Microsoft Word MODAU doc Phaàn Giôùi Thieäu Veà Ñeà Taøi gaøy nay, trong nhieàu öùng duïng thöïc teá, beân caïnh nhöõng döõ lieäu tónh döõ lieäu coù tính oån ñònh, coøn coù raát nhieàu loaïi döõ lieäu[.]
Phần Giới Thiệu Về Đề Tài: N gày nay, nhiều ứng dụng thực tế, bên cạnh liệu tónh- liệu có tính ổn định, có nhiều loại liệu động- liệu truy xuất thay đổi theo thời gian Trong số trường hợp, liệu động có quy luật thay đổi Vì mô hình CSDL có tính thời gian(temporal database) đề xuất để nghiên cứu vấn đề Nhiều tác giả nghiên cứu về: mô hình liệu có tính thời gian, dạng chuẩn có tính thời gian Có thể nêu số tên tuổi như: D.Dey đưa số khái niệm đại số quan hệ cho mô hình liệu thời gian; Z.M Ozsoyoglu đề nghị mô hình quan hệ lồng nhau; J Wijsen, J Vandenbulcke H Olive đề nghị số khái niệm phụ thuộc hàm có tính thời gian; gần S Y Liao, H.Q Wang, W.Y Liu đưa khái niệm dạng chuẩn có tính thời gian; E Bertino, C Bettini, E.Ferrari, P Samarati đưa khái niệm điều khiển truy xuất mô hình có tính thời gian Trong đề tài đề cập đến khái niệm số kết vấn đề sở liệu có tính thời gian sau: Các khái niệm sở liệu có tính thời gian: lược đồ quan hệ tính thới gian quan hệ tính thời gian Các phép toán đại số quan hệ CSDL có tính thời gian Các khái niệm phụ thuộc hàm dạng chuẩn có tính thời gian Các ràng buộc ổn định có tính thời gian Phân rã bảo toàn thông tin có tính thời gian -**** Giới thiệu khái niệm lý thuyết CSDL PHẦN I GIỚI THIỆU KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG LÝ THUYẾT CSDL I.1 Khái niệm CSDL: CSDL tập hợp có cấu trúc liệu lưu trữ thiết bị ký tin nhằm thỏa mãn đồng thời nhiều người sử dụng, cách có chọn lọc vào lúc cần I.2 Tập cấu trúc thuộc tính: Một thuộc tính: mô tả đặc tính đặc điểm thực thể(sự vật) R={A1, A2,…,An} gọi tập cấu trúc thuộc tính R gồm hữu hạn ký hiệu gọi thuộc tính Mỗi thuộc tính Ai có giá trị thể thuộc tập Di= Domain(Ai) I.3 Quan hệ(biểu diễn quan hệ ánh xạ): • Một quan hệ r(R) tập hữu hạn ánh xạ từ R={A1, A2,…,An} vào hợp miền giá trị thuộc tính(ký hiệu: D= n ΥD i hợp miền giá trị thuộc tính) i =1 • Một quan hệ r(R) với m ánh xạ cho sau: r= {t1,t2,….,tm}, đó: ti ánh xạ: R Ỉ D Aj Ỉ ti(Aj) ∈ Dj (i=1, ,m; j=1,…,n) Ta coù: ti(R)= {ti1,ti2,…tin} I.4 Ràng buộc toàn vẹn: • Là ràng buộc, điều kiện bất biến mà CSDL phải thoả thời điểm • Ràng buộc toàn vẹn định nghóa quan hệ hay nhiều quan hệ khác • Ràng buộc toàn vẹn quan hệ:RBTV miền giá trị, RBTV liên bộ, RBTV liên thuộc tính NGUYỄN THỊ LAN ANH Trang Giới thiệu khái niệm lý thuyết CSDL • Ràng buộc toàn vẹn nhiều quan hệ: RBTV tham chiếu, RBTV thuộc tính tổng hợp, RBTV liên bộ- liên quan hệ, RBTV liên thuộc tính liên quan hệ, RBTV chu trình I.5 Phụ thuộc hàm tập(cấu trúc) thuộc tính R: Một phụ thuộc hàm tập R có ký hiệu: (X,Y), XỈ Y Trong đó: X,Y ⊆ R I.6 Định nghóa lược đồ quan hệ: Một lược đồ quan hệ ký hiệu S S= Trong đó, R