Đang tải... (xem toàn văn)
Untitled 3 LỜI GIỚI THIỆU Cơ sở dữ liệu là môn học cơ sở chuyên ngành quan trọng của chuyên ngành Công nghệ thông tin Mục đích của giáo trình Cơ sở dữ liệu này là nhằm chuẩn hóa tài liệu học tập cho s[.]
LỜI GIỚI THIỆU Cơ sở liệu môn học sở chuyên ngành quan trọng chuyên ngành Công nghệ thơng tin Mục đích giáo trình Cơ sở liệu nhằm chuẩn hóa tài liệu học tập cho sinh viên hệ cao đẳng nghề chuyên ngành CNTT, đồng thời tài liệu tham khảo chuyên ngành khác lĩnh vực Tin học Giáo trình giúp học viên tiếp cận vấn đề cốt lõi mặt lý thuyết: định nghĩa, khái niệm, hệ quả, định lý, giải thuật, từđó áp dụng vào tốn thực tế thiết kế chuẩn hóa sở liệu nói riêng thiết kế hệ thống thơng tin nói chung Giáo trình khơng sâu vào việc chứng minh định lý mà trọng đến việc giải thích ý nghĩa thực tế công thức lý thuyết để từ hướng dẫn học viên cách tiếp cận tư logic, nắm vững kỹ thuật tính tốn bước triển khai giải toán thực tế khía cạnh cơng nghệ Nội dung giáo trình chia làm chương: Chương 1: Giới thiệu khái niệm mơ hình sở liệu Tìm hiểu mơ hình thực thể kết hợp Chương II: Giới thiệu mơ hình liệu quan hệ, quy tắc chuyển đổi từ mơ hình ER sang mơ hình liệu quan hệ Ngồi chương cịn trình bày quy tắc, phép tốn ngơn ngữ đại số quan hệ Chương III: Trình bày ngôn ngữ truy vấn liệu quan hệ (SQL), chủ yếu câu lệnh truy vấn Select mệnh đề kết hợp với câu lệnh Chương IV: Khái lược ràng buộc toàn vẹn Chương V: Đi sâu vào số khái niệm như: phụ thuộc hàm, khóa, bao đóng, dạng chuẩn, Tìm hiểu giới thiệu số thuật tốn liên quan đến tìm khóa hay cách xác định dạng chuẩn cho lược đồ quan hệ Đây chương đóng vai trị quan trọng việc tư logic, giúp q trình thiết kế chuẩn hóa sở liệu rõ ràng xác Ngồi ra, giáo trình cịn trình bày thêm vấn đề thiết kế sở liệu kỹ thuật phân rã theo chuẩn chuẩn BC Sau chương có tập hướng dẫn tập tự làm Hy vọng sách tài liệu tham khảo hữu ích cho đồng nghiệp giảng dạy, nghiên cứu lĩnh vực có liên quan Rất mong nhận nhiều ý kiến đóng góp, trao đổi bạn đọc Xin chân thành cảm ơn! Hà Nam, ngày … tháng … năm 2020 “Ký ghi rõ họ tên” Biên soạn: Bùi Thị Thu Hằng MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU MỤC LỤC GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Mục tiêu môn học: Error! Bookmark not defined Giới thiệu: 10 Mục tiêu: 10 Nội dung chính: 10 Một số khái niệm 10 1.1 Định nghĩa sở liệu 10 1.2 Ưu điêm sở liệu 10 1.3 Các đặc trưng phương pháp sở liệu 11 1.4 Các đối tượng sử dụng CSDL 11 1.5 Hệ Quản Trị Cơ Sở Dữ Liệu (Data Base Management System) 11 1.6 Các Ứng Dụng Của Cơ Sở Dữ Liệu 12 Các mơ hình liệu 12 Mơ hình thực thể kết hợp 13 3.1 Thực Thể (entity) 13 3.2 Thuộc tính (attribute) 13 3.3 Loại thực thể (entity type) 13 3.4 Khoá (key) 14 Ví dụ 1.1: 14 Sinhvien 15 3.5 Mối kết hợp (relationship) 15 Bản số mối kết hợp: 15 BÀI