Tài Liệu môn HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU
CHƯƠNG 10 Phân rã lược đồ NN HeCSDL Nội dung Phân rã lược đồ Phân rã không mát thơng tin Phân rã bảo tồn phụ thuộc hàm Các giải thuật phân rã NN HeCSDL Mục đích phân rã lược đồ quan hệ Được xem công cụ bổ sung vào phương pháp ER để loại trừ dư thừa liệu Phụ thuộc hàm xem khái qt hóa ràng buộc (key constraint) Các FD dùng để xác định dạng chuẩn (normal form) Việc phân rã lược đồ dựa theo dạng chuẩn Lý thuyết phân rã cịn gọi lý thuyết chuẩn hóa 3NN HeCSDL Tính chất phân rã lược đồ Vì chuẩn BCNF gần không dư thừa chuẩn 3NF có dư thừa hạn chế, nên việc phân rã lược đồ hướng đến hai dạng 4NN HeCSDL Phân rã lược đồ – Decomposition… Phân rã lược đồ R = (U,F) với U tập thuộc tính, F tập phụ thuộc hàm cho tập hợp lược đồ R1 = (U1,F1) R2= (U2, F2)… Rn = (Un,Fn) Sao cho thỏa mãn điều kiện sau: U n U U= i =1 i F suy dẫn Fi với i = 1, ,n 5NN HeCSDL …Phân rã lược đồ Phân rã lược đồ dẫn đến việc phân rã quan hệ Phân rã quan hệ r lược đồ R, cho tập hợp quan hệ πU1(r) rn = πUn(r) r1 = r2 = πU2(r),… 6NN HeCSDL Phân rã không mát thông tin(Lossless decomposition) Khảo sát quan hệ r phân rã r1,…, rn Sau phân rã, CSDL khơng cịn lưu trữ quan hệ r mà lưu lại quan hệ chiếu r1, , rn CSDL phải có khả khôi phục lại quan hệ gốc r từ quan hệ chiếu Nếu không khôi phục lại quan hệ r việc phân rã khơng biểu diễn thông tin với CSDL gốc Phân rã mát (lossy decomposition) 7NN HeCSDL Phân rã kết nối không mát thông tin (Lossless-join decomposition) Phân rã lược đồ R = (U,F) thành tập hợp lược đồ R1 = (U1,F1) R2= (U2, F2)… Rn = (Un,Fn) Không mát (lossless) thông tin với thể (instance) hợp lệ r lược đồ R r = r1 r2 … rn Với r1 = πU1(r) r2 = πU2(r),… rn = πUn(r) 8NN HeCSDL Ví dụ phân rã… Cho quan hệ r Phân rã thành quan hệ 9NN HeCSDL …Ví dụ phân rã Kết nối tự nhiên quan hệ phân rã này: Có khơng thuộc quan hệ gốc ban đầu 10NN HeCSDL 10 Mất mát bảo tồn tính chất phân rã: Lossless ( không thông tin) Dependency-preserving (bảo tồn phụ thuộc hàm) Tính chất quan trọng hơn??? Lossless bắt buộc (mandatory) dependency-preserving tùy chọn (optional) 24NN HeCSDL 24 Giải thuật phân rã BCNF… R=(U,F) lược đồ quan hệ không chuẩn BCNF Giải thuật: thực lặp lại việc phân chia R thành lược đồ nhỏ cho lược đồ có FD vi phạm BCNF Giải thuật kết thúc tất lược đồ kết dạng BCNF 25NN HeCSDL 25 …Giải thuật phân rã BCNF Input R = (U,F) Decomposition = R While có lược đồ S= (V,F’) Decomposition khơng phải BCNF /* Nếu có F1: X Y ∈ F’, với X ∪ Y ⊆ V, vi phạm BCNF, dùng FD để phân rã */ Thay S Decomposition với S1 = (XY, F1) Và S2=( (S-Y), F2) F2 FD từ F’F1 End Return Decomposition 26NN HeCSDL 26 Ví dụ 1… Cho lược đồ R(CSJDPQV) C khóa Tập phụ thuộc hàm {C SJDPQV; JP C ; SD P;J S} Do SD P vi phạm chuẩn BCNF nên tách thành lược đồ R1(SDP) dạng