Tài liệu ôn thi cao học - thạc sĩ khoa học máy tính, hệ thống thông tin trường ĐH KHTN TP.HCM:p1

Trang 1

Ôn tập Cơ sở Dữ liệu

6

Sửa Bài tập03/04/2008

3

Ngôn ngữ truy vấn SQL28/02/2008

Buổi

Trang 2

Các khái niệm cơ bản của CSDL

Hệ quản trị CSDL (Database Management System)

{ Tập hợp các chương trình cho phép người sử dụng định nghĩa, xây dựng, và khai

thác CSDL một cách hiệu qủa và tiện lợi

Hệ QTCSDL

Ch ương trình Quản Trị CSDL

Truy xuất

Trang 3

06/03/2008 Ôn thi tuyển sinh cao học 2008 5

Vai trò Hệ QTCSDL

Mục tiêu : hỗ trợ

{ Khai thác thông tin từ CSDL

{ Lưu trữ thông tin vào CSDL

Tính năng : cung cấp các cơ chế

{ Định nghĩa cấu trúc lưu trữ dữ liệu

{ Thao tác, xử lý dữ liệu

{ Bảo đảm an toàn dữ liệu

{ Kiểm soát chia sẻ dữ liệu

Trang 4

Lược đồ vật lý

Các Khung nhìn (views)

Độc lập vật lý :

Khả năng thay đổi lược đồ trong mà không làm thay đổi lược đồ quan niệm cũng như lược đồ ngoài

Trang 5

Lược đồ và thể hiện của CSDL

MaMH MaMH_Truoc DKien

SVien

TenMH Nhap mon tin hoc Cau truc du lieu

Mhoc

Toan roi rac

Co so du lieu

MaMH COSC1310 COSC3320 MATH2410 COSC3380

TinChi Khoa 4 4 3 3

CNTT CNTT TOAN CNTT

MaMH MaMH_Truoc

DKien

COSC3380 COSC3320 COSC3380 MATH2410 COSC3320 COSC3380

112 85 102

10 9 10

Mô hình dữ liệu (Data model)

Tập hợp các phương tiện cho phép biễu diễn dữ liệu, quan hệ dữ

liệu và các ràng buộc dữ liệu

{ Các khái niệm biểu diễn dữ liệu

{ Các phép toán xử lý dữ liệu

Các mức trừu tượng

{ Mô hình quan niệm (conceptual model)

các khái niệm độc lập với các hệ thống tin học

vd : ER, UML

{ Mô hình logic (logical model)

các khái niệm sử dụng bởi một họ các CSDL nhưng độc lập với một CSDL cụ thể

vd : Phân cấp, mạng, quan hệ, hướng đối tượng, XML

{ Mô hình mức thấp

các khái niệm được cài đặt trong một CSDL cụ thể

vd Oracle, Sybase

Trang 6

Ngôn ngữ CSDL

Ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu (DDL – Data Definition Language)

{ Đặc tả các khái niệm biễu diễn trong lược đồ CSDL (quan niệm / logic)

Ngôn ngữ lưu trữ dữ liệu

(SDL – Storage Definition Language) : Ngôn ngữ định nghĩa lược đồ trong

Ngôn ngữ định nghĩa khung nhìn

(VDL – View Definition Language) : Ngôn ngữ định nghĩa lược đồ ngoài

Ngôn ngữ thao tác dữ liệu (DML – Data Manipulation Language)

{ Đặc tả các thao tác truy xuất, vấn tin CSDL

{ Phân loại :

Ngôn ngữ thủ tục (Procedural)

Ngôn ngữ khai báo (Declarative)

Giới thiệu

Các khái niệm của mô hình quan hệ

Các đặc trưng của quan hệ

Trang 7

Giới thiệu

Do tiến sĩ E F Codd đưa ra

{ “A Relation Model for Large Shared Data Banks”, Communications of ACM,

Các khái niệm của mô hình quan hệ

Quan hệ (Relation)

Thuộc tính (Attribute)

Lược đồ quan hệ(Relation Schema)

Bộ (Tuple)

Miền giá trị (Domain)

Các loại Khoá của quan hệ (Key)

