BÀI GIẢNG cơ sở dữ LIỆU

Hồ Cẩm Hà - ĐH Sư phạm Hà nội 31KiÕn tróc cña mét hÖ qu¶n trÞ CSDL Bộ tiền xử lí ngôn ngữ thao tác dữ liệu Bộ xử lí truy vấn Chương trình dịch ngôn ngữ khai báo dữ liệu Mã chương trình

Trang 1

Hồ Cẩm Hà - ĐH Sư phạm Hà nội 1

Mục tiêu

ắCung cấp những kiến thức cơ bản về nguyên lý tổ chức và khai

thác đúng đắn một hệ CSDL, đặc biệt trong mô hình quan hệ.

ắCung cấp và rèn cho sinh viên khả năng thiết kế (logic) một hệ

Trang 2

Tµi liÖu tham kh¶o

thùc hµnh, 2 tËp, NXBGD 2004-2005

quèc gia, 2004

së tri thøc, Biªn dÞch : TrÇn §øc Quang tËp 1, tËp 2, NXB Thèng kª, 1999

1998

Thuvientailieu.net.vn

Trang 3

Tµi liÖu tham kh¶o

5 Date C.J., “An introduction to database systems”, seventh edition, Addison Wesley, 2000

6 Hector Garcia - Monila, Ullman J.D., Jennifer Widom “Database

Systems: The complete Book", Prentice Hal, 2002

7 Thomas Connolly, Carolyn Begg, Anne Strachan, " Database systems

A Practical Approach to Design, Implementation, and

Management ", Second Edition, Addison Wesley Longman Limited 1999.

8 Ullman J.D., J Widom “ A first course in Database Systems ", Prentice

- Hall, 1997

Trang 4

HỆ THỐNG THÔNG TIN

Trang 5

Chương1 Khái quát về các hệ CSDL

1.CSDL là gì?

tích hợp các dữ liệu phản ánh hoạt động

(operational data) của một tổ chức

nhiều người dùng với các mục đích khác nhau

Tại sao cần đến các hệ CSDL

Trang 6

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu là gì?

Phần mềm cho phép người dùng giao tiếp với CSDL, cung cấp môi trường

thuận lợi và hiệu quả để tìm kiếm và

lưu trữ thông tin của CSDL

Trang 7

2 K iến trúc ba mức của một hệ CSDL

Mục đích : sự tách biệt quan niệm về

CSDL của nhiều người sử dụng với

những chi tiết biểu diễn về vật lý của

CSDL

Trang 9

4 §éc lËp d÷ liÖu

Lược đồ khái niệm

Trang 11

Enterprise Database – wide-area

network (hundreds or thousands of

users)

Trang 13

Workgroup database with local area network

Trang 15

Components of the

Database Environment

for managing the database

maintaining the database

designing databases and software

databases

Trang 21

Trang 22

6.Database Management System

DBMS manages data resources like an operating system manages hardware resources

DBMS Database

containing centralized shared data

Trang 23

Từ điển dữ liệu là một tệp các dữ liệu về dữ liệu

xác định

Trang 24

Ngôn ngữ thao tác dữ liệu (DML)

Tìm kiếm thông tin lưu trữ trong CSDL;

Chèn thêm thông tin mới vào CSDL;

Xoá bỏ thông tin khỏi CSDL;

Sửa đổi thông tin được lưu trữ trong CSDL.

Tính thủ tục/phi thủ tục (procedure/nonprocedure)

Trang 25

Trang 26

Chất lượng DBMS

và khả năng đáp ứng nhu cầu thực tế

các đòi hỏi ngày càng cao hơn của người dùng, bởi vậy các

Trang 27

Vài nét về quá trình phát triển DBMSs

Management System) của hãng IBM (mô hình dữ liệu phân cấp)

