u.v n ed ui .lib ww w ed u.v n ui .lib -w ww lib -w ww ed ui n- u.v ww w lib NGUYÊN LÝ ui ed n- u.v - ww w lib ui NGUYỄN KIM ANH CỦA CÁC HỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU NXB ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI -2009 ed u.v n u.v n ed ui L Ờ I G IỚ I T H IỆ U ww w lib CHƯƠNG ĐẠI CƯƠNG VÈ CÁC HÊ c s ỡ DỬ LIỆU I I Các hệ th o n g xừ lý tệp iruyển Ihồng 1.2 Các hẻ c sơ d liệu 9 n- 1.2.1 Các khái niệm hàn ìì u.v 2.2 c c nông cùa m ật hệ quan ỉn s dũ' liệu 18 ed 1.2.3 Kiến trúc c hệ quàrì tri sở dừ liệu 1.2^4 N gười quán trị c s d ữ liệu ui 1.2 N hừng người s dụng sớ d liệu » S j phán loại h ệ CC' sơ d ữ Uệii w lib CYỉc hệ s d liệu rạp iru/7g ì 5.2 C c hệ c s d liệu phân lớn Kci luận ww 1.4 C H Ư Ơ N G C Á C M Ơ H ÌN H D Ữ L IỆ U C c khỏi niệm c s u.v / / n- 2.1 M hìn h th ự c thề liên kếl (m ò hinh ER ) ed 2.1 S đ thực thê hèn kết (sơ đồ ER) ui 2.1.3 Tính nâng cù a cá c liên kếi 2.2 M hìn h dừ h ệu q u an hệ 2 / C c khái niệm c hàn -w ww lib 2.2.2 Biến đỏi cá c s đ ER son^ mơ hình quan hệ M ị hin h d ữ liệu m ang 20 21 22 22 25 28 30 30 31 33 34 39 39 40 44 2.3 ì C c khái niệm c hàn ^4 2.3.2 Biến d i c c s d ER sơng mô hinh m ạng 45 ed u.v n M hìrứi dừ liệu p h ân cắp 48 2.4 L Thuật tốn hiến đồì mơ hình manỹ, đơn Ịiián 48 S ụ lặ p lạ i c c kiêu bán ghỉ 49 ui 2.4.3 C ác kiểu hàn g h i o 2.5 M ô hin h d ữ liệu hưómg đối iuợng lib C c k h ỉ m ệm c bán B iể n đ ổ i c ó c s đ ổ ER sơng m ô hinh d ữ liệu h ớn g đ o i (ư ợng -w ww 2.6, Đ ánh g iá v kếl iuân 49 52 52 56 57 C H Ư Ơ N G N G Ô N N G Ữ Đ ỊN H N C H ỈA VÀ T H A O T Á C DỮ L IỆ U Đ Ó I V Ớ I M Ĩ H ÌN H Q U A N H Ệ 59 60 Phép lín h vỊ từ biến 67 3.3 Phép lín h vị lừ biến m iền 71 3.4 N hàn xél ch u n g kha cua ngôn ngữ thao tác 74 3.5 ISBL: M ột ngôn ngữ đại số quan 'ih u ản tu ý ' 76 ed u.v n Đ số q u an hệ ui .lib ww w M ỤC LỤC u.v n ed 3.5.2 C ác Ví' dụ vể bìều diễn truy vần hărìg ISDL 7S ui 76 ww w lib Cú p h p củo ph ép (oán đại số Q U EL; m ột ngôn ngữ tính tốn vỊ từ biến 80 3.6.1 Chi thị truv von so i 6-2 C hi thị cập nhật H! n- ố G án ke! qua tim kiếm vào mô! quan hệ H2 u.v C c vi dụ vể truy vầr) hang ngôn tĩ^ừ ĩinh ĩoớn vị lừ biền họ Ọ u el ^3 ed 6.5^ Tỉnh đắv đủ cùa Quel 3.6.6 C'àc ph ép loan ỉập hợp H4 H5 ui 3.7 Q B E (Ọ uerv - By “ Exam ple): mịingỏn ngừ lính lốn yị lừ biến iTiicn H6 i /, Truv vắn dừ hệĩi irong QBE w lib 3.7.2 C c ph ép toán lập hợp 7.3 Các thao lác ỉhơv dôi c s liệu ww 3.7.4 Tỉnh đủ cùa QBE 3.7.5 Dĩnh nghĩa d liệu Q B ĩí ed 3.H.2.CỎC h m ih ir v ìệ n u.v 3.H.