+Phân tích & thiết kế HT sv cong nghe thuc pham Chapter4

– Xây dựng kiểu thực thể mới: Các nhóm thuộc tính lặp được tách ra kết hợp với thuộc tính định danh của thực thể trên tạo nên các thực thể mới.. Xây dựng mô hình thực thể - liên kết tiế

Chương 4: CÁC MÔ HÌNH VÀ PHƯƠNG TIỆN DIỄN TẢ DỮ LIỆU

z Mã hoá dữ liệu (Coding)

z Mô hình thực thể - liên kết E-R (Entity Relationship Model)

z Mô hình quan hệ (Relational Model)

z Xây dựng mô hình dữ liệu logic

4.1 MÃ HOÁ DỮ LIỆU

4.1.1 Khái niệm mã hoá

Mã hoá là việc gán một tên gọi vắn tắt cho một đối tượng nào đó Mỗi đối tượng gồm nhiều thuộc tính khác nhau nên yêu cầu mã hoácho các đối tượng là một yêu cầu cần thiết Ngoài ra mã hoá còn là

hình thức chuẩn hoá dữ liệu và bảo mật dữ liệu đặc biệt trong các hệthống xử lý bằng máy tính

Ví dụ: Số CMND → Xác định một công dân

Biển số xe → Xác định một xe chiếc xe

4.1 MÃ HOÁ DỮ LIỆU

4.1.2 Chất lượng của việc mã hoá

Để đánh giá chất lượng của việc mã hoá, ta dựa vào các tiêu chí:

– Không nhập nhằng: Thể hiện ánh xạ 1-1 từ tập đối tượng được

mã hoá vào tập mã

– Thích ứng với phương thức sử dụng: Thực hiện bằng thủ công

nên dễ hiểu, đơn giản Thực hiện bằng máy tính, đòi hỏi phải chặt chẽ

4.1 MÃ HOÁ DỮ LIỆU

4.1.3 Các kiểu mã hoá

a, Mã hoá liên tiếp

Dùng các số nguyên liên tiếp để mã

Ưu điểm: Không nhập nhằng, đơn giản, mở rộng phía sau được.

Nhược điểm: Không xen được, thiếu tính gợi ý, cần có bảng tương ứng

giữa mà và đối tượng, không phân theo nhóm

Ưu điểm: Không nhập nhằng, mở rộng, xen thêm được, được dùng khá

phổ biến, phân nhóm được

Nhược điểm: Dài, thao tác nặng nề, không cố định, có thể bị bảo hoà.

4.1 MÃ HOÁ DỮ LIỆU

4.1.3 Các kiểu mã hoá

e, Mã diễn nghĩa

Gán một tên viết tắt cho mỗi đối tượng, giúp ta hiểu được về đối tượng đó

Ví dụ: VIE – Việt Nam

Tha – Thái Lan

Sin – Singapore

Ưu điểm: Tiện lợi cho xử lý bằng tay

Nhược điểm: Khó giải mã được bằng máy tính.

4.1 MÃ HOÁ DỮ LIỆU

4.1.3 Lựa chọn kiểu mã hoá

Việc lựa chọn kiểu mã hoá cần dựa vào các yếu tố sau:

– Nghiên cứu việc sử dụng mã sau này

– Nghiên cứu số lượng đối tượng được mã hoá để lường trước sựphát triển

– Nghiên cứu sự phân bố thống kê để phân lớp

– Thoả thuận người dùng

– Thử nghiệm trước khi dùng chính thức

4.2 MÔ HÌNH THỰC THỂ - LIÊN KẾT

4.2.1 Khái niệm

Mô hình thực thể - liên kết là đồ thị biểu diễn các thực thể và mối quan hệ giữa chúng Nó là công cụ xây dựng lược đồ dữ liệu khái niệm của cơ sở dữ liệu Mô hình gồm 3 thành phần:

z Các kiểu thực thể

z Các thuộc tính của mỗi kiểu thực thể

z Liên kết giữa các kiểu thực thể

4.2 MÔ HÌNH THỰC THỂ - LIÊN KẾT

4.2.2 Thực thể và kiểu thực thể

Thực thể: Thực thể là một đối tượng cụ thể hay trừu tượng mà ta muốn

phản ánh nó trong hệ thống thông tin

Kiểu thực thể: Là một tập hợp các thực thể có cùng đặc trưng, cùng bản

chất, được mô tả theo cùng một cấu trúc.(Sau này ta đồng nhất thực thể với kiểu thực thể)

Ví dụ: Khách hàng, Sinh viên,…

Thể hiện thực thể (Instance): Là dữ liệu về một thực thể cụ thể

Ví dụ: Một thể hiện thực thể của thực thể SINH VIÊN là một sinh viên

cụ thể, chẳng hạn: (‘08123’, ‘Nguyễn Văn Tý’)

z Thuộc tính tên gọi: Giá trị cho tên gọi 1 thể hiện thực thể.

