GIÁO TRÌNH TIN học cơ sở dữ LIỆU

Các khái ni m trong mô hình E-R... Các khái ni m trong mô hình E-R... Phai TenTN QuanHe THANNHAN... Ten Luong Phai NgSinh Phân Công DDIEM_DA... Ten Luong Phai NgSinh Có TN 0,n 1,1 Phai T

CƠ SỞ DỮ LIỆU

ThS.Lê V n H nh

N i dung môn h c

1. M c đích

2. Thi t k mô hình x lý bên ngoài – giao

di n

3. Thi t k mô hình x lý bên trong

4. Các s u li u cho mô x lý m c logic

Ch ng 1

D N NH P

̈ Vi c tin h c hóa trong các đ n v th ng th c

hi n đ c l p v i nhau v th i gian, công c và

n i dung

̈ Do yêu c u qu n lý, m i b ph n đ u t ch c

l u tr h s riêng cho mình d a trên h s

g c ban đ u có b sung thêm 1 s thông tin

c n thi t riêng

Tên thợ

Phá i

Số con

Trang Nữ 2

Trang Nữ 3 Quoc Na

m

0

m Chau Nữ

B t c p trong qu n lý

̈ Khó m r ng ho c k t n i các h th ng

̈ Thông tin đã l u tr không th chia s

gi a các h th ng Vì v y không có qu n lý giao d ch và x lý đ ng th i gi a nhi u

.

An QYKD 1/2007 35000

nh ngh a CSDL

̈ Là m t t p h p d li u đ c t ch c và

l u tr theo m t c u trúc ch t ch

nh m ph c v cho nhi u đ i t ng v i các m c đích khác nhau

Nhanvien.doc Nhanvien.xls Nhanvien.dat CSDL

Ba c p đ th hi n d li u

Qu n tr viên

Chuyên viên

Ng i dùng

Nh th nào là 1 CSDL kém?

̈ D th a (redundancy)

̈ Mâu thu n ti m n (potential inconsistancy)

̈ B t th ng khi chèn (insertion anomaly)

̈ B t th ng khi xóa (deletetion anomaly)

Hàng VT SL n giá Ngày nh p NCC Khu v c

Nokia N82 b 50 xxx 20/12/2007 Công ty FPT TpHCM Nokia N73 b 10 yyy 20/12/2007 Thành Cong Mobile Tp HCM Nokia N82 b 20 xx 03/05/2008 Cong ty FPT Tp.HCM

$1.2 H Qu n Tr CSDL

̈ Kh n ng qu n lý nh ng d li u c đ nh

̈ Kh n ng truy xu t có hi u qu m t s l ng l n d

li u

̈ H tr ít nh t m t mô hình d li u (data model):

giúp ng i s d ng có th xem đ c d li u nhanh

$1.2 H Qu n Tr CSDL

̈ i u khi n các quá trình truy xu t: là kh n ng

gi i h n các quá trình truy xu t d li u c a

nh ng ng i không đ c phép và kh n ng ki m tra đ tin c y c a d li u.

̈ Có đ c tính t thích ng: là kh n ng t ph c h i

l i d li u c a h th ng khi g p s c mà không làm m t d li u.

̈ Các h qu n tr CSDL ph bi n:

̈ Access

̈ SQL Server

̈ Oracle

$1.3 Các mô hình d li u

̈ Mô hình logic trên c s đ i t ng (Object-based logical models)

̈ Mô hình Th c th – K t h p (Entity-Relation)

̈ Mô hình h ng đ i t ng (Object-Oriented Model)

̈ Mô hình logic trên c s m u tin (Record-based

Mô hình th c th - k t h p

̈ M c đích:

̈ Mô t l c đ khái ni m c a 1 t ch c màkhông c n chú ý đ n tính hi u qu ho c thi t k v t lý nh nh ng mô hình khác

Ngày Sinh (1,n) (1,1)

Mô hình h ng đ i t ng

̈ M c đích: ti p c n h ng đ i t ng (trong các ph ng pháp l p trình h ng đ i t ng)

-Mô hình quan h

̈ M c đích: mô t đ c d li u d ng v t lý.

