Đang tải... (xem toàn văn)
(NB) Giáo trình Cơ sở dữ liệu với mục tiêu giúp các bạn có thể chuyển các câu hỏi tối ưu hoá bằng sơ đồ sang ngôn ngữ SQL; Viết được chương trình và thực hiện chương trình trên máy tính có ứng dụng cơ sở dữ liệu. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung giáo trình phần 1 dưới đây.
ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM - HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI ĐẶNG MINH NGỌC (Chủ biên) LÊ TRỌNG HƢNG – NGUYỄN TUẤN HẢI GIÁO TRÌNH CƠ SỞ DỮ LIỆU Nghề: Kỹ thuật sửa chữa, lắp ráp máy tính Trình độ: Cao đẳng (Lưu hành nội bộ) Hà Nội - Năm 2021 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, sở liệu có nhiều ứng dụng hoạt động xã hội Muốn thiết kế sử dụng sở liệu phải nắm đƣợc kỹ thuật sở liệu Tài liệu học tập nhằm trình bày kỹ thuật sở sở liệu truyền thống, mơ hình liên kết thực thể, mơ hình sở liệu quan hệ Tài liệu trình bày cách thiết kế sở liệu quan hệ, cách sử dụng phép toán đại số quan hệ để tạo, cập nhật truy vấn sở liệu khái niệm phụ thuộc hàm ứng dụng lí thuyết thiết kế chuẩn hóa sở liệu quan hệ Tài liệu học tập “Cơ sở liệu” sách hƣớng dẫn học tập dùng cho sinh viên ngành cơng nghệ thơng tin ngành mạng máy máy tính & truyền thông liệu Tài liệu ”Cơ sở liệu” không đề cập đến vấn đề sở lý thuyết mà cịn trình bày số kỹ cần thiết để thiết kế cài đặt hệ sở liệu cụ thể Hy vọng có ích cho sinh viên ngƣời muốn xây dựng hệ thống tin học ứng dụng phục vụ cho sản xuất, quản lý doanh nghiệp Mặc dù có cố gắng để hồn thành giáo trình theo kế hoạch, nhƣng hạn chế thời gian kinh nghiệm soạn thảo giáo trình, nên tài liệu chắn khiếm khuyết Rất mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến thầy Khoa nhƣ bạn sinh viên sử dụng tài liệu Địa đóng góp khoa CNTT, Trƣờng Cao Đẳng Nghề Việt Nam – Hàn Quốc, Đƣờng Uy Nỗ – Đông Anh – Hà Nội Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày … tháng … năm 2021 Chủ biên: Đặng Minh Ngọc MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU MỤC LỤC Chƣơng Tổng quan sở liệu 1.1 Dữ liệu – thông tin 1.2 Các hệ thống xử lý truyền thống 1.3 Phƣơng pháp sở liệu 1.4 Phân loại ngƣời dùng CSDL Chƣơng Các mơ hình liệu 10 2.1 Sơ đồ thực thể liên kết 10 2.2 Mơ hình thực thể, quan hệ 16 2.3 Mơ hình liệu quan hệ: 17 2.4 Mơ hình liệu mạng 19 2.5 Mơ hình liệu phân cấp 19 Chƣơng Mơ hình sở liệu quan hệ 24 3.1 Các khái niệm 24 3.2 Ràng buộc toàn vẹn 27 3.3 Các phép tính sở liệu quan hệ 33 Chƣơng Ngôn ngữ thao tác liệu 40 4.1 Đại số quan hệ 40 4.2 Các phép toán tập hợp 41 4.3 Các phép toán đặc biệt quan hệ 45 4.4 Các phép toán quan hệ bổ sung 49 Chƣơng Ngôn ngữ truy vấn liệu SQL 51 5.1 Cách tạo quan hệ Access 51 5.2 Câu lệnh truy vấn 55 Chƣơng Lý thuyết thiết kế sở liệu 65 6.1 Phụ thuộc hàm 65 6.2 Phép tách lƣợc đồ quan hệ 86 6.3 Các dạng chuẩn 109 6.4 Chuẩn hóa qua phép tách 117 TÀI LIỆU THAM KHẢO 122 CHƢƠNG TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: Cơ sở liệu Mã số môn học: MH 29 Thời gian môn học: 60 giờ; (Lý thuyết: 30 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập: 26 giờ; Kiểm tra: giờ) I Vị trí, tính chất mơn học: - Vị trí: + Mơn học đƣợc bố trí sau sinh viên học xong môn học chung, môn học, mô đun đào tạo chun mơn nghề + Mơn học đƣợc bố trí sau sinh viên học xong mơn học Lập trình - Tính chất: + Là mơ học chun ngành tự chọn II Mục tiêu môn