Ví dụ: Họ và tên là thuộc tính tên gọi của thực thể SINH VIÊN

z Thuộc tính định danh: Giá trị của nó xác định duy nhất mỗi thể hiện

thực thể Thuộc tính định danh có thể chọn từ thuộc tính của thực thểhay có thể được thêm vào

Ví dụ: Mã mặt hàng là thuộc tính định danh của thực thể MẶT HÀNG

Biển số xe là thuộc tính định danh của thực thể XE MÁY

z Thuộc tính mô tả: Là các thuộc tính còn lại.

z Thuộc tính lặp: Là thuộc tính có nhiều giá trị.

4.2 MÔ HÌNH THỰC THỂ - LIÊN KẾT

4.2.3 Thuộc tính (attribute)

Cách biểu diễn

- Bằng hình elip, theo ký pháp sau:

- Tên thuộc tính là danh từ

4.2 MÔ HÌNH THỰC THỂ - LIÊN KẾT

4.2.3 Thuộc tính (attribute)

Ví dụ

z Liên kết Một – Một (1-1): Hai kiểu thực thể A, B có liên kết 1-1 với nhau

nếu ứng với mỗi thể hiện thực thể trong A có một thể hiện thực thể

trong B và ngược lại

4.2 MÔ HÌNH THỰC THỂ - LIÊN KẾT

4.2.4 Liên kết thực thể (tiếp)

z Liên kết một – nhiều ( 1-N): Kiểu thực thể A có liên kết 1-N với kiểu

thực thể B nếu ứng với mỗi thể hiện thực thể trong A có nhiều thể hiện thực thể trong B, ứng với một thể hiện thực thể trong B chỉ có một thểhiện thực thể trong A

z Liên kết nhiều – nhiều (N-N) Hai kiểu thực thể A, B có liên kết N-N với

nhau nếu ứng với mỗi thể hiện thực thể trong A có nhiều thể hiện thực thể trong B và ngược lại

4.2 MÔ HÌNH THỰC THỂ - LIÊN KẾT

3.3.5 Xây dựng kiểu thực thể mới từ các thuộc tính lặp

Những thực thể có thuộc tính lặp ta cần tách ra thành các thực thểvới thuộc tính đơn

Cách thực hiện như sau:

– Tách các thuộc tính lặp ra khỏi thực thể Phần còn lại là các thuộc tính đơn của thực thể

– Xây dựng kiểu thực thể mới: Các nhóm thuộc tính lặp được tách ra kết hợp với thuộc tính định danh của thực thể trên tạo nên các

thực thể mới Xác định các thuộc tính định danh và đặt tên thích hợp cho các kiểu thực thể này

– Xác định liên kết: Liên kết giữa thực thể mới với thực thể ban đầu

là liên kết 1 -N (đầu nhiều ở thực thể mới) Tên liên kết là: Có

4.2 MÔ HÌNH THỰC THỂ - LIÊN KẾT

3.3.5 Xây dựng kiểu thực thể mới từ các thuộc tính lặp

Ví dụ 1:

4.2 MÔ HÌNH THỰC THỂ - LIÊN KẾT

3.3.5 Xây dựng kiểu thực thể mới từ các thuộc tính lặp

Ví dụ 2:

4.2 MÔ HÌNH THỰC THỂ - LIÊN KẾT

4.2.6 Xây dựng mô hình thực thể - liên kết ( tiếp)

Các bước xây dựng:

- Liệt kê, chính xác hóa và lựa chọn các thuộc tính

- Xác định các thực thể, các thuộc tính và định danh của chúng

- Xác định các liên kết thực thể và thuộc tính

- Vẽ mô hình

- Chuẩn hóa và rút gọn mô hình

4.2 MÔ HÌNH THỰC THỂ - LIÊN KẾT

4.2.6 Xây dựng mô hình thực thể - liên kết ( tiếp)

a, Liệt kê, chính xác hóa và lựa chọn các thuộc tính

Liệt kê:

- Xét danh sách các hồ sơ dữ liệu

- Với mỗi hồ sơ ta ghi tên hồ sơ và các mục dữ liệu (thuộc tính) của nó

- Việc liệt kê phải đảm bảo đầy đủ, không được bỏ sót

Chính xác hóa

- Tên gọi mỗi thuộc tính mang đầy đủ ý nghĩa (có một nghĩa duy nhất)