đời đánh dấu sự xuất hiện đầu tiên của một hệ quản trị CSDL dựa

của hãng IBM mang tên System-R ra đời Từ những năm 1980

đến nay hàng trăm hệ quản trị CSDL kiểu quan hệ ra đời cho cả

tượng và hướng đối tượng-quan hệ Thuvientailieu.net.vn Thế hệ thứ ba

Trang 29

(4) Cung cấp các dịch vụ điều khiển tương tranh để đảm bảo tính

nhất quán dữ liệu khi có nhiều phiên làm việc với CSDL

(5) Cung cấp một cơ chế để khôi phục dữ liệu

(6) Cung cấp các dịch vụ bản quyền

(7) Hỗ trợ cho truyền thông dữ liệu

(8) Cung cấp các dịch vụ đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu Thuvientailieu.net.vn

Trang 30

Trang 31

KiÕn tróc cña mét hÖ qu¶n trÞ CSDL

Bộ tiền xử lí ngôn ngữ thao tác dữ liệu

Bộ xử lí truy vấn Chương trình

dịch ngôn ngữ khai báo dữ liệu

Mã chương trình Bộ quản lí cơ sở

dữ liệu

Bộ quản lí từ điển

DBMS

Phương thức truy cập

Bộ quản lí tệp

Bộ đệm của hệ thống

Trang 32

Trình kiểm tra

tính toàn vẹn

Trình quản lý quyền truy cập

Trình tối ưu hóa câu hỏi

Trình quản lý các giao tác

Trình xử lý câu lệnh

Trang 33

Hệ quản trị cơ

sở dữ liệu

Hệ điều hành

Hệ quản lí Nhập / xuất (I/O)

Lược đồ ngoài (External Scheme)

Lược đồ khái niệm (logical Scheme)

Lược đồ vật lý (Physical Scheme)

Vùng đệm 1àm việc của chương trình ứng dụng A

Vùng đệm 1àm việc của hệ quản trị cơ sơ

dữ liệu

CSDL

Trang 35

Sơ lược về các kiến trúc hệ quản trị

CSDL đa người dùng

Hình 1.12 Kiến trúc tệp-máy chủ (file - server)

File - server lưu giữ các tệp dữ liệu mà các ứng dụng và hệQTCSDL cần đến Tuy nhiên các ứng dụng và hệ QTCSDL chạy trên mỗi trạm làm việc (workstation) và yêu cầu các tệp dữ liệu ở file - server khi cần đến

LAN Cỏc tệp được gửi về trạm làm việc Cỏc yờu cầu về dữ

liệu

Cơ sở dữ liệu File-server

Trạm làm việc 1

Trang 36

Trang 37

Chi phí cho phần cứng có thể được giảm do chỉ cần server có cấu hình đủ mạnh để lưu trữ và quản trị cơ sở dữ liệu.

Chi phí cho truyền thông được giảm do một phần trong các thao tác của ứng dụng

được giải quyết trên client, truyền thông trên mạng chỉ gồm: yêu cầu về truy cập cơ

sở dữ liệu của client gửi đến server và dữ liệu kết quả từ server gửi cho client

Nâng cao được khả năng đảm bảo tính nhất quán của dữ liệu Server có thể kiểm soát được tính toàn vẹn bởi các ràng buộc này được định nghĩa và kiểm tra chỉ tại

đó.

Kiến trúc này phù hợp với việc xây dựng các hệ thống có tính mở.

Trang 39

Tãm t¾t ch−¬ng 1

Trang 40

Xin cảm ơn !

Trang 41

Hồ Cẩm Hà

CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ

Trang 43

Trang 44

Hồ Cẩm Hà Chương 2

Ví dụ

Trang 45

Các khái niệm cơ bản

R = <Ω, F>

Ω là tập hữu hạn các thuộc tính của quan hệ,

F là tập các điều kiện giữa các thuộc tính(ràng buộc toàn vẹn)

