Untitled 3 SỞ LAO ĐỘNG THƢƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM GIÁO TRÌNH MÔN HỌC CƠ SỞ DỮ LIỆU NGHỀ CNTT (ỨNG DỤNG PHẦN MỀM) TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định số 234/QĐ CĐNHN[.]
SỞ LAO ĐỘNG THƢƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: CƠ SỞ DỮ LIỆU NGHỀ: CNTT (ỨNG DỤNG PHẦN MỀM) TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định số: 234/QĐ-CĐNHN ngày 05 tháng 08 năm 2020 Hiệu trưởng trường Cao đẳng Nghề Hà Nam) Hà Nam, năm 2020 TUYÊN BÓ BẢN QUYỀN: Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin đƣợc phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm MÃ TÀI LIỆU : MHCSDLMH10 LỜI GIỚI THIỆU Cơ sở liệu môn học sở chuyên ngành quan trọng chuyên ngành Công nghệ thông 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 nhƣ 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 cơng thức lý thuyết để từ hƣớng dẫn học viên cách tiếp cận tƣ logic, nắm vững kỹ thuật tính tốn nhƣ bƣớc triển khai giải tốn thực tế khía cạnh cơng nghệ Nội dung giáo trình đƣợc chia làm chƣơng: Chƣơng 1: Giới thiệu khái niệm mơ hình sở liệu Tìm hiểu mơ hình thực thể kết hợp Chƣơng II: Giới thiệu mơ hình liệu quan hệ, quy tắc chuyển đổi từ mơ hình ER sang mơ hình liệu quan hệ Ngồi chƣơng cịn trình bày quy tắc, phép tốn ngơn ngữ đại số quan hệ Chƣơng III: Trình bày ngơn ngữ truy vấn liệu quan hệ (SQL), chủ yếu câu lệnh truy vấn Select mệnh đề kết hợp với câu lệnh Chƣơng IV: Khái lƣợc ràng buộc toàn vẹn Chƣơng V: Đi sâu vào số khái niệm nhƣ: 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 lƣợc đồ quan hệ Đây chƣơng đóng vai trò quan trọng việc tƣ logic, giúp q trình thiết kế chuẩn hóa sở liệu đƣợc 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 chƣơng có tập hƣớng 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 đƣợc 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 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU 11 Một số khái niệm 11 1.1 Định nghĩa sở liệu 11 1.2 Ƣu điểm sở liệu 11 1.3 Những vấn đề mà CSDL cần phải giải 12 1.4 Các đối tƣợng sử dụng CSDL 12 1.5 Hệ quản trị CSDL 12 1.6 Các ứng dụng CSDL 13 Các mơ hình liệu 13 Mô hình thực thể kết hợp 14 3.1 Thực thể 14 3.2 Thuộc tính 14 3.3 Loại thực thể 14 3.4 Khoá 15 3.5 Mối kết hợp 16 BÀI TẬP THỰC HÀNH 17 Chƣơng 2: MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ 21 1.1 Các khái niệm 21 Thuộc tính 21 1.2 Lƣợc đồ quan hệ 22 1.3 Quan hệ 22 1.4 Bộ 22 Chuyển mơ hình thực thể kết hợp sang mơ hình liệu quan hệ ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………… 23 Ngôn ngữ đại số quan hệ 24 3.1 Phép hợp quan hệ 24 3.2 Phép giao quan hệ 25 3.3 Phép trừ quan hệ 25 3.4 Tích Decac quan hệ 25 3.5 Phép chia quan hệ 26 3.6 Phép chiếu 27 3.7 Phép chọn 27 3.8 Phép θ - kết 28 3.9 Phép kết tự nhiên 29 BÀI TẬP THỰC HÀNH 30 Chƣơng 3: NGÔN NGỮ TRUY VẤN DỮ LIỆU 32 Mở đầu 32 Tìm thơng tin