Giáo trình hệ cơ sở dữ liệu trung tâm công nghệ thông tin

Giáo trình SỞ DỮ LIỆU Trong Chương MƠ HÌNH QUAN HỆ I NGUN NHÂN RA ĐỜI CỦA MƠ HÌNH ỌUAN HÊ (RELATIONAL MODEL) Trong nhiều năm, cơng nghệ tính tốn thơng tin phát triển từ hệ thống lớn, đắt tiền, độc quyền đến hệ thống mở mạnh không đắt tiền Sự phát triển mang lại lợi ích to lớn cho người díing cuối phát triển gói ứng dụng số xử lý văn bản, bảng tính điện tử, văn phòng xuất hệ quản lý sở dừ liệu, máy tính trợ giúp cơng nghệ phần mềm Trước máy tính hóa sở dừ liệu đươc giới thiệu, liệu đuỢc lưu trữ theo kiểu điện tử thành nhiều tập tin riêng biệt sử dụng hệ tập tin (từ sau ta gọi hệ tập tin theo lôi cũ) Những tập tin xử lý ngôn ngữ hệ thứ ba COBOL, FORTRAN, PASCAL BASIC để tạo giải pháp cho vân đề doanh nghiệp Mỗi ứng dụng, chẳng hạn hệ tính lương, hệ kho hay hệ thống kế tốn có tập tập tin riêng chứa liệu riêng Các ứng dụng tạo ba vấn đề sau: Có liên kết chặt chẽ cấu trúc luận lý cấu trác vật lý tập tin chương trình ứng dụng khai thác chúng Điều khiến việc tạo nên ứng dụng khó khăn, tốn nhiều thời gian mà tốn bảo trì hệ thống Có du" thừa liệu lớn qua việc tiìmg lắp tập tin ứng dụng khác Điều tạo vấn đề như: liệu thiếu quán, không gian đìa bị lãng plií, thời gian bảo trì lưu phòng hờ tập tin gia tăng, vấn đề quản trị không trọng bảo mật tổ chức liệu thiếu thống Một ví dụ điển hình trùng lắp liệu là: Hệ quản lý nguồn nhân lực bao gồm ba hệ chính: Hệ lương, hệ trì ngày cơng lương cho tất nhân viên Hệ nhân sự, hệ trì lý lịch cá nhân, dử liệu tổ chức, cơng việc đào tạo vị trí thăng tiến Hệ hưu hệ quản trị qui tắc liên quan đến nghỉ hưu, loại nghỉ hưu Chi tiết hưu nhân viên Vấn đề phức tạp Hệ lương thông thường quản lý phòng tài chánh, klú Hệ nhân Hệ hưu đuỢc quản lý phòng tổ chức Rõ ràng, có nhiều liệu nhân viên chung cho ba hệ Thường hệ thực giữ gìn riêng biệt chúng tạo tiling liệu nhân viên mà chúng dùng - Người sử dụng có khả khai thác tiực tiếp liệu // Cơ SỞ Dữ LIÊU VÀ HÊ QUẢN TRI SỞ DỮ LIÊU (DATABASE AND DATABASE MANAGEMENT SYSTEM) Khởi đầu, giới thiệu CSDL HQTCSDL nhằm giải vấn đề hệ thông tin dựa tập tin theo lối cũ (Cl.I) Điều tạo việc phát triển hai mươi lăm năm qua hệ CSDL quan hệ thương mại xuất cuối năm thập niên 70 năm đầu thập niên 80 Trước xem xét CSDL hệ QTCSDLQH giải vài vấn đề hệ thông tin theo lối cũ cần làm rõ vài khái niệm Tiling Tâm CNTT-ĐHCN Tp.HCM