›
›

Cơ sở dữ liệu - Chương 3: Mô hình dữ liệu quan hệ

ppt 40 trang vanle 2670
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Cơ sở dữ liệu - Chương 3: Mô hình dữ liệu quan hệ", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pptco_so_du_lieu_chuong_3_mo_hinh_du_lieu_quan_he.ppt

Nội dung text: Cơ sở dữ liệu - Chương 3: 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 Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 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 Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 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 Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 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 NS DIACHI GT 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 Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 5
  6. Quan hệ (tt) ¡ Quan hệ gồm - Tên - Tập hợp các cột Ÿ Cố định Ÿ Được đặt tên Ÿ Có kiểu dữ liệu - Tập hợp các dòng Ÿ Thay đổi theo thời gian ¡ Một dòng ~ Một thực thể ¡ Quan hệ ~ Tập thưc thể Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 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 NS DIACHI GT 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 Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 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, NS, DIACHI, GT, LUONG, PHG) Là tập hợp Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 8
  9. Lược đồ (tt) ¡ Lược đồ CSDL - Gồm nhiều lược đồ quan hệ Lược đồ CSDL NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NS, DIACHI, GT, LUONG, PHG) PHONGBAN(MAPHG, TENPHG, TRPHG, NG_NHANCHUC) DIADIEM_PHG(MAPHG, DIADIEM) THANNHAN(MA_NVIEN, TENTN, GT, NS, QUANHE) DEAN(TENDA, MADA, DDIEM_DA, PHONG) Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 9
  10. Bộ (tupe) ¡ 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 Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 10
  11. Miền giá trị ¡ Là tập các giá trị nguyên tố gắn liền với một thuộc tính - Kiểu dữ liệu cơ sở Ÿ Chuỗi ký tự (string) Ÿ Số (integer) - Các kiểu dữ liệu phức tạp Ÿ Tập hợp (set) Ÿ Danh sách (list) Không được chấp nhận Ÿ Mảng (array) Ÿ Bản ghi (record) ¡ Ví dụ - TENNV: string - LUONG: integer Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 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, GT:string, LUONG:integer, DONVI:integer) Ÿ NHANVIEN là một lược đồ bậc 8 mô tả đối tượng nhân viên Ÿ MANV là một thuộc tính có miền giá trị là số nguyên Ÿ TENNV là một thuộc tính có miền giá trị là chuỗi ký tự Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 12
  13. Định nghĩa hình thức (tt) ¡ Thể hiện quan hệ (Instance) - 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= Ÿ 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 Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 13
  14. Thể hiện Mô hình quan hệ Mô hình quan hệ Các quan hệ Sự kiện về thực thể Sự kiện về liên kết Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 14
  15. 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] Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 15
  16. 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 Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 16
  17. Ràng buộc toàn vẹn ¡ RBTV (Integrity Constraint) - Là những qui tắc, điều kiện, ràng buộc cần được thỏa mãn trong một thể hiện 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 Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 17
  18. 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 Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 18
  19. 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 Ÿ K là một siêu khóa của R Ÿ  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 hiện 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 Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 19
  20. Khóa chính ¡ Xét quan hệ NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NS, DCHI, GT, LUONG, PHG) - Có 2 khóa Ÿ MANV Ÿ HONV, TENNV, NS - Khi cài đặt quan hệ thành bảng (table) Ÿ Chọn 1 khóa làm cơ sở để nhận biết các bộ * Khóa có ít thuộc tính hơn Ÿ 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, NS, DCHI, GT, LUONG, PHG) Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 20
  21. 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 NS DCHI GT LUONG MAPHG 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 Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 21
  22. 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 Ÿ Các thuộc tính trong FK phải có cùng miền giá trị với các thuộc tính khóa chính của S Ÿ 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 Quan hệ tham chiếu NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NS, DCHI, GT, LUONG, MAPHG) PHONGBAN(TENPHG, MAPHG) Khóa ngoại Quan hệ bị Khóa chính tham chiếu Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 22