Trang 8

NHANVIEN

1 cột là 1 thuộc tính của nhân viên

1 dòng là 1 nhân viên

Phản ánh nội dung CSDL tại một thời điểm

Được biểu diễn bằng một bảng 2 chiều

Một Quan hệ được định nghĩa bởi

{ Tập hợp các dòng → Một dòng ~ Một thực thể

Quan hệ ~ Tập thưc thể

{ Tập hợp các cột → Một cột ~ Một thuộc tính

NHANVIEN

Trang 9

Phản ánh một đặc tính của một đối tượng

Một thuộc tính được định nghĩa bởi

{ Tên (cột của quan hệ)

Biểu diễn cấu trúc bảng 2 chiều thể hiện quan hệ

Lược đồ quan hệ được định nghĩa bởi

{ Tên của quan hệ

{ Tên của tập thuộc tính

{ Tân từ phản ánh ngữ nghĩa của quan hệ

Có thể có nhiều quan hệ cùng được định nghĩa trên một lược đồ quan hệ

NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG, PHG)

Là tập hợp

Trang 10

PHONGBAN(MAPHG, TENPHG, TRPHG, NG_NHANCHUC)

DIADIEM_PHG(MAPHG, DIADIEM)

THANNHAN(MA_NVIEN, TENTN, PHAI, NGSINH, QUANHE)

DEAN(TENDA, MADA, DDIEM_DA, PHONG)

Dữ liệu cụ thể của thuộc tính

Bộ

Là các dòng của quan hệ (trừ dòng tiêu đề - tên của các thuộc tính)

Thể hiện dữ liệu cụ thể của các thuộc tính trong quan hệ

<Tung, Nguyen, 12/08/1955, 638 NVC, Q5, Nam, 40000, 5>

Trang 11

Lược đồ quan hệ R(A1:D1, A2:D2, …, An:Dn)

{ A1, A2, …, Anlà các thuộc tính

{ D1, D2, …, Dnlà các miền giá trị tương ứng của A1, A2, …, An

Bậc của lược đồ quan hệ là số lượng thuộc tính trong lược đồ

NHANVIEN(MANV:integer, TENNV:string, HONV:string,

NGSINH:date, DCHI:string, PHAI:string, LUONG:integer,

PHONG:integer)

{ NHANVIEN là một lược đồ bậc 8 mô tả đối tượng nhân viên

{ MANV là một thuộc tính có miền giá trị là số nguyên

{ TENNV là một thuộc tính có miền giá trị là chuỗi ký tự

Quan hệ r của lược đồ quan hệ R(A1, A2, …, An)

{ Ký hiệur(R)

{ r = {t1, t2, …, tk}

ti = 1 bộ → ti là 1 danh sách có thứ tự của n giá trị ti=<v1, v2, …, vn>

Mỗi vjlà một phần tử của miền giá trị DOM(Aj) hoặc giá trị rỗng

Trang 12

Miền giá trị của thuộc tính A

{ DOM(A) hay MGT(A)

Giá trị tại thuộc tính A của bộ thứ t

{ t.A hay t[A]

Khóa

Dùng để nhận biết một bộ trong quan hệ

{ Đặc trưng của lược đồ quan hệ, không phụ thuộc vào thể hiện quan hệ

Siêu khóa (Super Key)

{ SK ⊆ R+, SK ≠ ∅ , SK là siêu khóa khi

{ Mọi lược đồ quan hệ có tối thiểu một siêu khóa

Khóa chỉ định (Candidate key)

{ K ⊆ R+, K ≠ ∅

{ K là khóa chỉ định nếu thỏa đồng thời 2 điều kiện

K là một siêu khóa (nhỏ nhất) của R

Khóa chính (primary key) : khoá chỉ định được chọn để chỉ mục

⇒

∀ r, ∀ t1,t2 ∈ r, t1 t2≠ t1[SK] ≠ t2[SK]

∀K’ ⊂ K , K’ ≠ K , K’ không phải là siêu khóa của R

Trang 13

Các thuộc tính khoá không được nhận giá trị NULL

NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG, PHONG)

NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG, PHONG)