học: - Về kiến thức: + Hiểu đƣợc công dụng sở liệu + Xây dựng đƣợc mơ hình quan hệ + Thiết kế đƣợc sở liệu + Phân tích đƣợc chƣơng trình: xác định nhiệm vụ chƣơng trình - Về kỹ năng: + Chuyển câu hỏi tối ƣu hố sơ đồ sang ngơn ngữ SQL + Viết đƣợc chƣơng trình thực chƣơng trình máy tính có ứng dụng CSDL - Về lực tự chủ trách nhiệm: + Có ý thức tự giác, tính kỷ luật, tinh thần trách nhiệm học tập + Tính cẩn thận, trách nhiện thao tác Cơ sở liệu III Nội dung môn học: 1.Nội dung tông quát phân phối thời gian Thời gian TT Tên môn học Tổng số Lý thuyết Thực hành, Bài tập Kiểm tra* Tổng quan sở liệu Các mơ hình liệu Mơ hình sở liệu quan hệ Ngôn ngữ thao tác liệu 14 Ngôn ngữ truy vấn liệu SQL 14 6 Lý thuyết thiết kế sở liệu 14 6 60 30 26 Cộng *Ghi chú: Thời gian kiểm tra tích hợp lý thuyết với thực hành tính thực hành Chƣơng Tổng quan sở liệu 1.1 Dữ liệu – thông tin - Dữ liệu có thật đƣợc ghi nhận lại (thủ cơng dùng máy tính) mang ý nghĩa - Thơng tin khái niệm phản ánh tri thức, hiểu biết ngƣời đối tƣợng Dữ liệu khái niệm thô rời rạc Thông tin nội dung liệu - Cơ sở liệu tập hợp liệu đƣợc tổ chức lƣu trữ theo cấu trúc chặt chẽ nhằm phục vụ cho nhiều đối tƣợng với mục đích khác 1.2 Các hệ thống xử lý truyền thống Hệ thống quản lý tệp truyền thống thƣờng đƣợc tổ chức riêng rẽ, phục vụ cho mục đích đơn vị đơn vị trực thuộc cụ thể Hệ thống quản lý tệp truyền thống cho phép ta tạo tệp, truy cập xử lý thông tin tệp thơng qua chƣơng trình ứng dụng Các phần mềm ứng dụng đƣợc viết ngôn ngữ lập trình đa nhƣ PASCAL, C - Ƣu điểm: Việc xây dựng hệ thống tệp tin riêng đơn vị quản lý tốn thời gian khối lƣợng thông tin cần quản lý khai thác nhỏ, khơng địi hỏi đầu tƣ vật chất chất xám nhiều, triển khai ứng dụng nhanh Thông tin đƣợc khai thác phục vụ mục đích hẹp nên khả đáp ứng nhanh chóng, kịp thời - Nhƣợc điểm: Thông tin đƣợc tổ chức riêng rẽ nhiều nơi nên việc cập nhật dễ làm tính qn liệu Hệ thống thơng tin đƣợc tổ chức thành hệ thống file riêng lẻ nên thiếu chia sẻ thông tin nơi Có dƣ thừa liệu lớn qua việc trùng lặp tệp tin ứng dụng khác Khơng gian đĩa bị lãng phí, khó khăn việc bảo trì hệ thống Khó khăn việc truy xuất liệu Một ví dụ điển hình trùng lắp liệu nhƣ Hệ quản lý nguồn nhân lực bao gồm ba hệ chính: Hệ lƣơng, hệ trì ngày cơng lƣơng cho tất nhân viên Hệ nhân sự, hệ trì lý lịch cá nhân, liệu tổ chức, cơng việc đào tạo vị trí thăng tiến Hệ hƣu, hệ quản trị qui tắc liên quan đến nghỉ hƣu, loại nghỉ hƣu Chi tiết hƣu nhân viên Vấn đề bất lợi Hệ quản lý lƣơng thông thƣờng đƣợc quản lý phịng Tài chính, Hệ quản lý nhân Hệ quản lý hƣu đƣợc quản lý phịng Tổ chức cán Rõ ràng, có nhiều liệu nhân viên chung cho ba hệ Thƣờng hệ thực lƣu trữ riêng biệt nên chúng tạo trùng lặp liệu Qua phân tích trên, nhận thấy việc tổ chức liệu theo hệ thống tệp hồn tồn khơng phù hợp với hệ thống thông tin lớn Việc xây dựng hệ thống thông tin đảm bảo đƣợc tính quán liệu, đáp ứng đƣợc nhu cầu khai thác đồng thời nhiều ngƣời thực cần thiết 1.3 Phƣơng pháp sở liệu 1.3.1 Cơ sở liệu Cơ sở liệu (CSDL) hệ thống thơng tin có cấu trúc đƣợc lƣu trữ thiết bị nhƣ băng từ, đĩa từ,để thoả mãn yêu cầu khai thác đồng thời nhiều ngƣời sử dụng CSDL gắn liền với đại số, logic toán số lĩnh vực khác 1.3.2 Hệ quản trị sở liệu Để giải tốt vấn đề mà cách tổ chức CSDL đặt nhƣ nói trên, cần thiết phải có phần mềm chuyên dùng để khai thác