Bài giảng Cơ sở dữ liệu: Mô hình thực thể kết hợp - Lê Đức Long

Bài giảng Cơ sở dữ liệu: Mô hình thực thể kết hợp cung cấp cho người học các kiến thức: Mô hình thực thể - kết hợp, các thành phần cơ bản, thể hiện của mô hình E/R, bản số của mối kết hợp, thuộc tính trên mối kết hợp,... Mời các bạn cùng tham khảo.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HCM

KHOA TOÁN – TIN

280, An Dương Vương, Q5, Tp HCM ĐT: (08).8352020 - 8352021

Lê Đức Long

Email: longld@math.hcmup.edu.vn

CƠ SỞ DỮ LIỆU

NỘI DUNG TRÌNH BÀY

Một số quy ƣớc trên slide

 Tắt màn hình máy tính

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HCM

KHOA TOÁN – TIN

Tác động bên ngoài

Thông lượngđầu ra(Dữ liệu + Thông tin)

Mơ hình thực thể - kết hợp (ERD – P.P.Chen, 1976)

Yêu cầu của

thế giới

thực

Mơ hình dữ liệu diễn đạt dữ liệu

 Dùng trong giai đoạn phân tích phần mềm và để xây dựng mơ hình

CSDL ở mức quan niệm

 Độc lập với tất cả các về xem xét về mặt vật lí (DBMS, OS, …)

 Được thể hiện dưới dạng hình ảnh  sơ đồ thực thể kết hợp-ERD

Mô hình thực thể - kết hợp

(mô hình hoá thế giới thực)

Thực thể (Entity)

E

+ Kí hiệu:

+ Đặc điểm:

- Diễn tả các đối tượng trong thế giới thực

- Có tên gọi riêng

- Có danh sách thuộc tính mô tả đặc trưng của thực thể Mỗi

thuộc tính có tên gọi riêng đối với mỗi thực thể + miền giá trị

- Có khoá của thực thể

- Có khái niệm thực thể (Entity) / tập thực thể (Entity set)

CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN

Thực thể/ Tập thực thể

 Một thực thể là một đối tƣợng của thế giới

thực (học sinh, nhân viên, ô tô, hoá đơn,

THANNHAN

TENTN PHAI NGSINH QUANHE

Thuộc tính

Thuộc tính

khoá

CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN

 Mỗi tập thực thể phải có 1 khóa

 Một khóa có thể có 1 hay nhiều thuộc tính

Khóa chính

MAPHG

MADA

+ Kí hiệu:

+ Đặc điểm:

-Diễn tả mối quan hệ ngữ nghĩa giữa ít nhất 2 thực thể khác nhau -Biểu diễn quan hệ kết hợp giữa 2 thực thể gọi là mối kết hợp

nhị phân (binary aggregation), ngược lại biểu diễn quan hệ kết

hợp giữa nhiều thực thể (từ 3 trở lên) thì gọi là mối kết hợp đa

phân (n-ary aggregation)

-Có tên gọi riêng

-Số ngôi thuộc mối kết hợp: 2 ngôi hoặc n ngôi

-Có thuộc tính riêng của mối kết hợp

-Khoá hiển nhiên: không cần mô tả  được suy từ mô tả mối kết hợp (tổ hợp khoá)

Mối kết hợp (Relationship)

R

CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN

 Ví dụ giữa tập thực thể NHANVIEN và

PHONGBAN có các quan hệ

 Một nhân viên thuộc (làm việc ở) một phòng ban nào đó

 Một phòng ban có một nhân viên làm trưởng phòng

Cho biết ý nghĩa của các thành

phần trong sơ đồ sau ?