Trang 46

Với lược đồ quan hệ R, theo thời gian, nhiều quan hệ có cấu trúc và ràng buộc toàn vẹn được mô tả bởi lược đồ này Mỗi quan hệ như vậy còn được gọi là một thể hiện của lược đồ R

ký hiệu r(R)

ký hiệu t[X], t[Ai] với X ⊆ Ω

Trang 47

Các tính chất đặc trưng của một quan hệ

Trang 48

bộ giống hệt nhau trong một quan hệ

Trang 49

Ví dụ

Trang 51

Siêu khóa của một lược đồ quan hệ R là một tập hợp gồm một hay nhiều thuộc tính của lược đồ R có tính chất xác định duy nhất một bộ trong mỗi thể hiện của R

Khóa của một lược đồ quan hệ là một siêu khóa của lược đồ này sao cho mọi tập con thực sự của nó không là siêu khóa

Trang 52

Khóa dự tuyển (candidate key)

Khóa chính (primary key)

thuộc tính khóa, thuộc tính không khóa

một hay nhiều thuộc tính là khóa của một lược đồ quan hệ khác

Trang 53

Trang 55

INSERT <NHAN-VIEN; “Nguyễn Hương”, ”Lan”, “943775”,

Trang 57

Các thao tác cập nhật dữ liệu trên các quan hệ

Phép sửa đổi (Update)

MODIFY <NHAN-VIEN; MSNV=”123456”; LUONG = 4000>

Trang 58

Tãm t¾t ch−¬ng 2

lược đồ quan hệ (cấu trúc của quan hệ và các ràng buộc)

quan hệ là một bảng với tất cả các bộ đang tồn tại trong đó, bảng này là một thể hiện của lược đồ quan hệ

siêu khóa là một tập thuộc tính xác định các bộ một cách duy nhất trong quan hệ

khóa dự tuyển là các siêu khóa nhỏ nhất

Khóa chính là một khóa dự tuyển được chọn dùng để nhận diện các

bộ

hệ có vai trò làm khóa dự tuyển trong một quan hệ khác

Trang 59

Hồ Cẩm Hà 19

Xin cảm ơn !

Trang 60

C h−¬ng 3

Ngôn ngữ thao tác dữ liệu

Trang 61

Hồ Cẩm Hà Chương 3 2

Ngôn ngữ đại số quan hệ

hợp và đặc trưng)

Trang 67

(p,q) = { p1, p2 , , pn , q1, q2 , , qm }

r ⋈ Ai θ Bj s = {(t, u)/ t ∈ r, u ∈ s và t[Ai] θ u[Bj]}

Trang 68

Các phép toán đặc biệt trên quan hệ

Phép kết nối (join)

r ⋈ Ai θ Bj s = {(t, u)/ t ∈ r, u ∈ s và t[Ai] θ u[Bj]}

Trường hợp θ là “=” gọi là kết nối bằng

kết nối tự nhiên sử dụng kí hiệu r * s (hoặc r ⋈ s )

Ví dụ

Trang 70

Phép kết nối nửa (semi join)

r ⊲F s = ΠA(r ⋈ F s )

Ví du

CUNG_UNG ⊲ F SAN_PHAM

với F là điều kiện:

(CUNG_UNG.MA_SP = SAN_PHAM.MA_SP) AND (SOLUONG>1500).

Trang 71

Phép kết nối ngoài trái (left outer join)

kết nối ngoài phải (right outer join)

(Đọc tài liệu)

Trang 72

Các phép toán quan hệ bổ sung

(Additional Relational Operations)

Trang 73

Các phép toán quan hệ bổ sung

(Additional Relational Operations)

Trang 74

Chú ý

không phải là một đại lượng vô hướng kể cả khi nó chỉ gồm

bỏ khỏi nhóm khi thực hiện một hàm kết tập

khác

Trang 75

Dùng các biểu thức đại số quan hệ

biểu diễn câu hỏi

ΠHOTEN, LUONG (NHAN_VIEN*

(ΠMA-DV (σ(TEN-PHONG=”Nghiên cứu và phát triển ) (PHONG))))

Trang 76

Câu hỏi 3

Với mỗi dự án thực hiện ở “TT khí thượng thủy văn HN” hãy cho biết mã

số dự án, đồng thời cho biết họ tên, ngày sinh của trưởng phòng quản lý

dự án này.