Ì C ác lệnh tru v vẩn c s dừ liêu n- SQ L (S u ctu red Quer>' Language) ui 3.8.3 C c lệnh cạp nhặt d liệu 3.8.5 SQỈ dạng rìhủtig lib 3,9 K é llu a n s C c lệnh định nghía phai đ ợ c sư a lại h ay viết lai ui hoàn loàn, V ới lý d o th iếl kc lệp mỚ! với m ỗi ứng d ụ n g đ c y cầu thư ng n g ian v ÍI rui ro .lib T rư c tiên, ch ú n g ta hã>' xcm xót ví dụ vè m ộ t phần cu a h ệ thong N gân hàng tiél kiộm (Ọ u ỷ tiết kiẽm ) lưu g iữ thỏng tin \'C khách h àn g v c c lài khoan -w ww tiết kiộm c ú a k h ách hảng MỘI cách dò lưu (rữ th ô n g tin trẽn m áy tính lưu trữ c c lệ p h ê thống vírng Đ c cho p h ép n g i s dụng th ao lác thơiìg lin , h ệ thong cỏ m ộl sồ c c ch o iig trinh ứ n g dung th ao tác u.v n tẹ p đó, ch ăn g h ạn như: ed • C h n g trinh th êm m ộl lài khoan mới; ui • C hư ơng in h ghì n ợ (g h i có ) m ột lài khoan: ww w lib • C hư ơng ưinli tinh s ẻ d u cu a m ội lải khoan u.v n ed ui .ha C ác ch n g trinh ứng du n g n ày dược viél bơ i c c nhà lập Irinh hơ íhống dc đáp ứ ng y ê u cẩu tin học h o ả củ a N gán h àn g tiét kiộm ww w lib C ác ch n g trìn h ứ n g dụng m ới có Ihê bố sung thêm v h ệ thong nhu cầu m ới náy sinh Hộ ihồiìg x ]ý tệ p diẻn h in h xìra m ỏ ta d c hồ irợ bơi m ộl hẹ đ iểu hành n- n C c b ản ghi ồn dinh v tồn lâu dài đ ợ c iưu Irỏ Irong c c lộp u.v khảc v c c ch n g trìn h ứ ng dim g k hác đ c viổt dê tri ch c c ban ed ghi từ tệp thich h ợ p hay b su n g ihêm b an ghi m ới v c c têp N hư ui vạ>, trư c x u ất hiộn c c phấn m èm hệ quan trị c sơ d ữ liêu, khứ hệ thống trẽ n c sơ ỉẹp đ ợ c tạ o lập đé xử lý m ột sồ lưcaig lớ n d ữ liệu cua lô c niỏl c ác h hiệu qua T rong c c hệ thong nliư v ạy , việc x lý w lib lỉệu đ ợ c hoàn thành boi \ iệc lạo c c lệp Irẽn đ ĩa từ h ay b ă n g từ T u y n.hiẽn, qui m ô kinh doanh cu a tồ c v nhu cẩu x Iv Ihao ww tác liệii v é i m ục đích khác theo c c qui cảnh khác tăn g lỄn, n- m ột số vẩn đe ng h iêm trọ n g sinh u.v C c h ệ thống ê n c sở tệ p đ ợ c p h át tn e n với c c ứiìg d ụ n g đ ặ c b iẽ t, việc lưu trừ th ô n g tin cu a tô c hệ th ố n g lêp c ó m ọ t số bấl ui ed tợỉ sau: • D th a ỉiệu v linh k h ỏ n g n h ất quán liêu: D o tệ p v c c chưcm g trinh ứ n g d ụ n g đ ợ c tạ o lập b i n h lập in h k hác n h au o