Giáo trình SỞ DỪ LIỆU II Trang Định nghĩa phụ thuộc hàm 37 Phụ thuộc hàm hiển nhiên 37 Thuật toán Satiíies 37 Các phụ thuộc hàm có 38 HỆ LUẬT DẦN ARMSTRONG 41 Phụ thuộc hàm suy diễn logic từ F 41 Hệ luật dẫn Amstrong .42 Hệ luật dẫn Armstrong đầy đủ 45 III THUẬT TỐN TÌM r 46 Thuật toán 46 Thuật toán cải tiến 47 IV BÀI TẬP 47 Chuơng 49 PHỦ CỦA TẬP PHỤ THUỘC HÀM 49 I ĐỊNH NGHĨA 49 II PHỦ TỐI THIỂU CỦA MỘT TẬP PHỤ THUỘC HÀM 49 Phụ thuộc hàm có vế trái dư thừa 49 Tập phụ thuộc hàm có vế phải thuộc tính 50 Tập phụ thuộc hàm không dư thừa 50 Tập phụ thuộc hàm tối thiểu 50 III KHÓA CỦA LUỢC đồ quan hệ 51 Định Nghĩa 51 Thuật toán tìm tất khóa 52 IV BÀI TẬP 54 Chương 56 CHUẨN HÓA Cơ SỞ Dữ LIỆU 56 I DẠNG CHUẨN CỦA LUỢC ĐỒ QUAN HỆ 56 Định nghĩa dạng chuẩn 56 PHÉP TÁCH KẾT NỐI BẢO TOÀN 61 III Phép tách kết nối bảo tồn thơng tin 61 Phép tách bảo toàn phụ thuộc hàm 66 THIẾT KẾ CSDL BẰNG CÁCH PHÂN RÀ 69 IV Phân rã thành dạng chuẩn BC (hay chuẩn 3) bảo tồn thơng tin 69 Phân rã thành dạng chuẩn vừa bảo tồn thơng tin vừabảo toàn phụ thuộc hàm 75 BÀI TẬP ' .„„„„„„78 II oOo Trung Tâm CNTT-ĐHCN Tp.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIẼP TP/HCM TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ THổNG TIN -0O0- PHẦN Cơ SỞ DỮ LIỆU Giáo trình SỞ DỮ LIỆU Trong MỤC LỤC Chương MƠ HÌNH QUAN HỆ I NGUN NHÂN RA ĐỜI CỦA MƠ HÌNH QUAN HỆ II Cơ SỞ Dữ LIỆU VÀ HỆQUẢN TRỊ SỞ DỮ LIỆU CSDL gì? ' 4 III IV Hệ quản trị CSDL Người dùng (User) CSDLQH Hệ tập tin theo lối cũ MƠ HÌNH QUAN HỆ Mơ hình quan hệ ? Các khái niệm mơ hình quan hệ Các phép toán tập hợp 10 Các phép toán quan hệ 11 Các tính chát đại số quan hệ 12 MƠ HÌNH THỰC THỂ KẾT HỢP 14 Giới thiệu mơ hình thực thể kết hợp 14 Chuyển từ mơ hình thực thể kết hợp sang lược đồ CSDL 17 BÀI TẠP ' 19 V Phép toán tập hợp phép toán quan hệ 19 Mô hình thực thể kết hợp 19 Chương 22 NGÔN NGỮ TRUY VẤN SQL .22 I CÁCH TẠO QUAN HỆ BẰNG ACCESS 22 II CÂU LỆNH TRUY VẤN .22 BIỂU THỨC (EXPRESSION) 22 CÂU LỆNH SQL 25 III BÀI TẬP 28 Chương 31 RÀNG BC TỒN VẸN QUAN HỆ 31 I RÀNG BUỘC TOÀN VẸN - CÁC YẾU Tố CỦA RÀNG BUỘC TOÀN VẸN 31 2 II III Ràng Buộc Toàn Vẹn 31 Các Yếu Tơ Của Ràng Buộc Tồn Vẹn 31 PHÂN LOẠI RÀNG BUỘC TOÀN VẸN 32 Ràng buộc toàn vẹn liên 33 Ràng buộc toàn vẹn phụ thuộc tồn tại: 33 Ràng buộc toàn vẹn miền giá trị 33 Ràng buộc tồn vẹn liên thuộc tính 34 Ràng buộc tồn vẹn liên thuộc tính liên quan