Bài giảng CSDL chương 3 mô hình cơ sở dữ liệu quan hệ

Giới thiệu Mô hình Cơ sở dữ liệu Quan hệ gọi tắt là Mô hình Quan hệ do E.F Codd đề xuất năm 1971  Mô hình Quan hệ thể hiện dữ liệu dưới góc độ logic  Mô hình này bao gồm:  Các khái n

Giới thiệu

 Mô hình Cơ sở dữ liệu Quan hệ (gọi tắt là Mô

hình Quan hệ) do E.F Codd đề xuất năm 1971

 Mô hình Quan hệ thể hiện dữ liệu dưới góc độ logic

 Mô hình này bao gồm:

 Các khái niệm nhằm mô tả dữ liệu dưới dạng dòng và cột như

quan hệ, bộ, thuộc tính, khóa chính, khoá ngoại,

 Các phép toán thao tác với dữ liệu_ Đại số quan hệ

 Ràng buộc toàn vẹn quan hệ

 Các Hệ quản trị CSDL quan hệ (RDBMS) được xây dựng dựa trên lý thuyết mô hình quan hệ.

Quan hệ Dữ liệu lưu trữ trong CSDL Quan hệ được tổ chức thành các Quan hệ (relation)

 Quan hệ (relation) thể hiện ra như là bảng (table)

 Một quan hệ có :

 Một tên

 Tập hợp các thuộc tính (attribute), có tên và kiểu dữ liệu

 Tập hợp các bộ (tuple), có thể thay đổi theo thời gian

Thuật ngữ tương đương :

• Quan hệ, bộ, thuộc tính (Relation, tuple, attribute)

• Bảng, dòng, cột (Table, row, column)

Thuộc tính

Một thuộc tính bao gồm :

 Tên thuộc tính

 Tên phân biệt

 Giúp diễn giải ý nghĩa thuộc tính (thuộc tính của thực thể, hay mối kết hợp)

 Kiểu dữ liệu thuộc tính

 Số nguyên, số thực, văn bản, logic,…

 Miền giá trị xác định

 Có thể bị áp đặt bởi qui tắc nghiệp vụ, hay ràng buộc dữ liệu

 Có thể NULL

Bộ và quan hệ

 Mỗi bộ (dòng) là một tổ hợp các giá trị tương ứng với các

thuộc tính của quan hệ

 mô tả về một thực thể , hay một mối kết hợp có trong thế giới thực

 Một tập các bộ xác định tại một thời điểm, gọi là một

thể hiện của lược đồ quan hệ (hay quan hệ)

Lược đồ Quan hệ Lược đồ quan hệ - relation schema

 Mô tả cấu trúc của quan hệ

 Các thuộc tính và Mối liên hệ giữa các thuộc tính

 Mỗi lược đồ quan hệ luôn kèm một tân từ để diễn tả ý nghĩa của

nó

Vd, tân từ: Mỗi Sinh viên thuộc một khoa, học một môn học thì

có kết quả thi môn học đó.

(Key hay candidate key)

 Gọi S là một tập các thuộc tính của lược đồ quan hệ R

 S được gọi là một siêu khóa (superkey) của lược đồ quan hệ R, nếu

với hai bộ bất kỳ trong R thì giá trị của các thuộc tính trong S là khác nhau

 Siêu khoá có ít thuộc tính nhất được gọi là khóa (key) hay khóa dự tuyển (candidate key)

 Một lược đồ quan hệ có thể có nhiều khóa (khóa dự tuyển)

 Một khóa được chọn để cài đặt gọi là khóa chính (primary key)

 Không chứa giá trị NULL

 khóa ngoại (foreign key) là thuộc tính của LĐQH này nhưng lại là khóa chính của LĐQH khác

 Khóa phức (composite key) là khóa có nhiều hơn một thuộc tính

 Thuộc tính khóa và thuộc tính không khóa

Siêu khóa : {Mamon}, {Mamon, Tenmon}, {Mamon, Sotiet},

{Mamon, Tenmon, Sotiet}

Khóa (khóa dự tuyển, khóa chính) : {Mamon}

Khóa _ ví dụ 2

 Ketqua(MaSV, MaMH, Makhoa, Diemthi)

rKQ MASV MAMH MAKHOA DIEMTHI

99001 CSDL CNTT 3.0

99002 CSDL CNTT 8.0

99001 THVP CNTT 6.0

99005 THVP AV 5.0

Siêu khóa: {MaSV, MaMH}, {MaSV,MaMH,MaKhoa},…

Khóa (khóa dự tuyển, khóa chính , khóa phức): {MaSV, MaMH}

Khóa _ ví dụ 3

 Sinhvien(MaSV, Hoten, Phai, soCMND)

12

Siêu khóa : {MaSV} , {MaSV, Hoten}, … ,

{soCMND} , {soCMND, Hoten},…

Khóa (khóa dự tuyển): {MaSV} , {soCMND}

Khóa chính : {MaSV}

Đại số quan hệ

 Khái niệm

 Các phép toán đại số quan hệ

 Ví dụ

Phép tích tích Descartes Descartes

Cho quan hệ r trên lược đồ R(A1, A2, ,Am) và s trên

lược đồ S(B1,B2,…,Bn)

Nếu R và S có các thuộc tính trùng tên, thì phải đổi tên.