KQTG ← (ΠMA-DA, MA-DV(σ(DIA-DIEM-DA=”TT Khí tượng thủy văn HN’ )(DU_AN))

KETQUA ← ΠMA-DA, HO-TEN, NG-SINH(NHAN_VIEN ⋈ MA-NV=MA-TP (PHONG*KQTG))

Trang 77

Câu hỏi 4

Tìm tên những nhân viên làm việc cho tất cả các dự án do phòng có mã

số P4 quản lý.

ΠHO-TEN((ΠMANV,MA-DA(CHAM_CONG)÷

ΠMA-DA(σ(MA-DV=P4)(DU_AN)))*NHAN_VIEN).

Trang 78

Câu hỏi 5

Tìm mã số những dự án có sự tham gia của một người là lãnh đạo phòng trực tiếp quản lý dự án này.

KQTG ← ΠMA-DA, MA-DV(DU_AN) * ΠMA-DV, MA-TP(PHONG)

KETQUA ← KQTG ⋈ ((KQTG.MA-DA=CHAM_CONG.MA-DA) AND (KQTG.MA-TP=CHAM_CONG.MA-NV))

CHAM_CONG

Trang 79

Có hai loại: ngôn ngữ tân từ biến bộ và ngôn ngữ tân từ biến miền.

Trang 80

Ngôn ngữ tân từ biến bộ

(Tuple relational calculus)

Một câu hỏi đơn giản trong ngôn ngữ tân từ

biến bộ có dạng

{ t ⏐ ĐK( t ) }

Trang 81

Ngôn ngữ tân từ biến bộ

(Tuple relational calculus)

{ t ⏐ NHÂN_VIÊN ( t ) AND t LUONG > 1700 000}

Trang 82

Biểu thức của phép tính biến bộ

Một cách tổng quát, một biểu thức của phép tính biến bộ códạng

{ti.A1, tj.A2,…, tk.An ⏐ ĐK (t1, t2,…, tn, tn+1, tn+2, …, tn+m)}

Trang 83

Công thức của phép tính biến bộ được tạo nên từ các công thức nguyên

tố Một công thức nguyên tố thuộc một trong những dạng sau:

(2) ti.A θ tj.B

(3) ti.A θ c

Mỗi công thức nguyên tố sẽ nhận một trong hai giá trị TRUE

và FALSE đối với một tổ hợp các bộ (giá trị chân lý)

Trang 84

Các công thức nguyên tố tạo nên công thức của phép tính bộtheo các luật:

(L1) Mỗi công thức nguyên tố là một công thức

(L2) F, F1, F2 là công thức thì (F1 AND F2), (F1 OR F2), NOT(F) là công thức (L3) F là một công thức thì (∃ t )(F) với t là một biến bộ cũng là một công thức (L4) F là một công thức thì (∀ t )(F) với t là một biến bộ cũng là một công thức

Trang 86

Trang 87

Trang 88

Trang 89

Trang 90

Trang 91

{tenX ⏐ ∃ diadiemX ∃ma_dvX

(DU_AN(“D4”,tenX, diadiemX, ma_dvX))}

Trang 92

Ngôn ngữ tân từ biến miền

Ví dụ

Câu hỏi 2

Cho biết họ tên và lương của những nhân viên thuộc phòng

“Nghiên cứu và phát triển”

{ho_tenX, luongX⏐

∃ma_nvX∃ngay_sinhX∃gioi_tinhX ∃ ma_dvX ∃ ma_tpX

(PHONG (ma_dvX, “Nghiên cứu và phát triển”, ma_tpX) AND NHAN_VIEN(ma_nvX,ho_tenX,ngay_sinhX,gioi_tinhX,ma_dvX,luongX))}

Trang 93

Ngôn ngữ tân từ biến miền

Ví dụ

Câu hỏi 3

Với mỗi dự án thực hiện ở “TT khí thượng thủy văn HN” hãy cho biết

mã số dự án, đồng thời cho biết họ tên trưởng phòng quản lý dự án này

{ma_daX, ho_tenX⏐

∃ ten_daX ∃ ma_dvX ∃ten_phongX ∃ma_tpX ∃ngay_sinhX ∃gioi_tinhX ∃luongX ( DU_AN (ma_daX, ten_daX, “TT khí tượng thủy văn HN”, ma_dvX) AND PHONG (ma_dvX, ten_phongX, ma_tpX) AND

