BO GIAO DUC VA DAO TAO DAI HOC HUE
TRUONG DAI HOC KHOA HOC
HOANG DUONG HOA
NGHIEN CUU MOI QUAN HE PHAN XA CO YEU TO THOI GIAN VA UNG DUNG
LUAN VAN THAC SI KHOA HOC CONG NGHE THONG TIN
Trang 2DANH MUC CAC CHU VIET TAT Từ viết tắt Từ hoặc cụm từ BT BiTemporal CSDL | Cơ sở dữ liệu EER Extended ER ER Entity Relationship LS Life Span
LSs Life Span start LSe Life Span end
LT Life span and Transaction time TimeER | Time Entity Relationship
T hop lé | Thời gian hợp lệ
T giao tác | Thời gian giao tác
TSQL Time Structured Query Language TT Transaction Time
TTs Transaction Time start TTe Transaction Time end
VT Valid Time VTs Valid Time start VTe Valid Time end
5BNF Fifth Business Normal Form
Trang 3
TE, f^Tg TE = { t ETE, At € TE} Ví dụ 1.4: {[22/1/1994,29/6/1994), [11/3/1996, 15/8/1998)} Age {[ 1/1/1994, 3/4/1994), [30/12/1995, 20/7/1997)} = {[22/1/1994, 3/4/1994), [ 11/3/1996, 20/7/1997)} 1.2.3 Các loại thuộc tính Định nghĩa 1.13 (Time-invariant attribute: thuộc tính khơng thay đổi theo thời gian)
Một thuộc tính khơng thay đổi theo thời gian là thuộc tính mà giá trị của nĩ khơng thay đổi theo thời gian Nĩi cách khác, nĩ là một giá trị hằng số theo thời gian Những thuộc tính cĩ giá trị khơng thay đổi theo thời gian được gọi là thuộc tính phi thời gian [9]
Ví dụ 1.5: Tên, ngày sinh, giới tính của một người
Định nghĩa 1.14 (Time-variant attribute: thuộc tính thay đổi theo thời gian) Một thuộc tính thay đổi theo thời gian là thuộc tính mà giá trị của nĩ khơng là hằng số theo thời gian Mặt khác nĩ cĩ thé thay đổi hoặc khơng thay đổi theo thời gian Những thuộc tính cĩ giá trị thay đổi theo thời gian được gọi là những thuộc tính cĩ yếu tổ thời gian [9]
Ví dụ 1.6: Thuộc tính Lương hoặc Phịng ban của một nhân viên nào đĩ Định nghĩa 1.15 (Timestamp: nhãn thời gian)
Một nhãn thời gian là một giá trị thời gian được kết hợp với một đối tượng nào đĩ, chang hạn một giá trị thuộc tính hoặc một bộ Một nhãn thời gian cĩ thể là
nhãn thời gian hợp lệ, nhãn thời gian giao tác, nhãn thời gian là thời khoảng nhãn
thời gian là thời khắc v.v [9]
Định nghĩa 1.16 (Lifespan: Thời gian sống)
Thời gian sống của một đối tượng cơ sở dữ liệu là thời gian mà đối tượng
Trang 4CHUONG 2 NGU NGHIA CUA MOI QUAN HE PHAN XA
Trong mơ hình ER, mối quan hệ phản xạ đĩng một vai trị quan trọng, nhằm
mơ tả các mỗi quan hệ thực tế của thế giới thực Cho đến nay, đã cĩ nhiều nhận định về mối quan hệ phản xạ như sau: Theo Kilov và Ross, mối quan hệ phản xạ là
khơng tự nhiên và khơng rõ ràng Maciaszek thì cho rằng việc nắm bắt ngữ nghĩa của mối quan hệ phản xạ là khá khĩ, nhưng các mối quan hệ như thế đĩng một vai trị quan trọng trong mơ hình thực tế của thế giới thực Hawryszkiewycz cho rằng một số quan hệ phản xạ đơi khi khĩ hiểu, khơng đễ dàng để đưa ra các vai trị khác nhau bởi các thể hiện trong cùng một tập thực thể trong quan hệ Reingruber và Gregory thảo luận sơ đồ chung để giải quyết các mối quan hệ phản xạ bởi phương pháp 5BNF cta Finkelstein (Fifth Business Normal Form) Theo James Dullea va Il-Yeol Song dé xac dinh duoc ngit nghia méi quan hé phan xa tréc hét phai xdc
dinh duoc tinh dung din về mặt cấu trúc của nĩ
Chương này, luận văn sẽ tìm hiểu sự phân lớp các loại mối quan hệ phản xạ
dựa vào vai trị, đồng thời tìm hiểu các quy tắc để kiểm tra tính hợp lệ của các loại mối quan hệ trên dựa vào bản số và vai trị của mối quan hệ
2.1 GIỚI THIỆU
Một mối quan hệ phản xạ cĩ ngữ nghĩa đúng trước hết nĩ cần phải cĩ cấu
trúc đúng din, hợp lệ để cĩ thể mơ tả được thế giới thực Một mối quan hệ phản xạ
khơng hợp lệ về mặt cấu trúc khi các ràng buộc về bản số và sự tham gia khơng hỗ