PERSON IS_BORN_IN CITY

Mối kết hợp - Thể hiện

 Thể hiện CSDL còn chứa các mối quan hệ cụ thể

 Cho mối kết hợp R kết nối n tập thực thể E1, E2, …, En

 Thể hiện của R là tập hữu hạn các danh sách (e1, e2, …, en)

 Trong đó ei là các giá trị được chọn từ các tập thực thể Ei

NHANVIEN PHONGBAN

Tung Hang

Nghien cuu Dieu hanh Vinh Quan ly

(Tung, Nghien cuu) (Hang, Dieu hanh) (Vinh, Quan ly)

Lam_viec

Thể hiện Mối kết hợp “Lam_viec”

Thể hiện của mô hình E/R

 Một CSDL đƣợc mô tả bởi mô hình E/R sẽ

chứa đựng những dữ liệu cụ thể gọi là thể

hiện CSDL

 Mỗi tập thực thể sẽ có tập hợp hữu hạn các thực thể

• Giả sử tập thực thể NHANVIEN có các thực thể như NV1, NV2, …,

NVn

 Mỗi thực thể sẽ có 1 giá trị cụ thể tại mỗi thuộc tính

• NV1 có TENNV=“Tung”, NGSINH=“08/12/1955”, PHAI=“„Nam”

• NV2 có TENNV= “Hang”, NGSINH=“07/19/1966”, PHAI=“Nu”

 Chú ý

 Không biểu diễn việc lưu trữ dữ liệu trong mô hình E/R

• Do thể hiện mô hình dữ liệu ở mức quan niệm

 Mô hình E/R chỉ giúp để phân tích CSDL trước khi chuyển sang

bước thiết kế dữ liệu ở mức vật lý (quan hệ/ bảng)

• Một E có quan hệ với nhiều F

• Một F có quan hệ với nhiều E

 (min, max) chỉ định mỗi thực thể e  E

có khả năng tham gia ít nhất và nhiều nhất vào thể hiện của F

(0,1) – không hoặc 1 (1,1) – duy nhất 1

(0,n) – không hoặc nhiều (1,n) – một hoặc nhiều

E (min, max) R (min, max) F

Cách nói là 1 thực thể của E … ít nhất … nhiều nhất … của F

 Ví dụ

 Một phòng ban có nhiều nhân viên

 Một nhân viên chỉ thuộc 1 phòng ban

 Một nhân viên có thể được phân công vào nhiều đề án

hoặc không được phân công vào đề án nào

 Một nhân viên có thể là trưởng phòng của 1 phòng ban nào

+ Bản số của ánh xạ giữa các lớp : xem xét kết

hợp R giữa 2 thực thể E, F Tùy theo giá trị của bản

số tối đa mà có thể có các trường hợp:

-Nếu max-card(E, R) = 1 và max_card(F, R) = 1  R là mối

-Nếu max-card(E, R) = n và max_card(F, R) = m  R là mối

kết hợp n-m (mối kết hợp nhiều - nhiều)

E (min, max) R (min, max) F

CÁC RÀNG BUỘC TRÊN MỐI KẾT HỢP

 Mối kết hợp luôn có một số ràng buộc về cấu trúc nhằm giới hạn khả năng có thể kết hợp của các thực thể tham gia.

 Xuất phát từ ràng buộc của thế giới thực

 Có hai loại ràng buộc mối kết hợp chính: ràng buộc dựa trên bản số (cardinality ratio) và ràng buộc dựa trên sự tham gia (participation constraint)  thể hiện bởi bản số (min, max)

(1) Cardinality ratio: many-to-many, many-to-one,

one-to-many, one-to-one

(2) Participation constraint: toàn phần – total (phụ

thuộc tồn tại – bắt buộc ) và riêng phần – partial (một phần)

Thiết lập bản số cho ERD?