- Hai thuộc tính khác nhau phải có ý nghĩa khác nhau

Chọn lọc

- Mỗi thuộc tính cần phải đặc trưng cho một loại hồ sơ được xét

- Mỗi thuộc tính chỉ được chọn một lần

- Mỗi thuộc tính phải là sơ cấp

4.2 MÔ HÌNH THỰC THỂ - LIÊN KẾT

4.2.6 Xây dựng mô hình thực thể - liên kết ( tiếp)

a, Liệt kê, chính xác hóa và lựa chọn các mục tin cơ sở

Công cụ sử dụng

4.2 MÔ HÌNH THỰC THỂ - LIÊN KẾT

4.2.6 Xây dựng mô hình thực thể - liên kết ( tiếp)

a, Liệt kê, chính xác hóa và lựa chọn các mục tin cơ sở

Trong đó:

– <Cột 1> ghi tên hồ sơ tài liệu và liệt kê các thuộc tính của nó;

– <Cột 2> viết gọn tên thuộc tính ở <cột 1>, phải ngắn gọn, có tính gợi ý;

– <Cột 3 (1)> đánh dấu các thuộc tính bị loại (thuộc tính dư thừa);

– <Cột 4 (2)> đánh dấu các thuộc tính được chọn của thực thể(trình bày ở mục b);

– <Cột 5 (3)> đánh dấu các thuộc tính của liên kết (trình bày ở mục c).

4.2 MÔ HÌNH THỰC THỂ - LIÊN KẾT

b, Xác định các thực thể, các thuộc tính và định danh của chúng

– Tìm các thuộc tính tên gọi Mỗi thuộc tính tên gọi sẽ cho tương ứng

– Xác định thuộc tính định danh trong số các thuộc tính của thực thể

(xét cột 3 bảng 2) Nếu không có thuộc tính có thể làm định danh

thì thêm một thuộc tính mới làm định danh

® Lặp lại quá trình này để xác định các thực thể còn lại.

4.2 MÔ HÌNH THỰC THỂ - LIÊN KẾT

b, Xác định các thực thể, các thuộc tính và định danh của chúng

Công cụ sử dụng: (BẢNG 2)

Trong đó:

z <Cột 1> ghi tên thuộc tính tên gọi được xác định tại BẢNG 1

z <Cột 2> ghi tên thực thể (Tìm tên phù cho thực thể ứng với thuộc tính tên gọi tại cột 1)

z <Cột 3> Liệt kê các thuộc tính của thực thể (Nếu không có thuộc tính định danh ta có

thể thêm vào)

z <Cột 4> Ghi chú cho thuộc tính định danh ở <cột 3> Nếu là thuộc tính định danh có sẵn

ta đánh dấu “X” còn thuộc tính định danh thêm vào ta ghi “thêm vào”.

4.2 MÔ HÌNH THỰC THỂ - LIÊN KẾT

c, Xác định các liên kết thực thể và thuộc tính của nó

* Tìm các liên kết thực thể tương tác

- Trong các thuộc tính còn lại trong bảng liệt kê ta tìm tất cả các động

từ Nếu có một số động từ cùng chỉ một hoạt động trên thực tế thìchỉ cần chọn lấy một

- Với mỗi động từ nhận được bằng cách trả lời các câu hỏi sau đây:

4.2 MÔ HÌNH THỰC THỂ - LIÊN KẾT

c, Xác định các liên kết thực thể và thuộc tính của nó

- Đánh dấu để loại đi các thuộc tính vừa chọn

Lặp lại quá trình này để xác định các liên kết thực thể còn lại

Để xác định các liên kết thực thể và thuộc tính của nó ta sử dụng bảng sau cho mỗi động từ tìm được:

4.2 MÔ HÌNH THỰC THỂ - LIÊN KẾT

c, Xác định các liên kết thực thể và thuộc tính của nó

* Tìm các liên kết thực thể dạng sở hữu hay phụ thuộc

Xét từng cặp thực thể và tìm xem có mối quan hệ phụ thuộc hay

sở hữu giữa chúng hay không Mối quan hệ này thường được thể hiện

bằng các động từ: thuộc, của, ở, là, Nếu cặp thực thể đang xét có

tồn tại liên kết thì xem xét các thuộc tính còn lại có thuộc tính nào làthuộc tính của liên kết này thì chọn nó và đánh dấu để loại bỏ