trợ các thể hiện của đữ liệu đang tổn tại theo yêu cầu của người sử dụng Một mơ
hình cĩ cấu trúc khơng hợp lệ thê hiện tính khơng phù hợp về mặt ngữ nghĩa, tức là các lược đồ của mối quan hệ khơng phản ánh các quy tắc nghiệp vụ theo quy định của cộng đồng người dùng [8] Vì vậy, việc nghiên cứu cấu trúc của mối quan hệ phản xạ là cần thiết Theo đĩ, chương này sẽ tiến hành tìm hiểu, phân các loại cấu trúc cũng như các quy tắc để xác định tính hợp lệ của các loại cấu trúc này dựa vào
vai trị và bản sơ
Trang 5diễn tất cả các thể hiện trong E, do đĩ: |rg,| = |E| (3) Từ (2) và (3) suy ra |ren| = |rga| (4)
Ta thay (1) và (4) mâu thuẫn nhau, vì thế cấu trúc của mối quan hệ này là khơng hợp lệ 2.3.2.2 Bản số nhỏ nhất '1-0' Trong mối quan hệ phản xạ 1-N, với bản số nhỏ nhất tương ứng “1-0° cũng VaiTro,(1,1) Ee] <> VaiTro(0,N) Định ]ý 2.3: Các mỗi quan hệ phản xạ I-N mà ràng buộc về bản số nhỏ nhất khơng hợp lệ
cĩ giá trị bằng I bên 1 và bằng 0 bên N là một cấu trúc khơng hợp lệ [8]
Chứng minh: Xét nhĩm các thể hiện cĩ vai trị 1 (rg;) và nhĩm các thể hiện
cĩ vai trị 2 (rg;) trong tập thực thê E tham gia vào mối quan hệ I-N Rg; là bên 1
của mối quan hệ I-N được ánh xạ với sự tham gia bắt buộc đến rø; bên phía nhiễu,
do đĩ zg; chứa số thể hiện ít hơn zø; Vì vậy, ta cĩ: Irgi<|rgJ| (CD
Rang budc về bản số nhỏ nhất bằng 1 trên nhĩm vai trị 1, vi thế số thể hiện
trong rg, phải bằng số thể hiện trong tập thực thể E Vì vậy:
lrg;| = [EI (2)
Kết hợp (1) va (2) ta suy ra [E| < |rga| Điều này là vơ lý vì số thể hiện của
một nhĩm vai trị khơng thể lớn hơn số thể hiện trong tập thực thể E
2.3.2.3 Bản số nhỏ nhất 0-1’
Mối quan hé 1-N voi ban số nhỏ nhất cĩ gia tri lần lượt là “0-1' thuộc kiểu
mối quan hệ phân cấp - trịn
Vi dụ 2.9: Xét mối quan hệ ố rợ trên tập thực thê người quyết định gồm
Trang 62.2 PHAN LOAI CAU TRUC CAC MOI QUAN HE PHAN XA DUA VAO VAI TRỊ 002225 22122212211221121122112211211221121122112121222122212 re 21
2.2.1 Mối quan hệ đối xứng - 522222 22122212221211211221121.2 2 xe 21 2.2.2 Mối quan hệ bất đối xứng -2- 222 222222122112211221122122122 xe 22 2.2.2.1 Quan hệ phân cấp - 22 2222221221112112211212212122 e6 22
2.2.2.2 Quan hệ vịng .- St 1 1n HH Ha Hee 22
2.2.2.3 Quan hệ phản Xạ 0 2 212 Share 24
2.3 QUY TẮC KIÊM TRA TÍNH HỢP LỆ, -2-©2222222222225222322222222-e2 25 2.3.1 Mối quan hệ phản xạ I-] 222©2222212212221222122212221222 22,22 25 2.3.1.1 Bản số nhỏ nhất ˆ ]-l” 52252 2222221222112212222.22 e6 25 2.3.1.2 Bản số nhỏ nhất “0-0” 22-252 222221222122212221222212 e6 26 2.3.1.3 Bản số nhỏ nhất “0-1” hoặc “1-0” -522222222222222ee 27 2.3.2 Mối quan hệ phản xạ I-N -2.-222222222222122212221222222.22 2e 29 2.3.2.1 Bản số nhỏ nhất “ Ì-l” 52-252 22222212221222122121212 e6 29 2.3.2.2 Bản số nhỏ nhất ˆ 1-0” 22-252 22222122212221122121121212 e6 30 2.3.2.3 Bản số nhỏ nhất “0-]” 52222 22222212211222121121212 e0 30 2.3.2.4 Bản số nhỏ nhất ˆ0-0” 22-222 22222122111221211212222 e0 31 2.3.3 Mối quan hệ phản xạ N-N 5522222222221222122122122 2 xe 33 2.3.3.1 Bản số nhỏ nhất “ ]-l” 52-252 2222221221122211211222122 e6 33 2.3.3.2 Bản số nhỏ nhất ˆ 1-0” 522 222222 22112211211211221212 e6 34 2.3.3.3 Bản số nhỏ nhất ˆ0-0” 52-252 22222212221222121221221 xe 35 2.4 TIỂU KÉT CHƯƠNG 2 22 222222222512211211121112111211211222 xe 37 CHUONG 3 CHUYEN DOI MOI QUAN HE PHAN XA CO YEU TO THOI GIAN SANG MƠ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HẸ, - 2 5c 5 21221221 c2Eexee 38
Trang 73.1 GIGL THIBU ooo cccccccccccceccescssessessesscseesesvesessesevsressvssessstsetsensevsevsesseeeees 39
3.2 PHUONG PHAP CHUYEN DOI TU MO HINH TIMEER SANG MO HINH QUAN HE oioceeccsscssscsscsssessessesssessesesessessesevecsessssssessesssetsessessseseesetsusessesaseeseres 39