tập cấu trúc thuộc tính cho trước F tập phụ thuộc hàm tập R cho trước Sau ta gọi lược đồ quan hệ S lược đồ quan hệ R, với R tập cấu trúc thuộc tính cho trước F tập phụ thuộc hàm tập R cho trước I.7 Phụ thuộc hàm: • Cho r(R) quan hệ tập thuộc tính R X,Y ⊆ R, ta nói có phụ thuộc hàm: XỈY quan hệ r r Y Ký hiệu: (X,Y)r hay X ⎯ ⎯→ Nếu như: ∀ t,s ∈ r t[X]= s[X] t[Y]= s[Y] • Với r(R) quan hệ R tồn tập phụ thuộc hàm gồm tất phụ thuộc hàm quan hệ r, ký hiệu: Fr I.8 Quan hệ hợp lệ: • Cho tập thuộc tính R, X,Y ⊆ R Ta nói, phụ thuộc hàm (X,Y) r(quan hệ r hợp lệ phụ thuộc hàm (X,Y)) (X,Y) ∈ Fr • Với S= lược đồ quan hệ Ta nói quan hệ r(R) hợp lệ S hớp lệ phụ thuộc hàm F • Cho R={A1, A2,…,An} lược đồ quan hệ, X,Y ⊆ R, ta nói có phụ thuộc hàm: XỈY lược đồ quan hệ R(hay X xác định Y theo kiểu hàm; hay Y phụ thuộc hàm NGUYỄN THỊ LAN ANH Trang Giới thiệu khái niệm lý thuyết CSDL vào X) nếu:∀ r(R) hợp lệ(quan hệ r giá trị hành R): XỈY phụ thuộc hàm quan hệ r Từ ta có khái niệm quan hệ hợp lệ sau I.9 Phụ thuộc hàm suy diễn bao đóng tập phụ thuộc: Cho LĐQH S=, X,Y ⊆ R • (X,Y) phụ thuộc hàm suy diễn từ phụ thuộc hàm F(đối với quan hệ hợp lệ) như: Với quan hệ r(R) hợp lệ F r(R) hợp lệ (X,Y) • F+ gọi bao đóng(closure) F F+ gồm tất phụ thuộc hàm suy diễn từ phụ thuộc hàm F, nghóa là: F+ ={(X,Y): (X,Y) suy diễn từ phụ thuộc hàm F Nhận xét: Chúng ta không xem xét quan hệ r cụ thể lược đồ R nhằm suy phụ thuộc R Tuy nhiên, xem xét quan hệ cụ thể R để khám phá số phụ thuộc không I.10 Hệ tiên đề Amstrong: Là tập quy tắc suy diễn đầy đủ, nhờ quy tắc ta suy diễn tất phụ thuộc hàm tập F+ từ tất phụ thuộc hàm tập F(điều chứng minh): Với X,Y,Z,T⊆R • Quy tắc phản xạ: Nếu Y⊆ X XỈY, quy tắc đưa phụ hàm tầm thường • Quy tắc taờng trửụỷng: Neỏu XặY, Z R thỡ XZặYZ ã Quy tắc bắc cầu: XỈY, Z XỈZ Các luật suy diễn bổ sung: • Quy tắc hợp: XỈY XỈZ XỈYZ NGUYỄN THỊ LAN ANH Trang Giới thiệu khái niệm lý thuyết CSDL ã Quy taộc taựch: neỏu XặYZ thỡ XặY vaứ XặZ ã Quy taộc tửùa baộc cau: neỏu XặY vaứ YZỈT XZỈT I.11 Bao đóng tập thuộc tính: Cho LĐQH S=, X⊆R Ký hiệu: X+F bao đóng của X F tập tất thuộc tính A cho XỈA suy từ F hệ tiên đề Amstrong X+F ={A: XỈA ∈F+} Nhận xét: Muốn kiểm tra phụ thuộc hàm XỈY có thuộc F+ hay không, ta xét thấy: Bài toán tìm F+ từ F khó thực với số thuộc tính R lớn Thay xác định F+ ta tính X+F, Y⊆ X+F XỈY thuộc F+ I.12 Khoá lược đồ quan hệ: Để phân biệt thực thể tập thực thể ta có khái niệm khoá sau: Cho LĐQH S=, K⊆ R • K gọi siêu khoá(super key) lược đồ quan hệ R nếu: KỈR∈F+ Hay: K gọi siêu khoá lược đồ quan hệ R K+F=R • K gọi khoá đề nghị(candidate key) lược đồ quan hệ R nếu: o K+F=R o Không ∃K’⊂ K, K’+F=R (khoá đề nghị khoá tối tiểu) NGUYỄN THỊ LAN ANH Trang Các dạng chuẩn CSDL PHẦN II CÁC DẠNG CHUẨN TRONG CSDL Việc chuẩn hoá quan hệ lược đồ quan hệ đóng vai trò quan trọng việc thiết kế hệ quản trị sở liệu Nhờ có