4.2 MÔ HÌNH THỰC THỂ - LIÊN KẾT

c, Xác định các liên kết thực thể và thuộc tính của nó

* Tìm các liên kết thực thể dạng sở hữu hay phụ thuộc

Để xác định các liên kết thực thể dạng sở hữu hay phụ thuộc vàthuộc tính của nó ta sử dụng bảng sau:

4.2 MÔ HÌNH THỰC THỂ - LIÊN KẾT

d, Vẽ mô hình thực thể - liên kết

- Vẽ các thực thể và các liên kết thực thể;

- Nối các thực thể với liên kết thực thể mà nó tham gia;

- Bố trí lại biểu đồ sao cho cân đối và có ít đường cắt nhau;

- Bổ sung các thuộc tính cho thực thể và liên kết thực thể;

- Gạch chân các thuộc tính định danh;

- Xác định bản số của thực thể

*, Rút gọn mô hình

Về nguyên tắc, mô hình càng ít thực thể càng tốt Vì vậy, cần rút gọn biểu đồ trong trường hợp có thể Thực thể trong mô hình có thể được rút gọn nếu nó có những đặc trưng sau:

– Thực thể chỉ có một thuộc tính;

– Liên kết mà nó tham gia là bậc hai và không có thuộc tính;

– Liên kết mà nó tham gia là một – nhiều (nó ở phía một)

4.3 MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ

– Trừu tượng hoá cao

– Hạn chế được tính dư thừa dữ liệu

4.3 MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ

4.3.2 Một số khái niệm cơ bản

4.3 MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ

4.3.3 Chuẩn hóa lược đồ quan hệ

4.3.3.1 Khái niệm chuẩn hoá

Chuẩn hóa là việc tách một lược đồ quan hệ R thành các lược đồquan hệ 3NF với phép tách không mất mát thông tin

4.3.3.2 Phương pháp chuẩn hóa

– Phương pháp phân tích (phân rã)

– Phương pháp tổng hợp

4.3 MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ

a, Phương pháp phân tích (phân rã)

Đầu vào: - Danh sách thuộc tính

4.3 MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ

a, Phương pháp phân tích (phân rã)

Cách tiến hành

(1) Tách một danh sách thuộc tính thành các kiểu thực thể 1NF

– Tách các nhóm thuộc tính lặp (không đơn) Phần còn lại là một kiểu thực thể 1NF Tìm khoá của nó

– Xây dựng kiểu thực thể mới: Mỗi kiểu thực thể gồm một nhóm lặp tách ra cùng với khoá của kiểu thực thể trên Tìm khoá của kiểu thực thể này.

4.3 MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ

4.3 MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ

Ví dụ:

Hãy chuẩn hóa lược đồ quan hệ trên thành các lược đồ 3NF?

4.3 MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ

Bài giải

4.3 MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ

b, Phương pháp tổng hợp

Đầu vào: - Danh sách thuộc tính

- Tập phụ thuộc hàm

Đầu ra: Tập các lược đồ 3NF

Phương pháp : Nhóm các thuộc tính thành các kiểu thực thể 3NF

Công cụ: Sử dụng đồ thị có hướng gọi là đồ thị phụ thuộc hàm.

Cách tiến hành:

- Lập một đồ thị có hướng gọi là đồ thị phụ thuộc hàm

+ Mỗi thuộc tính là một nút

+ Mỗi nhóm thuộc tính là vế trái của một phụ thuộc hàm là một nút

+ Nếu có một phụ thuộc hàm dạng X → Y, ta vẽ một cung từ X đến Y.

- Loại bỏ các cung khép kín (loại các phụ thuộc hàm không trực tiếp).

- Dùng hình chữ nhật để khoanh vùng các kiểu thực thể Mỗi nút trong lấy làm khoá, gộp cùng với các con của nó lập thành một kiểu thực thể 3NF.

4.3 MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ

4.3.4 Vẽ biểu đồ mô hình quan hệ

4.3.4.1 Xác định các liên kết

a, Xây dựng ma trận thực thể/khóa xác định liên kết

– Mỗi lược đồ quan hệ là một cột của ma trận

– Mỗi thuộc tính khoá của một lược đồ quan hệ nào đó là một hàng của ma trận

– Các ô của ma trận được xác đinh như sau:

+ Chữ "K" vào ô là giao của một lược đồ quan hệ với thuộc tính khoá chính của nó

+ Chữ "C" vào ô là giao của một lược đồ quan hệ với thuộc tính khoá ngoại của nó

4.3 MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ

4.3.4 Vẽ biểu đồ mô hình quan hệ

4.3.4.1 Xác định các liên kết

4.3 MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ

4.3.4 Vẽ biểu đồ mô hình quan hệ

4.3.4.1 Xác định các liên kết

b) Rút ra các liên kết

Từ ma trận trên ta rút ra các liên kết giữa các lược đồ:

– Xét lần lượt từng lược đồ quan hệ

– Các ô "K" được xác định, nhìn vào các ô khác trên cùng dòng Nếu gặp ô “K” hoặc “C” thì xác định một liên kết

– Xác định kiểu liên kết: Nếu trên cột của lược đồ đang xét chỉ chứa một giá trị “K” duy nhất thì lược đồ ở đầu “Một”; còn lại, lược đồ ở

đầu “Nhiều” (Liên kết Nhiều – Nhiều được loại bỏ)

4.3 MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ

4.3.4 Vẽ biểu đồ mô hình quan hệ

4.3.4.2 Vẽ biểu đồ

4.3 MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ

4.3.4 Vẽ biểu đồ mô hình quan hệ

4.3.4.1 Xác định các liên kết

Ví dụ:

4.4 Chuyển các thực thể và liên kết thực thể sang các lược đồ quan hệ

4.4.1 Chuyển các thực thể

4.4 Chuyển các thực thể và liên kết thực thể sang các lược đồ quan hệ

4.4.2 Chuyển các liên kết thực thể

– Nếu là liên kết bậc 2, dạng Một – Nhiều và không có thuộc tính

riêng: Bổ sung khóa của lược đồ quan hệ tương ứng với thực thểbên Một vào lược đồ quan hệ tương ứng với thực thể bên Nhiều

để trở thành khóa ngoại của quan hệ này;

– Nếu là liên kết bậc 2, dạng Một – Một và không có thuộc tính riêng: Chỉ cần chọn một trong hai thực thể làm bên nhiều và thực hiện như trường hợp trên;

– Các trường hợp còn lại, chỉ cần tạo ra 1 lược đồ quan hệ mới với tập thuộc tính là các thuộc tính định danh của các thực thể tham gia vào liên kết và các thuộc tính của liên kết Xác định khóa cho lược đồ quan hệ mới

4.5 Xây dựng mô hình dữ liệu logic

4.5.1 Từ mô hình thực thể - liên kết

Đầu vào: Mô hình thực thể liên kết

Đầu ra: Biểu đồ mô hình quan hệ

Các bước tiến hành:

– Chuyển các thực thể và liên kết thực thể sang các lược đồ quan hệ

– Chuẩn hóa các lược đồ quan hệ nhận được (nếu chưa ở 3NF)

– Tích hợp các lược đồ quan hệ nhận được

z Loại đi những lược đồ quan hệ trùng nhau

z Gộp các lược đồ quan hệ có cùng khóa Sau khi gộp cần kiểm tra lại dạng chuẩn của lược đồ quan hệ vừa gộp và có thể chuẩn hóa nếu cần thiết.

– Vẽ biểu đồ mô hình quan hệ và xác định bản số của liên kết

4.5 Xây dựng mô hình dữ liệu logic

4.5.2 Từ danh sách hồ sơ tài liệu sử dụng

Đầu vào: các hồ sơ tài liệu sử dụng

Đầu ra: Biểu đồ mô hình quan hệ

Cách tiến hành:

z Bước 1: Thành lập danh sách thuộc tính xuất phát

Danh sách xuất phát có thể được xây dựng từ một hay một số hồ sơ tài liệu sử dụng (nếu chúng có quan hệ logic với nhau)

z Bước 2: Tu chỉnh lại danh sách xuất phát

– Loại bỏ các tên đồng nghĩa

– Loại bỏ các thuộc tính tính toán

– Loại bỏ các thuộc tính tích luỹ

– Thay thế các thuộc tính không đơn bởi các thuộc tính đơn

4.5 Xây dựng mô hình dữ liệu logic

4.5.2 Từ danh sách hồ sơ tài liệu sử dụng

z Bước 3: Xác các phụ thuộc hàm trên danh sách thuộc tính

z Bước 4: Chuẩn hoá

Sử dụng bảng tài liệu/ kiểu thực thể

z Bước 5: Lặp lại các bước từ 1 đến 4 trên các hồ sơ tài liệu sử dụng

khác

z Bước 6: Tích hợp các lược đồ nhận được

z Bước 7: Xác định các mối liên kết (sử dụng ma trận thực thể/ khóa)

z Bước 8: Vẽ biểu đồ mô hình quan hệ