3.3 PHUONG PHAP CHUYEN DOI MOI QUAN HE PHAN XA CO YEU
9006/50 44
3.3.1 Quy tắc chuyển đổi mối quan hệ phản xạ 1-l - 44 3.3.2 Quy tắc chuyển đổi mối quan hệ phản xạ 1-N . - 47 3.3.3 Quy tắc chuyển đổi mối quan hệ phản xạ N-N . - 49 3.3.3.1 Quy tắc chuyển đổi mối quan hệ phản xạ N-N khơng cĩ thuộc
3.3.3.2 Quy tắc chuyển đổi mối quan hệ phản xạ N-N cĩ thuộc tinh .52
Trang 8DANH MUC CAC BANG
Trang
Bảng 1.2 Diễn tả nhãn thời gian là một thời khắc 222222222222x22xee 14
Bảng 1.3 Ví dụ về quan hệ thời gian hợp lệ kết hợp với một giai đoạn 14
Bảng 1.4 Ví dụ về quan hệ thời gian hợp lệ kết hợp với nhiều giai đoạn 14 Bảng 1.5 Một ví du về quan hệ thời gian giao tác -222 2222212221222 c6 16
Bảng 1.6 Quan hệ theo hai loại thời gian mà thời gian họp lệ là một thời khắc 17
Bảng 1.7 Quan hệ theo hai loại thời gian mà thời gian hợp lệ là một giai đoạn 17
Bảng 1.8 Quan hệ theo hai loại thời gian, thời gian hợp lệ là tập các giai đoạn 18
Bảng 2.1 Tĩm tắc các kiêu mối quan hệ phản xạ 22©2222222222222222222222-26 36 Bảng 3.1 Tập các thuộc tính nhãn thời gian hỗ trợ cho các tập thực thể và mối quan
Trang 9DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hinh; 1.1 Di li€u nhãn thời lan hợp ÍẾ szsxsssssessiineessBIEDSSEESGHSSEESGB34RĐAEBBMSPBIEEB 13
Hình 1.2 Dữ liệu nhãn thời gian g1ao tác - c St 2S nh HH ere 15
Hình 2.1 Các loại mối B008 21
Hình 2.2 Ví dụ về mối quan hệ đối xứng - 2222222212 2212221127122212112122 e0 22 Hình 2.3 Ví dụ về mối quan hệ phân cấp 22 222222 22122212221222112212222 e6 92 Hình 2.4 Ví dụ về mối quan hệ vịng - 22 222222221222122212221121122121121 2x0 23 Hình 2.5 Ví dụ về mối quan hệ phân cấp-vịng -©222222222222122212221222ee 23 Hình 2.6 Quan hệ phản xạ 7Q„uanLy trên tập thực thê Nhan/ïen 24
Hình 2.7 Sơ đề thể hiện các kiểu mối quan hệ phản xạ trên tập thực thể nhân viên 24
Hình 2.8 Mối quan hệ Ke/Hon trên tập thực thể Đgọ 5522222222222 c6 25 Hình 2.9 Mối quan hệ NopTiueCig, 555552 2222221221121121121222 e6 26
Hình 2.10 Ví dụ về mối quan hệ 1-1 với bản số nhỏ nhất ˆ0-0” - 27 Hình 2.11 Ví dụ về mối quan hệ VhayCzng (1,1)(0,1) khơng hợp lệ 28 Hình 2.12 Vi du méi quan hé HoTro (0.1)(1,N) và cấu trúc tương ứng 31
Hình 2.13 Mối quan hệ khơng đối xứng Quan1;y (0,1)(0,N) và cấu trúc tương ứng 32
Hình 2.14 Mối quan hệ khơng đối xitng ToTien (0,1)(0,N) S5-.522-2c-ce 32
Hình 2.15 Mối quan hệ QuanLy (0,N)(0,ẢN) à àc Share 33
Hình 2.16 Mối quan hệ LaAnhem (1,N)(1,N) và cấu trúc của nĩ Hinh 2.17 Méi quan hé QuanLy (0,N)(1,N) va cau trúc tương ứng
Hinh 2.18 Méi quan hé LaAnhem (0, N)(0, N) va cau trúc tương ứng 35
Hinh 3.1 Chuyển đổi các tập thực thể khơng tham gia vào mối quan hệ lớp cha/lớp
COD eee 40
Hình 3.2 Mối quan hệ Ke#Hloứ 22-522222222222212211221122112112122122 xe 45
Hình 3.3 Chuyên đổi mối quan hệ KeffÏon 52-55222222222221222122112211212e6 45 Hình 3.4 Mối quan hệ (2¡/đwÏjy 22-©5222222222221221122111211121112112121222 e6 48 Hình 3.5 Chuyên đổi mối quan hệ Q//đ#iƑ/y -©522222222221222122212212122 e6 48 Hình 3.7 Chuyển đổi mối quan hệ Ÿw - 222222 22E222122211221122122121122 2x0 50
Trang 10Hình 3.8 Mối quan hệ Ke/Ban cĩ thuộc tinh phi thời gian -2- 222222222 33 Hình 3.9 Chuyên đổi mối quan hệ Ke/Ban cĩ thuộc tính phi thời gian 33 Hình 3.10 Mối quan hệ KefBan cĩ thuộc tính thời gian 522222 2222222 56 Hình 3.11 Chuyên đổi mối quan hệ Ke/Ban cĩ thuộc tính thời gian 56
Trang 11DANH MUC CAC CHU VIET TAT Từ viết tắt Từ hoặc cụm từ BT BiTemporal CSDL | Cơ sở dữ liệu EER Extended ER ER Entity Relationship LS Life Span
LSs Life Span start LSe Life Span end
LT Life span and Transaction time TimeER | Time Entity Relationship