chúng Những phần mềm đƣợc gọi hệ quản trị CSDL Các hệ quản trị CSDL có nhiệm vụ hỗ trợ cho nhà phân tích thiết kế CSDL nhƣ ngƣời khai thác CSDL Hiện thị trƣờng phần mềm có hệquản trị CSDL hỗ trợđƣợc nhiều tiện ích nhƣ: MS Access, Visual Foxpro, SQL Server Oracle, Mỗi hệ quản trị CSDL đƣợc cài đặt dựa mơ hình liệu cụthể Dù dựa mơ hình liệu nào, hệ quản trị CSDL phải hội đủcác yếu tố sau: - Ngôn ngữ giao tiếp ngƣời sử dụng CSDL, bao gồm : Ngôn ngữ mô tả liệu: Để cho phép khai báo cấu trúc CSDL, khai báo mối liên hệ liệu quy tắc quản lý áp đặt lên liệu Ngơn ngữ thao tác liệu: Cho phép ngƣời sử dụng cập nhật liệu (thêm/sửa/xố) Ngơn ngữ truy vấn liệu: Cho phép ngƣời khai thác sử dụng đểtruy vấn thông tin cần thiết CSDL Ngôn ngữ quản lý liệu: Cho phép ngƣời quản trị hệthống thay đổi cấu trúc bảng liệu, khai báo bảo mật thông tin cấp quyền hạn khai thác CSDL cho ngƣời sử dụng., - Từ điển liệu: Dùng để mô tả ánh xạ liên kết, ghi nhận thành phần cấu trúc CSDL, chƣơng trình ứng dụng, mật mã, quyền hạn sử dụng, - Cơ chế giải vấn đề tranh chấp liệu: Mỗi hệ quản trị CSDL cài đặt chế riêng để giải vấn đề Một số biện pháp sau thƣờng đƣợc sử dụng: thứ nhất: cấp quyền ƣu tiên cho ngƣời sử dụng; thứ hai: Đánh dấu yêu cầu truy xuất dữliệu, phân chia thời gian, ngƣời có yêu cầu trƣớc có quyền truy xuất dữliệu trƣớc, Hệ quản trị CSDL phải có chế lƣu (backup) phục hồi (restore) liệu có cố xảy Điều thực sau thời gian định hệ quản trị CSDL tựđộng tạo CSDL, cách tốn kém, CSDL lớn Hệ quản trị CSDL phải cung cấp giao diện thân thiện, dễ sử dụng 1.4 Phân loại ngƣời dùng CSDL - Ngƣời quản trị sở liệu: Trong tổ chức có nhiều ngƣời sử dụng chung nguồn liệu thiết phải có ngƣời đứng đầu quản lý, chịu trách nhiệm nguồn liệu Đó ngƣời quản trị sở liệu (Database Administrators - DBA ) DBA có nhiệm vụ tổ chức nội dung sở liệu, tạo cấp quyền truy cập sở liệu cho ngƣời dùng, đƣa yêu cầu phần cứng phần mềm… cần thiết DAB phải chịu trách nhiệm bảo vệ an tồn, Backup thơng tin…khi có cố - Ngƣời phân tích thiết kế hệ thống: Là ngƣời chịu trách nhiệm: (a) xác định liệu cần lƣu trữ CSDL; (b) lựa chọn cấu trúc thích hợp để biểu diễn lƣu trữ; (c) vấn tất ngƣời sử dụng CSDL sau để hiểu đƣợc yêu cầu họ CSDL; (d) tiến hành phân tích thiết kế hệ thống sau thống đƣợc tất yêu cầu ngƣời sử dụng - Ngƣời viết chƣơng trình ứng dụng: Là ngƣời viết phần mềm phục vụ cho việc thực chức hệ thống ngơn ngữ phù hợp, ngồi cịn có nhiệm vụ: (a) chạy thử chƣơng trình (test); (b) chữa lỗi gỡ rối chƣơng trình (debug); (c) viết tài liệu, hƣớng dẫn sử dụng; (d) bảo trì hệ thống - Ngƣời dùng cuối (EndUser): Ngƣời dùng cuối ngƣời truy cập CSDL để: (a) cập nhật liệu; (b) cruy vấn liệu; (c) thống kê, báo cáo Mỗi EndUse có quyền hạn phạm vi định đỗi với sở liệu nhƣ quyền đọc, ghi, copy ) - Tập hợp dòng Mỗi dòng chứa giá trị tƣơng ứng với liệu thực thể liên kết Mỗi dịng có nhiều giá trị dùng để phân biệt dòng - Tập hợp cột Các giá trị cột có kiểu dữliệu b Thuộc tính Tên cột quan hệ Ví dụ 2.2 Mỗi thuộc tính có kiểu liệu sở - Chuỗi ký tự (string), số nguyên (integer), số thực (real), Các kiểu liệu phức không đƣợc áp dụng - Tập hợp (set), danh sách (list), mảng (array), c Miền giá trị Tập hợp giá trị nguyên tử gắn với thuộc tính Có tên, kiểu liệu, khn dạng mô tả - Tên: SDT_Nhanvien - Kiểu liệu: chuỗi ký tự - Khuôn dạng: xxx- xxxxxxx - Mô tả: Miền giá