BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Sinh viên Bùi Đình Tuấn Đạt Giảng viên hướng dẫn TS Lê Văn Phùng HẢI PHÒNG – 2021 BỘ GIÁ[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CƠNG NGHỆ HẢI PHỊNG - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH : CÔNG NGHỆ THƠNG TIN Sinh viên : Bùi Đình Tuấn Đạt Giảng viên hướng dẫn: TS Lê Văn Phùng HẢI PHÒNG – 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CƠNG NGHỆ HẢI PHỊNG - MƠ HÌNH THIẾT KẾ CSDL QUAN HỆ MỨC LOGIC DỰA TRÊN PHƯƠNG PHÁP “BLANPRE” VÀ ỨNG DỤNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Sinh viên : Bùi Đình Tuấn Đạt Giảng viên hướng dẫn: TS Lê Văn Phùng HẢI PHÒNG – 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên: Bùi Đình Tuấn Đạt Lớp : CT2001C Ngành : Cơng nghệ thơng tin Mã SV: 1612111010 Tên đề tài: Mơ hình thiết kế CSDL quan hệ mức logic dựa phương pháp “Blanpre” ứng dụng NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp - Tìm hiểu Mơ hình thiết kế CSDL quan hệ mức logic - Tìm hiểu phương pháp “Blanpre” - Xây dựng CSDL áp dụng phương pháp “Blanpre” ứng dụng quản lý cung đường địa bàn TP Hải Phòng Các tài liệu, số liệu cần thiết - Tài liệu tham khảo CSDL - Tài liệu tham khảo phương pháp phân tích thiết kế hệ thống thông tin - Tài liệu tham khảo quản lý thông tin cung đường Địa điểm thực tập tốt nghiệp - Công ty Cổ Phần Thiết Bị Điện, Điện Tử - Bách Khoa CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Họ tên : Lê Văn Phùng Học hàm, học vị : Tiến sĩ Cơ quan công tác : Viện Công nghệ Thông tin, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Nội dung hướng dẫn: - Tìm hiểu Mơ hình thiết kế sở liệu quan hệ mức logic - Tìm hiểu phương pháp “Blanpre” để thiết kế sở liệu quan hệ cho ứng dụng - Xây dựng sở liệu theo phương pháp “Blanpre” viết chương trình thử nghiệm ứng dụng quản lý cung đường địa bàn TP Hải Phòng Đề tài tốt nghiệp giao ngày 18 tháng 10 năm 2021 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày 30 tháng 12 năm 2021 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Giảng viên hướng dẫn Sinh viên TS.Lê Văn Phùng Hải Phòng, ngày tháng TRƯỞNG KHOA năm 2021 CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TỐT NGHIỆP Họ tên giảng viên: Lê Văn Phùng Đơn vị công tác: Viện Công nghệ Thông tin, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Họ tên sinh viên : Bùi Đình Tuấn Đạt Ngành: Cơng nghệ Thơng tin Nội dung hướng dẫn: - Tìm hiểu Mơ hình thiết kế sở liệu quan hệ mức logic - Tìm hiểu phương pháp “Blanpre” để thiết kế sở liệu quan hệ cho ứng dụng - Xây dựng sở liệu theo phương pháp “Blanpre” viết chương trình thử nghiệm ứng dụng quản lý cung đường địa bàn TP Hải Phòng Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp - Học sinh có tinh thần cố gắng cao trình làm đồ án tốt nghiệp, từ sưu tập tài liệu, tìm hiểu tài liệu, tổng hợp tư liệu, phân tích số liệu thực tế nơi ứng dụng - Đảm