T hop lé | Thời gian hợp lệ
T giao tác | Thời gian giao tác
TSQL Time Structured Query Language TT Transaction Time
TTs Transaction Time start TTe Transaction Time end
VT Valid Time VTs Valid Time start VTe Valid Time end
5BNF Fifth Business Normal Form
Trang 12
MO DAU
Quản lý dữ liệu là một phần khơng thể thiếu đối với việc phát triển các hệ
thống thơng tin Quản lý dữ liệu theo thời gian trong các hệ thống thơng tin ứng dụng trong các lĩnh vực thay đổi thường xuyên và địi hỏi nhiều yêu cầu như tài chính, ngân hàng, viễn thơng, y tế đã làm cho các hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ khơng quản lý về mặt thời gian bộc lộ những hạn chế Bởi vậy, các hệ thống ngày càng được mở rộng, các loại thiết bị thơng minh cũng đang ngày cảng được phát triển và dữ liệu các hệ thống ngày càng lớn và đa đạng Điều này địi hỏi các nhà nghiên cứu về cơ sở dữ liệu phải đưa ra những kết quả khả quan hơn, những hệ quản trị mới hơn, các kiểu xử lý khác làm sao đề phục vụ được ngày càng tốt hơn
nhu cầu mà thực tế địi hỏi Vì thế, một hướng nghiên cứu cơ sở dữ liệu mới ra đời đĩ là xem xét dữ liệu dưới dạng các đối tượng như nĩ vốn tồn tại trên thực tế và
thêm yếu tố thời gian để đáp ứng các yêu cầu cho các ứng dụng quản lý về mặt thời gian
Mơ hình thực thể - mối quan hệ được để xuất bởi P Chen vào năm 1976,
thường được sử đụng như một cơng cụ để giao tiếp giữa một nhà thiết kế và người dùng cuối trong quá trình phân tích yêu cầu và giai đoạn thiết kế ý tưởng Mơ hình
ER mơ tả dữ liệu thơng qua các tập thực thể, các mối quan hệ và các thuộc tính
Thước đo quan trọng về sự thành cơng trong việc thiết kế các mơ hình này là mức độ mà nĩ phản ánh chính xác mơi trường thế giới thực Tuy nhiên, một mơ hình là một cấu trúc trừu tượng rất phức tạp, vì thế khi thiết kế rất dễ xây ra các mâu thuẫn bên trong về mặt cấu trúc dẫn đến việc mơ tả sai nhầm về mặt ngữ nghĩa so với thế
giới thực, đặc biệt là cấu trúc của các mối quan hệ giữa các tập thực thể trong mơ hình Cĩ nhiều loại mối quan hệ trong mơ hình ER, trong đĩ việc xác định cau trúc
Trang 13trong mơ hình thực tế của thế giới thực Theo Hawryszkiewycz cũng cho rằng một số quan hệ đệ quy khơng dễ dàng để đưa ra các vai trị khác nhau bởi các thê hiện của cùng một tập thực thể trong mối quan hệ Reingruber và Gregory đã nghiên cứu sơ đồ chung để giải quyết các mối quan hệ phản xạ bằng phương pháp 5BNF của Finkelstein (Fifth Business Normal Form) Nhom nghiên cứu James Dullea và II- Yeol Song đã đưa ra sự phân lớp của các loại mối quan hệ phản xạ Dựa vào các
khái niệm về vai trị, hướng liên kết và các ràng buộc về bản số, nhĩm nghiên cứu
đã đưa ra các quy tắc và định lý để xác định các cấu trúc hợp lệ của mối quan hệ này trong mơ hình ER Các quy tắc này cĩ thể áp dụng nhằm giảm sự sai nhằm,
giúp phát hiện lỗi sớm trong giai đoạn đầu của quá trình phát triển phần mềm
Yếu tố thời gian làm cho cơ sở dữ liệu đầy đủ về mặt “lịch sử” dữ liệu hơn,
nhưng đồng thời cũng làm cho nĩ phức tap hon Vi vay, van dé dat ra 1a làm thế nào dé cĩ thể xây dựng các ứng dụng CSDL cĩ yếu tổ thời gian một cách hợp lý và hiệu quả Tuy nhiên, quá trình chuyển đổi đơi lúc sẽ làm mất đi hoặc khơng thê hiện hết ngữ nghĩa như mơ tả ban đầu Điển hình là mối quan hệ phản xạ trong mơ hình TimeER, ngữ nghĩa của mối quan hệ này khơng những tuỳ thuộc vào tên mối quan
hệ, các ràng buộc bản số mà cịn phụ thuộc vào vai trị và hướng (chiều) của mối
quan hệ Với tất cả các lý do trên thì việc nghiên cứu ngữ nghĩa của mối quan hệ phản xạ từ đĩ ứng dụng vào việc chuyên đổi sang mơ hình quan hệ là hết sức cần
thiết