từ cột bảng - Mệnh đề Select 35 Chọn dòng bảng - Mệnh đề Where 36 Sắp xếp dòng bảng - Mệnh đề Order by 38 Câu lệnh truy vấn lồng 39 Gom nhóm liệu - mệnh đề Group by 43 BÀI TẬP THỰC HÀNH 44 Chƣơng 4: RÀNG BUỘC TOÀN VẸN 49 Ràng buộc toàn vẹn 49 1.1 Khái niệm ràng buộc toàn vẹn 49 1.2 Các yếu tố ràng buộc toàn vẹn 49 Phân loại ràng buộc toàn vẹn 51 2.1 Ràng buộc tồn vẹn có bối cảnh quan hệ 52 2.2 Ràng buộc tồn vẹn có bối cảnh nhiều quan hệ 55 BÀI TẬP THỰC HÀNH 57 Chƣơng 5: LÝ THUYẾT THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU 58 Các vấn đề gặp phải tổ chức liệu 59 Các phụ thuộc hàm 59 2.1 Định nghĩa phụ thuộc hàm 59 2.2 Cách xác định phụ thuộc hàm cho lƣợc 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 lƣợc đồ quan hệ - Một số thuật toán tìm khóa 64 4.1 Định nghĩa khóa quan hệ 64 4.2 Thuật tốn tìm khóa lƣợc đồ quan hệ Q 64 4.3 Thuật tốn tìm tất khóa lƣợc đồ quan hệ 65 Phủ tối thiếu 66 5.1 Tập phụ thuộc hàm tƣơng đƣơng 66 5.2 Phủ tối thiếu 67 5.3 Thuật tốn tìm phủ tối thiêu 68 Dạng chuẩn lƣợc 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 chuẩn (Second Normal Form) 69 6.4 Dạng chuẩn (Third Normal Form) 70 6.5 Dạng chuẩn BC (Boyce codd Normal Form) 72 BÀI TẬP THỰC HÀNH 75 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên môn 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 đƣợc 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 đƣợc khái niệm, thuật ngữ sở liệu; + Sử dụng ngôn ngữ truy vấn liệu quan hệ thành thạo; + Biết đƣợc dạng chuẩn chuẩn hóa đƣợc toán sở liệu trƣớc cài đặt; - Về kỹ năng: + Thực đƣợc dạng chuẩn chuẩn hóa đƣợc tốn sở liệu trƣớc cài đặt; + Vận dụng đƣợc 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 đƣa toán truy vấn liệu; + Đánh giá chất lƣợng 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 chƣơng, mục Tổng số Lý thuyết Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập Chƣơng 1: Tổng quan sở liệu Một số khái niệm Kiểm tra* (LT TH) Thời gian Số TT Tên chƣơng, 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 Chƣơng 2: Mơ hình liệu quan hệ Các khái niệm Chuyển mơ hình thực thể kết hợp sang mơ hình liệu quan hệ Ngôn ngữ đại số quan hệ Chƣơng 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 Chƣơng 4: Ràng buộc toàn vẹn Ràng buộc toàn vẹn Phân loại ràng buộc toàn vẹn Chƣơng 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 lƣợc đồ quan hệ - Một 10 Thời gian Số TT Tên chƣơng, 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 lƣợc đồ quan hệ Cộng: CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU Mã chƣơng: MHCSDL 10.01 Giới thiệu: Bài học giới thiệu khái qt mơ hình liệu bản, thuật ngữ, khái niệm liên quan sở liệu Thơng qua học ngƣời đọc hình dung đƣợc vấn đề cần tiếp cận, khai thác môn học sở liệu Mục tiêu: - Trình bày sơ lƣợc khái niệm sở liệu, mơ hình liệu - Trình bày chi tiết mơ hình thực thể kết hợp (ERD), phân