Thực thể: NHANVIEN, PHONGBAN, DEAN

Mối kết hợp: Lam_viec, La_truong_phong, Phan_cong

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HCM

KHOA TOÁN – TIN

Mối kết hợp phản thân

nhiều lần vào một quan hệ với nhiều

Thuộc tính trên mối kết hợp

chất cho mối quan hệ đó

 Thuộc tính này không thể gắn với những thực thể tham gia vào mối kết hợp

NHANVIEN (0,n) Phan_cong (1,n) DEAN

THGIAN

Tập thực thể yếu

 Là thực thể mà khóa có được từ những thuộc

tính của tập thực thể khác

 Thực thể yếu (weak entity set) phải tham gia

vào mối quan hệ mà trong đó có một tập thực thể chính

QUANHE

Co_than_nhan

(1,1) (0,n)

TẬP THỰC THỂ YẾU

Weak E

MAHH DGIA TENHH

(1,1) (1,n)

Tổng quát hoá/ chuyên biệt hoá

Draft_

status

Maiden _name

Các thuộc tính Name, Address của thực thể PERSON, cũng là thuộc

tính của thực thể MALE và FEMALE Ngoài ra, mỗi thực thể tập con

MALE, FEMALE cũng có thuộc tính riêng của mình là Draft_status và

Maiden_name

-PERSON : thực thể ở mức tổng quát hoá (thể hiện các thuộc

tính chung)

-MALE, FEMALE: thực thể ở mức chuyên biệt hoá (thể hiện các

thuộc tính đặc thù riêng cho từng loại

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HCM

KHOA TOÁN – TIN

Tên thuộc tính Thuộc tính

Tên quan hệ Quan hệ

(1, n)(1, 1)

(1, 1)(0, 1) (0, n)

(1, 1)(1, n)

(0, n)

Ví dụ về một ERD

CÁC BƯỚC ĐỂ TẠO MỘT ERD

thế giới thực  con người, nơi chốn, đồ vật, hay

biến cố (phải phân biệt để chọn lựa giữa thực

thể và thuộc tính)

tích hoạt động của công việc để xác định mối

quan hệ tự nhiên

 Phân tích mối quan hệ tự nhiên để xét xem sẽ

gồm 1 thể hiện hay n thể hiện  xác định bản

số

kết hợp, quyết định miền giá trị, thuộc tính

khoá

CASE (Computer Aided Software Engineering)

tool hoặc công cụ vẽ Visio, …

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HCM

KHOA TOÁN – TIN

CHUYỂN ĐỔI ERD THÀNH PDM

 Bước chuyển đổi từ giai đoạn phân tích sang giai đoạn thiết kế (qui trình công nghệ phần mềm)

 Chuyển đổi ERD thành Mô hình vật lý (PDM) 

BẢNG (lưu trữ và quản lý bởi DBMS trong các thiết bị lưu trữ)

 Qui tắc:

 Thực thể  quan hệ

 Mối kết hợp  quan hệ hoặc không là quan hệ tuỳ theo bản số

• 1 – n : chuyển thành quan hệ cha – con với ràng buộc khoá ngoại

• n – n: chuyển mối kết hợp thành một quan hệ

• 1 – 1:

– Hoặc thêm vào quan hệ này thuộc tính khóa của quan hệ kia – Hoặc thêm thuộc tính khóa vào cả 2 quan hệ

 Ràng buộc khoá chính, ràng buộc khoá ngoại

 Qui tắc vẽ các đường tham chiếu giữa các quan hệ

MÔ HÌNH VẬT LÝ (PDM)

 Có nhiều phương pháp, nhiều đề nghị khác nhau về

việc mô tả thông tin của thành phần dữ liệu trong

giai đoạn thiết kế

 Để biểu diễn các thông tin tổng quát về bảng thuộc

tính, miền giá trị mô tả chi tiết các thành phần ta

dùng mô hình vật lý (Physical Data Model – PDM).

 Mô hình vật lý này sẽ được xây dựng dựa trên mô

hình ER đã có ở giai đoạn phân tích, kèm theo vài

thay đổi tùy theo người thiết kế. Nguyên tắc chuyển

đổi từ mô hình ER sang mô hình vật lý dựa trên mối

kết hợp giữa các thực thể .