bảo tiến độ thực đồ án theo quy định nhà trường hướng dẫn giáo viên hướng dẫn Đánh giá chất lượng đồ án/khóa luận (so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T T.N mặt lý luận, thực tiễn, tính toán số liệu…) - Đồ án tốt nghiệp sinh viên đáp ứng đầy đủ vấn đề cốt yếu nội dung đề tài theo yêu cầu đề cương đồ án tốt nghiệp đặt - Phần lý thuyết đáp ứng yêu cầu tổng quan kiến thức chung tìm hiểu sâu kiến thức hẹp để áp dụng thực tế - Phần thực hành thử nghiệm lập trình cịn đơn giản thể khả vận dụng kiến thức học vào giải toán thực tế 3 Ý kiến giảng viên hướng dẫn tốt nghiệp Đạt V Khơng đạt Điểm:…………… Hải Phịng, ngày 22 tháng 12 năm 2021 Giảng viên hướng dẫn TS Lê Văn Phùng CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN CHẤM PHẢN BIỆN Họ tên giảng viên: …………………………………………………………………… Đơn vị công tác: ……………………………………………………………………… Họ tên sinh viên: ……………………………… Ngành: …………………………… Đề tài tốt nghiệp:……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… … Phần nhận xét giảng viên chấm phản biện Những mặt hạn chế vi Ý kiến giảng viên chấm phản biện Đạt Khơng đạt Điểm:…………… Hải Phịng, ngày … thỏng … năm 2021 Giảng viên chấm phản biện vii LỜI CẢM ƠN Em xin cảm ơn chân thành đến tồn thể thầy trường Đại Học Quản lý Cơng nghệ nói chung thầy khoa Cơng nghệ thơng tin nói riêng, người tận tình hướng dẫn, dạy dỗ trang bị cho em kiến thức bổ ích năm vừa qua Em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy cô khoa công nghệ thông tin đặc biệt thầy giáo Ts Lê Văn Phùng, người tận tình hướng dẫn, trực tiếp bảo tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình làm đồ án tốt nghiệp Sau em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới ngƣời bạn động viên, cổ vũ đóng góp ý kiến trình học tập, nghiên cứu trình làm đồ án tốt nghiệp Bên cạnh đó, cịn nhiều hạn chế kiến thức kinh nghiệm nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót, kính mong quý thầy cô, anh chị, bạn bè bảo thêm Em xin chân thành cảm ơn! Hải Phòng, ngày tháng năm 2021 Sinh viên Bùi Đình Tuấn Đạt MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ 1.1 Cơ sở liệu 1.1.1 Các khái niệm chung 1.1.2 Mơ hình liệu mơ hình liệu quan hệ 1.2 Phụ thuộc hàm thiết kế logic sở liệu quan hệ 1.2.1 Khái niệm phụ thuộc hàm 1.2.2 Các thuật tốn xác định bao đóng khóa sơ đồ quan hệ s= 1.2.3 Các dạng chuẩn thuật toán liêu quan 12 1.2.4 Chiến lược thiết kế logic sở liệu quan hệ .14 CHƯƠNG 20 MƠ HÌNH THIẾT KẾ CSDL QUAN HỆ MỨC LOGIC DỰA TRÊN PHƯƠNG PHÁP BLANPRE 20 2.1 Ý nghĩa thiết kế CSDL mức logic .20 2.2 Khuôn cảnh chung bước thiết kế CSDL mức logic 20 2.3 Xây dựng mơ hình khái niệm liệu phương pháp Blanpre 22 2.3.1 Ý tưởng mơ hình 22 2.3.2 Quy trình thiết kế 22 2.3.3 Ví dụ .23 2.4 Chuyển mơ hình khái niệm liệu sang mơ hình liệu mức logic .31 2.4.1 Kỹ thuật chuyển mơ hình khái niệm liệu hệ lược đồ quan hệ 31 2.4.2 Kỹ thuật chuẩn hóa 31 2.4.3 Kỹ thuật