Để giải quyết vấn đề thiết kế các CSDL thời gian từ mức khái niệm, đã cĩ
nhiều để xuất về các mơ hình ER thời gian, như các mơ hình sau: TERM, RAKE,
MOTAR, TEER, STEER, ERT, TER, TempEER, TempRT, TERC+, TimeER Trong do, H Gregersen va S Jensen đã xây dựng mơ hình TimeER (Time- Extended-EER) như là một mở rộng của mơ hình EER bằng cách cho phép hỗ trợ khá đầy đủ các yếu tố thời gian so với các mơ hình khác Tuy nhiên, hiện nay nghiên cứu về ngữ nghĩa của các mối quan hệ vẫn chưa cĩ nhiều, trong đĩ ngữ nghĩa mối quan hệ phản xạ cĩ yếu tố thời gian hiện vẫn chưa cĩ một định nghĩa
Trang 14phản xạ cĩ yếu tổ thời gian và ứng dụng”
Mục tiêu của để tài chủ yếu tìm hiểu lý thuyết về cơ sở dữ liệu, mơ hình
TimeER, mơ hình quan hệ dựa trên các bài báo, giáo trình và luận án trong và ngoải
nước cĩ liên quan; tìm hiểu ngữ nghĩa của mối quan hệ phản xạ Trên cơ sở lý thuyết, tác giả nghiên cứu đề xuất phương pháp chuyên đổi mối quan hệ phản xạ cĩ yếu tổ thời gian sang mơ hình quan hệ và xây dựng cơ sở dữ liệu quan hệ minh họa
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các mơ hình cơ sở dữ liệu thời gian: thời gian sống, thời gian hợp lệ, thời gian giao tác và mơ hình kết hợp các loại thời gian Tìm hiểu về sự phân loại mối quan hệ phản xạ: đối xứng, phi đối xứng, tìm hiểu 5 quy tắc xác định tính hợp lệ về mặt cấu trúc của mối quan hệ phản xạ trong mơ hình ER
Phương pháp nghiên cứu của luận văn dựa vào tìm hiểu, phân tích và tổng hợp nội dung từ các bài báo, thơng tin và các nghiên cứu khoa học đã đăng tải về mơ hình TimeER, mối quan hệ phản xạ sau đĩ nghiên cứu phương pháp chuyển đổi mối quan hệ phản xạ cĩ yếu tố thời gian sang mơ hình quan hệ và xây dựng cơ sở
dữ liệu minh họa
Theo đĩ, nội dung của luận văn được trình này theo bố cục của luận văn gồm phan mo dau, ba chương nội dung, phần kết luận và tài liệu tham khảo
Phần giới thiệu khái quát về cơ sở dữ liệu và các mơ hình được trình bày trong chương 1 Chương 1 trình bày các định nghĩa cơ bản về thời gian, các mơ
hình dữ liệu được hỗ trợ trong ngơn ngữ TSQL Cụ thể là sáu mơ hình, trong đĩ cĩ một mơ hình quan hệ các mơ hình cịn lại được mở rộng từ mơ hình này theo hướng
thời gian như: mơ hình thời gian hợp lệ, mơ hình thời gian giao tác và theo hai loại thời gian
Chương 2 trình bày ngữ nghĩa mối quan hệ phản xạ Chương này sẽ tìm hiểu
sự phân lớp các loại mối quan hệ phản xạ dựa vào vai trị, đồng thời tìm hiểu các quy tắc để kiểm tra tính hợp lệ của các loại mối quan hệ trên dựa vào bản số và vai
Trang 15Chương 3, chuyên đổi mối quan hệ phản xạ cĩ yếu tố thời gian sang mơ hình dữ liệu quan hệ Nội đung của chương này sẽ trình bày các phương pháp chuyển đổi mơ hình TimeER sang mơ hình dữ liệu quan hệ; sự tương quan giữa mơ hình TimeER và mơ hình đữ liệu quan hệ làm tiền đề cho các quy tắc chuyên đổi Đặc
biệt, dựa vào sự phân loại và các quy tắc kiểm tra tính hợp lệ được tìm hiểu ở
chương 2 đề tiến hành chuyển đổi các loại mối quan hệ phản xạ cĩ yếu tổ thời gian, nhằm bảo tồn về mặt ngữ nghĩa ban đầu mà nĩ được thể hiện trong mơ hình TimeER
Trang 16CHUONG 1 KHAI QUAT VE CO SO DU LIEU THỜI GIAN
Ngày nay, chúng ta đang sống và làm việc trong một thời đại mới, thời đại phát triển của các hệ thống thơng tin Nhu cầu sử dụng thơng tin ngày càng được quan tâm hơn, yêu cầu truy cập thơng tin khơng những phải nhanh mà cịn cần
chính xác và đầy đủ Với một lượng lớn dữ liệu từ các lĩnh vực khác nhau đang
ngày càng tăng nhanh, các kho dữ liệu đang được xây dựng Một trong những khía
cạnh quan trọng của việc khai thác và sử dụng dữ liệu cĩ hiệu quả đĩ là thiết kế cơ
sở đữ liệu (CSDL) cĩ yếu tổ thời gian, gọi tắt là CSDL thời gian
