của phép kết nối sẽ loại bỏ đi 1 trong 2 thuộc tính đó

Îkhi đó phép kết nối được gọi là phép kết

Îkhi đó phép kết nối được gọi là phép kết nối tự nhiên (Natural Join)

Định dạng
Số trang	137
Dung lượng	3,65 MB

Giáo Trình Cơ Sở Dữ Liệu ĐH Tôn Đức Thắng

4.2.Phân loại ràng buộc toàn vẹn

RBTV về phụ thuộc – tồn tạ