trị sốđiện thoại nhân viên d Bộ liệu, lƣợc đồ quan hệ Bộ liệu: 25 Ví dụ 2.3 - Là dịng quan hệ khơng kể dịng tên thuộc tính - Mỗi chứa giá trị cụ thể thuộc tính Lƣợc đồ quan hệ: Tạo thành từ tên quan hệ danh sách thuộc tính NHANVIEN(MaNV, Ho, Ten, Ngaysinh, Gioitinh) e Định nghĩa hình thức Lƣợc đồ quan hệ - R(A1, A2, , An) R(A1:D1, A2:D2, , An:Dn) R tên quan hệ A1, , An thuộc tính Di miền giá trị thuộc tính Ai, i = 1, ,n - Bậc R số lƣợng thuộc tính lƣợc đồ Quan hệ - Trạng thái quan hệ - r(R) = r = {t1, , tm} r quan hệ lƣợc đồ quan hệ R tj = danh sách có thứ tự n giá trị vi Di vi = null (giá trị rỗng) giá trịứng với thuộc tính Ai t[Ai] t[i] thành phần thứ i t f Các đặc trƣng quan hệ Trong quan hệ khơng có trùng - Thứ tự quan hệ: + Về mặt toán học, quan hệ khơng có thứ tự 26 + Nhiều thứ tự logic đƣợc xác định quan hệ đƣợc cài đặt nhƣ tập tin hiển thị nhƣ bảng - Thứ tự giá trị bộ:Sự xếp giá trị quan trọng - Giá trị giá trị rỗng (null) + Các thuộc tính gộp thuộc tính đa trị khơng đƣợc phép tồn + Giá trị rỗng đƣợc dùng để biểu diễn giá trị chƣa xác định khơng thể áp dụng cho thuộc tính 3.2 Ràng buộc tồn vẹn 3.2.1 Khái niệm Trong CSDL ln tồn nhiều mối liên hệ thuộc tính, bộ; liên hệ xảy quan hệ quan hệ lƣợc đồ CSDL Các mối liên hệ điều kiện bất biến mà tất quan hệ có liên quan CSDL phải thoả mãn thời điểm Những điều kiện bất biến đƣợc gọi ràng buộc toàn vẹn Trong thực tế ràng buộc toàn vẹn quy tắc quản lý đƣợc áp đặt đối tƣợng giới thực Chẳng hạn sinh viên phải có mã sinh viên nhất, hai thí sinh dự thi vào trƣờng phải có số báo danh khác nhau, sinh viên dự thi môn học không lần, Nhiệm vụ ngƣời phân tích thiết kế phải phát đầy đủ ràng buộc tồn vẹn tốt mơ tả chúng cách xác hồ sơphân tích thiết kế - việc làm quan trọng Ràng buộc toàn vẹn đƣợc xem nhƣ công cụđể diễn đạt ngữ nghĩa CSDL Một CSDL đƣợc thiết kế cồng kềnh nhƣng thể đƣợc đầy đủ ngữ nghĩa thực tế có giá trị cao nhiều so với cách thiết kế gọn nhẹ nhƣng nghèo nàn ngữ nghĩa thiếu ràng buộc tồn vẹn CSDL Cơng việc kiểm tra ràng buộc toàn vẹn thƣờng đƣợc tiến hành vào thời điểm cập nhật liệu ( thêm, sửa, xố) Những ràng buộc tồn vẹn phát sinh phải cần đƣợc ghi nhận xử lý cách tƣờng minh (thƣờng hàm chuẩn đoạn chƣơng trình) Ràng buộc tồn vẹn kiểm tra vi phạm ràng buộc toàn vẹn hai số vấn đề quan trọng q trình phân tích thiết kế sở dữliệu, không quan tâm mức đến vấn đề trên, dẫn đến hậu nghiêm trọng tính an tồn toàn vẹn liệu , đặc biệt sở liệu lớn 27 3.2.2 Các yếu tố ràng buộc toàn vẹn Mỗi ràng buộc toàn vẹn có bốn yếu tố: điều kiện, bối cảnh, bảng tầm ảnh hƣởng hành động phải cần thực phát có ràng buộc tồn vẹn bị vi phạm: a Điều kiện Điều kiện ràng buộc toàn vẹn mơ tả, biểu diễn hình thức nội dung Điều kiện ràng buộc tồn vẹn R đƣợc biểu diễn ngơn ngữ tự nhiên, ngôn ngữ đại số quan hệ, ngôn ngữ mã giả, ngơn ngữ truy vấn SQL, ngồi điều kiện ràng buộc tồn vẹn đƣợc biểu diễn phụ thuộc hàm (khái niệm phụ thuộc hàm đƣợc đề cập chƣơng 5) Sau số ràng buộc toàn vẹn lƣợc đồ CSDL quản lý sinh viên Mỗi lớp học phải có mã số để phân biệt với lớp học khác trƣờng Mỗi lớp học phải thuộc khoa trƣờng Mỗi sinh viên có mã số sinh viên nhất, không trùng với sinh viên trƣờng Mỗi học viên phải đăng ký vào lớp học trƣờng Mỗi học viên đƣợc thi tối đa lần cho môn học Tổng số học viên lớp phải lớn số lƣợng đếm đƣợc lớp thời điểm b.Bối cảnh Bối cảnh