n g m ột lib k h o án g thời g ian dài, íệp k h ác n h au c ó qui h k h ác -w ww v ch n g trinh cỏ thé đ ợ c v iết b ẳn g m ột số ngôn n g ữ lập trìn h khác H ơn n ữ a , vi c c tệp d ợ c lạo lập m ỗi m ộ i ch n g trin h ứng d ụ n g riê n g , d o cù n g m ọt tạ p d ữ liêu cù a tồ ch ứ c có thê đ ợ c lưu ed u.v n trữ lạỉ m ồi ch n g trinh ng dụng, có nghĩa m ột sổ th ô n g Ún có ihé lă p lại m ội số tệp k h ác c c lài nguyên p h ần n g n h đ ĩa từ bị lãn g phí V í d ụ , địa chi v số điên thoại củ a c ú a m ọ t khách ui hàng dặc b iệ t c ó ihể x u ấ t hiên m ọt tệp ch ứ a c c bàn ghi tải k h o a n tiểt kiêm v tro n g m ọt tệ p ch ứ a b ản ghi số dư tà i khoản S ự d th a nàv lib d ẫn đến g iả tru y n h ập v g iả lưu trữ cao T h êm v d ó , v i c c d ữ licu đ ợ c lưu trữ tro n g têp có the đ ợ c fftav đoi m ọt c ác h d ộ c lạp b ỏ i -w ww chưcm g in h ứ n g d ụ n g sử dụng chúng, nôi dung c ủ a cù n g c c k h o an m ục d ữ liệu o n g ch n g trinh ứ n g dụiig khơng trù n g v ới c ù n g ww w lib ui ed u.v n k h o ản m ục d ữ liệu m ộ t ch n g trình ứng dụng khác Đ iể u d ẫn đen tín h k h n g n h quán liệu, có nghĩa b ản k h c cù a m ộl k h o ản m ục liệu k h ô n g giổng n h au V í d ụ , m ộ t đ ịa chi k h ách h àn g bi th ay đồi d ợ c phán ánh ghi tài k h o ản tiết kiệm n h n g k h ô n g d c p h án ánh ghi số dư tài k h o ản đ ố i với khách h án g dó u.v n ww w lib n o N h â n v iên n ày hòi p h ò n g x lý d ữ liệu đ ê đ a r a m ọ t d an h sách ui ed N g â n h n g c ầ n tim đ an h sách lê n c c k h ách h àn g sống tro n g m ộ t th n h phố K h ó k h ăn iro n g tru y n h ập d ữ liệu: G iả s rằ n g m ọ t o n g c c n h â n v iên cu a n h vậy, V i y ê u c ầ u n ày k h ô n g đ ợ c d ự tín h tru c , h ệ th o n g g ố c d ợ c thiểt k ế k h n g c ó sẵ n m ộ t ch n g trin h ứ n g d ụ n g để đ áp ứ n g y c ầ u n ày T u y n- n h iê n , c ỏ m ộ t c h n g trinh ứ n g d ụ n g đ a d an h sá c h lấ t c c c khách u.v hàng B ấ y g iờ , n h ân v iên N g â n h àn g n ày đ ứ n g trư c h lự a chọn: H o ặc sứ ed d ụ n g d a n h sá c h tấ t c ả c c k h ách h àn g v íc h n h ữ n g th ô n g tin c ẩ n Ihiểi ui b a n g ta y h o ặ c y ê u c ấ u p h ò n g x lý d ữ liệu đ ề nghị m ộ t n h lậ p in h hệ ửiong v iết c h n g trìn h ứ n g d ụ n g m ới đ áp ứ n g y c ầ u m ới n ày C hai lự a c h ọ n h iể n n h iê n đểu k h ô n g đ ợ c hải lòng G ia s ran g , m ọ t ch n g w lib