Tên Đối tượng, quan hệ, lớp

Xác định duy nhất Xác định duy nhất theo 2 chiều

KÝ HIỆU

A 1,1 1,n B A B

Ý nghĩa: một phần tử của B có thể tương ứng với nhiều phần tử của

A, một phần tử của A sẽ xác định duy nhất một phần tử của B

 liên kết xác định duy nhất từ A -> B trong mô hình vật lý

Khóa A Khóa B (Khóa nội)

Khóa B b1 (Khóa ngoại)

a1 b2

a2

Mối kết hợp một - nhiều

MaSach MaNXB TenSach NgayNhap

1 thể hiện của SACH chỉ có duy nhất 1 thể hiện của NXB.

1 thể hiện của NXB có thể xuất hiện trong nhiều thể hiện của SACH

MaNXB là khoá nội của quan hệ NXB, nhưng là khoá

ngoại của quan hệ SACH

NXB

SACH

CAB

mượn

Độc giả mượn Sách

Học sinh Kiểm tra Môn

Mối kết hợp nhiều - nhiều

Ý nghĩa: quan hệ C được phát sinh thêm trong mô hình do mối kết

hợp nhiều - nhiều giữa A và B Thành phần này có liên kết xác định duy nhất A,B

Mô hình thực thể kết hợp (ERD)

Mô hình vật lý (PDM)

ID MaSach MaDG NgayMuon NgayTra

Phiếu mượn

của 1,1

0,n Tác giả

Tác giả

Mô hình thực thể kết hợp (ERD)

Sơ đồ thực thể kết hợp (ERD)

Mô hình vật lý (PDM)

Mối kết hợp một - một

Ý nghĩa: một phần tử của A xác định duy nhất một phần tử của B và

ngược lại -> liên kết xác định duy nhất từ A -> B và từ B -> A trong

mô hình vật lý

Khóa A Khóa B (Khóa nội)

Khóa B Khóa A (Khóa ngoại)

a1 b1

a2 b2

của KQHT 1,1 0,1 HS_Lop

KQHT HS_Lop

của TT_canhan 1,1 1,1 NhanVien

TT_canhan NhanVien

A B

Khóa A Khóa B (Khóa nội)

Khóa B Khóa A (Khóa ngoại)

 Công ty được tổ chức thành các phòng ban Mỗi phòng ban có một tên duy nhất, mã số phòng ban duy nhất, và một nhân viên quản lý phòng đó Ghi nhận lại ngày nhận chức trưởng phòng Mỗi phòng ban có thể có nhiều địa điểm khác nhau

 Mỗi phòng ban chủ trì nhiều đề án, mỗi đề án có tên duy nhất, mã số đề án duy nhất và được triển khai ở một địa điểm

 Thông tin nhân viên của công ty được lưu trữ bao gồm mã nhân viên, địa chỉ, lương, phái, và ngày sinh Mỗi nhân viên làm việc ở 1 phòng ban nhưng có thể tham gia nhiều đề án, trong đó đề án không nhất thiết phải do chính phòng ban của nhân viên chủ trì Ghi nhận thông tin về thời gian tham gia

đề án của nhân viên ứng với từng đề án tham gia, và cũng ghi nhận thông tin người quản lý trực tiếp nhân viên

 Mỗi nhân viên có thể có nhiều thân nhân, với mỗi thân nhân phải lưu trữ tên, phái, ngày sinh, và mối quan hệ với nhân viên trong công ty

CSDL QUẢN LÝ ĐỀ ÁN CÔNG TY (QLDA)

Theo dõi các thông tin liên quan nhân viên, phòng ban và đề án

Mô tả qua khảo sát

 Công ty được tổ chức thành các phòng ban (PHONGBAN) Mỗi phòng ban có một tên (TENPHG), một mã số phòng ban duy nhất (MAPHG) để phân biệt với các phòng ban khác, một nhân viên quản lý phòng đó (trưởng phòng - TRPHG) và ghi nhận ngày nhận chức trưởng phòng (NGNC) Mỗi phòng ban có thể có nhiều địa điểm khác nhau (DIADIEM)

 Mỗi phòng ban chủ trì nhiều đề án (DEAN) Mỗi đề án có một tên (TENDA), một mã

số duy nhất (MADA) phân biệt với các đề án khác và được triển khai ở một địa điểm (DDIEM_DA), ngoài ra còn ghi nhận ngày bắt đầu (NGBD_DK) và ngày kết thúc dự kiến( NGKT_DK) của đề án.