ràng buộc toàn vẹn quan hệ mà ràng buộc có hiệu lực hay nói cách khác, quan hệ cần phải đƣợc kiểm tra tiến hành cập nhật liệu Bối cảnh ràng buộc tồn vẹn nhiều quan hệ Chẳng hạn với ràng buộc tồn vẹn R bối cảnh quan hệ Sinhvien c Bảng tầm ảnh hƣởng Trong q trình phân tích thiết kế CSDL, ngƣời phân tích cần lập bảng tầm ảnh hƣởng cho ràng buộc toàn vẹn nhằm xác định thời điểm cần phải tiến hành kiểm tra tiến hành cập nhật liệu Thời điểm cần phải kiểm tra ràng buộc toàn vẹn thời điểm cập nhật liệu Một bảng tầm ảnh hƣởng ràng buộc toàn vẹn có dạng sau: 28 Bảng 3.1 Bảng tầm ảnh hƣởng Bảng chứa toàn ký hiệu + , - - (*) Chẳng hạn + (dòng r1, cột Thêm) có nghĩa thêm vào quan hệ r1 RBTV bị vi phạm Dấu - Tại (dịng r2, cột sửa) có nghĩa sửa quan hệ r2 RBTV không bị vi phạm Quy ƣớc: - Không đƣợc sửa thuộc tính khố - Nếu khơng bị vi phạm khơng đƣợc phép sửa đổi ký hiệu - (*) d.Hành động cần phải có phát có RBTV bị vi phạm: Khi ràng buộc toàn vẹn bị vi phạm, cần có hành động thích hợp Thơng thƣờng có giải pháp: Thứ nhất: Đƣa thông báo yêu cầu sửa chữa liệu thuộc tính cho phù hợp với quy tắc đảm bảo tính qn liệu Thơng báo phải đầy đủ phải thân thiện với ngƣời sử dụng Giải pháp phù hợp cho việc xử lý thời gian thực Thứ hai:Từ chối thao tác cập nhật Giải pháp phù hợp việc xử lý theo lô Việc từ chối phải đƣợc lƣu lại thơng báo đầy đủ, rõ ràng thao tác bị từ chối cần phải sữa lại liệu nào? Khóa nội, khố ngoại, giá trị NOT NULL ràng buộc toàn vẹn miền giá trị thuộc tính Những ràng buộc tồn vẹn ràng buộc toàn vẹn đơn giản CSDL Các hệ quản trị sở liệu thƣờng có chế tựđộng kiểm tra ràng buộc tồn vẹn miền giá trị khoa nội, khố ngoại, giá trị NOT NULL Việc kiểm tra ràng buộc tồn vẹn tiến hành vào thời điểm sau 29 Thứ nhất: Kiểm tra sau thực thao tác cặp nhật CSDL Thao tác cặp nhật chỉđƣợc xem hợp lệ nhƣ khơng vi phạm bất cứmột ràng buộc tồn vẹn , nghĩa khơng làm tính tồn vẹn CSDL Nếu vi phạm ràng buộc toàn vẹn , thao tác cặp nhật bị coi không hợp lệ bị hệ thống huỷ bỏ (hoặc có xử lý thích hợp đó) Thứ hai: Kiểm tra định kỳ hay đột xuất, nghĩa việc kiểm tra ràng buộc toàn vẹn đƣợc tiến hành độc lập với thao tác cặp nhật liệu Đối với trƣờng hợp vi phạm ràng buộc toàn vẹn , hệ thống có xử lý ngầm định yêu cầu ngƣời sử dụng xử lý sai sót cách tƣờng minh 3.2.3 Phân loại ràng buộc toàn vẹn Trong trình phân tích thiết kế CSDL, ngƣời phân tích phải phát tất ràng buộc toàn vẹn tiềm ẩn CSDL Việc phân loại ràng buộc tồn vẹn có ích, nhằm giúp cho ngƣời phân tích có đƣợc định hƣớng để phát ràng buộc tồn vẹn, tránh bỏ sót Các ràng buộc tồn vẹn có thểđƣợc chia làm hai loại nhƣ sau: Thứ nhất: Ràng buộc tồn vẹn có phạm vi quan hệ bao gồm :Ràng buộc toàn vẹn miền giá trị, ràng buộc toàn vẹn liên thuộc tính, ràng buộc tồn vẹn liên Thứ hai: Ràng buộc tồn vẹn có phạm vi nhiều quan hệ bao gồm :Ràng buộc toàn vẹn phụ thuộc tồn tại, ràng buộc toàn vẹn liên - liên quan hệ, ràng buộc tồn vẹn liên thuộc tính - liên quan hệ Để minh hoạ cho phần lý thuyết chƣơng này, xét ví dụ sau đây: Ví dụ 3.1: Cho CSDL C dùng để quản lý việc đặt hàng giao hàng công ty Lƣợc đồ CSDL C gồm lƣợc đồ quan hệ nhƣ sau: Q1: Khach (MAKH, TENKH, DIACHIKH, DIENTHOAI) Tân từ: Mỗi khách hàng có mã khách hàng (MAKH) nhất, MAKH xác định tên khách hàng (TENKH), địa (DIACHIKH), sốđiện thoại (DIENTHOAI) Q2: Hang(MAHANG,TENHANG,QUYCACH, DVTINH) Tân từ: Mỗi