Mô hình d li u m ng

̈ M c đích: dùng đ th có h ng cho các d

li u

̈ u đi m: đ a ra m t cách ng n g n mô tcác m i liên h

̈ Khuy t đi m: khi CSDL quá l n, vi c cài đ t các m i liên h nhi u nhi u làm cho hi u

Mô hình d li u m ng

1 ÷1

LÝ L CH

PHÒNG BAN

có

G m

Có thân nhân

1÷n

1÷1

1÷n

PHÒNG BAN Thu c

NHÂN VIÊN

n÷1

Mô hình d li u phân c p

Mô hình d li u t t nh t?

̈ Không có mô hình nào đ c xem là t t nh t cho các h th ng CSDL

̈ Nên xem xét theo ki u: Chúng đ c s d ng

t t nh t đâu và vào lúc nào?

̈ Ph n l n các mô hình:

̈ M c đích dùng nh h th ng ký hi u cho d li u, và

̈ Làm h th ng ký hi u n n t ng cho ngôn ng thao tác d li u

̈ E-R dùng thi t k l c đ khái ni m

̈ Mô hình h ng đ i t ng gi i quy t d th a

t t

$1.4 Qu n lý d li u phân tán

̈ CSDL phân tán bao g m m t t p các nút

(node) liên k t (link) v i nhau, m i nút bi u

di n cho 1 máy tính và 1 thi t b l u tr th

c p kèm theo Các nút có th ch là thi t b

l u tr nh ho c không có thi t b l u tr

(ch thu n có ch c n ng tính toán)

̈ Trong m t m ng LAN (Local Area Network),

m i máy tr m (workstation) đóng vai trò m t node M i node s l u tr d li u c a riêng mình

Node 1

G H

$1.4 Qu n lý d li u phân tán

̈ t ng c ng s thích ng, ng i ta c n t o

ra nhi u b n sao và ph i đ m b o r ng các

b n sao này đ u ph i gi ng nhau

̈ Khi có thao tác thay đ i trên m t m c t i nút A thì

̈ Các giai đo n thi t k CSDL

Các giai đo n thi t k CSDL

Thi t k logic

Tin h c hóa Qu n lý phân công

l ng , gi i tính và ngày sinh M i nhân viên thu c

án M i đ án do m t phòng ban ph trách.

Tin h c hóa Qu n lý phân công

đ án t i m t công ty

̈ C n l u l i gi làm vi c c a m t nhân viên làm cho

m t đ án Ngoài ra c ng c n bi t đ c ng i ph trách tr c ti p c a m t nhân viên

̈ qu n lý các thông tin có liên quan đ n b o hi m,

ng i s d ng c ng có nhu c u v thông tin c a m i quan h thân nhân (v , ch ng, con) c a nhân viên Các thông tin mà ng i s d ng quan tâm bao g m

tên thân nhân, gi i tính và m i quan h v i nhân viên.

Các khái ni m trong mô hình E-R

Các khái ni m trong mô hình E-R

̈ Phân lo i thu c tính:

̈ Thu c tính đ n (Single attribute)

̈ Thu c tính h p (Composite attribute)

Các khái ni m trong mô hình E-R

Các khái ni m trong mô hình E-R

̈ M i k t h p: M t m i k t h p (relationship) là

m i quan h gi a hai hay nhi u th c th mang

m t ý ngh a nào đó Ví d :

̈ Nguy n V n A tr c thu c phòng Nghiên c u.

̈ Tr n Th B tr c thu c phòng Kinh doanh.

Các khái ni m trong mô hình E-R

̈ B c c a lo i m i k t h p: Là s l ng

lo i th c th tham gia vào m i k t h p

̈ Lo i m i k t h p b c 2 còn g i là m i k t

h p nh phân H u h t các lo i m i k t h p trong CSDL là nh phân

̈ Thu c tính c a lo i m i k t h p

̈ Gi làm vi c c a nhân viên khi nhân viên tham gia làm đ án

Các khái ni m trong mô hình E-R

̈ Các ràng bu c trên lo i m i k t h p:

g m 2 lo i:

̈ Ràng bu c t l l c l ng (Cardinality ratio constraint ): ký hi u (min, max)

̈ Ràng bu c tham gia (Participation constraint): g m 2 lo i:

̈ Toàn ph n

̈ Bán ph n

Nhân Viên Qu n Lý Phòng Ban

Các khái ni m trong mô hình E-R

̈ Lo i th c th y u: Lo i th c th không

có t p thu c tính khóa g i là lo i th c

th y u (weak entity type).

̈ Lo i th c th y u ph i tham gia trong m t

lo i m i k t h p xác đ nh (Identifying ralationship type) trong đó có m t lo i th c

th ch hay lo i th c th xác đ nh (Identifying entity)

Các khái ni m trong mô hình E-R

Hóa đ nNhân viên

Các khái ni m trong mô hình E-R

Các khái ni m trong mô hình E-R

̈ Ký hi u ̈ Ý ngh a

Thu c tínhThu c tính khóaThu c tính đa tr

Thu c tính đa h p

Các khái ni m trong mô hình E-R

̈ Công ty có nhi u phòng ban : tên ,

̈ V nhân viên , c n quan tâm: mã,

Lot

Ten

Luong Phai

NgSinh

̈ C n l u l i gi làm vi c c a m t nhân viên làm cho m t đ án Ngoài

ra c ng c n bi t đ c ng i ph trách tr c ti p c a m t nhân viên

̈ qu n lý các thông tin có liên quan đ n b o hi m,

ng i s d ng c ng có nhu c u v thông tin c a m i quan h thân nhân (v , ch ng, con) c a nhân viên Các thông tin mà ng i s d ng quan

tâm bao g m tên thân nhân, gi i tính và m i quan h v i nhân viên.

Phai TenTN QuanHe

THANNHAN

̈ Công ty có nhi u phòng ban : tên , mã s

NgayBD

(0,1)

(1,1)

Ph Trách

DEAN

TênDA MaDA

DDIEM_DA

(1,n)

(1,1)

̈ M i nhân viên thu c m t phòng ban

PHONGBAN

TênPB MaPB

Lot

Ten Luong

Phai NgSinh

Qu n Lý

Ten Luong

Phai NgSinh

Phân Công

DDIEM_DA

Ten Luong

Phai NgSinh

Giám Sát

(0,n) (0,1)

Ten Luong

Phai NgSinh

Có TN

(0,n)

(1,1)

Phai TenTN QuanHe

THANNHAN

TênPB MaPB

NgSinh

Qu n Lý

Phân Công

Giám

Sát

(0,1) (0,n)

Ph Trách

$1.6 Bài t p làm ngay

̈ Tin h c hóa Qu n lý sinh viên t i m t tr ng trung c p

̈ Các thông tin c n qu n lý v m t sinh viên g m:

h tên, phái, đ a ch , đi n tho i Ngoài ra, ta c ng

c n bi t sinh viên này đang theo h c ngành nào.

̈ M i ngành s có m t tên ngành và s l ng giáo viên thu c ngành đó.

̈ C n qu n lý h tên c a giáo viên và thông tin v

ngành mà giáo viên tr c thu c

ch c theo t ng h c k c a t ng n m do m t giáo viên ph trách m t môn h c c th

̈ Sinh viên s có đi m khi tham gia các khóa

h c

CƠ SỞ DỮ LIỆU

ThS.Lê V n H nh

MÔ HÌNH D Li U QUAN H

(Relational Data Model)

$2.1 Thu c tính

̈ i t ng là m t th c th t n t i khách quan hay m t s tr u t ng hóa (nhân viên, xe máy, hàng hóa, .).

̈ Thu c tính là đ c tính c a đ i

t ng c n đ c ph n ánh trong

CSDL.

$2.2 Quan h

̈ Quan h là m t b ng (table) 2 chi u

đ c đ nh ngh a trên m t t p thu c tính

̈ T p toàn b thu c tính c a m t quan

$2.3 B giá tr

̈ B là m t dòng d li u trong m t quan

h

̈ B th ng đ c g i là m u tin, b n ghi hay record.