Một bộ trong quan hệ R, tại thuộc tính A nếu nhận một giá trị từ một

thuộc tính B của quan hệ S, ta gọi R tham chiếu S

{ Bộ được tham chiếu phải tồn tại trước

Trang 14

Xét 2 lược đồ R và S

{ FK ⊆ S+, FK ≠ ∅

{ FK là khóa ngoại (Foreign Key) của S khi

Các thuộc tính FK phải có cùng miền giá trị với các thuộc tính khóa chính của R

Giá trị tại FK của một bộ t1∈S

{ Hoặc bằng giá trị tại khóa chính của một bộ t2∈R

{ Hoặc bằng giá trị rỗng

A ⊆ R+, A có thể tham gia vào khóa chính, vừa tham gia vào khóa ngoại

FK có thể tham chiếu đến PK trên cùng 1 lược đồ quan hệ

Có thể có nhiều FK tham chiếu đến cùng một PK

Trang 15

Các đặc trưng của quan hệ

Thứ tự các bộ trong quan hệ là không quan trọng

Thứ tự giữa các giá trị trong một bộ là quan trọng

Bộ <Nguyen, Tung, 12/08/1955, 638 NVC Q5, Nam, 40000, 5>

Trang 16

Đại số (Algebra) : hệ thống toán học bao gồm

{ Toán hạng (operand) : các biến/giá trị dùng để xây dựng một giá trị mới

{ Toán tử (operator) : các ký hiệu biểu diễn thủ tục xây dựng một giá trị mới từ các

Hằng số là thể hiện của quan hệ

Biểu thức đại số quan hệ

{ Được gọi là câu truy vấn

{ Là chuỗi các phép toán đại số quan hệ

{ Kết quả trả về là một thể hiện của quan hệ

Nền tảng của các ngôn ngữ truy vấn kiểu thủ tục

{ cơ sở của SQL

Đại số quan hệ vs Phép tính quan hệ (Relational calculus)

Trang 17

Kết quả của ∪, ∩, và − là một quan hệ có cùng tên thuộc tính với

quan hệ đầu tiên (R)

Trang 18

α

R ∪ S

α β

1 2 1

α

R ∩ S

2

Trang 19

Trang 20

{ Có cùng danh sách thuộc tính với R

{ Có số bộ luôn ít hơn hoặc bằng số bộ của R

NHANVIEN(MANV, TENNV, LUONG, PHG)

{ Cho biết các nhân viên ở phòng số 4

{ Tìm các nhân viên có lương trên 25000 ở phòng 4 hoặc các nhân viên có lương

D 7 7 3 10

α β β β

α

C 1

D 7 10

α β

σPHG=4 (NHANVIEN)

σ(LUONG>25000 ∧ PHG=4) ∨ (LUONG>30000 ∧ PHG=5) (NHANVIEN)

Trang 21

10 20 30

C 1 1 1

NHANVIEN(MANV, TENNV, LUONG, PHG)

Cho biết tên và lương của các nhân viên

Mở rộng phép chiếu bằng cách cho phép sử dụng các phép toán số học

trong danh sách thuộc tính

{ Ký hiệu πF 1 , F2, …, Fn (E)

E là biểu thức ĐSQH

F 1 , F 2 , …, Fn là các biểu thức số học liên quan đến Hằng số/Thuộc tính trong E

{ Cho biết tên của các nhân viên và lương của họ sau khi tăng 10%

πTENNV,LUONG (NHANVIEN)

πTENNV, LUONG*1.1 (NHANVIEN)

Trang 22

E + +

+ +

+ - -

-

D + +

+ +

+ - -

-Đổi tên

-B→X

Trang 23

ρX, C, D (R) : Đổi tên thuộc tính B thành X

Đổi tên quan hệ R thành S và thuộc tính B thành X

C là điều kiện kiểm tra bằng trên tất cả các thuộc tính chung

Phép kết tự nhiên loại bỏ các thuộc tính trùng trong quan hệ kết quả

R ⋈ S

Trang 24

D 3

E 1

S.C 3

D 1

S.C D 3

S

6

1 2

ρ(S.C,D)S

Trang 25

C 3

D 1 2

R(XY)

Trang 26

3 1

1 1 1

1 1

Trang 27

2 2

SUM(B) = 10 AVG(A) = 1.5 MIN(A) = 1 MAX(B) = 4 COUNT(A) = 4

{ A1, A2, …, An là các thuộc tính tính toán trong hàm F

G1, G2, …, GnIF1(A1), F2(A2), …, Fn(An)(E)

Trang 28

Ví dụ

ISUM(C)(R)SUM_C 27

2 2

C 7 7 3

SUM_C 14 3 10

Tính số lượng nhân viên và lương trung bình của cả công ty

ICOUNT(MANV)AVG(LUONG)(NHANVIEN)

