Bài giảng Cơ sở dữ liệu - Chương III: Mô hình dữ liệu quan hệ

Nội dung text: Bài giảng Cơ sở dữ liệu - Chương III: Mô hình dữ liệu quan hệ

1. Chương 3 Mô hình dữ liệu quan hệ
2. Nội dung chi tiết Giới thiệu Các khái niệm của mô hình quan hệ Ràng buộc toàn vẹn Các đặc trưng của quan hệ Chuyển lược đồ E/R sang thiết kế quan hệ 2
3. Giới thiệu Do tiến sĩ E. F. Codd đưa ra - “A Relation Model for Large Shared Data Banks”, Communications of ACM, 6/1970 Cung cấp một cấu trúc dữ liệu đơn giản và đồng bộ - Khái niệm quan hệ Có nền tảng lý thuyết vững chắc - Lý thuyết tập hợp Là cơ sở của các HQT CSDL thương mại - Oracle, DB2, SQL Server 3
4. Nội dung chi tiết Giới thiệu Các khái niệm của mô hình quan hệ - Quan hệ (Relation) - Thuộc tính (Attribute) - Lược đồ (Schema) - Bộ (Tuple) - Miền giá trị (Domain) Ràng buộc toàn vẹn Các đặc trưng của quan hệ Chuyển lược đồ E/R sang thiết kế quan hệ 4
5. Quan hệ Các thông tin lưu trữ trong CSDL được tổ chức thành bảng (table) 2 chiều gọi là quan hệ 1 cột là 1 thuộc tính của nhân viên TENNV HONV NGSINH DCHI PHAI LUONG PHG Tung Nguyen 12/08/1955 638 NVC Q5 Nam 40000 5 Hang Bui 07/19/1968 332 NTH Q1 Nu 25000 4 Nhu Le 06/20/1951 291 HVH QPN Nu 43000 4 Hung Nguyen 09/15/1962 Ba Ria VT Nam 38000 5 1 dòng là 1 nhân viên Tên quan hệ là NHANVIEN 5
6. Quan hệ (tt) Quan hệ gồm - Tên - Tập hợp các cột  Cố định  Được đặt tên  Có kiểu dữ liệu - Tập hợp các dòng  Thay đổi theo thời gian Một dòng ~ Một thực thể Quan hệ ~ Tập thưc thể 6
7. Thuộc tính Tên các cột của quan hệ Mô tả ý nghĩa cho các giá trị tại cột đó Thuộc tính TENNV HONV NGSINH DCHI PHAI LUONG PHG Tung Nguyen 12/08/1955 638 NVC Q5 Nam 40000 5 Hang Bui 07/19/1968 332 NTH Q1 Nu 25000 4 Nhu Le 06/20/1951 291 HVH QPN Nu 43000 4 Hung Nguyen 09/15/1962 Ba Ria VT Nam 38000 5 Tất cả các dữ liệu trong cùng 1 một cột đều có dùng kiểu dữ liệu 7
8. Lược đồ Lược đồ quan hệ - Tên của quan hệ - Tên của tập thuộc tính Lược đồ quan hệ NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG, PHG) Là tập hợp 8
9. Lược đồ (tt) Lược đồ CSDL - Gồm nhiều lược đồ quan hệ Lược đồ CSDL NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG, PHG) PHONGBAN(MAPHG, TENPHG, TRPHG, NG_NHANCHUC) DIADIEM_PHG(MAPHG, DIADIEM) THANNHAN(MA_NVIEN, TENTN, PHAI, NGSINH, QUANHE) DEAN(TENDA, MADA, DDIEM_DA, PHONG) 9
10. Bộ Là các dòng của quan hệ (trừ dòng tiêu đề - tên của các thuộc tính) Thể hiện dữ liệu cụ thể của các thuộc tính trong quan hệ Dữ liệu cụ thể của thuộc tính 10
11. Miền giá trị Là tập các giá trị nguyên tố gắn liền với một thuộc tính - Kiểu dữ liệu cơ sở  Chuỗi ký tự (string)  Số (integer) - Các kiểu dữ liệu phức tạp  Tập hợp (set)  Danh sách (list)  Mảng (array) Không được chấp nhận  Bản ghi (record) Ví dụ - TENNV: string - LUONG: integer 11
12. Định nghĩa hình thức Lược đồ quan hệ - Cho A1, A2, , An là các thuộc tính - Có các miền giá trị D1, D2, , Dn tương ứng - Ký hiệu R(A1:D1, A2:D2, , An:Dn) là một lược đồ quan hệ - Bậc của lược đồ quan hệ là số lượng thuộc tính trong lược đồ - NHANVIEN(MANV:integer, TENNV:string, HONV:string, NGSINH:date, DCHI:string, PHAI:string, LUONG:integer, PHONG:integer)  NHANVIEN là một lược đồ bậc 8 mô tả đối tượng nhân viên  MANV là một thuộc tính có miền giá trị là số nguyên  TENNV là một thuộc tính có miền giá trị là chuỗi ký tự 12