̈ Không có 2 b gi ng nhau trong cùng

duy nh t đ phân bi t v i các phòng ban

khác trong công ty, và có m t tên phòng

$2.6 L c đ CSDL

̈ Là t p h p g m các l c đ quan h và các m i liên h gi a chúng trong cùng

$2.6 L c đ CSDL

L c đ CSDL “qu n lý đ án cty”

NHANVIEN (MaNV, HoNV, TenLot, TenNV, Phai, Luong, PHG, NGSinh, DCHI, Ma_NQL)

PHONGBAN (MaPHG, TenPHG, TrPHG, NG_NhanChuc)

DEAN (MaDA, TenDA, DDIEM_DA, Phong)

PHANCONG (Ma_NVien, MaDA, ThoiGian)

DIADIEM_PHG (MaPHG, DIADIEM)

THANNHAN (Ma_NVien, TenTN, Phai, NGSinh, QuanHe)

Siêu khóa – Super Keys

̈ Siêu khóa : là m t t p con các thu c tính c a Q+ mà nh vào đó chúng ta có

th phân bi t 2 b khác nhau trong cùng m t th hi n T Q b t k

̈ ∀ t1, t2 ∈ T Q, t1[K] ≠ t2[K] ⇔ K là siêu khóa c a Q.

̈ M t quan h có ít nh t m t siêu khóa (Q+) và có th có nhi u siêu khóa.

Siêu khóa – Super Keys

̈ Ví d : các siêu khóa c a quan h NhanVien là: {HoTen,Phai}; {HoTen,Phai,Luong,PHG}; …

̈ T h p các thu c tính có th phân bi t các b

trong 1 quan h

NhanVien HoTen Phai Luong PHG

N T A N 2000 NC

L V M Nam 2100 NC

N T A Nam 2500 KH Siêu

Khóa?

Khóa – Keys

̈ Thu c tính tham gia vào m t khóa g i

là thu c tính khóa , ng c l i là thu c tính không khóa

Khóa Chính – Primary Keys

̈ Khi cài đ t trên m t HQTCSDL c th ,

n u quan h có nhi u h n m t khóa,

Khóa Chính – Primary Keys

̈ Ví d 1 : Khóa chính g m 1 thu c tính

̈ Khóa chính c a quan h NhanVien là: {MANV}

̈ NhanVien(MaNV, HoTen, Phai, Luong, PHG)

̈ Ví d 2 : Khóa chính g m h n 1 thu c tính

̈ Khóa chính c a quan h PhanCong là: {MANV, MADA}

̈ PhanCong=(MaNV, MaDA, ThoiGian)

̈ PhanCong=(MaNV, ThoiGian, MaDA)

Khóa Ngo i – Foreign Keys

̈ Cho Q1(U), Q2(V) là 2 quan h , v i U, V l n l t là t p thu c tính c a các quan h Q1 và Q2.

̈ Khi đó, K2 là khóa ngo i c a Q2 tham chi u đ n

khóa chính K1 c a Q1

Khóa Ngo i – Foreign Keys

̈ Ví d , cho 2 quan h

̈ PhongBan(MaPB, TenPB), v i U=PhongBan +

̈ NhanVien(MaNV, HoTen, Phai, Phg), v i V=NhanVien +

̈ K1={MaPB} là khóa chính c a quan h PhongBan,

K2={Phg} ⊆ V

̈ K1 và K2 cùng có 1 thu c tính bi u th mã phòng ban.

̈ Dom(K2) ⊆ Dom(K1), ngh a là, quan h 1-n

̈ K2 là khóa ngo i c a NhanVien tham chi u đ n khóa chính K1 c a PhongBan.

Khóa Ngo i – Foreign Keys

̈ Dom(K2) ⊆ Dom(K1), ngh a là, quan h 1-n

̈ K2 là khóa ngo i c a PhanCong tham chi u đ n

khóa chính K1 c a NhanVien.

$2.8 Chuy n t ER sang RDM

̈ K t qu đ t đ c sau khi áp d ng B c

1.