Trong chương này, luận văn sẽ trình bày các khái niệm cơ bản về cơ sở đữ liệu thời gian, các mơ hình dữ liệu thời gian và sự tương ứng vẻ cấu trúc đề đề xuất phương pháp chuyên đổi ở Chương 3 của luận văn
1.1 GIỚI THIỆU
Mơ hình dữ liệu phi thời gian hiện tại chỉ lưu giữ và nắm bắt trạng thái đơn
nhất của thế giới thực, thường là trạng thái hiện thời hay cịn gọi là trạng thái
Snapshot Các hệ quản trị cơ sở dữ liệu thương mại thơng dùng chỉ hỗ trợ việc thao tác để làm thuận tiện cho việc chuyển đổi cơ sở dữ liệu từ trạng thái nhất quán này
sang trạng thái nhất quán khác, thay thế các giá trị cũ bằng các giá trị mới Khi truy vấn cơ sở dữ liệu thơng thường chỉ các sự việc và hiện tượng đang cĩ trong cơ sở
dữ liệu mới được xem xét, khảo sát và đánh gia
Song, ngày càng nhiều tổ chức mong muốn lưu trữ những đữ liệu giúp họ đưa ra những chiến lược và quyết định kinh doanh cĩ ý nghĩa quan trọng Nhiều ứng dụng khác chẳng hạn hệ thống thơng tin địa lý, quản lý tài liệu hay hệ thống sản xuất , tất cả ứng dụng trên phần nhiều rất cần lưu trữ thơng tin đọc theo chuỗi thời gian liên tiếp hay trạng thái thơng tin khác nhau từ quá khứ, hiện tại và thậm
chí là cả hoạch định tương lai Việc tìm cách thêm các yếu tổ thời gian vào dữ liệu
Trang 17ngơn ngữ truy vấn phi thời gian
Với các hệ quản trị cơ sở dữ liệu thương mại phi thời gian hiện cĩ trên thị
trường, việc phát triển ứng dụng cũng như thực hiện truy vấn dữ liệu biến đổi theo thời gian dùng ngơn ngữ SQL chuẩn là rất phức tạp, khĩ chịu, tốn thời gian, cũng như là hiệu suất chương trình đem lại thấp Việc viết mã cho ứng dụng này sẽ chiếm
nhiêu cơng sức, khĩ bảo trì, ràng buộc sẽ rắc rơi, khĩ hiệu
Trên thế giới, hiện tại cĩ rất nhiễu nghiên cứu và cơng trình hiện thực về
phương diện thời gian cũng như dữ liệu thời gian kép trong suốt hơn 20 năm qua
Cĩ rất nhiều mơ hình dữ liệu thời gian được để xuất, để hiện thực đặc tính yếu tố thời gian của dữ liệu, được mở rộng từ các mơ hình dữ liệu phơ biến (quan hệ quan hệ lồng nhau, hướng đối tượng ) Cũng cĩ các hiện thực cơ sở dữ liệu thời gian cĩ
thé hiện thực bằng cách ánh xạ mơ hình đữ liệu thời gian thành một mơ hình dữ liệu
thơng thường, như trong các nghiên cứu cĩ liên quan Mỗi hệ thống cĩ những đặc tính riêng cĩ cả ưu và nhược điểm, hầu như các hệ thống vẫn cịn thiếu sĩt hay khơng quan tâm đầy đủ đến các qui luật biến đổi theo thời gian của đữ liệu qua các
lần cập nhật, thay đổi cùng như các ràng buộc khác Đặc biệt việc cung cấp cách
quản lý dữ liệu thời gian một cách độc lập, trong suốt dưới tầm nhìn của người đùng cũng là một vấn đề khá quan trọng Thao tác quản lý cơ sở dữ liệu thời gian cũng tương tự như trong quản lý cơ sở đữ liệu thơng thường, song cĩ thêm một số thao tác hỗ trợ đê đảm bảo duy trì đữ liệu mang tính thời gian một cách đúng đắn, nhất quán và thường thì việc này được thực hiện thơng qua các luật biến đổi mang tính chất thời gian
1.2 CÁC ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN VẺ THỜI GIAN
Cĩ rất nhiều khái niệm của thời gian được dùng trong các cơ sở dữ liệu thời gian Thuật ngữ dữ liệu thời gian cĩ nghĩa rằng bất cứ lúc nào, một đữ liệu hay một đối tượng được định nghĩa đều gắn liền với một thơng tin liên kết gọi là nhãn thời gian Cĩ 3 mơ hình cơ bản cho thời gian: liên tục, rời rạc hay dày đặc Thời gian
Trang 18Thời gian rời rạc được đa số các nhà nghiên cứu chấp nhận trong cơ sở đữ liệu thời gian vì hai nguyên nhân: đơn giản và dễ thực hiện
Thời gian được qui ước sử dụng trong luận văn này là rời rạc Cụ thể, tap T=
{0, t1, t, , f:} biểu diễn là một tập thứ tự các thời điểm khác nhau, 0 thé hiện thời
