Bài giảng cơ sở dữ liệu chương 3 ths lê ngọc lãm

CHƯƠNG 3: CHUẨN HOÁ CSDL MỘT SỐ KHÁI NIỆM  CÁC DẠNG CHUẨ N CỦA LƯỢC ĐỒ QUAN HỆ  CHU Ẩ N HOÁ LƯỢC ĐỒ CSDL THÔNG QUA PHÉP TÁCH... Lược đồ cơ sở dữ liệu:  Lược đồ cơ sở dữ liệu là một t

CHƯƠNG 3: CHUẨN HOÁ CSDL

 MỘT SỐ KHÁI NIỆM

 CÁC DẠNG CHUẨ N CỦA LƯỢC ĐỒ

QUAN HỆ

 CHU Ẩ N HOÁ LƯỢC ĐỒ CSDL THÔNG QUA PHÉP TÁCH

MỘT SỐ KHÁI NIỆM

1 Lược đồ cơ sở dữ liệu:

 Lược đồ cơ sở dữ liệu là một tập các quan hệ con và các phụ thuộc hàm liên quan đến một ứng dụng nào đó.

 Có nhiều cách để lưu trữ, tổ chức thông tin đối với một ứng dụng cụ thể( có thể xây dựng một hoặc nhiều quan hệ để mô

tả cùng một nội dung) Do đó để quản lý, lưu trữ thông tin không bị dư thừa, dễ dàng truy xuất, thêm, bớt thì việc chuẩn hóa các lược đồ quan hệ là rất cần thiết

 Chuẩn hóa một quan hệ là quá trình biến đổi những dữ liệu cập nhật( thêm, xóa, sửa) gây nên những dị thường cho quan

MỘT SỐ KHÁI NIỆM

MỘT SỐ KHÁI NIỆM

2 Thuộc tính khóa (primary key) - Thuộc tính không khóa (nonprimary key)

 Cho lược đồ quan hệ Q (Q+), K Q+ là khóa chỉ định của Q nếu:

 Thuộc tính AK  A là thuộc tính khóa

 Thuộc tính A K A là thuộc tính không khóa

MỘT SỐ KHÁI NIỆM

3 Phụ thuộc hàm đầy đủ (Fully functional dependency)

 Cho lược đồ quan hệ Q với tập thuộc tính Q+

 X,Y là hai tập con khác nhau của Q+, Y được gọi là phụ thuộc hàm đầy đủ vào X nếu có phụ thuộc hàm không hiển nhiên X Y và Y không phụ thuộc hàm vào bất kỳ tập con nào của X

Ghi chú: Để chứng minh một tập thuộc tính Y là không phụ thuộc đầy đủ vào tập thuộc tính X ta cần chứng minh

  X Y hoặc XY nhưng  X'X : X'Y

MỘT SỐ KHÁI NIỆM

4 Phụ thuộc bắc cầu của một tập thuộc tính vào một tập thuộc tính khác.

 Cho lược đồ quan hệ Q với tập thuộc tính Q+

 X và Y là hai tập con của Q+,X  Y, ta nói Y phụ thuộc bắt cầu vào tập thuộc tính X nếu

tồn tại một tập thuộc tính A  Q+ sao cho

X A và A Y nhưng A X (A không xác định X)

CÁC DẠNG CHUẨN CỦA LƯỢC

 Quan hệ được chuẩn hóa là quan hệ trong đó mỗi miền của một thuộc tính chỉ chứa những giá trị nguyên tố (atomic), tức

là không phân nhỏ được nữa và do đó, mỗi giá trị trong quan

hệ cũng là nguyên tố

 Quan hệ có chứa các miền giá trị là không nguyên tố gọi là quan hệ không chuẩn hóa Một quan hệ được chuẩn hóa có thể thành một hoặc nhiều quan hệ chuẩn hóa khác và không làm mất mát thông tin

 Để đánh giá chất lượng của lược đồ quan hệ người ta đưa ra các tiêu chuẩn gọi là dạng chuẩn Lược đồ cơ sở dữ liệu ở dạng chuẩn càng cao thì chất lượng càng tốt Thông thường khi thiết kế cơ sở dữ liệu ta cố gắng đưa các quan hệ về dạng chuẩn 3 hoặc tốt hơn là dạng chuẩn BC

Dạng chuẩn 1 – 1NF (First Normal Form)

 Một lược đồ quan hệ Q được gọi là đạt dạng chuẩn nếu và chỉ nếu tòan bộ các miền ( thuộc tính) có mặt trong Q đều chỉ chứa các giá trị nguyên tố( thuộc tính đơn)

 Định nghĩa trên cho thấy bất kỳ quan hệ chuẩn hóa nào cũng

ở dạng chuẩn 1NF nếu quan hệ đó không có thuộc tính gộp

Do đó khi mô tả một bảng chỉ nên giữ giá trị đơn tránh dùng các miền thuộc tính giá trị kép như tên bao gồm họ và tên Trong trường hợp này khi một quan hệ không thuộc 1NF người ta tách thuộc tính kép ra thành các thuộc tính đơn hoặc tách quan hệ ban đầu ra thành hai hoặc nhiều quan hệ khác