13. Định nghĩa hình thức (tt) Quan hệ (hay thể hiện quan hệ) - Một quan hệ r của lược đồ quan hệ R(A1, A2, , An), ký hiệu r(R), là một tập các bộ r = {t1, t2, , tk} - Trong đó mỗi ti là 1 danh sách có thứ tự của n giá trị ti=  Mỗi vj là một phần tử của miền giá trị DOM(Aj) hoặc giá trị rỗng TENNV HONV NGSINH DCHI PHAI LUONG PHG t1 Tung Nguyen 12/08/1955 638 NVC Q5 Nam 40000 5 t2 Hang Bui 07/19/1968 332 NTH Q1 Nu 25000 4 t3 Nhu Le 06/20/1951 291 HVH QPN Nu 43000 4 t4 Hung Nguyen 09/15/1962 null Nam 38000 5 vi 13
14. Tóm tắt các ký hiệu Lược đồ quan hệ R bậc n - R(A1, A2, , An) Tập thuộc tính của R - R+ Quan hệ (thể hiện quan hệ) - R, S, P, Q Bộ - t, u, v Miền giá trị của thuộc tính A - DOM(A) hay MGT(A) Giá trị tại thuộc tính A của bộ thứ t - t.A hay t[A] 14
15. Nội dung chi tiết Giới thiệu Các khái niệm của mô hình quan hệ Ràng buộc toàn vẹn - Siêu khóa (Super key) - Khóa - Khóa chính (Primary key) - Tham chiếu - Khóa ngoại (Foreign key) Các đặc trưng của quan hệ Chuyển lược đồ E/R sang thiết kế quan hệ 15
16. Ràng buộc toàn vẹn RBTV (Integrity Constraint) - Là những qui tắc, điều kiện, ràng buộc cần được thỏa mãn cho mọi thể thiện của CSDL quan hệ RBTV được mô tả khi định nghĩa lược đồ quan hệ RBTV được kiểm tra khi các quan hệ có thay đổi 16
17. Siêu khóa Các bộ trong quan hệ phải khác nhau từng đôi một Siêu khóa (Super Key) - Gọi SK là một tập con khác rỗng các thuộc tính của R - SK là siêu khóa khi r,  t1,t2 r, t1 t2 t1[SK] t2[SK] - Siêu khóa là tập các thuộc tính dùng để xác định tính duy nhất của mỗi bộ trong quan hệ - Mọi lược đồ quan hệ có tối thiểu một siêu khóa 17
18. Khóa Định nghĩa - Gọi K là một tập con khác rỗng các thuộc tính của R - K là khóa nếu thỏa đồng thời 2 điều kiện  K là một siêu khóa của R   K’  K , K’ K , K’ không phải là siêu khóa của R Nhận xét - Giá trị của khóa dùng để nhận biết một bộ trong quan hệ - Khóa là một đặc trưng của lược đồ quan hệ, không phụ thuộc vào thể thiện quan hệ - Khóa được xây dựng dựa vào ý nghĩa của một số thuộc tính trong quan hệ - Lược đồ quan hệ có thể có nhiều khóa 18
19. Khóa chính Xét quan hệ NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG, PHONG) - Có 2 khóa  MANV  HONV, TENNV, NGSINH - Khi cài đặt quan hệ thành bảng (table)  Chọn 1 khóa làm cơ sở để nhận biết các bộ Khóa có ít thuộc tính hơn  Khóa được chọn gọi là khóa chính (PK - primary key) Các thuộc tính khóa chính phải có giá trị khác null Các thuộc tính khóa chính thường được gạch dưới NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG, PHONG) 19
20. Tham chiếu Một bộ trong quan hệ R, tại thuộc tính A nếu nhận một giá trị từ một thuộc tính B của quan hệ S, ta gọi R tham chiếu S - Bộ được tham chiếu phải tồn tại trước TENPHG MAPHG S Nghien cuu 5 Dieu hanh 4 Quan ly 1 TENNV HONV NGSINH DCHI PHAI LUONG PHG Tung Nguyen 12/08/1955 638 NVC Q5 Nam 40000 5 R Hang Bui 07/19/1968 332 NTH Q1 Nu 25000 4 Nhu Le 06/20/1951 291 HVH QPN Nu 43000 4 Hung Nguyen 09/15/1962 Ba Ria VT Nam 38000 5 20
21. Khóa ngoại Xét 2 lược đồ R và S - Gọi FK là tập thuộc tính khác rỗng của R - FK là khóa ngoại (Foreign Key) của R khi  Các thuộc tính trong FK phải có cùng miền giá trị với các thuộc tính khóa chính của S  Giá trị tại FK của một bộ t1 R Hoặc bằng giá trị tại khóa chính của một bộ t2 S Hoặc bằng giá trị rỗng Ví dụ NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG, PHG) PHONGBAN(TENPHG, MAPHG) Khóa ngoại Khóa chính 21