hệ 34 Ràng buộc tồn vẹn thuộc tính tổng hợp 34 BÀI TẬP ' ' 34 Chương 36 PHỤ THUỘC HÀM 36 I KHÁI NIÊM PHỤ THUỘC HÀM 36 Trung Tâm CNTT-ĐHCN Tp.HCM Giáo trình SỞ DỮ LIỆU Trang CSDL gì? Một sở liệu định nghĩa tạm sau: chỗ chứa có tổ chức tập hợp tập tin liệu có tương quan, mẫu tin cột, Ngày CSDL tồn ứng dụng thơng dụng, ví dụ: Hệ kho kiểm kê Hệ đặt chỗ máy bay Hệ nguồn nhân lực hệ dịch vụ công cộng câp nước, điện, khí đốt - Điều khiển q trình chế tạo sản xuất Hệ quản tri CSDL Một hệ quản trị CSDL (HQTCSDL) là: - tập phần mềm quản lý CSDL cung câp dịch vụ xử lý CSDL cho người phát triển ứng dụng người dùng cuối HQTCSDL cung cấp giao diện người sử dụng liệu Hình 1.2.1 - HQTCSDL cung câ’p phần giao diện NSD CSDL Dựa vào cách tổ chức dừ liệu, HQTCSDL chia thành năm loại: - loại phân cấp hệ IMS IBM - loại mạng IDMS Cullinet Software - Loại tập tin đảo ADABAS Software AG - Loại quan hệ như ORACLE Oracle, DB2 IBM, ACCESS Microsoft Access - Loại đối tượng tiếp cận thiết kế HQTCSDL việc sử dụng loại sớm trở nên phổ biến Hiện tại, loại HQTCSDL sử dụng công nghệ loại HQTCSDL quan hệ (RDBMS) Loại chiếm lĩnh công nghệ 10-15 năm cuối klú đánh bật loại HQTCSDL phân cấp gần HQTCSDL mạng Người dùng (User) Người díing khai thác CSDL thơng qua HQTCSDL phân thành ba loại: người quản trị CSDL, người phát triển ứng dụng lập trình, người dùng cuối - Người quản trị CSDL, hàng ngày, chịu trách nhiệm quản lý bảo trì CSDL như: + xác toàn vẹn liệu ứng dụng CSDL, bảo mật CSDL + lưu phòng hờ phục hồi CSDL + giữ hên lạc với người phát triển ứng dụng, người lập trình người díing cuối + bảo đàm hoạt động trôi chảy hiệu CSDL HQTCSDL - Người phát triển lập trình ứng dụng người chuyên nghiệp máy tính có trách nhiệm thiết kế, tạo dựng bảo trì hệ thơng tin cho người dùng cuối Trung Tâm CNTT-ĐHCN Tp.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIÊP TP/HCM TRUNG TÂM CƠNG NGHỆ THổNG TIN -0O0- GIÁO TRÌNH HỆ Cơ SỞ DỮ LIỆU ■ PHẦN 1: Cơ SỞ DỮ LIỆU ■ PHẦN 2: SQL SERVER THÀNH PHỐ HỊ CHÍ MINH THÁNG 8/2008 Giáo trình SỞ DỮ LIỆU iii Trong 12 Phép kết, Phép Kết Tư Nhiên (join, natural join): Cho hai lược đồ quan hệ Q1 (A1,A2, , An), Q2 (B1,B2, , Bra) 1’1 r2 hai quan hệ Q1 Q2 Aị Bj thuộc tính Ql Q2 cho MGT(Aj) = MGT(Bj) (MGT: miền giá trị) phép so sánh MGT(Ai) Phép kết Q1 Q2 tạo thành lược đồ quan hệ Q3 sau: Q3 - 01 u Q2+ AU)Bj r3=ri|x|r2 = {ti2 I BtiGri, 3t2er2 