chuẩn hoá quan hệ lược đồ quan hệ tránh việc dư thừa liệu tăng tốc độ phép toán xử lý quan hệ Trong CSDL có trùng lắp thông tin Dạng chuẩn: tiêu chuẩn để đánh giá độ trùng lắp thông tin CSDL Vì thế: - Phải quản lý trùng lắp thông tin( bảo đảm tất thông tin trùng lắp phải nhau) - Khi cập nhật thông tin bị trùng lắp phải cập nhật tất nơi mà thông tin xuất Dựa vào phụ thuộc hàm ta có dạng chuẩn sau: Cho LĐQH S=(còn gọi LĐQH R) F: tập phụ thuộc hàm R: tập thuộc tính II.1 Định nghóa Dạng chuẩn 1NF: Lược đồ quan hệ R đạt dạng chuẩn 1NF thuộc tính thuộc tính đơn(nguyên tố ) Thuộc tính đơn(nguyên tố):miền giá trị phân chia Thuộc tính phức: miền giá trị phân chia VD: - MSSV thuộc tính đơn NGUYỄN THỊ LAN ANH Trang Các dạng chuẩn CSDL - NgaySinh thuộc tính phức miền giá trị phân chia thành giá trị đơn: Ngay, Thang, Nam Ý nghóa dạng chuẩn 1NF: loại bỏ nhóm lặp Một thiết kế CSDL gọi dạng chuẩn 1NF tất LĐQH 1NF LĐQH R muốn đạt chuẩn 2NF, 3NF BCNF trước hết phải đạt chuẩn 1NF II.2 Định nghóa Dạng chuẩn 2NF: Phụ thuộc hàm đầy đủ: Một phụ thuộc hàm B gọi đầy đủ nếu:Không tồn tập hợp A1⊂ A cho A1 Ỉ B Trong trường hợp ta nói: B phụ thuộc đầy đủ vào A Ngược lại, ta nói: B phụ thuộc phận vào A Như vậy, A thuộc tính đơn phụ thuộc hàm B đầy đủ Thuộc tính thứ cấp: thuộc tính a∈R gọi thứ cấp a ∉ ∪K(a gọi thuộc tính không khoáù) Ngược lại: a ∈ ∪K ta gọi a thuộc tính khoá Từ ta có: Lược đồ quan hệ R đạt 2NF khi: - Lược đồ quan hệ R đạt 1NF - Mọi thuộc tính thứ cấp phụ thuộc đầy đủ vào khoá tối tiểu Có thể thấy chất dạng chuẩn 2NF loại bỏ phụ thuộc phận thuộc tính thứ cấp khoá tối tiểu Các dạng chuẩn quan trọng dạng chuẩn cấp dạng chuẩn BCNF Mục đích chúng tránh dư thừa bất thường II.3 Định nghóa Dạng chuẩn 3NF: Định nghóa phụ thuộc hàm trực tiếp phụ thuộc hàm bắc cầu: NGUYỄN THỊ LAN ANH Trang Các dạng chuẩn CSDL Một phụ thuộc hàm C, gọi trực tiếp B(B≠ A B ≠C) thoả: B BỈC Trong trường hợp có B B gọi tập thuộc tính bắc cầu C phụ thuộc bắc cầu Khi đó: R 3NF nếu: - Lược đồ quan hệ R đạt 1NF - Không có thuộc tính thứ cấp R phụ thuộc bắc cầu vào khoá tối tiểu ⎧X ∩ Y = φ⎫ ⎬ ⎩Y ≠ φ ⎭ Lưu ý: ∀ XỈY∈F, F gọi quy nếu: ⎨ Ta có định nghóa tương tự: LĐQH S= 3NF ∀ XỈY∈ F thì: - Phu thuộc hàm XỈY quy - X siêu khoá S - Y thuộc tính khoá II Định nghóa Dạng chuẩn BCNF: R đạt dạng chuẩn BCNF ∀ XỈY∈ F thì: - Phu thuộc hàm XỈY quy - X siêu khoá S Hay: R đạt dạng chuẩn BCNF ⇔∀ XỈY∈F: X+=R Mục đích dạng chuẩn BCNF loại bỏ dư thừa mà phụ thuộc hàm gây Chúng ta kết luận quan hệ có dạng BCNF, giá trị tiên đoán từ giá trị khác cách dùng phụ thuộc hàm Nhận xét: • Tuỳ mục tiêu CSDL mà định chọn dạng chuẩn hay BCNF, vì: NGUYỄN THỊ LAN ANH Trang Các dạng chuẩn CSDL o Mỗi dạng chuẩn có điểm mạnh yếu o Dạng chuẩn loại bỏ phụ thuộc bắc cầu, phận thuộc tính thứ cấp khoá tối tiểu, trùng lắp thông tin Tuy nhiên, điểm mạnh kiểm tra ràng buộc tốn o Dạng chuẩn BCNF ưu điểm triệt tiêu trùng lắp thông tin nhược điểm kiểm tra ràng buộc toàn vẹn tốn • Lớp quan hệ BCNF lớp thực lớp quan hệ 3NF lớp quan hệ 3NF lớp thực lớp quan hệ 2NF II.5 Phân rã có nối không mất: Nếu R LĐQH phân rã thành lược đồ R1, R2, ., Rn, F tập phụ thuộc, ta gọi phân rã nối không mất(ứng với F) với quan hệ r R thoả F, ta có: r = π R1 (r ) >< π R (r ) >< .