trin h n h u v ạy đ u ợ c v iể l, v sau v ài n g ày , cũ n g n h ân v iẽ n d ó c ầ n m ộ t danh ww sá c h k h c h h n g khác C u n g n h , m ột c h n g trìn h đ a d a n h sách k h n g tồ n tạ i n h ân v iên lại đ ứ n g trư c hai lự a ch ọ n v k h n g có n- lự a ch ọ n n o đ ợ c h ài lịng Đ iể u ch ú n g lơ i m u ố n chi đ ây c c m ôi u.v n g x lý tệ p k h ô n g ch o p h ép c c d ữ liệu c ầ n th iểt đ ợ c lim k iể m ed m ộ t p h n g p h p h iệ u q u ả v tiện lợi D o , c c hệ th ố n g tim k iém ui liệu th ic h h ợ p hcni c a n p h ài đ ợ c p h át tríế n v p h ài đ p ứ n g đ u ọ c c c ú n g d ụ n g k h ác ỉứiau c u a hệ thống .lib C ô lậ p v h n c h ể ch ia sẻ d ữ liệu; V i h tiếp c ả n tru y ền th ổ n g , m ỗi ứ ng -w ww d ụ n g c ỏ c c tệ p d ữ liệu riên g c ú a v rihững n g i s d ụ n g c ó c hội c h ia sé d ữ liêu n g o ài c c ứ n g d ụ n g riê n g c ủ a họ M ộ t h ậu q u ả c ủ a v iệ c ch ia sè d ữ liệu b i h n c h ế c ù n g c c d ữ liệu p h ải lu u irữ iro n g n h iề u tệ p ứ ng ed u.v n với c c ứ n g d ụ n g k h ác n h au k h i th iểt kế p h triê n c c ứ n g d ụ n g m ới, n g i th íc t k é th n g k h ó k h th c c c d ữ liệu c h ứ a tro n g c c tệ p lổ n lại tro n g k h i c c tệ p m ới đ ợ c th iế t k é lặ p lạ i n h iều d ữ liệu đ a n g tồn ui H n n ữ a , c c d ữ liệu đ ợ c lưu trữ tro n g c c têp k h ác a h a u v tệp c ó thê có c c q u i c c h k h ảc n h au , đ iều n ày dẫn đền k h ó k h ăn v iểt lib c h n g trin h ứ n g đ ụ n g m ới d e tim k iếm c c d ữ liẹu th ích h ợ p trê n nhiều -w ww tệp C c v ấn đ ể v ề to n vẹn: C c g iá trị d ữ liệu đ ợ c lư u trữ tro n g c s d ữ liệu p h ài th o ả m ã n c c k iể u rà n g b u ộ c to àn vẹn n h ấ t định C c n h p h t triến u.v n làm h iệu lự c c c rà n g b u ộ c n ày tro n g h ệ th ố n g b ằ n g c c h ih ẽm c c đoạn m ă tư n g ứ n g v o c c ch n g ìn h ứ n g đụng T u y n h iê n , c c fàn g ed b u ộ c m ới đ ợ c b ổ su n g th ê m c s d ữ liệu, rấ t k h ó th a y đ ổ i ui ch n g trin h đ ế làm h iệu lự c rà n g b u ộ c m i v ấ n d ề n ày p h ứ c tạp c c rà n g b u ộ c lơi k éo m ộ t số k h o ản m ụ c d ữ liệu từ c c tệp k hác ww w lib u.v n ed ui .ha • C c vấn đề v ể dô tin cậy: M ộ t h ệ th ố n g m áy tinh cũ n g n h m ộ l Ihiél bị ww w lib diộn tư hay học đỏ c ỏ Ihê bi lỗi R o n g n h icu ứ n g d ụ ag vẩn d è m ấu chốt m òl lổi x u ấ l hicn v d ợ c d ố lim p h i h iệ n , d liệu phai