mặt hàng có mã hàng (MAHANG) nhất, MAHANG xác định tên hàng (TENHANG), quy cách hàng (QUYCACH), đơn vị tính (DVTINH) 30 Q3: Dathang(SODH,MAHANG, SLDAT, NGAYDH, MAKH) Tân từ: Mỗi mã sốđặt hàng (SODH) xác định ngày đặt hàng (NGAYDH) mã khách hàng tƣơng ứng (MAKH) Biết mã sốđặt hàng mã mặt hàng biết đƣợc số lƣợng đặt hàng(SLDAT) Mõi khách hàng ngày có nhiều lần đặt hàng Q4: Hoadon(SOHD, NGAYLAP, SODH, TRIGIAHD, NGAYXUAT) Tân từ: Mỗi hoá đơn tổng hợp có mã số SOHD, hố đơn bán hàng gồm nhiều mặt hàng Mỗi hoá đơn xác định ngày lập hoá đơn (NGAYLAP), ứng với sốđặt hàng (SODH) Giả sử hoá đơn bán hàng theo yêu cầu đơn đặt hàng có mã số SỌDH ngƣợc lại, đơn đặt hàng chỉđƣợc giải hố đơn Do điều kiện khách quan công ty không giao đầy đủ mặt hàng nhƣ số lƣợng mặt hàng nhƣ yêu cầu đơn đặt hàng nhƣng không giao vƣợt ngồi u cầu Mỗi hóa đơn xác định trị giá nhƣng mặt hàng hoá đơn (TRIGIAHD) ngày xuất kho giao hàng cho khách (NGAYXUAT) Q5: Chitiethd (SOHD, MAHANG, GIABAN, SLBAN) Tân từ: Mỗi SOHD, MAHANG xác định giá bán (GIABAN) số lƣợng bán (SLBAN) mặt hàng hoá đơn Q6: Phieuthu(SOPT, NGAYTHU, MAKH, SOTIEN) Tân từ: Mỗi phiếu thu có số phiếu thu (SOPT) nhất, SOPT xác định ngày thu (NGAYTHU) khách hàng có mã khách hàng MAKH số tiền thu SOTIEN Mỗi khách hàng ngày có nhiều số phiếu thu 3.2.3.1 Ràng buộc toàn vẹn liên +Ràng buộc tồn vẹn khố chính: Đây trƣờng hợp dặc biệt ràng buộc toàn vẹn liên bộ, ràng buộc toàn vẹnnày phổ biến thƣờng đƣợc hệ quản trị CSDL tựđộng kiểm tra Ví dụ 3.2 Với r quan hệ lƣợc đồ quan hệ Khach ta có ràng buộc tồn vẹn sau: 31 Hình 3.1.Ràng buộc tồn vẹn khố +Ràng buộc tồn vẹn tính Ví dụ: Mỗi phịng ban phải có tên gọi +Ngồi nhiều ta cịn gặp ràng buộc toàn vẹn khác chẳng hạn nhƣ RBTV sau quan hệ sau Ví dụ: KETQUA (MASV, MAMH, LANTHI, DIEM) Mỗi sinh viên chỉđƣợc đăng thi môn tối đa lần 3.2.3.2 Ràng buộc toàn vẹn phụ thuộc tồn Ràng buộc tồn vẹn khố ngoại cịn đƣợc gọi ràng buộc tồn vẹn phụ thuộc tồn Cũng giống nhƣ ràng buộc toàn vẹn khố nội, loại ràng buộc tồn vẹn phổ biến CSDL Ví dụ 3.3: Hình 3.2 Ví dụ ràng buộc tồn vẹn phụ thuộc tồn 3.2.3.3 Ràng buộc toàn vẹn miền giá trị Ràng buộc tồn vẹn có liên quan đến miền giá trị thuộc tính quan hệ Ràng buộc thƣờng gặp Thông thƣờng hệ quản trịCSDL tựđộng kiểm tra (một số) ràng buộc loại Ví dụ 3.4: Với r quan hệ Hoadon ta có ràng buộc tồn vẹn sau Hình 3.3 Ví dụ ràng buộc tồn vẹn miền giá trị 32 3.2.3.4 Ràng buộc tồn vẹn liên thuộc tính Ràng buộc tồn vẹn liên thuộc tính (một quan hệ) mối liên hệ thuộc tính lƣợc đồ quan hệ Ví dụ 3.5: Với r quan hệ Hoadon ta có ràng buộc tồn vẹn sau: Hình 3.4 Ví dụ ràng buộc tồn vẹn liên thuộc tính 3.2.3.5 Ràng buộc tồn vẹn liên thuộc tính liên quan hệ Ràng buộc loại mối liên hệ thuộc tính nhiều lƣợc đồ quan hệ Ví dụ 3.6: Với r,s lần lƣợt quan hệ Dathang Hoadon Ta có ràng buộc tồn vẹn R5 nhƣ sau: Hình 3.5 Ví dụ ràng buộc tồn vẹn liên thuộc tính liên quan hệ 3.2.3.6 Ràng buộc tồn vẹn thuộc tính tổng hợp Ràng buộc tồn vẹn thuộc tính tổng hợp đƣợc xác định trƣờng hợp thuộc tính A lƣợc đồ quan hệ Q đƣợc tính tốn giá trị từ thuộc tính lƣợc đồ quan hệ khác 3.3 Các phép tính sở liệu quan hệ 3.3.1 Các phép toán tập hợp Cho hai lƣợc đồ quan hệ R(A1, A2, , An) S(B1, B2, , Bm) đƣợc gọi khả hợp nếu: 33 - Chúng có bậc: m = n - Miền giá trị (DOM) thuộc tính tƣơng ứng nhau: DOM(Ai) = DOM(Bi) với ≤ i ≤ n a Phép hợp