gian nhỏ nhất va ¢, la thể hiện thời gian lớn nhất Đơn vị thời gian phụ thuộc vào từng ứng dụng
1.2.1 Các khái niệm cơ bản về thời gian
Định nghĩa 1.1 (Time domain: miễn thời gian)
Miễn thời gian là một tập khác rong, hữu hạn và cĩ quan hệ thứ tự tồn phan
trên tập các phần tử liên tiếp của cùng một kiểu thời gian Chẳng hạn: năm, giờ, phút, giây
Định nghĩa 1.2 (Time point: thời điểm)
Các phần tử của một miễn thời gian được gọi là các thời điểm [9]
Định nghĩa 1.3 (Instant: thời khắc)
Thời khắc là một thời điểm cụ thể được chỉ ra trên một trục thời gian [9] Các quan điểm về thời gian cĩ thể là: rời rạc, trù mật, liên tục Các thời khắc trong một mơ hình rời rạc là cĩ một đẳng cấu với tập số tự nhiên Các thời khắc trong mơ hình trù mật hoặc đẳng cầu với tập số thực hoặc với tập số hữu tỉ Cụ thể,
giữa hai thời khắc bất kỳ luơn luơn cĩ một thời khắc khác Cịn trong các mơ hình
liên tục thì cĩ một đẳng cầu với tập các số thực
Dinh nghia 1.4 (Time interval: thoi khoang)
Thời khoảng là thời gian giữa hai thời khắc [9] Trong một hệ thống hỗ trợ
miễn thời gian bao gồm các thời khắc, một thời khoảng cĩ thê biểu điễn bởi một tập
các thời khắc liên tiếp nhau
Thời khoảng cĩ thể được định nghĩa đĩng cả hai bên, nửa đĩng nửa mở hoặc
Trang 19Ví dụ 1.1: [10,15], [10,15), (10,15] hoặc (10,15)
Dinh nghia 1.5 (Time interval’s start point: diém bat đầu một thời khoảng)
Điểm bắt đầu của một thời khoảng là cận nhỏ nhất của một thời khoảng [8]
Định nghia 1.6 (Time interval’s stop point: diém kết thúc của một thời khoang)
Điểm kết thúc của một thời khoảng là cận lớn nhất của một thời khoảng [8]
1.2.2 Các yếu tố thời gian
Định nghĩa 1.7 (Temporal element/TE: yếu tố thời gian)
Một yếu tổ thời gian là một phép hợp hữu hạn của các thời khoảng [9] Các trường hợp cụ thể của yếu tổ thời gian bao gồm: Các yếu tổ thời gian hợp lệ, các yếu tố thời gian giao tác và các yếu tố theo hai loại thời gian Chúng lần lượt là phép hợp hữu hạn của các thời khoảng hợp lệ, thời khoảng giao tác và thời khoảng theo hai loại thời gian [5]
Định nghĩa 1.8 (START: điểm bắt đầu của yếu tố thời gian)
Điểm bắt đầu của một yếu tơ thời gian là điểm bắt đầu nhỏ nhất trong tat cả các điểm bắt đầu của các thời khoảng thuộc trong yếu té thời gian này [9]
TE={[S1⁄1RT), STOP), [START>, STOP2), , [START,,, STOP,)} START(TE) = MIN{START,, START), , START}
Định nghĩa 1.9 (STOP: điểm kết thúc của yếu tơ thời gian)
Điểm kết thúc của một yếu tố thời gian là điểm kết thúc lớn nhất trong tất cả các điểm kết thúc của các thời khoảng thuộc trong yếu tố thời gian này [9]
TE= {[S1⁄IRT) STOP)\), [ST⁄4RT›, STOP;) [ŠT⁄4RTv, ŠTOP§)} STOP(TE) = MAX{STOP, STOP3,.,, STOP}
Trang 20Cho TE, va TE; 1a hai yéu tố thời gian
Định nghĩa 1.10 (Phép hợp của các yếu tổ thời gian, ‹;z)
Hợp của hai quan hệ 7#) va TE>, duoc ky hiéu la TE, Ure TE2, cho két qua la một quan hệ chứa tất cả các bộ cĩ trong 7) hoặc ở trong 7#; hoặc ở trong cả hai Các bộ trùng lặp bị loại bỏ [9] Phép hợp của các yếu tơ thời gian là một yếu tố thời gian được định nghĩa như sau: TE, Ug TEs = {t|te TE¡ Ví e TE:} Vi dụ 1.2: {[22/1/1994, 29/6/1994), [11/3/1996, 15/8/1998)} Ure {[1/1/1994, 3/4/1994), [30/12/1995, 20/7/1997)} = {[1/1/1994, 29/6/1994), [30/12/1995, 15/8/1998)}
Định nghĩa 1.11 (Phép hiệu các yếu tố thời gian, „„)
Phép hiệu quan hệ 7#) và 7, được ký hiéu la TE, ~ 7g TE, cho kết quả là
một quan hệ chứa tat cả các bộ cĩ trong 7; nhưng khơng cĩ trong 7#; [9]
Phép hiệu các yếu tố thời gian là một yếu tố thời gian được định nghĩa như sau: TE, TE, = { teTE, At € TE} Vi du 1.3: {[22/1/1994, 29/6/1994), [11/3/1996, 15/8/1998)} —rg {[1/1/1994, 3/4/1994), [30/12/1995, 20/7/1997)}={[3/4/1994, 29/6/1994), [20/7/1997, 5/8/1998)}