  23. 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 VD: ? - Có thể có nhiều khóa ngoại tham chiếu đến cùng một khóa chính. VD: ?? - Ràng buộc tham chiếu = Ràng buộc khóa ngoại Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 23
  24. Biểu diễn ràng buộc tham chiếu Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 24
  25. 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 Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 25
  26. 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 Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 26
  27. 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 Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 27
  28. 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 (đọc thêm) - Các qui tắc chuyển đổi Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 28
  29. 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 NS LUONG DCHI TENPHG MAPHG HONV (1,1) (1,n) TENNV NHANVIEN Lam_viec PHONGBAN GT (1,1) (1,1) La_truong_phong PHONGBAN(TENPHG, MAPHG) NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NS, DCHI, GT, LUONG) Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 29
  30. Các qui tắc chuyển đổi (tt) ¡ (2) Mối quan hệ - (2a) Một-Một Ÿ Hoặc thêm vào quan hệ này thuộc tính khóa của quan hệ kia Ÿ Hoặc thêm thuộc tính khóa vào cả 2 quan hệ MANV NS LUONG DCHI TENPHG MAPHG HONV NG_NHANCHUC TENNV NHANVIEN PHONGBAN (1,1) (1,1) GT La_truong_phong PHONGBAN(MAPHG, TENPHG, MANV, NG_NHANCHUC) Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 30
  31. Các qui tắc chuyển đổi (tt) ¡ (2) Mối quan hệ - (2b) Một-Nhiều Ÿ Thêm vào quan-hệ-một thuộc tính khóa của quan-hệ-nhiều MANV NS LUONG DCHI TENPHG MAPHG HONV (1,1) (1,n) TENNV NHANVIEN Lam_viec PHONGBAN GT NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NS, DCHI, GT, LUONG, MAPHG) Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 31
  32. Các qui tắc chuyển đổi (tt) ¡ (2) Mối quan hệ - (2c) Nhiều-Nhiều Ÿ 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) Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 32
  33. Các qui tắc chuyển đổi (tt) ¡ (3) Thực thể yếu - Chuyển thành một quan hệ Ÿ Có cùng tên với thực thể yếu Ÿ Thêm vào thuộc tính khóa của quan hệ liên quan MANV NS LUONG DCHI HONV (1,n) TENNV NHANVIEN Co_than_nhan QUANHE NS GT (1,1) GT THANNHAN TENTN THANNHAN(MANV, TENTN, GT, NS, QUANHE) Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 33
  34. Các qui tắc chuyển đổi (tt) ¡ (4) Thuộc tính đa trị - Chuyển thành một quan hệ Ÿ Có cùng tên với thuộc tính đa trị Ÿ Thuộc tính khóa của quan hệ này là khóa ngoài của quan hệ chứa thuộc tính đa trị MANV NS LUONG BANGCAP HONV TENNV NHANVIEN BANGCAP(MANV, BANGCAP) GT NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NS, DCHI, GT, LUONG, DCHI) Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 34
  35. Các qui tắc chuyển đổi (tt) ¡ (5) Liên kết đa ngôi (n>2) - Chuyển thành một quan hệ Ÿ Có cùng tên với tên mối liên kết đa ngôi Ÿ Khóa chính là tổ hợp các khóa của tập các thực thể tham gia liên kết SOLUONG TENDA MADA MANCC NHACUNGCAP Cung_cap DEAN MATB THIETBI DEAN(MADA, ) NHACUNGCAP(MANCC, ) THIETBI(MATB, ) CUNGCAP(MANCC, MATB, MADA, SOLUONG) Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 35
  36. Tổng kết ¡ ER ¡ Mô hình quan hệ - Loại thực thể - Quan hệ thực thể - Quan hệ 1:1, 1:N - Khóa ngoài - Quan hệ N:M - Quan hệ với 2 khóa ngoài - Quan hệ đa ngôi - Quan hệ với n khóa ngoài - Thuộc tính - Thuộc tính - Thuộc tính phức hợp - Tập các thuộc tính đơn - Thuộc tính đa trị - Quan hệ với khóa ngoài - Tập các giá trị - Miền giá trị - Thuộc tính khóa - Khóa chính (khóa dự tuyển) Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 36
  37. Ví dụ quản lý công ty Họđệm Tên Ngàysinh Ngày bắt đầu Giớitính Lương Địachỉ Họtên Mãsố Tên Địađiểm Quảnlý (0,1) Mã số NHÂNVIÊN ĐƠNVỊ (0,N) (1,1) (0,1) (1,N) (0,N) (0,N) Làmviệccho Giám sát (1,N) Có Sốgiờ Kiểm soát (1,1) Làmviệc (1,N) (1,1) trên DỰÁN CON Tên Mãsố Địađiểm Tên Ngàysinh Giớitính Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 37
  38. Tài liệu tham khảo ¡ Giáo trình CSDL - Chương 3 ¡ Database management system - Chapter 3 ¡ An introduction to Database System - Chapter 5, 13 ¡ Fundamentals of Database Systems - Chapter 7, 9 Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 38
  39. Bài tập về nhà ¡ Bài tập - Chuyển đổi mô hình thực thể liên kết sang mô hình quan hệ cho bt chương 2 (TRƯỜNG và THƯ VIỆN) Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 39
  40. Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 40