Định nghĩa: Hợp hai quan hệ R S khả hợp quan hệ, kí hiệu R∪S, tập tất t cho tR tS Biểu diễn hình thức phép hợp có dạng: RS = {t/tR tS} Ta dùng phép hợp cho quan hệ ngôi, tất kết có số lƣợng thành phần Tên thuộc tính quan hệ bị bỏ qua thực phép hợp quan hệ thu đƣợc gán thuộc tính tùy ý, thứ tự thuộc tính quan hệ phải đƣợc tơn trọng Các điều tƣơng tự phép toán khác nhƣ hiệu, giao, tích Đề- Ví dụ 2.4: R A B C a1 b1 a1 a2 S A B C A B C c1 a2 b1 c2 a1 b1 c1 b2 c1 a2 b2 c2 a1 b2 c1 b2 c2 a2 b2 c2 a2 b1 c2 RS b Phép giao Giao hai quan hệ R S khả hợp quan hệ, ký hiệu R S,và tập tất t cho t thuộc R S Biểu diễn hình thức phép giao có dạng: R S = {t/tR tS} Ví dụ 2.5 R A B C a1 b1 a1 b2 S A B C c1 a1 b3 c1 c1 a1 b1 c1 a2 b2 c2 RS A B C a1 b1 c1 Phép giao quan hệ R S biểu diễn qua phép trừ: R S = R - (R - S) 34 c Phép trừ Hiệu hai quan hệ R S khả hợp quan hệ, ký hiệu R - S, tập tất t cho t thuộc R nhƣng không thuộc S Biểu diễn hình thức có dạng: R - S = {t/tR tS} Ví dụ 2.6: R A B C a1 b1 a1 a2 S A B C c1 a2 b1 b2 c1 a2 b2 b2 c2 R- S A B C c2 a1 b1 c1 c2 a1 b2 c1 e Tích Descartes R quan hệ n ngơi S quan hệ m ngơi Tích Đề- hai quan hệ R S ký hiệu R x S tập tất (n+m) với n thành phần đầu thuộc R m thành phần sau thuộc S Biểu diễn hình thức có dạng:R x S = {t/t có dạng: (a1, a2, , an, b1, b2, bm) Trong đó: (a1, a2, , an) R (b1, b2, bm) S} Nhƣ vậy, để có tích Đề- các, ta lấy R ghép với S Để có kết phép tích Đề- các, việc ghép R với S Ví dụ 2.7: R A B C a1 b1 a1 b2 S D E F c1 d1 e1 c1 a1 d1 RxS A B C D E F f1 a1 b1 c1 d1 e1 f1 b1 c1 a1 b1 c1 a1 b1 c1 e2 f2 a1 b1 c1 d1 e2 f2 a1 b2 c1 d1 e1 f1 a1 b2 c1 a1 b1 c1 a1 b2 c1 d1 e2 f2 3.3.2 Các phép toán quan hệ a Phép chiếu Cho quan hệ R(A1, A2, , An), X (A1, A2, , An) Phép chiếu quan hệ R tập thuộc tính X quan hệ tập thuộc tính X, ký hiệu X(R) đƣợc biểu diễn hình thức là: 35 X(R) = {t[X]/tR} Trong đó: t[X] giá trị t tập thuộc tính X Ví dụ 2.8: R = {A, B, C, D}; X = {A, B, C}; Y = {A, C} R A B C D X(R) A B C Y(R) A C a1 b1 c1 d1 a1 b1 c1 a1 c1 a1 b1 c1 d2 a2 b2 c2 a2 c2 a2 b2 c2 d2 a2 b3 c2 a2 b3 c2 d3 b.Phép chọn Phép chọn phép tính để xây dựng tập quan hệ cho, thỏa mãn biểu thức F xác định Biểu thức F đƣợc diễn tả tổ hợp Boolean toán hạng, toán hạng phép so sánh đơn giản hai biến hai thuộc tính biến thuộc tính hằng, cho giá trị "đúng" "sai" cho kiểm tra riêng Các phép toán so sánh biểu thức F , = ≠ Các phép toán logic ^ (và), (hoặc), (không) Cho quan hệ R(A1, A2, , An) Phép chọn quan hệ R với điều kiện F quan hệ tập thuộc tính (A1, A2, , An), ký hiệu F(R) Hình thức hóa phép chọn đƣợc định nghĩa nhƣ sau: F(R) = {tR | F(t) = đúng} F(t) giá trị biểu thức F t Ví dụ 2.9:Cho quan hệ sau: R A B C D a1 b1 c1 d1 a1 b1 c1 d2 a2 b2 c2 d2 a2 b3 c2 d3 Các phép chọn A=a1(R) A B C D a1 b1 c1 d1 a1 b1 c1 d2 36 (A=a1)(D=d2)(R) A B C D a1 b1 c1 d1 a1 b1 c1 d2 a2 b2 c2 d2 a2 b3 c2 d3 c Phép kết nối Gọi phép so sánh {=, =, } Phép kết nối quan hệ R thuộc tính A quan hệ S thuộc tính B t tích Đề- R x S cho t[A] t[B] R AB S = {t | t R x S t[A] t[B]} = A B (Rx S) Để thực phép kết nối trên, ta thực hiện: - Tính R x S; - Chọn lấy tR x S thỏa mãn t[A] t[B] Đặc biệt phép so sánh phép "=" phép kết nối gọi kết nối Trƣờng hợp kết nối hai thuộc tính tên A kết thu đƣợc loại bỏ cột S A, kết nối gọi "kết nối tự nhiên" sử dụng ký hiệu "*" thay cho Nhƣ vậy: RA=B S = {t | t R x