chuẩn BCNF R2(CSJDQV): J S vi phạm chuẩn BCNF nên tiếp tục phân rã R2 thành lược đồ R21(JS) R22(CJDQV) 27NN HeCSDL 27 …Ví dụ Phân rã có bảo tồn phụ thuộc hàm khơng??? Khơng HeCSDL 28NN 28 V í dụ … Cho R= (U,F), U={ABCDEFGH}, F= {ABH C, A DE, BGH F, F ADH, BH GE} Tìm FD vi phạm BCNF (ABH)+ = U, ABH siêu khóa, ABH khơng vi phạm BCNF A DE vi phạm BCNF (A+ ≠ U) C Chia R thành R1 =(ADE, {A DE}) R2 = (ABCFGH,{ABH C, BGH F, F BH G}) HeCSDL 29 AH, 29NN …V í d ụ 2… Sau phân rã, ý đến phụ thuộc hàm gốc F ADH, BH GE Chia F ADH thành {F AH, F D} Chia BH GE thành {BH G, BH E} F D, BH E khơng có chỗ phân rã (vì khơng có ràng buộc có đủ thuộc tính cho FD này) Nhưng F D suy diễn từ F AH ∈ R2 A DE ∈ R1 BH E suy diễn dựa vào (BH)+ từ R1,R2 Phân rã R1,R2 bảo toàn phụ thuộc hàm 30NN HeCSDL 30 …V í d ụ HeCSDL R1 BCNF Với R2 = (ABCFGH,{ABH C, BGH F, F AH, BH G}) ABH C, BGH F không vi phạm BCNF (ABH, BGH siêu khóa) F AH vi phạm BCNF Phân rã R2 thành R21=(FAH, {F AH}) R22= (FBCG, {}) R21, R22 BCNF FD ABH C, BGH F BH G mặt khơng thể suy dẫn từ FD R21, R22 R1 Phân rã R2 khơng bảo tồn phụ thuộc hàm 31 31NN Nhận xét Việc phân rã R thành R1, R21, R22 Nếu FD: F ADH có R1= (FADH; {F ADH}) R2 = (FBCEG,{}) R1,R2 chuẩn BCNF số FD gốc bị mất, suy diễn 32NN HeCSDL 32 Đặc điểm giải thuật phân rã BCNF Khơng mát thơng tin Có thể khơng bảo tồn phụ thuộc hàm Là giải thuật không xác định (nondeterministic), phụ thuộc vào thứ tự FD chọn để xét phân rã 33NN HeCSDL 33 Phân rã thành dạng chuẩn BC (hay chuẩn 3) bảo tồn thơng tin NN HeCSDL 34 V í dụ Cho Q(CTHRSG), F={C->T;HR->C;HT->R;CS->G;HS->R} phân rã Q thành lược đồ đạt chuẩn bảo tồn thơng tin (thường đưa tập phụ huộc hàm phủ tối thiểu) NN HeCSDL 35 Phân rã vừa bảo tồn thơng tin vừa bảo tồn phụ thuộc hàm s NN HeCSDL 36 Ví dụ… Cho lược đồ Q (CTHRSG), F={C T,HR C,TH R,CS G,HS R}.Hãy phân rã Q thành lược đồ vừa bảo tồn thơng tin vừa bảo toàn phụ thuộc hàm Tập phụ thuộc hàm phủ tối thiểu Khơng có phụ thuộc hàm liên quan tới tất thuộc tính Khơng có thuộc tính khơng xuất tất phụ thuộc hàm Từ phụ thuộc hàm tạo lược đồ Q1(CT), Q2(HRC), Q3(THR), Q4(CSG), Q5(HSR) Khóa Q HS Chứa khóa Q Dừng thuật tốn, khơng cần phải thêm Q6(HS) NN HeCSDL 37 …V í d ụ NN HeCSDL 38 ... rã… Cho quan hệ r Phân rã thành quan hệ 9NN HeCSDL …Ví dụ phân rã Kết nối tự nhiên quan hệ phân rã này: Có khơng thuộc quan hệ gốc ban đầu 10NN HeCSDL 10 Phân rã không mát thông tin Thực tế nhận... rã, CSDL khơng cịn lưu trữ quan hệ r mà lưu lại quan hệ chiếu r1, , rn CSDL phải có khả khôi phục lại quan hệ gốc r từ quan hệ chiếu Nếu không khôi phục lại quan hệ r việc phân rã khơng biểu diễn... phân rã quan hệ Phân rã quan hệ r lược đồ R, cho tập hợp quan hệ πU1(r) rn = πUn(r) r1 = r2 = πU2(r),… 6NN HeCSDL Phân rã không mát thông tin(Lossless decomposition) Khảo sát quan hệ r phân rã