 Mỗi nhân viên (NHANVIEN) của công ty có: mã nhân viên (MANV),, họ tên (HONV, TENLOT, TENNV), mức lương MLUONG, phái và ngày sinh (PHAI,NGSINH, DCHI), cũng cần lưu trữ người quản lý trực tiếp của nhân viên (không nhất thiết là trưởng phòng, có thể là trưởng nhóm MA_NQL).

 Mỗi nhân viên làm việc ở một phòng ban nhưng có thể tham gia nhiều đề án (các

đề án do phòng ban khác chủ trì) với thời gian tham gia đề án trong tuần của nhân viên ứng với từng đề án mà nhân viên đó tham gia (THOIGIAN).

 Mỗi nhân viên có thể có nhiều thân nhân (THANNHAN) Với mỗi thân nhân cần lưu trữ m ã thân nhân (MATN), cùng với họ tên, phái, ngày sinh, và mối quan hệ (TENTN, PHAI, NGSINH, QUANHE) với nhân viên trong công ty.

CSDL QUẢN LÝ ĐỀ ÁN CÔNG TY (QLDA)

Theo dõi các thông tin liên quan nhân viên, phòng ban và đề án

YÊU CẦU VẼ MÔ HÌNH ER THỂ HIỆN THẾ GIỚI THỰC

MÔ HÌNH ER CỦA CSDL QUẢN

0,n

1,n 1,n

1,n

1,1

1,1 0,n

T ENT N PHAI NGSINH QUANHE

VA8 VA50 VA5 DT VA30

<M>

<M>

<M>

DEAN MADA

T ENDA DDIEM_DA NGBD_DK NGKT _DK

VA6 VA50 VA100 D D

MÔ HÌNH VẬT LÝ CỦA QLDA

PHONGBAN MAPHG

T ENPHG

T RPHG

NGNC

varchar(4) varchar(100) varchar(8) datetime

<pk>

<fk>

DIADIEM_PHG MAPHG

DIADIEM

varchar(4) varchar(30)

<pk,fk>

<pk>

NHANVIEN MANV

varchar(8) varchar(4)

<pk>

<fk1>

<fk2>

T HANNHAN MAT N

MANV

T ENT N PHAI NGSINH QUANHE

varchar(8) varchar(8) varchar(50) varchar(5) datetime varchar(30)

<pk>

<fk>

DEAN MADA

MAPHG

T ENDA DDIEM_DA NGBD_DK NGKT _DK

varchar(6) varchar(4) varchar(50) varchar(100) datetime datetime

<pk>

<fk>

PHANCONG MANV

MADA

T HOIGIAN

varchar(8) varchar(6) float

<pk,fk1>

<pk,fk2>

Mỗi khoa có một mã khoa (MAKHOA) để phân biệt với các khoa khác, tên

năm học hiện tại (NAM) là một trong các năm từ 1 đến 4.

(MAMH_TRUOC)

về khoa mà sinh viên đang theo học Ứng với một học phần mà sinh viên

YÊU CẦU VẼ MÔ HÌNH ER THỂ HIỆN THẾ GIỚI THỰC CSDL QUẢN LÝ SINH VIÊN (QLSV)

Theo dõi các thông tin liên quan sinh viên, học phần và kết quả ktra môn học

MÔ HÌNH ER CỦA CSDL QUẢN

LÝ SINH VIÊN (QLSV)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HCM

KHOA TOÁN – TIN