TẬP THỰC HÀNH CỦA HỌC VIÊN 16 GỢI Ý BÀI TẬP 17 BÀI TẬP THAM KHẢO 17 Mục tiêu: 20 Nội dung chính: 20 1.1 Một số khái niệm 20 Thuộc tính 20 1.2 Lược Đồ Quan Hệ (relation schema) 21 1.3 Quan Hệ (relation) 21 1.4 Bộ (Tuple) 21 Chun mơ hình thực thê kêt hợp sang mơ hình liệu quan hệ 22 Ví dụ 2.1: 23 Ngôn ngữ đại số quan hệ 23 3.1 Phép Hợp quan hệ(Union) 23 3.2 Phép Giao quan hệ (Intersection) 24 3.3 Phép Trừ quan hệ (Minus) 24 3.4 Tích Decac quan hệ (Cartesian Product) 24 3.5 Phép chia quan hệ: 25 3.6 Phép Chiếu (projection) 26 3.7 Phép Chọn (Selection) 26 3.8 Phép - kết 27 Ai e Bj 27 3.9 Phép Kết Tự Nhiên (natural join) 27 BÀI TẬP THỰC HÀNH CỦA HỌC VIÊN 28 GỢI Ý BÀI TẬP 29 Giới thiệu: 31 Mục tiêu: 31 Nội dung chính: 31 Mở đầu 31 Mục đích chuân SQL 31 Một ngôn ngữ quan hệ chuân SQL mang lại lợi ích sau đây: 32 Kiêu liệu 32 Tìm thông tin từ cột bảng - Mệnh đề Select 34 Chọn dòng bảng - Mệnh đề Where 35 Sắp xếp dòng bảng - Mệnh đề Order by 37 Câu lệnh truy vấn lồng 38 Gom nhóm liệu - mệnh đề Group by 42 BÀI TẬP THỰC HÀNH CỦA HỌC VIÊN 43 BÀI TẬP THAM KHẢO 46 Giới thiệu: 48 Mục tiêu: 48 Nội dung chính: 48 Ràng buộc toàn vẹn 48 1.1 Khái niệm ràng buộc toàn vẹn 48 1.2 Các yếu tố ràng buộc toàn vẹn: 48 1.2.1 Điều kiện: 48 1.2.2 Bối cảnh: 49 1.2.3 Bảng tầm ảnh hưởng 49 Quy ước: 49 1.2.4 Hành động cần phải có phát có RBTV bị vi phạm: 50 Phân loại ràng buộc toàn vẹn: 50 Q1: Khach (MAKH, TENKH, DIACHIKH, DIENTHOAI) 50 Q2: Hang (MAHANG,TENHANG,QUYCACH, DVTINH) 50 Q3: Dathang (SODH,MAHANG, SLDAT, NGAYDH, MAKH) 51 Q4: Hoadon (SOHD, NGAYLAP, SODH, TRIGIAHD, NGAYXUAT) 51 Q5: Chitiethd (SOHD, MAHANG, GIABAN, SLBAN) 51 Q6: Phieuthu(SOPT, NGAYTHU, MAKH, SOTIEN) 52 2.1 Ràng buộc tồn vẹn có bối cảnh quan hệ 52 2.1.1 Ràng buộc toàn vẹn liên bộ: 52 2.1.2 Ràng buộc toàn vẹn miền giá trị: 52 2.1.3 Ràng buộc tồn vẹn liên thuộc tính: 55 2.2 Ràng buộc toàn vẹn có bối cảnh nhiều quan hệ: 55 2.2.1 Ràng buộc toàn vẹn khóa ngoại: 55 2.2.2 Ràng buộc toàn vẹn liên thuộc tính liên quan hệ: 55 2.2.3 Ràng buộc toàn vẹn liên liên quan hệ: 56 BÀI TẬP THỰC HÀNH CỦA HỌC VIÊN: 57 BÀI TẬP THAM KHẢO: 58 Giới thiệu: 58 Mục tiêu: 58 Nội dung chính: 59 Các vấn đề gặp phải tổ chức liệu: 59 Phụ thuộc hàm 59 2.1 Định nghĩa phụ thuộc hàm 59 2.2 Cách xác định phụ thuộc hàm cho lược đồ quan hệ 60 2.3 Một số tính chất phụ thuộc hàm - hệ luật dẫn Armstrong 60 Bao đóng tập phụ thuộc hàm bao đóng tập thuộc tính 61 3.1 Bao đóng tập phụ thuộc hàm F 61 3.2 Bao đóng tập thuộc tính X 62 3.3 Bài toán thành viên 62 3.4 Thuật tốn tìm bao đóng tập thuộc tính 63 Khóa lược đồ quan hệ - số thuật tốn tìm khóa 64 4.1 Định nghĩa khóa quan hệ 64 4.2 Thuật tốn tìm khóa lược đồ quan hệ 64 4.3 Thuật tốn tìm tất khóa lược đồ quan hệ 65 Phủ tối thiếu 66 5.1 Tập phụ thuộc hàm tương đương 66 5.2 Phủ tối thiếu 67 5.2.1 Phụ thuộc hàm có