>< π Rn (r ) Neáu ρ=( R1, R2, ., Rn) phân rã mρ(r) ánh xạ định nghóa mρ(r)= >< ni=1 π Ri (r ) , nghóa mρ(r) nối hình chiếu r LĐQH ρ Vì điều kiện nối không ứng với tập phụ thuộc F là: r= mρ(r) Nhận xét: đặc tính nối không cần thiết quan hệ bị phân rã cần phải không phục từ phân rã Kiểm tra tính chất nối không mất:(tài liệu) Định lý: ρ=(R1,R2) phân rã R, F tập phụ thuộc hàm, ρ có nối không ứng với F nếu: (R1∩R2)ỈR1 (R1∩R2)ỈR2 II.6 Phân rã bảo toàn phụ thuộc: Nếu R LĐQH phân rã thành lược đồ R1, R2, ., Rn, F tập phụ thuộc NGUYỄN THỊ LAN ANH Trang Các dạng chuẩn CSDL Lý ρ cần bảo toàn tập F phụ thuộc F xem ràng buộc toàn vẹn cho quan hệ R Nếu phụ thuộc hình chiếu không suy F biểu diễn R ρ=( R1, R2, ., Rn), thấy giá trị hành Ri biểu diễn quan hệ R không thoả F, ρ nối không ứng với F Khi thao tác cập nhật Ri cần phải thực phép nối để kiểm tra lại ràng buộc không vi phạm Kiểm tra tính bảo toàn phụ thuộc:(tài liệu) II.7 Thuật toán phân rã nối không thành dạng chuẩn BCNF Nhập: LĐQH S= Xuất: Một phân rã R có nối không mất, cho LĐQH phân rã có dạng BCNF ứng với hình chiếu F lược đồ Phương pháp: Trọng tâm thuật toán lấy LĐQH R phân rã thành hai lược đồ Một lược đồ có tập thuộc tính XA; có dạng BCNF phụ thuộc XỈA Lược đồ thứ hai RA, nối R-A với XA nối không Thực đệ quy thủ tục phân rã, với R-A vị trí R lược đồ R phân rã Minh hoạ: result := {R }; done := false; Tính F +; while (not done) if (có lược đồ Ri result mà không BCNF) then begin Nếu B phụ thuộc hàm không tầm thường Ri mà Ri ∉F+ NGUYỄN THỊ LAN ANH Trang Các dạng chuẩn TTG PHẦN IV CÁC DẠNG CHUẨN TTG Cho LĐQH TTG ST= RT: tập thuộc tính FT tập phụ thuộc hàm TTG IV.1 Dạng chuẩn TTG(1TNF) Cho LĐQH S=, khoá K LĐQH TTG ST= mở rộng S, quan hệ TTG r(RT) mở rộng r(R)(quan hệ r chưa xét thuộc tính thời gian) LĐQH TTG ST đạt dạng chuẩn 1TNF thoả điều kiện: ∀r(RT)(hay rT), ∀t,t’∈rT t(K)=t’(K) t(T) t’(T) không giao Trong K khoá quan hệ r chưa xét tính thời gian Ví dụ: Quan hệ cho sau đạt dạng chuẩn 1NF với t,t∈rT, K={MSNV} t[MSNV]=t’[MSNV] t[T] t’[T] không trùng MSNV TENNV PHONG THỜIGIAN(T) 1234 N.V.A KẾ TOÁN [1,5) 1234 N.V.A THIẾTBỊ [5,10} Định nghóa dạng chuẩn 2TNF, 3TNF TBCNF giống định nghóa LĐQH bình thường Cho LĐQH TTG ST=(còn gọi LĐQH TTG RT), K khoá tối tiểu TTG LĐQH TTG RT muốn đạt 2TNF, 3TNF TBCNF phải đạt 1TNF IV.2 Dạng chuẩn TTG(2TNF): Lược đồ quan hệ TTG RT đạt dạng chuẩn khi: - Lược đồ quan hệ RT đạt 1TNF NGUYỄN THỊ LAN ANH Trang 23 Các dạng chuẩn TTG - Mọi thuộc tính thứ cấp phụ thuộc