22. Khóa ngoại (tt) Nhận xét - Trong một lược đồ quan hệ, một thuộc tính vừa có thể tham gia vào khóa chính, vừa tham gia vào khóa ngoại - Khóa ngoại có thể tham chiếu đến khóa chính trên cùng 1 lược đồ quan hệ - Có thể có nhiều khóa ngoại tham chiếu đến cùng một khóa chính - Ràng buộc tham chiếu = Ràng buộc khóa ngoại 22
23. Khóa ngoại (tt) 23
24. Nội dung chi tiết Giới thiệu Các khái niệm của mô hình quan hệ Ràng buộc toàn vẹn Các đặc trưng của quan hệ Chuyển lược đồ E/R sang thiết kế quan hệ 24
25. Các đặc trưng của quan hệ Thứ tự các bộ trong quan hệ là không quan trọng HONV TENNV NGSINH DCHI PHAI LUONG PHG Nguyen Tung 12/08/1955 638 NVC Q5 Nam 40000 5 Bui Hang 07/19/1968 332 NTH Q1 Nu 25000 4 Le Nhu 06/20/1951 291 HVH QPN Nu 43000 4 Nguyen Hung 09/15/1962 null Nam 38000 5 Thứ tự giữa các giá trị trong một bộ là quan trọng Bộ khác Bộ 25
26. Các đặc trưng của quan hệ (tt) Mỗi giá trị trong một bộ - Hoặc là một giá trị nguyên tố - Hoặc là một giá trị rỗng (null) Không có bộ nào trùng nhau 26
27. Nội dung chi tiết Giới thiệu Các khái niệm của mô hình quan hệ Ràng buộc toàn vẹn Các đặc trưng của quan hệ Chuyển lược đồ E/R sang thiết kế quan hệ - Các qui tắc chuyển đổi Trường CĐN Kỹ thuật - Công nghệ - Kinh tế SIMCO Sông Đà 27
28. Các qui tắc chuyển đổi (1) Tập thực thể - Các tập thực thể (trừ tập thực thể yếu) chuyển thành các quan hệ có cùng tên và tập thuộc tính MANV NGSINH LUONG DCHI TENPHG MAPHG HONV (1,1) (1,n) TENNV NHANVIEN Lam_viec PHONGBAN PHAI (1,1) (1,1) La_truong_phong PHONGBAN(TENPHG, MAPHG) NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG) 28
29. Các qui tắc chuyển đổi (tt) (2) Mối quan hệ - (2a) Nhiều-Nhiều  Tạo một quan hệ mới có Tên quan hệ là tên của mối quan hệ Thuộc tính là những thuộc tính khóa của các tập thực thể liên quan MANV NGSINH LUONG DCHI DDIEM_DA HONV MADA TENNV NHANVIEN THOIGIAN DEAN TENDA (1,n) (1,n) PHAI Phan_cong PHANCONG(MANV, MADA, THOIGIAN) 29
30. Các qui tắc chuyển đổi (tt) (2) Mối quan hệ - (2b) Một-Nhiều  Thêm vào quan-hệ-một thuộc tính khóa của quan-hệ-nhiều MANV NGSINH LUONG DCHI TENPHG MAPHG HONV (1,1) (1,n) TENNV NHANVIEN Lam_viec PHONGBAN PHAI NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG, MAPHG) 30
31. Các qui tắc chuyển đổi (tt) (2) Mối quan hệ - (2c) Một-Một  Hoặc thêm vào quan hệ này thuộc tính khóa của quan hệ kia  Hoặc thêm thuộc tính khóa vào cả 2 quan hệ MANV NGSINH LUONG DCHI TENPHG MAPHG HONV NG_NHANCHUC TENNV NHANVIEN PHONGBAN (1,1) (1,n) PHAI La_truong_phong PHONGBAN(MAPHG, TENPHG, MANV, NG_NHANCHUC) 31
32. Các qui tắc chuyển đổi (tt) (3) Thực thể yếu - Chuyển thành một quan hệ  Có cùng tên với thực thể yếu  Thêm vào thuộc tính khóa của quan hệ liên quan MANV NGSINH LUONG DCHI HONV (1,n) TENNV NHANVIEN Co_than_nhan QUANHE NGSINH PHAI (1,1) PHAI THANNHAN TENTN THANNHAN(MANV, TENTN, PHAI, NGSINH, QUANHE) 32
33. Bài tập về nhà Bài tập - Học thuộc lý thuyết - Thiết kế CSDL đã đăng ký nhóm gồm: Thực thể, Thuộc tính của thực thể, khoá chính, khoá ngoài, ràng buộc giữa các thực thể; - Chuyển từ lược đồ E/R sang lược đồ quan hệ. 33