vế trái dư thừa: 67 5.2.2 Tập phụ thuộc hàm có vế phải thuộc tính: 67 5.2.3 Tập phụ thuộc hàm không dư thừa: 68 5.3 Thuật tốn tìm phủ tối thiêu 68 Dạng chuẩn lược đồ quan hệ 68 6.1 Một số khái niệm liên quan đến dạng chuẩn 68 6.2 Dạng chuẩn (First Normal Form) 69 6.3 Dạng chuân (Second Normal Form) 69 6.4 Dạng chuân (Third Normal Form) 70 6.5 Dạng chuẩn BCNF (Boyce Codd Normal Form) 72 BÀI TẬP THỰC HÀNH CỦA HỌC VIÊN: 75 BÀI TẬP THAM KHẢO: 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: Cở sở liệu Mã số môn học: MH 10; Thời gian môn học: 60 giờ; (lý thuyết: 20 giờ; thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập: 37 giờ; kiểm tra: giờ) I Vị trí, tính chất mơn học - Vị trí : mơn học Cơ sở liệu bố trí sau hoc xong mơn Tin học, lập trình bản, tốn ứng dụng - Tính chất : mơn học kỹ thuật sở, thuộc môn học, mô đun đào tạo sở II Mục tiêu môn học - Về kiến thức: + Hiểu khái niệm, thuật ngữ sở liệu; + Sử dụng ngôn ngữ truy vấn liệu quan hệ thành thạo; + Biết dạng chuẩn chuẩn hóa tốn sở liệu trước cài đặt; - Về kỹ năng: + Thực dạng chuẩn chuẩn hóa toán sở liệu trước cài đặt; + Vận dụng mơ hình liệu sở liệu quan hệ vào việc thiết kế sở liệu áp dụng cho toán cụ thể thực tế; - Về lực tự chủ trách nhiệm: + Có ý thức làm việc độc lập làm việc theo nhóm, giải cơng việc, vấn đề phức tạp đưa toán truy vấn liệu; + Đánh giá chất lượng sản phẩm kết thực thành viên nhóm sau hồn thành tập + Có trách nhiệm việc ứng dụng kiến thức tảng môn học nhằm phục vụ cho môn học sở chuyên ngành III Nội dung môn học Nội dung tổng quát phân phối thời gian : Thời gian Số TT Tên chương, mục Tổng số Lý thuyết Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập Chương 1: Tổng quan sở liệu Một số khái niệm Kiểm tra* (LT TH) Thời gian Số TT Tên chương, mục Tổng số Lý thuyết Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập Kiểm tra* (LT TH) 15 15 11 20 11 Các mơ hình liệu Mơ hình thực thể kết hợp Chương 2: Mơ hình liệu quan hệ Các khái niệm Chuyển mơ hình thực thể kết hợp sang mơ hình liệu quan hệ Ngơn ngữ đại số quan hệ Chương 3: Ngôn ngữ truy vấn liệu Mở đầu Tìm thơng tin từ cột – Mệnh đề Select Chọn dòng – Mệnh đề Where Sắp xếp dòng bảng – Mệnh đề Order by Câu lệnh truy vấn lồng Gom nhóm liệu – mệnh đề Group by Chương 4: Ràng buộc toàn vẹn Ràng buộc toàn vẹn Phân loại ràng buộc toàn vẹn Chương 5: Lý thuyết thiết kế sở liệu Các vấn đề gặp phải tổ chức liệu Các phụ thuộc hàm Bao đóng tập phụ thuộc hàm bao đóng tập thuộc tính Khóa lược đồ quan hệ - Một Thời gian Số TT Tên chương, mục Tổng số Lý thuyết Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập Kiểm tra* (LT TH) 60 20 37 số thuật tốn tìm khóa Phủ tối thiểu Dạng chuẩn lược đồ quan hệ Cộng: CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU Mã chương: MHCNTT 10.01 Giới thiệu: Bài học giới thiệu khái qt mơ hình liệu bản, thuật ngữ, khái niệm liên quan sở liệu Thông qua học người đọc hình dung vấn đề cần tiếp cận, khai thác môn học sở liệu Mục tiêu: - Trình bày sơ lược khái niệm sở liệu, mơ hình liệu - Trình bày chi tiết mơ hình thực thể kết hợp (ERD), phân tích liệu thiết kế mơ hình thực thể kết hợp - Thực thao tác an tồn với máy tính Nội dung chính: Một số khái niệm Mục tiêu: Trình bày sơ lược khái niệm sở liệu 1.1 Định nghĩa sở liệu Dữ liệu lưu trữ thiết bị lưu trữ theo cấu trúc để phục vụ cho nhiều người dùng với nhiều mục đích khác gọi sở liệu 1.2 Ưu điêm sở liệu - Giảm trùng lắp thơng tin xuống mức thấp bảo đảm tính qn tồn vẹn liệu - Đảm bảo liệu truy xuất theo nhiều cách khác - Khả chia sẻ thông tin cho nhiều người sử dụng 10 1.3 Các đặc trưng phương pháp sở liệu - Tính chia sẻ liệu: liệu chia sẻ nhiều người dùng hợp pháp - Tính giảm thiểu dư thừa liệu: Dữ liệu dùng chung cho nhiều phận lưu nơi theo cấu trúc thống - Tính tương thích: Việc loại bỏ dư thừa kéo theo hệ tương thích - Tính tồn vẹn liệu: Đảm bảo số ràng buộc toàn vẹn Khi người dùng chèn, xố, sửa ràng buộc phải kiểm tra chặc chẽ - Tính bảo mật liệu: Đảm bảo an toàn liệu bảo mật thơng tin quan trọng - Tính đồng liệu: Thông thường sở liệu nhiều người dùng truy cập đồng thời Cần có chế bảo vệ chống khơng tương thích - Tính độc lập liệu: Sự tách biệt cấu trúc mô tả liệu khỏi chương trình ứng dụng sử dụng liệu gọi độc lập liệu Điều cho phép phát triển tổ chức liệu mà không sửa đổi chương trình ứng dụng 1.4 Các đối tượng sử dụng CSDL Đối tượng sử dụng người khai thác sở liệu thông qua hệ quản trị CSDL Có thể phân làm ba loại đối tượng: Người quản trị CSDL, người phát triển lập trình ứng dụng, người dùng cuối như: Người quản trị CSDL: Là người hàng ngày chịu trách nhiệm quản lí bảo trì CSDL + Sự xác, tồn vẹn bảo mật liệu ứng dụng CSDL + Lưu trữ dự phòng phục hồi CSDL + Giữ liên lạc với người phát triển lập trình ứng dụng, người dùng cuối + Bảo đảm hoạt động hiệu CSDL hệ quản trị CSDL Người phát triển lập trình ứng dụng: người chuyên nghiệp lĩnh vực tin học có trách nhiệm thiết kế, tạo dựng bảo trì thơng tin cuối cho người dùng Người dùng cuối người không chuyên lĩnh vực tin học, họ chuyên gia lĩnh vực khác có trách nhiệm cụ thể công việc Họ khai thác CSDL thông qua chương trình (phần mềm ứng dụng) xây dựng người phát triển ứng dụng hay công cụ truy vấn hệ quản trị CSDL 1.5 Hệ Quản Trị Cơ Sở Dữ Liệu (Data Base Management System) Để giải tốt vấn đề mà cách tổ chức CSDL đặt nói trên, cần thiết phải có phần mềm chuyên dùng để khai thác chúng Những phần mềm gọi hệ quản trị CSDL Các hệ quản trị CSDL có nhiệm vụ hỗ trợ cho nhà phân tích thiết kế CSDL người khai thác CSDL Hiện thị trường phần mềm có hệ quản trị CSDL hỗ trợ nhiều tiện ích như: MS Access, Visual Foxpro, SQL Server, Oracle, 11 Mỗi hệ quản