S t[A] = t[B]} = A = B (Rx S) Ví dụ 2.10: R A B C a1 a2 a1 S C D E R S A B C F D E 1 d1 e1 B>=C a1 1 d e1 2 d2 e2 a2 1 d e1 2 d3 e3 a2 2 d e2 a1 2 d e1 a1 2 d e2 Kết phép kết nối tự nhiên: R(ABC) * S(CDE) A B C D E a1 1 d1 e1 a2 d1 e1 a1 2 d2 e2 37 Trƣờng hợp tổng quát A1, A2, , Ak tên thuộc tính giống R S R*S tập tất tích Đề - R x S thỏa điều kiện R.A1 = S.A1, R.A2 = S.A2, , R.Ak = S.Ak kết bỏ cột S.A1, S.A2, , S.Ak BÀI TẬP CHƢƠNG Bài 1: Việc tổ chức kỳ thi tốt nghiệp khoa nhƣ sau: Mỗi thí sinh có Mã số sinh viên (MASV), MASV xác định đƣợc thông tin: họ tên (HOTEN), ngày sinh (NGAYSINH), nơi sinh, nữ,phái, dân tộc Mỗi lớp có mã lớp (MALOP) , mã lớp xác định thông tin: tên lớp (TENLOP), lớp thuộc quản lý khoa Mỗi khoa có mã khoa (MAKHOA), mã khoa xác định tên khoa (TENKHOA) Mỗi thí sinh phải dự thi tốt nghiệp ba mơn Mỗi mơn thi có mã mơn thi (MAMT) nhất, mã môn thi xác định thông tin: tên môn thi (TENMT), thời gian làm - đƣợc tính phút (PHUT), ngày thi (NGAYTHI), buổi thi (BUOITHI), môn thi môn lý thuyết hay thực hành (LYTHUYET) Chú ý rằng, môn học đƣợc cho thi nhiều hệ đƣợc đặt MAMT khác (chẳng hạn trung cấp cao đẳng ngành công nghệ thông tin thi môn Cơ Sở Dữ Liệu), để diễn tả điều này, mã môn học cần phải đƣợc ghi (GHICHU) biết môn thi dành cho khối trung cấp, hay cao đẳng) Mỗi thí sinh ứng với mơn thi có điểm thi (DIEMTHI) nhất, điểm thi đƣợc chấm theo thang điểm 10 có lấy điểm lẻ đến 0.5 Một thí sinh đƣợc coi đậu tốt nghiệp điểm thi tất mơn thí sinh lớn Trong phịng thi có thí sinh nhiều lớp Trong kỳ thi, thí sinh thi phịng thi (PHONGTHI) khác nhau, chẳng hạn thí sinh thi tốt nghiệp ba môn Cơ sở liệu, Lập trình C Visual Basic mơn Cơ Sở Dữ Liệu Lập Trình C thi phịng A3.4, cịn mơn thực hành Visual Basic thi phịng máy H6.1 Qua phân tích sơ trên, ta lập lƣợc đồ sở liệu nhƣ sau: THISINH(MASV, HOTEN, NGAYSINH, MALOP) LOP(MALOP,TENLOP) MONTHI(MAMT,TENMT,LYTHUYET,PHUT,NGAYTHI,BUOITHI, GHICH) KETQUA(MASV, MAMT, DIEMTHI) Hãy phát biểu ràng buộc tồn vẹn có sở liệu 38 Bài 2:Cho lƣợc đồ sở liệu tập Thực yêu cầu sau ngôn ngữ SQL: a Lập bảng điểm mơn thi có mã mơn thi "CSDL02" cho tất thí sinh có mã lớp "CNTTK10D5" danh sách cần MASV, HOTEN, NGAYSINH, DIEMTHI đƣợc xếp tăng dần theo MASV b Hãy thống kê xem mơn thi có thí sinh có điểm thi lớn hay 5? Danh sách cần: MAMT,TENMT,GHICHU,SOLUONG số lƣợng (SOLUONG) thuộc tính tự đặt c Lập danh sách thí sinh đậu tốt nghiệp (theo tiêu chuẩn phân tích trên), danh sách cần: MASV, HOTEN, NGAYSINH, DIEMTONG, DIEMTONG tổng điểm thi môn thi, DIEMTONG thuộc tính tựđặt d Nếu cần mở rộng tốn theo hai hƣớng; Thứ quản lý kỳ thi tốt nghiệp cho tất khoa toàn trƣờng, Thứ hai quản lý thơng tin phịng thi (PHONGTHI) thí sinh, lƣợc đồ sở liệu cần phải đƣợc điều chỉnh nhƣ ? 39 ... 2.7: R A B C a1 b1 a1 b2 S D E F c1 d1 e1 c1 a1 d1 RxS A B C D E F f1 a1 b1 c1 d1 e1 f1 b1 c1 a1 b1 c1 a1 b1 c1 e2 f2 a1 b1 c1 d1 e2 f2 a1 b2 c1 d1 e1 f1 a1 b2 c1 a1 b1 c1 a1 b2 c1 d1 e2 f2 3.3.2... quan hệ sau: R A B C D a1 b1 c1 d1 a1 b1 c1 d2 a2 b2 c2 d2 a2 b3 c2 d3 Các phép chọn A=a1(R) A B C D a1 b1 c1 d1 a1 b1 c1 d2 36 (A=a1)(D=d2)(R) A B C D a1 b1 c1 d1 a1 b1 c1 d2 a2 b2 c2 d2 a2 b3... E 1 d1 e1 B>=C a1 1 d e1 2 d2 e2 a2 1 d e1 2 d3 e3 a2 2 d e2 a1 2 d e1 a1 2 d e2 Kết phép kết nối tự nhiên: R(ABC) * S(CDE) A B C D E a1 1 d1 e1 a2 d1 e1 a1 2 d2 e2 37 Trƣờng hợp tổng quát A1,