d ợ c phục hổi dén trạn g ihái loàn \c n lồn trư c xa> iỗi V i dụ xél ch n g trinh ú n g d ụ n g c h u \ ên 50 đỏ la từ tài k h o an A đ ển i khoan B n- N ếu hệ th ố n g xay lỗi tro n g th ự c h iên ch n g trin h , c ó th ê rẳn g , 50 u.v đô la đ ã chuycn di từ lài k h o àn A n h u n g c h a đ ợ c g h i c ó v tà i k h o án B, ed kel q u a c sờ d ữ liệu (rong m ột trạn g th k h ô n g to n vẹn d ữ liêu ui • C ác dị ih ò n g iru)' nliâp d n g thời: Đ c tăn g hiòu n ăn g lô n g thô cu a hộ th ố n g vả thờ i gian đ ảp ứ n g lứianh n h ắ t c ó th ẻ a h iể u h ệ th ố n g cho phép ỉihiẻu n g i sư d ụ n g truv n h ảp d ữ liẻu doĩxg thờ i T ro n g in ò l m i Irư ịng w lib rửiư v ậ \ , tư ơiig tá c c ú a c c tru y n h ập đ n g th i c ó th é dẫn đ ển két qua ww Irong m ột irạn g th không to àn vẹn d ữ liộu V i d ụ , x é t tà i k h o ản N g ân h àn g A ch ứ a 500 dô la M ếu h k h c h h ò n g đếii Iiít q u ỹ (rú t la vả n- 100 đỏ la lư n g ứ n g ) lừ i khoan A v c ù n g m ộ t th i đicm K ết qua cua u.v thự c thời nà>' có thê d an d ến tà i k h o an nà>' tro n g m ọ t trạng ed thải k h ô n g đ ú n g đ án ( hay k h ô n g to àn vẹn) G ia sư rầ n g c c ch n g trinh ui rú t thự c v ẻu câu rú l b ao gom c c th a o c : d ọ c g iá trị i k hoan, giam g iá trị m ột g iá trị b ẳn g sồ c ẩ n r ú t v g h i kổl q u a tr a lại N éu hai ch n g trìn h ch ạy dồng thờ i, c a h c ó ihê c ù n g đ o c g iá irị 0 đ ỏ la ghi lib lại đô la , 0 đ ô la tư n g ứng Phu ih u ỏ c v o c h n g trin h n áo ghi giá -w ww trị sau cù ng, tà i k h o án A có th ẽ c h ứ a h o ặc đô la h o ặc 0 đ ô la k h ỏ n g p h g iá tr? đ ú n g cu a n ó lả d ô la Đ c c n h g iá c v i n h ữ n g útứx n h v ậ y , h ệ Ihống phải trì m ộ t d n g g iả m s t n o B ời vi ed u.v n liêu c ó thé d ợ c tru y nhập b ò i n h iều c h n g trin h ứ n g d ụ n g k h ác lứiau m k h ô n g đ ợ c d iều phồi tử trư c, m ỏi d n g g iả m s t n h v ậy k h ó c ỏ tlìể dược cung cầp .ha ui • C ác vấn d ẻ v è an lồn; K lìơ n g phai m ọi n g i s d ụ n g c u a hộ th o n g dều có ihê tru y n h ập lấ t c liệu tro n g hệ V i d ụ , Irong h ệ th o n g N g â n h àng, lib nhân vicn tài vụ c ù a N g ân h n g chi c ầ n n h ìn th ấ y m ộ i p h ần c u a c sớ -w ww liệu c h ứ a th ô n g tin vể cảc n h ân v iên N g â n h àng H ọ k h ô n g c ẩ n th iế t truy n h ập vào th ò n g tin v è c c tài k h o án k h ách h àng D o c c c h n g trin h ứng