trị CSDL cài đặt dựa mô hình liệu cụ thể Dù dựa mơ hình liệu nào, hệ quản trị CSDL phải hội đủ yếu tố sau: - Ngôn ngữ giao tiếp người 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 người sử dụng cập nhật liệu (thêm/sửa/xố) Ngơn ngữ truy vấn liệu: cho phép người khai thác sử dụng để truy vấn thông tin cần thiết Cơ sở liệu Ngôn ngữ quản lý liệu: cho phép người quản trị hệ thống thay đổi cấu trúc bảng liệu, khai báo bảo mật thông tin cấp quyền hạn khai thác CSDL cho người sử dụng., -Từ điển liệu: Dùng để mô tả ánh xạ liên kết, ghi nhận thành phần cấu trúc CSDL, chương 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 thường sử dụng: thứ nhất: cấp quyền ưu tiên cho người sử dụng; thứ hai: Đánh dấu yêu cầu truy xuất liệu, phân chia thời gian, người có u cầu trước có quyền truy xuất liệu trước, - Hệ quản trị CSDL phải có chế lưu (backup) phục hồi (restore) liệu có cố xảy Điều thực sau thời gian định hệ quản trị CSDL tự động tạo CSDL, cách tốn kém, CSDL lớn - Hệ quản trị CSDL phải cung cấp giao diện thân thiện, dễ sử dụng 1.6 Các Ứng Dụng Của Cơ Sở Dữ Liệu Hiện nay, CSDL gắn liền với ứng dụng tin học; chẳng hạn việc quản lý hệ thống thông tin quan nhà nước, việc lưu trữ xử lý thông tin doanh nghiệp, lĩnh vực nghiên cứu khoa học, công tác giảng dạy, việc tổ chức thông tin đa phương tiện, Các mơ hình liệu Mục tiêu: Trình bày giới thiệu sơ lược mơ hình liệu Mơ hình liệu trừu tượng hố mơi trường thực Mỗi loại mơ hình liệu đặc trưng cho cách tiếp cận liệu khác nhà phân tích thiết kế CSDL Mỗi loại mơ hình liệu có ưu điểm mặt hạn chế nó, có mơ hình liệu trội nhiều người quan tâm nghiên cứu Sau điểm qua lịch sử phát triển mơ hình liệu - Vào năm sáu mươi, hệ CSDL đời dạng mơ hình thực thể kết hợp, mơ hình mạng mơ hình phân cấp - Vào năm bảy mươi, hệ thứ hai CSDL đời Đó mơ hình liệu quan hệ EF Codd phát minh Mơ hình có cấu trúc logic chặt chẽ Đây mơ hình sử dụng rộng khắp công tác quản lý phạm vi toàn cầu Việc nghiên cứu mơ hình liệu quan hệ nhằm vào lý thuyết chuẩn hố quan hệ cơng cụ quan trọng việc phân tích thiết kế hệ CSDL Mục đích nghiên cứu nhằm bỏ phần tử khơng bình thường quan hệ thực phép cập nhật, loại bỏ phần tử dư thừa - Sang thập kỷ tám mươi, mơ hình CSDL thứ ba đời, mơ hình sở liệu hướng 12 ... tiêu: Trình bày sơ lược khái niệm sở liệu 1.1 Định nghĩa sở liệu Dữ liệu lưu trữ thiết bị lưu trữ theo cấu trúc để phục vụ cho nhiều người dùng với nhiều mục đích khác gọi sở liệu 1.2 Ưu điêm sở liệu. .. Định nghĩa sở liệu 10 1.2 Ưu điêm sở liệu 10 1.3 Các đặc trưng phương pháp sở liệu 11 1.4 Các đối tượng sử dụng CSDL 11 1.5 Hệ Quản Trị Cơ Sở Dữ Liệu (Data... Cơ Sở Dữ Liệu Hiện nay, CSDL gắn liền với ứng dụng tin học; chẳng hạn việc quản lý hệ thống thông tin quan nhà nước, việc lưu trữ xử lý thông tin doanh nghiệp, lĩnh vực nghiên cứu khoa học, công