tích liệu thiết kế đƣợc 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 lƣợc khái niệm sở liệu 1.1 Định nghĩa sở liệu Dữ liệu đƣợc lƣu trữ thiết bị lƣu trữ theo cấu trúc để phục vụ cho nhiều ngƣời dùng với nhiều mục đích khác gọi sở liệu 1.2 Ƣu điểm sở liệu - Giảm trùng lắp thông tin xuống mức thấp bảo đảm đƣợc tính qn toàn vẹn liệu - Đảm bảo liệu truy xuất theo nhiều cách khác - Khả chia sẻ thông tin cho nhiều ngƣời sử dụng 11 1.3 Những vấn đề mà CSDL cần phải giải - Tính chia sẻ liệu: liệu đƣợc chia sẻ nhiều ngƣời dùng hợp pháp - Tính giảm thiểu dƣ thừa liệu: Dữ liệu dùng chung cho nhiều phận đƣợc lƣu nơi theo cấu trúc thống - Tính tƣơng thích: Việc loại bỏ dƣ thừa kéo theo hệ tƣơng thích - Tính tồn vẹn liệu: Đảm bảo số ràng buộc tồn vẹn Khi ngƣời dùng chèn, xố, sửa ràng buộc phải đƣợc kiểm tra chặc chẽ - Tính bảo mật liệu: Đảm bảo an tồn liệu bảo mật thông tin quan trọng - Tính đồng liệu: Thơng thƣờng sở liệu đƣợc nhiều ngƣời dùng truy cập đồng thời Cần có chế bảo vệ chống khơng tƣơng thích - Tính độc lập liệu: Sự tách biệt cấu trúc mơ tả liệu khỏi chƣơng trình ứng dụng sử dụng liệu gọi độc lập liệu Điều cho phép phát triển tổ chức liệu mà khơng sửa đổi chƣơng trình ứng dụng 1.4 Các đối tƣợng sử dụng CSDL Đối tƣợng sử dụng ngƣời khai thác sở liệu thông qua hệ quản trị CSDL Có thể phân làm ba loại đối tƣợng: Ngƣời quản trị CSDL, ngƣời phát triển lập trình ứng dụng, ngƣời dùng cuối nhƣ: Ngƣời quản trị CSDL: Là ngƣời hàng ngày chịu trách nhiệm quản lí bảo trì CSDL + Sự xác, toàn vẹn bảo mật liệu ứng dụng CSDL + Lƣu trữ dự phòng phục hồi CSDL + Giữ liên lạc với ngƣời phát triển lập trình ứng dụng, ngƣời dùng cuối + Bảo đảm hoạt động hiệu CSDL hệ quản trị CSDL Ngƣời phát triển lập trình ứng dụng: ngƣời chuyên nghiệp lĩnh vực tin học có trách nhiệm thiết kế, tạo dựng bảo trì thơng tin cuối cho ngƣời dùng Ngƣời dùng cuối ngƣời không chuyên lĩnh vực tin học, họ chuyên gia lĩnh vực khác có trách nhiệm cụ thể cơng việc Họ khai thác CSDL thơng qua chƣơng trình (phần mềm ứng dụng) đƣợc xây dựng ngƣời phát triển ứng dụng hay công cụ truy vấn hệ quản trị CSDL 1.5 Hệ quản trị CSDL 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 hệ quản trị CSDL hỗ trợ đƣợc nhiều tiện ích nhƣ: MS Access, Visual Foxpro, SQL Server, Oracle, 12 ... nghiêm cấm MÃ TÀI LIỆU : MHCSDLMH10 LỜI GIỚI THIỆU Cơ sở liệu môn học sở chuyên ngành quan trọng chuyên ngành Công nghệ thông tin Mục đích giáo trình Cơ sở liệu nhằm chuẩn hóa tài liệu học tập cho... Mục tiêu: Trình bày sơ lƣợc khái niệm sở liệu 1.1 Định nghĩa sở liệu Dữ liệu đƣợc lƣu trữ thiết bị lƣu trữ theo cấu trúc để phục vụ cho nhiều ngƣời dùng với nhiều mục đích khác gọi sở liệu 1.2... ba đời, mơ hình sở liệu hƣớng đối tƣợng, mơ hình sở liệu phân tán, mơ hình sở liệu suy diễn, Trong phần sau đây, trình bày mơ hình liệu tiêu biểu để thiết kế (bƣớc đầu) ứng dụng tin học, mơ hình