chuyển từ hệ lược đồ quan hệ sang sơ đồ E_R (ERD - mơ hình liệu mức logic) 33 CHƯƠNG 35 ỨNG DỤNG THIẾT KẾ CSDL VỀ THÔNG TIN CÁC CUNG ĐƯỜNG BỘ TRÊN ĐỊA BÀN TP HẢI PHÒNG 35 3.1 Bài toán quản lý thông tin cung đường địa bàn TP Hải Phòng 35 3.2 Những phần mềm hỗ trợ 35 3.3 Thuật toán sử dụng xác định liệu đầu vào .36 3.3.1 Thuật toán sử dụng 36 3.3.2 Dữ liệu đầu vào 36 3.4 Nội dung kết thử nghiệm 38 3.4.1 Nội dung thiết kế sở liệu cung đường TP Hải Phịng 38 3.4.2 Giới thiệu chương trình 55 KẾT LUẬN 62 Kết đạt đồ án 62 Những hạn chế 62 Hướng phát triển 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1 Phân lớp dạng chuẩn 14 Hình 2.1 Sơ đồ khuôn cảnh chung bước thiết kế CSDL mức logic [3] .22 Hình 2.2 Mơ hình khái niệm liệu 30 Hình 3.1 Mơ hình khái niệm liệu tốn quản lý cung đường giao thơng .47 Hình 3.2 Mơ hình Thực thể- Mối quan hệ (Mơ hình E_R) tốn quản lý cung đường giao thơng: .50 Hình 3.3 Giao diện form đăng nhập 57 Hình 3.4 Giao diện form quản lý thông tin cung đường 58 Hình 3.5 Giao diện form quản lý thơng tin bảo trì 59 Hình 3.6 Giao diện form quản lý thông tin người dùng 60 Hình 3.7 Giao diện form tìm kiếm thơng tin cung đường 60 DANH SÁCH BẢNG Bảng 1.1 Quan hệ THISINH Bảng 1.2 Quan hệ trình độ ngoại ngữ 12 Bảng 2.1 Ma trận Blanpre 24 Bảng 2.2 Ma trận Blanpre rút gọn 25 Bảng 2.3 Ma trận phụ thuộc hàm Blanpre 27 Bảng 3.1 Cấu trúc bảng QUAN .52 Bảng 3.2 Cấu trúc bảng DUONG 52 Bảng 3.3 Cấu trúc bảng LOAIMADUONG 53 Bảng 3.4 Cấu trúc bảng KIEUDUONG 53 Bảng 3.5 Cấu trúc bảng TOCHUCGIAOTHONG 53 Bảng 3.6 Cấu trúc bảng MUCDOHUHONG 54 Bảng 3.7 Cấu trúc bảng LOAIBAOTRI 54 Bảng 3.8 Cấu trúc bảng DONVITHICONG 54 Bảng 3.9 Cấu trúc bảng THONGTINBAOTRI 55 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ 1.1 Cơ sở liệu 1.1.1 Các khái niệm chung Dữ liệu bao gồm số, kí tự, văn bản, hình ảnh, đồ họa, âm thanh, đoạn phim, có giá trị người sử dụng chúng lưu trữ, xử lý máy tính [5] Cơ sở liệu xác định sưu tập liệu có liên quan logic với nhau; tổ chức xếp theo cách hệ ứng dụng đơn vị/cơ quan cụ thể sử dụng 1.1.2 Mơ hình liệu mơ hình liệu quan hệ 1.1.2.1 Mơ hình liệu Mơ hình liệu cách biểu diễu cấu trúc liệu cho sở liệu dạng khái niệm Các cấu trúc liệu bao gồm đối tượng liệu, mối liên hệ liệu, ngữ nghĩa liệu ràng buộc đối tượng liệu [5] Có loại mơ hình sở liệu: Mơ hình sở liệu mức quan niệm - Là mơ hình mô tả liệu giới thực gắn với hoạt động nghiệp vụ tổ chức sử dụng - Mô tả cấu trúc mối liên hệ đơn vị thông tin - Là phương tiện để giao tiếp với người sử dụng nhằm xác định đắn đầy đủ yêu cầu thơng tin hệ thống - Hồn tồn độc lập với hệ quản trị liệu cách thức sử dụng - Cung cấp khái niệm gắn liền với cách cảm nhận liệu người sử dụng Nó tập trung vào chất logic biểu diễn liệu, quan tâm đến biểu diễn, không quan tâm đến cách biểu diễn - Mơ hình khái niệm mơ hình E_R Mơ hình E_R dùng để mơ tả cấu trúc logic tổng thể (lược đồ) sở liệu