Bài giảng Phân tích thiết kế hệ thống thông tin - Chương 10: Mô hình dữ liệu

Bài giảng Phân tích thiết kế hệ thống thông tin - Chương 10: Mô hình dữ liệu cung cấp cho người học những kiến thức như: Mô hình thực thể kết hợp; Mô hình hướng đối tượng. Mời cá bạn cùng tham khảo!

Phân tích thiết kế hệ

thống thông tin

Chương 10 Mô hình dữ liệu

1

Mối tương quan giữa mô hình dự thể/kết

hợp và mô hình hướng đối tượng

• Thực thể/kết hợp Hướng đối tượng

– Mối kết hợp - Quan hệ

– Thuộc tính - Thuộc tính

Mô hình thực thể kết hợp

3

CON NGƯỜI VỊ TRÍ

ĐÀN ÔNG PHỤ NỮ QUỐC GIA

Thuộc

Họ tên

Ngày sinh

Chiều cao

Cân nặng

Tên Dân số

Châu lục

Tên Chức danh Tên con gái

(1,1) (0,n)

(1,n) (0,n)

(1,1)

(0,n)

Sống ở Sinh tại

THÀNH PHỐ

MIỀN

Số năm

• Ứng dụng Quản lý nhân chủng học

Mô hình thực thể kết hợp

HOÁ ĐƠN

HOÁ ĐƠN GIAO

HÀNG

NGK Chi tiết

hóa đơn

Của

Mã số Tên NGK ĐVTính Loại Hiệu Đơn giá bán

Mã KH Tên khách hàng

Số HĐ

Ngày HĐ

Trị giá

Số ĐH

Số lượng Đơn giá

Số lượng đặt (1,n)

(1,1)

(0,n) (1,n)

(0,n) (0,n)

Cho

ĐƠN HÀNG

Chi tiết đơn hàng

Mô hình hướng đối tượng

5

Dạng chuẩn của lược đồ quan hệ

• Chất lượng của HTTT phụ thuộc rất nhiều vào

lược đồ CSDL

• Chất lượng thiết kế của một lược đồ csdl có

thể đánh giá dựa trên nhiều tiêu chuẩn trong

đó sự trùng lắp thông tin và chi phí kiểm tra

các ràng buộc tòan vẹn là 2 tiêu chuẩn quan

trọng

• Một số dạng chuẩn đánh giá độ tốt xấu của

một lược đồ csdl:

• Dạng chuẩn 1 (Fisrt Normal Form)

• Dạng chuẩn 2

• Dạng chuẩn 3

• Dạng chuẩn Boyce Codd

Dạng chuẩn 1 (1NF)

• Một quan hệ ở 1NF nếu miền giá trị của một thuộc tính chỉ

chứa giá trị nguyên tử (đơn, ko phân chia được) và giá trị của

mỗi thuộc tính cũng là một giá trị đơn lấy từ miền giá trị của nó

• Lược đồ trên không đạt 1NF

Cơ sở dữ liệu

Kỹ thuật lập trình

7

9

8

7

Dạng chuẩn 1 (1NF) (tt)

Đưa quan hệ về dạng chuẩn 1 như sau:

Dạng chuẩn 2 (2NF)

• Từ dạng chuẩn 2 trở đi ta chú ý đến thuộc tính

khóa và thuộc tính không khóa

• ĐN: một quan hệ ở dạng chuẩn 2 (2NF) nếu:

– Quan hệ đó ở dạng chuẩn 1

– Thuộc tính không khóa phụ thuộc đầy đủ vào thuộc

tính khóa (NGHĨA LÀ THUỘC TÍNH KHÔNG KHÓA

KHÔNG PHỤ THUỘC VÀO MỘT PHẦN CỦA KHÓA)

Ki  B, ~Ki’ Ki sao cho Ki’  B  F

• Lưu ý: Dạng chuẩn 2 có thể vi phạm khi quan hệ

khóa gồm hơn một thuộc tính

9

Ví dụ 8

• Cho lược đồ quan hệ Q(ABCD) và tập phụ thuộc

hàm F = {ABCD; BD; C A} Xác định dạng

chuẩn cho lược đồ

Giải:

- Khóa là {AB} và {BC},

- Thuộc tính không khóa D

- Nhưng A,B D không phụ thuộc hàm đầy đủ vì

có BD

- Vậy Q đạt dạng chẩn 1 (1NF)

Ví dụ 9

• Xác định dạng chuẩn của lược đồ sau:

Q(GMVNHP)

F={G N; G H; G P; M V; NHP M}

Giải:

- Khóa của Q là {G}

- Thuộc tính không khóa: MVNHP

- Do các phụ thuộc hàm G N; G H; G P; G

M; G V, nên lược đồ quan hệ Q đạt dạng chuẩn

2

11

Bài tập 2

• Xác định dạng chuẩn của lược đồ sau:

Q(ABCDEH)

F={AE; C D; E DH}

Bài tập 3

• Xác định dạng chuẩn của lược đồ sau:

Q(ABCDEG)

F={ABC; C DE; E G}

13

Dạng chuẩn 3 (3NF)

• Một quan hệ ở dạng chuẩn 3 nếu:

– Quan hệ ở dạng chuẩn 2

–Không có chứa các phụ thuộc hàm phụ thuộc

bắc cầu giữa các thuộc tính không khóa vào khóa

của quan hệ

• Hệ quả :

Nếu lược đồ quan hệ Q,F mà Q không có

thuộc tính không khoá thì Q đạt chuẩn 3

Ví dụ 10

• Cho lược đồ quan hệ Q(ABC) và tập phụ thuộc

hàm F = {AB; AC; B C} Xác định dạng

chuẩn cho lược đồ

• Giải:

- Khóa là {A}

- Thuộc tính không khóa BC

- Pth bắt cầu: AB; BC

- Thuộc tính không khóa C phụ thuộc bắc cầu vào

thuộc tính khóa A, do đó quan hệ Q không phải

3NF

15

Ví dụ 11

• Cho lược đồ quan hệ Q(ABCD) và tập phụ

thuộc hàm F = {ABC; DB; C ABD} Xác

định dạng chuẩn cho lược đồ

• Giải cách 1:

- Khóa: {AB}; {AD};{C} là các khoá,

- vậy Q không có thuộc tính không khoá nên Q

đạt chuẩn 3

Ví dụ 11

• Cách 2

– Nếu lấy 1 khóa {AB}

– Thuộc tính không khóa CD

– Pth ABC; CABD không vi phạm quy tắc vì vế

phải ABD có AB là thuộc tính khóa

– Vậy Q đạt dạng chuẩn 3 (3NF)

(nếu tính đủ 2 khóa {AD} và {C} thì hiển nhiên tất cả

đều thỏa)

17

Bài tập 4

• Cho lược đồ quan hệ Q(A,B,C,D,E,G,H) và

tập phụ thuộc hàm

F = {A→D; E → B; A,E → G; B → C}

a. Tìm tất cả các khóa của lược đồ quan hệ Q

b. Hãy xác định dạng chuẩn cao nhất của lược

đồ quan hệ Q

Bài tập 5

• Cho lược đồ quan hệ Q(A,B,C,D,E,G,H)

và tập phụ thuộc hàm

• F = { E → C; H → E; A→ D; A,E → H; D,G → B;

D,G → C }

• a.Hãy xác đinh tất cả các khóa của Q

• b.Hãy xác định dạng chuẩn cao nhất của

Q

19

Bài tập 6

• Cho lược đồ quan hệ Q(ABCDEG) và tập

các phụ thuộc hàm

• F = {AB→ C, AC→D, D→EG, G→B, A→D,

CG→A}

• a Tìm các khóa của Q

• b Xác định dạng chuẩn của Q

Bài tập 7

• Cho lược đồ quan hệ Q và tập phụ thuộc

hàm F được cho như sau:

Q(A,B,C,D,E,G,H,K,L,M,N)

F={ C → D,E; G → H,K; A,G → L; M → A,N; A →

B,C}

a.Tìm tất cả các khóa của Q

b.Xác định dạng chuẩn của Q

21

Bài tập 8

• Cho lược đồ quan hệ Q(ABCDEG) và

F={B → C;DEG → B; A → D; A→ E; A →

G}

a.Tìm tất cả các khóa của Q

b.Xác định dạng chuẩn của Q

Dạng chuẩn Boyce-Codd (BCNF)

• Một lược đồ quan hệ R được gọi là ở dạng

chuẩn Boyce-Codd (BCNF) nếu nó

– Thỏa mãn dạng chuẩn 3NF

– Không có các thuộc tính khóa phụ thuộc hàm vào

thuộc tính không khóa

23

25

Ví dụ 12

• Xét lược đồ Q(ABCD)

và tập pth F= {AB C; C ABD}

Giải:

- Thuộc tính khóa: {AB}, {C}

- Các tập thuộc tính X có bao đóng khác R (không

phải khóa): {A}, {B}, {D}, {AD}, {BD}

- Trong các phụ thuộc hàm trên không có phụ

thuộc nào vi phạm

- Vậy quan hệ trên ở dạng chuẩn BCNF

27

Ví dụ 13

• Cho lược đồ quan hệ Q(ABCD) và tập phụ thuộc

hàm F = {ABC; DB; C ABD} Xác định dạng

chuẩn cho lược đồ

• Giải:

– Khóa {AB}, {C}

– Thuộc tính không khóa: D

– Thuộc tính khóa B phụ thuộc hàm vào thuộc tính

không khóa D

Tách thành chuẩn BCNF

• Ví dụ trên: R (A1,A2,A3,A4,A5)

Với các phụ thuộc hàm:

– A1,A2  A3,A4,A5

– A4  A2

• lược đồ được tách ra như sau:

– R1( A4, A2)

– R2(A1, A4, A3, A5)

29

CHUẨN HÓA QUAN HỆ

• Bước 1: Từ một biểu mẫu (tài liệu xuất:

hoá đơn, chứng từ,…) lấy ra một danh

sách các thuộc tính cho quan hệ chưa

được chuẩn hoá (còn gọi là dạng

chuẩn 0)

CHUẨN HÓA QUAN HỆ

• Mỗi tiêu đề trong biểu mẫu là một thuộc tính

• Bỏ qua phần đầu đề và phần dưới cùng (một số ghi

chú, chữ ký …) của biểu mẫu

• Không lấy các thuộc tính được suy diễn từ những

thuộc tính khác (như thành tiền = đơn giá x số lượng)

và các thuộc tính trình bày như ‘số thứ tự’ nếu có

• Bổ sung thêm một số thuộc tính định danh tương ứng

với một số thuộc tính tên gọi chưa có định danh nếu

cần thiết

• Xác định nhóm thuộc tính lặp, các phụ thuộc hàm giữa

các thuộc tính

31

CHUẨN HÓA QUAN HỆ

• Hãy xây dựng mô hình dữ liệu cho hệ thống từ mẫu

phiếu xuất của công ty thương mại Y dưới đây

– Danh sách thuộc tính: số PX, ngày, số đại lý, địa chỉ, tên

hàng, đơn vị tính, đơn giá, số lượng

– Bổ sung thêm thuộc tính mã hàng

– Phụ thuộc hàm: (quy định giá bán của mặt hàng không

thay đổi) số PX -> ngày

– số đại lý -> địa chỉ

– mã hàng -> tên hàng, đơn vị tính, đơn giá

– {số PX, mã hàng }-> số lượng

– Khoá chính: số PX

– Nhóm lặp (*): mã hàng, tên hàng, đơn vị tính, đơn giá, số

CHUẨN HÓA QUAN HỆ

• Bước 2: Chuẩn hoá về dạng chuẩn 1 (1NF): Tách

nhóm thuộc tính lặp

– Tách các thuộc tính không nằm trong nhóm lặp thành

một quan hệ (R1) Xác định khoá chính của quan hệ

này

– Các thuộc tính của nhóm lặp và khoá chính của quan

hệ trên (R1) tạo thành một quan hệ (R2) Xác định

khóa chính cho quan hệ R2 (khoá chính của R2 sẽ là

một khoá ghép giữa khoá của R1 và một thuộc tính

khác trong R2)

– Ví dụ: R{A, B, C, D, E} và khoá là {A} Tồn tại nhóm thuộc

tính lặp {C,D} thì tách thành 2 quan hệ R1{A, B, E} và

R2{A,C,D}

33

CHUẨN HÓA QUAN HỆ

• Bước 3: Chuẩn hoán về dạng chuẩn 2 (2NF):

Loại bỏ phụ thuộc bộ phận vào khoá (chỉ áp

dụng với các quan hệ có khoá ghép)

– Tách các thuộc tính tham gia vào phụ thuộc hàm được

(R3) Khoá chính của quan hệ là thuộc tính xác định hàm

– Phần còn lại với khoá chính của quan hệ trên (R3) là một

quan hệ giữ nguyên khoá chính như quan hệ ban đầu

– Ví dụ: R{A, B, C, D} và khoá là {A,B} Tồn tại phụ thuộc hàm A C

thì tách thành 2 quan hệ R1{A,C} và R2{A, B, D}

CHUẨN HÓA QUAN HỆ

• Bước 4: Chuẩn hoá về dạng chuẩn 3 (3NF):

Loại bỏ phụ thuộc hàm giữa các thuộc tính

– Tách các thuộc tính tham gia vào phụ thuộc hàm giữa

các thuộc tính không khoá vào một quan hệ mới (R4)

Khoá chính của quan hệ là thuộc tính xác định hàm

– Phần còn lại và khoá chính của quan hệ trên (R4) là

một quan hệ giữ nguyên khoá chính của quan hệ ban

đầu

– Ví dụ: R{A, B, C, D} mà khoá là {A,B} Tồn tại phụ thuộc hàm

C D thì tách thành 2 quan hệ R1{C, D} và R2{A, B, C}

35

CHUẨN HÓA QUAN HỆ