 Phép tích Descartes của r và s là 1 quan hệ trên lược đồ

T(A1, A2, , Am, B1, B2, ….,Bn)

r x s = { t |  tr  r và ts  s

với t[A1, A2, , Am] = tr

và t[B1, B2, ….,Bn] = ts }

99002 FOX 2.0 CSDL COSO DULIEU

99003 MANG 8.0 CSDL COSO DULIEU

Phép tích tích Descartes Descartes

 ứng dụng :

 phép tích Descartes là một phép tính vô nghĩa nếu đứng

riêng Tuy nhiên, nếu kết hợp sau phép toán này một phép

chọn phù hợp , kết quả sẽ có nghĩa : kết hợp các bộ có liên

quan từ hai quan hệ

 Vd : Hiển thị bảng điểm của các sinh viên Bao gồm MaSV,

MaMH, Diem, TenMH

=> Viết biểu thức đại số quan hệ ?

(r x s) ( r.MaMH = s.MaMH)

Ràng buộc toàn vẹn

 Ràng buộc tòan vẹn là gì

 Các loại ràng buộc toàn vẹn

 Biểu diễn ràng buộc toàn vẹn

Khái niệm

 Ràng buộc toàn vẹn (integrity constraint) là qui tắc mà tất cả các dữ liệu trong CSDL phải thỏa mãn

 Nguồn gốc : xuất phát từ các qui tắc nghiệp vụ trong thế giới thực

và những đặc tính của mô hình quan hệ

 đảm bảo dữ liệu phản ánh đúng thế giới thực, đảm bảo những đặc trưng của mô hình quan hệ

 Các dạng :

 Ràng buộc toàn vẹn thực thể (ràng buộc khóa chính)_ Entity

integrity

 Ràng buộc toàn vẹn tham chiếu (ràng buộc phụ thuộc tồn tại /

ràng buộc khóa ngọai)_ Referential integrity

 Ràng buộc toàn vẹn miền giá trị _ Domain integrity

 Ràng buộc toàn vẹn do người dùng định nghĩa _ User-defined

Ràng buộc toàn vẹn thực thể

 Ràng buộc khóa chính

 Thể hiện: giá trị của khóa chính là duy nhất và NOT NULL

 Mục tiêu: mỗi dòng sẽ được nhận diện duy nhất

 VD: cho Sinhvien(MaSV, Hoten, Phai, Ngaysinh)

Tân từ : Mỗi sinh viên có một Mã sinh viên duy nhất, xác định một họ tên, phái và ngày sinh

Mô tả R1 ”Mỗi sinh viên có một Mã sinh viên duy nhất” như sau

Ràng buộc tòan vẹn tham chiếu

 Ràng buộc khóa ngoại

 Thể hiện: gía trị của khóa ngoại có thể NULL, hoặc phải làmột trong những giá trị của khóa chính của một bảng khác

 Mục tiêu : duy trì tính nhất quán (consistency) giữa các bộcủa 2 quan hệ

 Được thể hiện thông qua 3 quy tắc sau:

 Không thể thêm các bản ghi vào bảng quan hệ nếu không có bản ghi tương ứng trong bảng chính.

 Không thể thay đổi giá trị trong bảng chính nếu làm cho các bản ghi tương ứng trong bảng quan hệ bị mất tham chiếu

 Không thể xóa các bản ghi trong bảng chính nếu nó được tham

chiếu bởi 1 số bản ghi trong bảng quan hệ

Ràng buộc tòan vẹn tham chiếu

 VD: cho lược đồ CSDL , bao gồm

Khoa(Makhoa, Tenkhoa)

Tân từ : Mỗi khoa có một mã khoa duy nhất, một tên khoa

Sinhvien(MaSV, Hoten, Phai, Ngaysinh, Makhoa)

Tân từ : Mỗi sinh viên có một Mã sinh viên duy nhất, xác định một

họ tên, phái và ngày sinh Mỗi sinh viên thuộc một khoa

Mô tả R2 “Mỗi sinh viên thuộc một khoa” như sau

Bối cảnh: Khoa, Sinhvien

Biểu diễn : rSV  SINHVIEN , rKhoa  KHOA

rSV[MAKHOA]  rKHOA[MAKHOA]

Bảng tầm ảnh hưởng :

-Ràng buộc toàn vẹn miền giá trị

 Thể hiện : giá trị của một thuộc tính phải nằm trong một miền giátrị xác định

 Mục tiêu : tuân thủ các qui tắc nghiệp vụ trong thế giới thực

 VD: Hocbong(MaSV, Namhoc, Xeploai, Sotien)

Tân từ : Hàng năm, nếu đạt kết quả học tập lọai khá trở lên thì sinhviên được học bổng Học bổng có 2 mức: loại khá được 500 , loạigiỏi được 700

Mô tả R3 “học bổng có 2 mức: loại khá được 500 , loại giỏi được 700

Ràng buộc do user định nghĩa

 Bao gồm các ràng buộc không thuộc các loại trên , như :

 ràng buộc liên bộ / liên thuộc tính trong một quan hệ;

 ràng buộc liên thuộc tính giữa các quan hệ;

 ràng buộc do thuộc tính tính toán,…

 VD1: cho lược đồ quan hệ

Hoadon(MaHD, MaKH, Điachi, Ngaylap, NgayXuat )

Tân từ : Mỗi hóa đơn có một mã Hóa đơn duy nhất, bán cho một khách hàng có Mã KH, có địa chỉ Ngày lập HD phải trước hoặc trùng ngày xuất hàng

Ràng buộc do user định nghĩa

 VD2: R5 “Ngày đặt hàng phải trước ngày giao hàng”

Hoadon(MaHD, MaKH, Điachi, NgayLap, NgayGiao, SoDH )

Dathang(SoDH, MaKH, NgayDH)

Bối cảnh : Hoadon, Dathang

Ràng buộc do user định nghĩa

 VD3 : R6 “ Mỗi lớp học chỉ có tối đa 100 sinh viên”

Sinhvien(MaSV, Hoten, Phai, Malop)

Lop(Malop, Tenlop, Siso)