NHAN_VIEN (ma_tpX, ho_tenX, ngay_sinhX, gioi_tinhX, ma_dvX, luongX)) }

Trang 94

Tính đầy đủ của NN hỏi

đủ nếu với L, chúng ta có thể biểu diễn được bất cứ một câu

Trang 95

NGÔN NGỮ SQL

dữ liệu quan hệ

liệu (gồm DDL), cho phép cập nhật và tìm kiếm dữ liệu

(gồm DML)

(view), kiểm soát tính toàn vẹn dữ liệu, cấp phát quyền truy cập, điều khiển các giao tác, thao tác dữ liệu nhúng

Trang 96

SQL

Phần thao tác dữ liệu sẽ có đông đảo người dùng hơn, do chúng ta xem xét phần này trước phần định nghĩa dữ liệu của SQL

Trang 99

NGÔN NGỮ SQL

Cho biết họ tên của mỗi nhân viên và lương mới của mỗi

người nếu lương họ được tăng 10%

SELECT ho_ten, luong + luong*0.10

FROM nhan_vien

Trong bảng kết quả, nếu muốn có thể đặt tên cho cột thứ

ba, chẳng hạn cột thứ ba được đặt tên là luong_moi, với câu lệnh sau

SELECT ho_ten, luong + luong*0.10 AS luong_moi

Trang 100

NGÔN NGỮ SQL

Cho biết danh sách nhân viên có lương trên 2 300 000, với mỗi nhân viên như vậy các thông tin đưa ra gồm: mã nhân viên, họ tên, mã đơn vị và lương

SELECT manv, ho_ten, ma_dv, luong

FROM nhan_vien

WHERE luong > 2 300 000

Trang 102

NGÔN NGỮ SQL

Có thể tìm biết tên và mã các dự án mà địa điểm có chứa từ

‘UBND’ bằng câu sau:

SELECT ma_da, ten_da, dia_diem_da

FROM du_an

WHERE dia_diem_da LIKE ‘%UBND%’

Trang 105

NGÔN NGỮ SQL

Câu hỏi: “Có bao nhiêu nhân viên lương cao hơn 3 000 000 ?”

có thể viết như sau:

SELECT COUNT(*) AS vip

FROM nhan_vien

WHERE luong > 3000 000

Trang 110

NGÔN NGỮ SQL

Xét câu hỏi: ‘Tìm tên của những nhân viên có lương đạt trên mức lương trung bình của tất cả các nhân viên, đồng thời cho biết luôn mức chênh lệch này’ Chúng ta có thể dùng truy vấn sau:

SELECT ho_ten , luong – (SELECT AVG(luong) FROM

Trang 111

Trang 112

NGÔN NGỮ SQL

Theo ngầm định, các tên cột trong câu truy vấn con tham

chiếu đến tên bảng trong câu FROM của truy vấn con này, hoặc có thể tham chiếu đến bảng trong câu FROM của truy vấn ngoài bằng việc xác định tên cột đó

Khi một câu truy vấn con là một trong hai toán hạng của một biểu thức so sánh thì truy vấn con này phải xuất hiện ở vếphải của so sánh

Trang 114

NGÔN NGỮ SQL

Cần phân biệt mục đích của câu WHERE và

câu HAVING Mặc dù có cú pháp tương tự:

bảng kết quả,

vào bảng kết quả

Trang 115

NGÔN NGỮ SQL

Điều kiện chọn (lọc) trong câu HAVING luôn

chứa ít nhất một hàm gộp, nếu không thì điều kiện này có thể chuyển vào câu WHERE

Nên nhớ rằng hàm gộp không được dùng trong câu WHERE

Định dạng
Số trang	163
Dung lượng	1,71 MB