Dạng chuẫn 1 – ví dụ

Dạng chuẩn 2 – 2NF (Second Normal Form)

(Second Normal Form)

Cho lược đồ quan hệ Q với tập thuộc tính Q+, Q được gọi là đạt dạng chuẩn 2 nếu:

 Q đạt dạng chuẩn 1 và

 Các thuộc tính không khóa phụ thuộc đầy đủ vào khóa

 Một bảng thuộc dạng chuẩn một luôn có thể được tách ra thành các bảng tương đương thuộc dạng chuẩn hai Vì không

có thông tin nào bị mất trong việc tách quan hệ, bất kỳ thông tin nào có thể suy ra được từ cấu trúc ban đầu cũng có thể nhận được từ các quan hệ con theo cấu trúc mới

 Dạng chuẩn hai cho phép loại trừ dư thừa về khóa thuộc

Dạng chuẩn 2 – 2NF (Second Normal Form)

(Second Normal Form)

Ví dụ: Cho lược đồ quan hệ

SINHVIEN(MA_SV, MON_HOC, TEN_SV, DIA_CHI, DIEM) , Với các phụ thuộc hàm sau:

 f1: MA_SV  TEN_SV, DIA_CHI

 f2: MA_SV, MON_HOC DIEM

 Khóa là MA_SV, MON_HOC

Dạng chuẩn 3 – 3NF (Third Normal Form)

nếu:

NGAY_LAP, K_HANG, M_HANG, SO_LG,

DON_GIA,THANHTIEN)

HOADON CHƯA ĐẠT DANG CHUẨN 3

DẠNG CHUẨN BC

(BOYE CODD)

PHỤ THUỘC ĐA TRỊ

 Giả sử cho R với các thuộc tính A1, A2 ,…

An là một lược đồ quan hệ với các tập thuộc tính X,Y  R, ta nói rằng X  Y (X xác định đa trị Y hay Y phụ thuộc đa trị vào X) nếu cho những giá trị X, có một tập giá trị Y liên quan và tập này độc lập với các thuộc tính

Dạng chuẩn 4 – 4NF (Fourth Normal Form)

 Dạng chuẩn 4 là dạng tổng quát của chuẩn BCNF để tách các quan hệ có phụ thuộc đa trị Như vậy một quan hệ ở dạng chuẩn 4 khi và chỉ khi những phụ thuộc đa trị cơ sở là phụ thuộc trong đó xác định một thuộc tính tức là nếu có phụ thuộc đa trị thì nó có dạng X  A Một quan hệ ở dạng chuẩn 4 sẽ thuộc dạng BCNF và 3NF

SV_M_HOC với các thuộc tính MA_SV và MON_HOC và quan hệ SV_T_THAO bao gồm các thuộc tính MA_SV và THE_THAO thì các quan hệ mới này sẽ đạt dạng chuẩn 4

Chuẩn hĩa lược đồ quan hệ thơng

qua phép tách

 Cho lược đồ quan hệ Q với tập thuộc tính Q+ phụ thuợc hàm khơng hiển nhiên f: XY xác định trên Q Phép tách Q thành hai quan hệ con Q1 (X,Y) và Q2 (Q+\Y) là phép tách bảo tịan thơng thơng tin nghĩa làQ(Q+) = Q1 Q2

Chuẩn hóa lược đồ quan hệ thông

qua phép tách

Dựa vào định lý trên ta có thể chuấn hóa lược đồ quan hệ thông qua phép tách như sau:

Cho

Cho lược đồ quan hệ Q(Q+) với tập thuộc t nh F xác định trên Q Thu Thu ật tóan chuẩn hóa như như sau:

Xác định tất cả các phụ thuộc hàm F sao cho:

F:=F \ fF : VT( f) VP( f) = Q+, trong đó (VT: Vế trái, VP: Vế phải)

+ Nếu F =  ( không có PTH) thì kết quả là lược đồ quan hệ Q và kết thúc:

+ Nếu F  thì:

Lấy một PTH f: X Y trong F (nên lấy những PTH mang t nh bắt cầu hoặc phụ thuộc bộ phận hay từng phần vào khoá chính).

Tách quan hệ Q thành hai quan hệ Q1 và Q2 dựa vào PTH f

Q1 (X,Y) với tập Pth F1

F1= f/ VT( f) VP( F)  XY

Q2(Q+\ Y) với tập Pth F2:

F2 = f/ VT( f) VP( F)  Q+\ Y

Nếu các quan hệ con vẫn còn các pth bắt cầu hoặc phụ thuộc bộ phận hay từng phần thì tiếp tục thực hiện từ bước 1 cho các quan hệ đó cho đến khi không thể tách được nữa.

NỘI DUNG CHƯƠNG TRÌNH

 PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG

 CƠ SỞ DỮ LIỆU TÀI NGUYÊN ĐẤT ĐAI

 CƠ SỞ DỮ LIỆU KHÔNG GIAN