cho ti2-Qi+ = ti tl2 • Q2+ = t2 ti.Ai t2.Bj) Ta nít bước cụ thể để thực phép kết sau: - Tạo tích descartes - Thực phép chọn theo điều kiện E=Ai Bj Ví du: Ai thuộc tính B, Bj thuộc tính F phép so sánh “>=■’ Ta kết quan hệ sau: B>F ri A B c r3 = rr|x|r2 r2 í ic i l A ÌT c E H 9 5 7 5 Nếu sử dụng phép kết phép so sánh (=) tlù ta gọi phép kết Hơn Ai= Bj phép kết đuỢc gọi phép kết tự nhiên Phép kết tự nhiên phép kết thường dùng thực tế Ví du: Với Ai = Bj = MAMH Ị ị n jo i : H E F ĩ MAMH MASV MAMH 99001 99002 99003 CSDL iv CTDL MANG r3 = ri |x| r2 r2 ri DIEMTHI Ị 5.0 2.0 8.0 MAMH TENMH MASV MV.MH DIEMTHI CSDL CTDL CO so DU LIEU 99001 99002 CSDL CTDL 5.0 2.0 CAU TRUC DU LIEU TENMH CO so DU LIEU CAU TRUC DU LIEU i Phép cilia (division): Cho hai lược đồ quan hệ Q1 (A1,A2, , An), Q2 (B1,B2, , Bm) 1’1 1'2 hai quan hệ Q1 Q2 Ai Bj thuộc tính Q1 Q2 cho n>m Phép chia Q1 Q2 tạo thành lược đồ quan hệ Q3 sau: Q3 — {Ai, ,An.m} r3 = r24-r2 = {t3|Vt2er2, 3tierx t3=ti {A1, , An-m} t2—11 {An-m+i f f An} } Ví du: lì A1 Aị A3 a4 As a b d c g 1'2 B1 Bị g c 1‘3 = lì * r2 Ai a2 a3 a b d Trung Tâm CNTT-ĐHCN Tp.HCM Giáo trình SỞ DỮ LIỆU 99001 CSDL 99002 CTDL 99003 MANG iv Trong 5.0 2.0 8.0 ị 99002 99001 99003 CTDL TTNT CSDL 2.0 5.0 6.0 Ị 99001 99003 CSDL MANG 11 50 8.0 Tích Descartes (Cartesian Product, product) Cho hai lược đồ quan hệ Q1(A1 Ạ2 ,An), Q2(B1 B2 ,Bm) L‘1 1'2 hai quan hệ Q1 Q2 Tích Descartes hai lược đồ quan hệ Q1 Q2 tạo thành lược đồ quan hệ Q3 sau: Q3+ = Q1+ u Q2+= {Ai, , Bi, } r3 = ri X r2 = { (ti,t2) I ti e ri t2 G r2} Ví du: 1’3 = 1'1 xr2 ,ỊT DIEMTHI 5.0 2.0 8.0 MASV 99001 99002 99003 MAMH CSDL CTDL MANG MAMH CSDL FOX TENMH CO SO DU LIEU FOXPRO £2 MASV 99001 99001 99002 99002 99003 99003 AJAMH DIEMTHI lIANffl ~~5.o" ■'csdl'22 ZcsdlZ2 ' zzzz 5.0 FOX z 2-9 "csdl'~ 2'0 FOX jZtoEZZ ZiangII 8.0 CSDL 8.0 FOX ImangZI TEN'MH FOXPRO FOXPR O — —— — FOXPRO ZZ ZZZ Các phép toán quan i Phép Chiếu (Projection) Cho lược đồ quan hệ Q (A1,A2, ., An) r quan hệ Q X CZ Q+ Phép chiếu Q lên tập thuộc tính X tạo thành lược đồ quan hệ Q' = Q [X], Q'+ X r’ r lấy thuộc tính X Q' + = X r' = r[X] = r.x = {t'|3 ter t.x = t[X] = t'} phép chiếu phép rút trích liệu theo cột (chiều dọc) Ví du: r r' = r.{MAMH} MASV MAMH DIEMTHI MAMH 99001 CSDL 5.0 CSDL 99002 CTDL 2.0 CTDL 99003 MANG 8.0 MANG ii Phép Chọn (Selection) Cho lược đồ quan hệ Q(A1 Ạ2 ,An), r quan hệ Q x