Trang 29

Tính số lượng nhân viên và lương trung bình của từng phòng ban

PHGICOUNT(MANV)AVG(LUONG)(NHANVIEN)

Trang 30

Outer Join – Example

Relation loan

Relation borrower

customer_name loan_number

JonesSmithHayes

L-170L-230L-155

300040001700

L-170L-230L-260

branch_name

DowntownRedwoodPerryridge

customer_name

JonesSmith

branch_name

DowntownRedwood

JonesSmith

customer_name branch_name

Left Outer Join

loan Borrower

Trang 31

null

customer_name

JonesSmithHayes

branch_name

DowntownRedwood

null

customer_name

JonesSmith

null

Hayes

branch_name

Cho biết họ tên nhân viên và tên phòng ban mà họ phụ trách nếu có

{ Quan hệ: NHANVIEN, PHONGBAN

{ Thuộc tinh: TENNV, TENPH

R1 ← NHANVIEN MANV=TRPHGPHONGBAN

KQ ← πHONV,TENNV, TENPHG (R1)

Tung Nguyen Nghien cuu

Trang 32

Kết hợp các phép toán đại số quan hệ

{ Lồng các biểu thức lại với nhau

Cần đặt tên cho quan hệ

Được sử dụng để nhận lấy kết quả trả về của một phép toán

{ Thường là kết quả trung gian trong chuỗi các phép toán

Trang 33

Ví dụ Quản lý Ngân hàng

BANK (BNAME, HEADAQUATERS)

{ tên ngân hàng là xác định duy nhất

BRANCH (BRNUMBER, BNAME, BCITY, ASSETS)

{ mỗi thành phố chỉ có 1 chi nhánh

CUSTOMER (CNAME, CSTREET, CCITY)

{ tên khách hàng là duy nhất

ACCOUNT (ANUMBER, BRNUMBER, BALANCE)

{ sốtài khoản được phân biệt trong từng ngân hàng

LOAN (LNUMBER, BRNUMBER, AMOUNT)

{ số hiệu khoảnvayđược phân biệt trong từng ngân hàng

DEPOSITOR (CNAME, ANUMBER)

{ mỗi khách hàng có thể có nhiều tài khoản

BORROWER (CNAME, LNUMBER)

{ mỗi khách hàng có thể có nhiều khoảng vay

Cấu trúc CSDL : xác định khoá

BANK (BNAME, HEADAQUATERS)

BRANCH (BRNUMBER, BNAME, BCITY, ASSETS)

CUSTOMER (CNAME, CSTREET, CCITY)

ACCOUNT (ANUMBER, BRNUMBER, BALANCE)

LOAN (LNUMBER, BRNUMBER, AMOUNT)

DEPOSITOR (CNAME, ANUMBER)

BORROWER (CNAME, LNUMBER)

Trang 34

Yêu cầu truy vấn

Q1 : Cho biết các khoảng vay lớn hơn $1200

Q2 : Cho biết số hiệu của các khoảng vay lớn hơn $1200

σamount> 1200(LOAN)

∏Lnumber(σamount> 1200 (LOAN))

Q3 : Cho biết tên tất cả các khách hàng có giao dịch với ngân hàng

Q4: Cho biết tên tất cả các khách hàng có giao dịch gởi và vay tiền tại

ngân hàng

Q5: Cho biết tên tất cả các khách hàng có giao dịch vay tiền tại ngân

hàng chi nhánh Sàigòn

Trang 35

Q6: Cho biết tên tất cả các khách hàng có giao dịch vay tiền tại ngân

hàng chi nhánh Sàigòn nhưng không có tài khoảng ở một chi nhánh

khác của ngân hàng

Example Queries

Cho biết tài khoản tiền gởi lớn nhất

{ Tìm các tài khoản có tiền gởi không lớn nhất

Cần đổi tên quan hệ Account để có thể so sánh các tài khoản với nhau

trên quan hệ tích của chính nó

{ Dùng phép trừ để chọn các account không được trích ở bước trên

R1 ← σaccount.balance <= d.balance(ACCOUNT x ρD(ACCOUNT)))

∏balance(ACCOUNT) - ∏account.balance(R1)

Định dạng
Số trang	35
Dung lượng	577,51 KB