̈ NHANVIEN(MaNV, HoNV, TenLot, TenNV,

Phai, Luong, DiaChi, NgaySinh)

̈ PHONGBAN(MaPHG, TenPHG)

̈ DEAN(MaDA, TenDA, DDiem_DA)

TenTN Phai

NgaySinh Quanhe

̈ DEAN(MaDA, TenDA, DDiem_DA)

̈ THANNHAN(MaNV, TenTN, Phai, NgaySinh, Quanhe)

$2.8 Chuy n t ER sang RDM

̈ B c 3 Lo i m i k t h p (1,1) – (1,1)

NHANVIEN(MaNV, HoNV, TenLot, TenNV, Phai, Luong, DiaChi, NgaySinh)

PHONGBAN(MaPB, TenPB, TrPHG, NgayNC)

NHANVIEN MaNV

TenPB

DiaDiem

Qu n lý (0,1)

(1,1) NgayNC

$2.8 Chuy n t ER sang RDM

̈ B c 4 Lo i m i k t h p (1,1) – (1,n)

không có thu c tính riêng

NHANVIEN(MaNV, HoNV, TenLot, TenNV, Phai, Luong, DiaChi, NgaySinh,MaPB)

PHONGBAN(MaPB, TenPB, TrPHG, NgayNC)

$2.8 Chuy n t ER sang RDM

̈ B c 5 Lo i m i k t h p (1,1) – (1,n) có

thu c tính riêng

PHONGBAN(MaPB, TenPB, TrPhg, NgayNC)

DEAN(MaDA, TenDA, DiaDiem, MaPB, NgayBD)

PHONGBAN MaPB

TenPB

DiaDiem

Ph trách

DEAN MaDA

$2.8 Chuy n t ER sang RDM

̈ B c 6 Lo i m i k t h p (1,n) – (1,n) có

thu c tính riêng

NHANVIEN MaNV

TenDA

DiaDiem

PhanCong (1,n)

(1,n)

ThoiGian

$2.8 Chuy n t ER sang RDM

̈ B c 7 Thu c tính đa tr

DDIEM_PHONG(MaPB, DiaDiem) PHONGBAN

MaPB

TenPB

DiaDiem

$2.8 Chuy n t ER sang RDM

̈ L c đ CSDL thu đ c

NHANVIEN(MaNV, HoNV, TenLot, TenNV, Phai, Luong, DiaChi, NgaySinh,MaPB)

PHONGBAN(MaPB, TenPB, TrPhg, NgayNC)

DEAN(MaDA, TenDA, MaPB, DDiem_DA)

PHANCONG(MaNV, MaDA, ThoiGian)

DDIEM_PHONG(MaPB, DiaDiem) THANNHAN(MaNV, TenTN, Phai, NgaySinh, Quanhe)

TenNg

SLGV

CƠ SỞ DỮ LIỆU

ThS.Lê V n H nh

I S QUAN H

(Relational Algebra)

̈ K t b ng (equi-join), K t t nhiên (natural-join), K t

n i (inner-join), K t trái (left-join), K t ph i join), K t ngo i (outer-join)

(right-¸ Phép chia

¸ Các hàm k t h p

3. Các thao tác trên d li u quan h : thêm, xóa

, s a

$3.1 Gi i thi u

̈ i s quan h là ngôn ng dùng đ đ c t

vi c truy xu t d li u trên quan h

̈ G m t p h p các phép toán trên các quan h

và cho k t qu là m t quan h

̈ i s quan h có n n t ng toán h c (c th

là lý thuy t t p h p) đ mô hình hóa CSDL

quan h Ngoài ra, ta có th áp d ng các

phép toán có s n c a lý thuy t t p h p đ t i

u quá trình rút trích d li u t CSDL quan h

̈ Có n m phép toán c b n:

̈ Ch n ( ): Ch n t p con các dòng trong quan h

̈ Chi u (Π): Xóa các c t không mong mu n.

̈ Tích Descartes (x): K t hai quan h

̈ M t s phép toán trên quan h đòi h i

2 quan h tham gia ph i kh h p

̈ Quan h kh h p: hai quan h r và s

đ c coi là kh h p khi:

̈ S l ng thu c tính ph i b ng nhau (cùng

b c)

̈ Mi n giá tr c a thu c tính ph i t ng thích (dom(Ai) = dom(Bi)) v i 1 ≤ i ≤ n

Phép h i – ∪

̈ Cho r và s là 2 quan h kh h p

r ∪ s = { t/ (t ∈ r) ∨ (t ∈ s) }

̈ Quan h k t qu g m t t c các b có trong r ho c có trong s (không trùng)

Phép giao – ∩

̈ Cho r và s là 2 quan h kh h p

r ∩ s = { t/ (t ∈ r) ∧ (t ∈ s) }

̈ Quan h k t qu g m t t c các b có trong c r l n s

Phép tr –

-̈ Cho r và s là 2 quan h kh h p

r - s = { t/ (t ∈ r) ∧ (t ∉ s) }

̈ Quan h k t qu g m t t c các b có trong r nh ng không có trong s

Phép ch n – δ

̈ Ví d , cho bi t các sinh viên có h c b ng

̈ Cho danh sách các nhân viên n c a phòng

KD có l ng l n h n 1000000

δPhai=‘nu’ and Phg=‘KD’ and Luong>100000 (NHANVIEN)

̈ Ch n nh ng nhân viên phái là “N ” và l ng

>25000 ho c nh ng nhân viên có h là “ inh”

Phép chi u - Π

̈ Cho tr c m t l c đ quan h R(A1, A2,…, An), X⊂R, r(R):

Phép chi u - Π

̈ Cho danh sách nhân viên g m các thông tin tên

nhân viên, l ng, ngày sinh, phái

̈ ΠTenNV,Luong,NgaySinh,Phai(NHANVIEN)

̈ Cho bi t MaNV, TenNV, Luong c a các nhân viên

có luong>20000

̈ ΠMaNV,TenNV,Luong (δLuong>20000 (NHANVIEN))

̈ Cho bi t tên nhân viên n phòng KD

̈ ΠTenNV (δPhai=‘nu’ and Phg=‘KD’ (NHANVIEN))

̈ Ví d : Cho bi t tên nhân viên n phòng KD

̈ KQ1 í δPhai=‘nu’ and Phg=‘KD’ (NHANVIEN)

̈ KQ í ΠTenNV (KQ1)

̈ Quan h : <tên m i>íphép toán quan h

̈ SV í ΠHoTen, MaSV(SinhVien)

̈ Thu c tính: <tên m i qh>(tên m i thu c tính)í

phép toán quan h

SV(Ten,Maso) í Π (SinhVien)

001 Vuong Ngoc Quyen

QL

TRPH G TENPHG

Tien Ba

Dinh

004

001

Quan Ly QL

Tien Ba

Dinh

004

002

Nghien Cuu NC

Nhan Thi

Le

003

003

Dieu Hanh DH

Nhan Thi

Le

003

001

Quan Ly QL

Nhan Thi

Le

003

002

Nghien Cuu NC

Tung Thanh

Nguyen

002

003

Dieu Hanh DH

Tung Thanh

Nguyen

002

001

Quan Ly QL

Tung Thanh

Nguyen

002

002

Nghien Cuu NC

Quyen Ngoc

Vuong

001

003

Dieu Hanh DH

Quyen Ngoc

Vuong

001

001

Quan Ly QL

Quyen Ngoc

Vuong

001

TRPHG TENPHG

MAPHG TENNV

TENLOT HONV

MANV

003

Dieu Hanh DH

Nhan Thi

Le

003

002

Nghien Cuu

NC Tung

Thanh Nguye

n

002

001

Quan Ly QL

Quyen Ngoc

Vuong

001

TRPHG TENPHG

MAPHG TENNV

TENLOT HONV

MANV

Phép k t - - – k t

̈ Phép k t b ng: khi là phép so sánh “=”

ta g i là phép k t b ng hay còn g i là equi-join

̈ Phép k t t nhiên: K t b ng hai quan h

và m t trong hai thu c tính tham gia

đi u ki n k t đó đ c lo i b qua phép chi u thì phép k t đó đ c g i là k t t nhiên (natural-join)