đầy đủ vào khoá tối tiểu Hay: X →T Y ∉ Ft+ , ∀X⊂ K Y⊄ K(X tập thực K Y không thuộc khoá tối tiểu RT) IV.3 Dạng chuẩn TTG(3TNF): RT thỏa dạng chuẩn TTG(3-TNF) nếu: X →T Y ∉ FT+ X cho X+F ≠ RT, Y ∉ X Y⊄ K Nói khác, RT thỏa dạng chuẩn TTG với phụ thuộc hàm không tầm thường X →T Y ∈ FT+ X siêu khóa TTG RT Y thuộc vào khóa tối thiểu RT IV.4 Dạng chuẩn TBCNF: LĐQH TTG RT thỏa dạng chuẩn BCNF TTG nếu: X →T Y ∉ FT+ X cho X+F ≠RT, Y ∉ X( X →T Y không tầm thường) Nói khác, RT thỏa dạng chuẩn TBCNF với phụ thuộc hàm không tầm thường X →T Y ∈ FT+ X siêu khóa TTG RT NGUYỄN THỊ LAN ANH Trang 24 Ràng buộc ổn định TTG PHẦN V RÀNG BUỘC ỔN ĐỊNH TTG Xét LĐQH TTG THÔNG_TIN_CÁN_BỘ(MACB, HOTEN, GIỚITINH, QUEQUAN, PHONGBAN, CHUCVU, LUONGHS, DANGVIEN, THOIGIAN) Các thuộc tính ổn định: MACB, HOTEN, GIOITINH, QUEQUAN Các thuộc tính TTG: PHONGBAN, CHUCVU, LUONGHS, DANGVIEN Thuộc tính thời gian: THOIGIAN Xét thuộc tính: CHUCVU LUONGHS(là thuộc tính thay đổi theo thời gian), nhiên mức độ thay đổi thuộc tính không giống Khi CHUCVU đối tượng thay đổi, LUONGHS thay đổi theo Nếu LUONGHS đối tượng thay đổi, CHUCVU chưa thay đổi Ta nói, CHUCVU LUONGHS có tính ràng buộc ổn định, CHUCVU ổn định LUONGHS Việc phân tích phụ thuộc hàm TTG, dạng chuẩn TTG để tạo sở để phân tích một đặc trưng CSDL TTG, ưu điểm CSDL TTG khác với đặc điểm CSDL bình thường khái niệm tính ràng buộc ổn định TTG V.1 Định nghóa tính ràng buộc ổn định TTG: LĐQH TTG ST=, K khoá TTG, quan hệ TTG r(RT) ∀X,Y ⊆RT, ta nói X Y có tính ràng buộc ổn định X ổn định Y(ký hiệu X − > Y) ∀t,t’ ∈ rT thoả điều kiện: • t[K]=t’[K] • α < α , neáu t[X]/ α ≠t’[X]/ α ⇒ t[Y]/ α ≠t’[Y]/ α hay t[Y]/ α =t’[Y]/ α ⇒ t[X]/ α =t’[X]/ α NGUYỄN THỊ LAN ANH Trang 25 Ràng buộc ổn định TTG Phát biểu: quan hệ r khoá TTG, Y kéo theo X Nếu X Y ổn định ngang cấp nhau(ký hiệu: X < − > Y) đó: X − > Y Y − > X Ví dụ: ta có ràng buộc ổn định TTG: CHUCVU − > LUONGHS HOTEN < − > QUOCGIA, HOTEN vaø QUOCGIA thuộc tính ổn định ngang cấp Nhận xét: Khoá tối thiểu KT thuộc tính ổn định nhất(cm dựa vào định nghóa ràng buộc ổn định TTG) V.2 Các luật dẫn AMSTRONG ràng buộc ổn định TTG: Luật dẫn 1: Nếu X⊂Y ⇒ X − > Y(ràng buộc tầm thường) Luật dẫn 2: Nếu X − > Y W⊂Z ⇒ XW − > YZ Luật dẫn 3: Nếu X − > Y Y − > X ⇒ X − > Z(tính bắc cầu) Chứng minh luật dẫn 1, luật dẫn 2, luật dẫn đầy đủ Chứng minh: Cho rT quan hệ TTG RT, ∀t,t’∈rT khoá TTG K , α < α hai khoảng kề Luật dẫn 1: Nếu t[Y]/ α =t’[Y]/ α , X⊂Y (giả thiết) ⇒ t[X]/ α =t’[X]/ α Theo định nghóa ràng buộc ổn định TTG ta có: Y − > X(Đpcm) ⎧t[ Z ] / α = t '[ Z ] / α ⎫ ⎬ (1) t [ Y ] / α t ' [ Y ] / α = ⎭ ⎩ Luật dẫn 2: giả sử có t[YZ]/ α =t’[YZ]/ α ⇒ ⎨ ta coù: X − > Y(gt) theo định nghóa ràng buộc ổn định neân ⎧t[ Z ] / α = t '[ Z ] / α ⎫ ⎬ (2) ⎩t[ X ] / α = t '[ X ] / α ⎭ (1)⇔ ⎨ ta coù: W⊂Z(gt)⇒ W − > Z(Luật dẫn 1) nên ⎧t[W ] / α = t '[W ] / α ⎫ ⎬ ⇔ t[XW]/ α =t’[XW]/ α ⎩t[ X ] / α = t '[ X ] / α ⎭ (2) ⇔ ⎨ Ta coù: t[YZ]/ α =t’[YZ]/ α ⇒ t[XW]/ α =t’[XW]/ α ⇒ XW − > YZ(Đpcm) NGUYỄN THỊ LAN ANH Trang 26 Ràng buộc ổn định TTG Luật dẫn 3: Có X − > Y(gt) ⇒ t[Y]/ α =t’[Y]/ α ⇒ t[X]/ α =t’[X]/ α Y − > Z(gt) ⇒ t[Z]/ α =t’[Z]/ α ⇒ t[Y]/ α =t’[Y]/ α Từ suy ra: t[Z]/ α =t’[Z]/ α ⇒ t[X]/ α =t’[X]/ α ⇒ X − > Z(Đpcm) V.3 Bao đóng tập ràng buộc ổn định TTG Cho LĐQH TTG RT G tập ràng buộc ổn định TTG RT Bao đóng cua G(ký hiệu G+) gồm ràng buộc ổn định TTG suy dẫn từ G cách áp dụng luật dẫn Amstrong ràng buộc ồn định TTG G+={X − > Y: X − > ược suy diễn từ ràng buộc ổn định TTG G} V.4 Bao đóng tập thuộc tính ổn định TTG: Cho LĐQH TTG RT G tập ràng buộc ổn định TTG RT, X ⊆RT Bao đóng tập thuộc tính X tập G(Ký hiệu: X+G) tập hợp: X+G={Y| X − > Y ∈G+} Thuật toán tìm bao đóng tập thuộc tính ổn định TTG: X (i +1) Nhập: RT, X, G Xuất: X+G Phương pháp: Lần lượt tìm X(0), X(1), X(2), Bước 1: i:=0, X(i)=X Bước 2: tìm B={W: V − > W∈G, ∃V∈X(i) } Bước 3: X(i+1)= X(i) ∪ B Bước 4: Nếu X(i+1)≠X(i) i:=i+1, chuyển bước Bước 5: trả X(i) X+G Ta chứng minh theo phương pháp trên: ∀Y∈ X+G X − > Y∈ G+ V.5 Khoá tập ràng buộc ổn định TTG(ký hiệu KT) NGUYỄN THỊ LAN ANH Trang 27 Ràng buộc ổn định TTG Cho G tập ràng buộc ổn định lược đồ RT, X⊆RT gọi khoá ổn định TTG RT nếu: • X+G=RT hay RT − > X+G • ¬∃X’⊂X: Y − > X’ với Y⊂RT Y⊄X Ý nghóa: thuộc tính khoá ổn định TTG có tính ổn định ngang ổn định thuộc tính không khoá Nhận xét: từ định nghóa ta thấy khoá ổn định TTG khoá tối tiểu K tập khóa ổn định TTG V.6 Thuật toán tìm khoá ổn định TTG Nhập: lược đồ quan hệ TTG, RT, FT, G Trong đó: RT ={A1, A2, , An, T}là tập thuộc tính có thuộc tính thời gian T FT tập phụ thuộc hàm TTG G tập ràng buộc ổn định TTG Xuất: Khoá ổn định TTG KT Nhận xét: Trong trình xét phụ thuộc hàm ràng buộc ổn định TTG, ta xét giá trị thuộc tính gắn với giá trị thuộc tính thời gian Thế nên trình tìm khoá ổn định TTG KT ta không xét thuộc tính thời gian T vào khoá Phương pháp: Bước 1: dựa vào tập FT tìm khoá tối thiểu K lược đồ RT Bước 2: goïi G0 =G + ⎨X − > Y:X < − > X’⊆K, X’ − > Y}-{X − > Y: X⊆K} Bước 3: tính tập thuộc tính KT0, KT1, ., KTn, nhö sau: RT − > ( K Ti −1−{ Ai }) G+ KT0=RT\{T}(T: thuoäc tính thời gian) ⎧ K Ti −1 − { Ai } ⎩ K Ti −1 ngược lại KTi= ⎨ RT − > (KTi-1-{Ai})+G0 i ={1, 2, ., n} NGUYỄN THỊ LAN ANH Trang 28 Ràng buộc ổn định TTG Cuối ta có KTn Bước 4: KT=KTn∪K khoá ổn định TTG Giải thích bước 2: Những thuộc tính thuộc khoá tối thiểu K thuộc tính ổn định nên tập ràng buộc G ta không cần phải xét thuộc tính cách loại ràng buộc ổn định có vế trái thuộc tính khoá tối thiểu K.