dụng đ ợ c bo sung v hệ th ố n g Iheo p h n g p h p Ih êm d ần , v iệ c b tuân ww w lib ui ed u.v n thú c c ràn g b u ộ c an loàn n h v ậy k h khó khản • S ụ phụ th u ộ c d ữ liệu cù a c c ch n g trình ứ n g d ụ n g : D o đ ịn h n g h ĩa tệp đ ợ c c h ứ a Irong c c ch n g in h ứ n g d ụ n g , n ểu c c n ộ i d u n g tệ p v khuôn d ạn g bán ghi cần đ ợ c th ay đ oi, c c c h n g in h ứ n g d ụ n g phái ih ay dối theo 1.2 n- C c h ệ c s d u liệ u u.v IV oiìg th i g ia n g ầ n đ â \ n g àn h tin liọc đ c ó iiJiiêu th àn h lựu hct sứ c lo lớii ed T ro n g sổ n h ữ n g th n h lựu đ ó p h k ẽ tớ i v iệ c sir dụng ngà> càn g rộ n g rãi có ui hiệu q u a c ả c h ệ c s đ ữ !iộu T n rớ c liên ch ú ỉìg (a xem x ét khái m ệm w lib ban v è c s d ữ liêu ww I I C c k h i n iệ m c b « ĩn ( V/ ,vơ íỉữ liệu g i ? n- M ội tơ c h ứ c ( n ì n g h iệ p , n g ân h àn g , bênlì ^'iện q u an ) c ỏ Iiliíều ứng u.v dụiig tin lìỌC k h c n h a u n h n g tấ t c a c c ứ n g dụng cù n g đ ợ c liến liàiứi irên ed inộl nguồn d ữ liệu clìLuìg ihi k iìơng g ì tố t liơĩi triên klìai ứ n g d ụ n g đỏ trơn H ìn h 1.1 C s ỡ d ữ iiệ u h ợ |) n h ấ t u.v n -w ww lib ui ed u.v n -w ww lib ui m ôt c s d ữ liộu h ợ p I\hất c h o p h é p q u an lý tậ p trung tấ t ca d ữ liộu xi nghiệp T rên hinli 1.1, c lìủ n g ta ìứiin th ấ y thànlì plìần c sơ liệu hợ p nhấl m ội ed b ộ sư u tậ p c c d liệu c h ứ a trê n c c p h n g tiện lư u trữ n h đĩa từ h ay băng ui từ N h ữ n g n g i s d ụ n g trự c tu y ể n ha>' c c ch u iìg tritìj\ ứ n g điuig có thơ sư lib dụn g ch ung h ay clìia se c sơ d ữ liệu 11 à>* ww w ui ww w lib bất iợi nêu ề n ed u.v n m ột h ệ q u an Irị c s d ữ liộu với đ ay đu c c tiiilì cho phép kliac p h ụ c N h ữ n g k h ỏ k h ã n nà> d ầ u dén c ầ n phai phái iriôn niộl phầti m ểm d ặc biộl ... ĐẠI CƯƠNG VÈ CÁC HÊ c s ỡ DỬ LIỆU I I Các hệ th o n g xừ lý tệp iruyển Ihồng 1.2 Các hẻ c sơ d liệu 9 n- 1.2.1 Các khái niệm hàn ìì u.v 2.2 c c nông cùa m ật hệ quan ỉn s dũ' liệu 18 ed 1.2.3... trúc c hệ quàrì tri sở dừ liệu 1.2^4 N gười quán trị c s d ữ liệu ui 1.2 N hừng người s dụng sớ d liệu » S j phán loại h ệ CC' sơ d ữ Uệii w lib CYỉc hệ s d liệu rạp iru/7g ì 5.2 C c hệ c s d liệu. .. Ư Ơ N G VỀ C ÁC HỆ ww w lib 1.1, Các hệ thống xử lý tệp truyền thống C ách tiếp cận tru v èn ih o n g đồi với hộ thống th ô n g Ún th n g chi tập n- trung v nhu cầu x u lý d ữ liệu c u a phịng