hình ảnh (đặc tả) Người ta quan niệm giới thực bao gồm tập E R Trong đó, E “sự vật”/ “đối tượng” tức thực thể giới thực phải phân biệt được, cịn R mối quan hệ (relationship) nhóm thực thể [6] Mơ hình sở liệu mức logic: - Cung cấp khái niệm cho người sử dụng khơng xa so với cách tổ chức liệu máy tính Chúng che dấu số chi tiết việc lưu trữ liệu cài đặt trực tiếp hệ thống máy tính Mơ hình liệu logic cho hệ quản trị sở liệu: - Mô tả liệu cách sử dụng ký hiệu tương ứng với mơ hình liệu mà hệ quản trị sở liệu xây dựng - Có loại mơ hình liệu logic: mơ hình liệu phân cấp, mạng, quan hệ, hướng đối tượng - Hiện nay, tổ chức theo mơ hình liệu quan hệ chủ yếu Mơ hình sở liệu mức vật lý: - Cung cấp khái niệm mô tả chi tiết việc liệu lưu trữ máy 1.1.2.2 Mơ hình liệu quan hệ Mơ hình liệu quan hệ Cold đề xuất năm 1970 Nó tạo cách mạng lĩnh vực sở liệu nhanh chóng thay mơ hình liệu trước [5] Mơ hình liệu quan hệ tương đối đơn giản dễ hiểu Mơ hình liệu quan hệ mơ hình liệu mà cốt lõi sở liệu quan hệ Một sở liệu quan hệ tập nhiều quan hệ, quan hệ bảng Mơ hình quan hệ sử dụng tập bảng để biểu diễn liệu mối liên hệ liệu Bảng có n cột cột có tên Những sở liệu quan hệ thơng dụng sử dụng ngôn ngữ SQL (Structured Query Language) 1.2 Phụ thuộc hàm thiết kế logic sở liệu quan hệ 1.2.1 Khái niệm phụ thuộc hàm Khái niệm phụ thuộc hàm quan hệ quan trọng việc thiết kế mơ hình liệu Năm 1970, E.F Cold mô tả phụ thuộc hàm mơ hình liệu quan hệ, nhằm giải việc phân rã không thông tin [1,5] Cho R = {a1, a2, , an} tập thuộc tính, r = {h1, h2 , , hm} quan hệ R, A,B R (A, B tập cột hay tập thuộc tính) Khi ta nói A xác định f → B) nếu: ( h , h r hàm cho B hay B phụ thuộc hàm vào A r ( ký pháp A ⎯⎯ i j r) (( a A) ( hi (a) = hj (b)) (b B) ( hi(b) = hj(b))) nghĩa đối số trùng f → B} Lúc F r hàm có giá trị Đặt Fr= {(A,B) : A, B R, A ⎯⎯ r gọi họ đầy đủ phụ thuộc hàm r Nhận xét : Ta thấy B mà phụ thuộc hàm vào A, hai dịng mà giá trị tập thuộc tính A mà cặp một, kéo theo giá trị tập thuộc tính B phải cặp Ví dụ: Xét quan hệ [4]: Bảng 1.1 Quan hệ THISINH SBD Hoten Diachi Tinh Khuvuc PD711001 Nguyễn Thái Bình 12 Bản Nhàn Lạng Sơn PD711002 Trần Nam Ninh Kim mã Hà Nội PD711003 Lê Thanh Hoa 53 Hai Bà Trưng Hà Nội PD711004 Vũ Thúy Hồng 89 Đồng Đăng Lạng Sơn PD711005 Phạm Như Thúy 40 Trần Hưng Đạo Hải Dương Trong quan hệ THISINH, dựa vào định nghĩa phụ thuộc hàm quan hệ ta có: {tinh} ->{khuvuc}; {sbd}-> {hoten, diachi, tinh, khuvuc} Ý nghĩa: Khái niệm phụ thuộc hàm miêu tả loại ràng buộc (phụ thuộc liệu) xảy tự nhiên tập thuộc tính 1.2.2 Các thuật tốn xác định bao đóng khóa sơ đồ quan hệ s= Một số thuật toán liên quan đến bao đóng Một vấn đề thường xuyên xảy sơ đồ quan hệ cho trước (s =), phụ thuộc hàm A-> B, muốn biết A-> B có phần tử F+ hay không Để trả lời câu hỏi cần tính bao đóng F+ tập phụ thuộc hàm F Tuy nhiên tính F+ trường hợp tổng quát khác tốn thời gian tập phụ thuộc hàm F+ lớn cho dù F nhỏ Chẳng hạn, F ={A-> B1, A-> B2, A ->Bn}, F+ bao gồm phụ thuộc hàm A->Y với Y {B1 B2 Bn}, ta có 2n tập Y Trong việc tính bao đóng tập thuộc tính A lại khơng khó Theo kết trình bay việc kiểm tra A->B F+ tính A+ [1,5,6] Thuật tốn Tính bao đóng tập thuộc tính tập phụ thuộc hàm sơ đồ quan hệ Vào: s = sơ đồ quan hệ Trong đó: R= (a1, a2, an) tập hữu hạn thuộc tính F tập phụ thuộc hàm A R Ra: A+ bao đóng A F Nhớ A+ = {a: A->{a} F+} A->B F+ B A+ Phương pháp : Lần lượt tính tập thuộc tính A0, A1 sau: 1.A0 = A 2.Ai = Ai-1 {a} (C->D) F, {a} D C Ai-1 3.Rõ ràng A = A0 A1 Ai R hữu hạn nên tồn i cho: Ai = Ai+1 Khi thuật toán dừng Ai A+ Ví dụ: Xét sơ đồ quan hệ s= Trong : F= {c} → {t} {h,r} → {c} {h,t} → {r} {c,s} → {g} {h,s} → {r} R = {c, t, h, r, s, g} Tính {h, r}+ ? A0 = {h, r} A1 = {h, r, c} {h, r} -> {c} F A2 = {h, r, c, t} {c}-> {t} F A3 = {h, r, c, t} = A2 Vậy {h, r}+ = {h, r, c, t} Một số thuật toán liên quan đến khóa Khi giải tốn thông tin quản lý, người ta thường sử dụng hệ quản trị sở liệu mà chứa sở liệu quan hệ Các phép xử lý bài tốn thường tìm kiếm ghi sau thêm ghi mới, thay đổi nội dung ghi xóa ghi Trong thao tác trên, việc tìm kiếm ghi quan trọng Muốn tìm ghi file liệu phải xây dựng khóa file liệu Việc tìm khóa tìm khóa tối thiểu Thuật tốn tìm khóa tối thiểu cho sơ đồ quan hệ [3]: Input: Sơ đồ quan hệ s = Trong : F tập phụ thuộc hàm R = {a1, an} tập thuộc tính Output: K tối thiểu s Phương pháp: Tìm liên tiếp tập thuộc tính K0, K1, Kn sau: K0 = R = {a1, an} 10 Ki = K i−1 K i−1 − {a i } Ki-1 Ki-1 – {ai} R F+ Ki-1 – {ai} ngược lại K = Kn khóa tối thiểu Ta dùng công thức tương đương: Nếu {Ki-1 - ai}+ = R Nếu ngược lại Nhận xét: - Thay đổi thứ tự thuộc tính R thuật tốn tìm khóa tối thiểu khác - Nếu biết A khóa đặt K0 = A, ta tìm khóa tối thiểu thời giàn tìm nhanh Ví dụ : Giả sử s = lược đồ quan hệ đó: R = {a, b, c, d} F = {{a,b} {d}, {c} } Tìm khóa tối thiểu sơ đồ quan hệ Áp dụng thuật tốn ta có: + K0 = R = {a, b, c, d} + Tính K1 Xét K1 = K0 – {a} = {b, c, d} {b, c, d}+ = {b, c, d} R Vậy K1 = {a, b, c, d} (K1 = K0) + Tính K2 Xét K2 = K1 – {b} = {a, c,d} {a, c,d}+ = {a, b, c, d} = R Vậy K2 = {a, c, d} + Tính K3 Xét K3 = K2 – {c} = {a,d} {a,d}+ = {a, d} R 11 ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CƠNG NGHỆ HẢI PHỊNG - MƠ HÌNH THIẾT KẾ CSDL QUAN HỆ MỨC LOGIC DỰA TRÊN PHƯƠNG PHÁP “BLANPRE” VÀ ỨNG DỤNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH... TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên: Bùi Đình Tuấn Đạt Lớp : CT2001C Ngành : Công nghệ thông tin Mã SV: 1612111010 Tên đề tài: Mơ hình thiết kế CSDL quan hệ mức logic dựa phương pháp “Blanpre” ứng dụng. .. cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp - Tìm hiểu Mơ hình thiết kế CSDL quan hệ mức logic - Tìm hiểu phương pháp “Blanpre” - Xây dựng CSDL áp dụng phương pháp “Blanpre” ứng dụng quản lý cung đường