(*) Tuy nhiên, tập thuôc tính có thuộc tính X ổn định ngang cấp với thuộc tính thuộc khoá K, để tránh ràng buộc ổn định trước thực (*) ta thêm vào tập ràng buộc ổn định ràng buộc X − > Y cho X < − > X’⊆K vaø X’ − > Y Ví dụ: Cho RT={HoTen, GioiTinh, QuocGia, PhongBan, ChucVu, BacLuong, TG} FT={ HoTen → T GioiTinh , HoTen → T QuocGia , HoTen → T PhongBan , HoTen → T ChucVu , HoTen → T BacLuong , HoTen → T TG } Cho G={K − > HoTen, HoTen < − > GioiTinh, HoTen < − > QuocGia, HoTen − > PhongBan, HoTen − > ChucVu, ChucVu − > BacLuong} Bước 1: tìm khoá tối thiểu K lược đồ RT Xét: (HoTen)+FT=RT nên có khoá tối thiểu K={HoTen} Bước 2: gọi G0 =G + ⎨X − > Y:X < − > X’⊆K, X’ − > Y}-{X − > Y: X⊆K} G0=G Thêm vào G0 ràng buộc ổn ñònh TTG: GioiTinh − > ChucVu, GioiTinh − > PhongBan, QuocGia − > ChucVu, QuocGia − > PhongBan Loaïi khỏi G0 ràng buộc ổn định TTG: HoTen − > PhongBan, HoTen − > ChucVu Vaäy taäp G0 sau bước sau: NGUYỄN THỊ LAN ANH Trang 29 Ràng buộc ổn định TTG G0= ={GioiTinh − > HoTen, QuocGia − > HoTen,GioiTinh − > PhongBan, QuocGia − > PhongBan, GioiTinh − > ChucVu, QuocGia − > ChucVu, ChucVu − > BacLuong} Bước 3: tính tập thuộc tính KT0, KT1, ., KTn KT0=RT Xét (KT0 – {HoTen})+G0={HoTen, GioiTinh, QuocGia, PhongBan, ChucVu, BacLuong}=RT, KT1=KT0– {HoTen}={GioiTinh, QuocGia, PhongBan, ChucVu, BacLuong} Xeùt KT2=(KT1 – {GioiTinh})+G0) ={HoTen, QuocGia, PhongBan, ChucVu, ={HoTen, GioiTinh, PhongBan, ChucVu, BacLuong}≠RT, KT2=KT1 Xét KT3=(KT2 – {QuocGia})+G0) BacLuong}≠RT, KT3=KT2 Xét (KT3 – {PhongBan})+G0={HoTen, GioiTinh, QuocGia, PhongBan, ChucVu, BacLuong}=RT, KT4=KT3– {PhongBan}={GioiTinh, QuocGia, ChucVu, BacLuong} Xeùt (KT4 – {ChucVu})+G0={HoTen, GioiTinh, QuocGia, PhongBan, ChucVu, BacLuong}=RT, KT5=KT4– {ChucVu}={GioiTinh, QuocGia, BacLuong} Xeùt (KT5 – {BacLuong})+G0={HoTen, GioiTinh, QuocGia, PhongBan, ChucVu, BacLuong}=RT, KT6=KT5– {BacLuong}={GioiTinh, QuocGia} Đến bước kết thúc: KT6= GioiTinh, QuocGia} Bước 4: KT=KT6∪K ={HoTen, GioiTinh, QuocGia}là khoá ổn định TTG V.7 Phân rã bảo toàn thông tin TTG: Cho LĐQH TTG RT phân rã ρT=(S1,S2, .Sp) RT Ta gọi phép nhân rã ρ bảo toàn thông tin TTG với quan hệ TTG rT RT thì: rT= π S1 (rT ) >< π S (rT ) >< .>< π Sp (rT ) = >< ip=1 π Si (rT ) NGUYỄN THỊ LAN ANH Trang 30 Ràng buộc ổn định TTG V.8 Thuật toán phân rã TTG: Cho lược đồ RT, G tập ràng buộc ổn định TTG RT KT (hay KT= SK: Stability Key)là khoá ổn định TTG G Gọi RT1=RT, SK1=SK G1=G Gọi RT2=RT1 – SK1 G2=∏RT2(G1)(là phép chiếu G1 RT2) Gọi RTp=RTp-1 – SKp-1 Gp=∏RTp(Gp-1)(là phép chiếu Gp-1 RTp) Ta tập thuộc tính SK1, SK2, .,SKp Gọi: S1=(K∪SK1), S2=(K∪SK2), ., Sp=(K∪SKp) Kết quả: ρT=(S1,S2, .Sp) phân rã RT Xét lại ví dụ trên: Cho RT={HoTen, GioiTinh, QuocGia, PhongBan, ChucVu, BacLuong, TG} FT={ HoTen → T GioiTinh , HoTen → T QuocGia , HoTen → T PhongBan , HoTen → T ChucVu , HoTen → T BacLuong } Cho G={K − > HoTen, HoTen < − > GioiTinh, HoTen < − > QuocGia, HoTen − > PhongBan, HoTen − > ChucVu, ChucVu − > BacLuong} Coù: RT1=RT, G1=G SK1=SK={HoTen, GioiTinh, QuocGia} Gọi RT2=RT1 – SK1={PhongBan, ChucVu, BacLuong, TG} G2=∏RT2(G1)={ ChucVu − > BacLuong} KT0= RT2 Xeùt (KT0 – {PhongBan})+G2={ChucVu, BacLuong}}≠RT2, KT1=KT0 Xét (KT1 – {ChucVu})+G2) ={PhongBan, BacLuong}≠RT2, KT2=KT1 Xét (KT2 – {BacLuong})+G2) ={PhongBan, ChucVu, BacLuong}=RT2, NGUYỄN THỊ LAN ANH Trang 31 Ràng buộc ổn định TTG KT3=KT2 – {BacLuong}={PhongBan, ChucVu} SK2={PhongBan, ChucVu} RT3=RT2 – SK1={BacLuong, TG} SK3={BacLuong} Vậy ta có: S1={HoTen, GioiTinh, QuocGia} S2={HoTen, PhongBan, ChucVu} S3={HoTen, BacLuong} Định lý: cho LĐQH RT thoả dạng chuẩn 3TNF Phép phân rã ρT=(S1,S2, .Sp) bảo toàn thông tin TTG.(Định lý chứng minh) NGUYỄN THỊ LAN ANH Trang 32 Mô tả phần cài đặt PHẦN VI MÔ TẢ PHẦN CÀI ĐẶT VI.1 Nội dung cài đặt: • Cho phép nhập, sửa đổi, xoá, lưu tập thuộc tính RT • Cho phép nhập, sửa đổi, xoá, lưu tập phụ thuộc hàm TTG- FT • Cho phép nhập, sửa đổi, xoá, lưu tập ràng buộc ổn định TTG- G • Tìm khóa tối thiểu TTG- K • Tìm khoá ràng buộc ổn định TTG- KT • Phân rã bảo toàn thông tin TTG VI.2 Ngôn ngữ sử dụng chương trình cài đặt: • Microsoft Visual Basic 6.0 • Microsoft Office Access 2003 VI.3 Dữ liệu sử dụng chương trình demo: RT={HoTen, GioiTinh, QuocGia, PhongBan, ChucVu, BacLuong, TG} NGUYỄN THỊ LAN ANH Trang 33 Mô tả phần cài đặt FT={ HoTen →T GioiTinh , HoTen →T QuocGia , HoTen →T PhongBan , HoTen →T ChucVu , HoTen →T BacLuong , HoTen →T TG } G={K − > HoTen, HoTen < − > GioiTinh, HoTen < − > QuocGia, HoTen − > PhongBan, HoTen − > ChucVu, ChucVu − > BacLuong} NGUYỄN THỊ LAN ANH Trang 34 Mô tả phần cài đặt Kết sau chạy chương trình: Khóa TTG K={Họtên} Khóa ràng buộc ổn định TTG KT={Họtên, Giớitính, Quốcgia} NGUYỄN THỊ LAN ANH Trang 35 Mô tả phần cài đặt Và kết phân rã TTG: S1={HoTen, GioiTinh, QuocGia} S2={HoTen, PhongBan, ChucVu} S3={HoTen, BacLuong} NGUYEÃN THỊ LAN ANH Trang 36 Tổng Kết Về Kết Quả Đề Tài Nghiên Cứu Khoa Học Cấp Trường: Cơ Sở Dữ Liệu Quan Hệ Có Tính Thơì Gian Những mục tiêu thực được: Đề tài đưa khái niệm Các khái niệm sở liệu có tính thời gian: lược đồ quan hệ có tính thới gian quan hệ có tính thời gian Các phép toán đại số quan hệ CSDL có tính thời gian Các khái niệm phụ thuộc hàm dạng chuẩn có tính thời gian Các ràng buộc ổn định có tính thời gian Phân rã bảo toàn thông tin có tính thời gian Tiến hành cài đặt chương trình demo cho nội dung - Những mục tiêu chưa thực được: Các khái niệm đưa chưa hoàn toàn đầy đủ Phần chương trình demo chưa thử nghiệm CSDL có tính thơì gian với tập thuộc tính lớn nên chưa đảm bảo hoàn xác Tài liệu tham khảo: [1] Giáo trình Cơ Sở Dữ Liệu 1, Giáo trình Cơ Sở Dữ Liệu 2, Thầy Đặng Phước Huy, Đại Học Đà Lạt [2] Tuyển tập Một số vấn đề chọn lọc Công Nghệ Thông Tin, Nha Trang, 5-7 tháng naêm 2002 [3] Chapter 29, Extending Existing Dependency Theory to Temporal Databases, Christian S Jensen, Richard T Snodgrass, and Michael D Soo [4] The Consensus Glossary of Temporal Database Concepts - February 1998 Version -***