Định nghĩa I.12 (Phép giao của hai yếu tố thời gian, “¬;z)
Giao của hai quan hệ 7#) và 72, dược ký hiệu là 7) ¬;z 7E2, cho kết quả là một quan hệ chứa tất các các bộ cĩ trong ca hai quan hệ 7#) và 7#; [9]
Phép giao của hai yếu tố thời gian là một yếu tố thời gian được định nghĩa
Trang 21TE, f^Tg TE = { t ETE, At € TE} Ví dụ 1.4: {[22/1/1994,29/6/1994), [11/3/1996, 15/8/1998)} Age {[ 1/1/1994, 3/4/1994), [30/12/1995, 20/7/1997)} = {[22/1/1994, 3/4/1994), [ 11/3/1996, 20/7/1997)} 1.2.3 Các loại thuộc tính Định nghĩa 1.13 (Time-invariant attribute: thuộc tính khơng thay đổi theo thời gian)
Một thuộc tính khơng thay đổi theo thời gian là thuộc tính mà giá trị của nĩ khơng thay đổi theo thời gian Nĩi cách khác, nĩ là một giá trị hằng số theo thời gian Những thuộc tính cĩ giá trị khơng thay đổi theo thời gian được gọi là thuộc tính phi thời gian [9]
Ví dụ 1.5: Tên, ngày sinh, giới tính của một người
Định nghĩa 1.14 (Time-variant attribute: thuộc tính thay đổi theo thời gian) Một thuộc tính thay đổi theo thời gian là thuộc tính mà giá trị của nĩ khơng là hằng số theo thời gian Mặt khác nĩ cĩ thé thay đổi hoặc khơng thay đổi theo thời gian Những thuộc tính cĩ giá trị thay đổi theo thời gian được gọi là những thuộc tính cĩ yếu tổ thời gian [9]
Ví dụ 1.6: Thuộc tính Lương hoặc Phịng ban của một nhân viên nào đĩ Định nghĩa 1.15 (Timestamp: nhãn thời gian)
Một nhãn thời gian là một giá trị thời gian được kết hợp với một đối tượng nào đĩ, chang hạn một giá trị thuộc tính hoặc một bộ Một nhãn thời gian cĩ thể là
nhãn thời gian hợp lệ, nhãn thời gian giao tác, nhãn thời gian là thời khoảng nhãn
thời gian là thời khắc v.v [9]
Định nghĩa 1.16 (Lifespan: Thời gian sống)
Thời gian sống của một đối tượng cơ sở dữ liệu là thời gian mà đối tượng
Trang 22dữ liệu là thời gian mà đối tượng đĩ tổn tại trong một mơ hình thực tế nhưng ngược
lại, thời gian sống giao tác liên quan đến thời gian hiện hành mà đối tượng được lưu giữ trong cơ sở dữ liệu [9]
Nếu một đối tượng (thuộc tính, bộ, quan hệ) cĩ kết hợp một nhãn thời gian
thì thời gian sống của đối tượng đĩ là giá trị của nhãn thời gian Nếu các thành phần của một đối tượng được gán nhãn thời gian, thì thời gian sống của một đối tượng
được xác định bởi mơ hình đữ liệu cụ thể được sử dụng 1.3 KIEU DU LIEU SURROGATE
Phan này giới thiệu một kiểu dữ liệu của TSQL goi la Surrogate, la kiểu dữ
liệu hữu dụng trong trường hợp các đối tượng (bộ, quan hệ ) thay đổi theo thời gian
Kiểu này được sử dụng cho việc định danh đối tượng, nghĩa là giá trị của
chúng cĩ thể so sánh với nhau bởi phép bằng nhưng hệ thống khơng quan tâm đến giá trị cụ thé cua chúng
Vì lý do này nên kiểu dữ liệu Surrogate được xử lý khơng giống các kiểu dit
liệu khác Ví dụ, khơng thể gan gia tri cu thể cho thuộc tính kiểu Surrogate trên một
bộ nào đĩ Ngồi ra, người sử dụng phải chỉ ra rằng giá trị thuộc tính kiêu Surrogate
được gán phải là một giá trị mới chưa bao giờ được sử dụng trước đĩ, hoặc ngược lại người sử dụng phải chỉ ra một thuộc tính kiểu Surrogate của một bộ nào đĩ được
gán giá trị phải trùng với giá trị đã cĩ trước đĩ Ví dụ 1.7: Xét quan hệ NHÂN VIÊN như sau:
Bảng 1.1 Quan hệ NHÂN VIÊN cĩ kiểu thuộc tính Surrogate Tên Id Phong ban Luong Nguyễn Tấn Sỹ ED Văn phịng 600.000 Nguyễn Tấn Sỹ ED Hành chính 700.000 Bùi Thị Mãi DI Kế tốn 800.000
Nguyễn Trọng Hiển DJ Thiét ké 900.000
Trang 23
Giả sử ta đùng kiểu này để định danh nhân viên trong một cơng ty Khi đĩ,
xét nhân viên A đã tổn tại trong cơ sở dữ liệu, nếu cần nhập một bộ mới để chỉ
chính nhân viên A nay thì giá trị Surrogate phải chỉ rõ giá trị thuộc tính kiểu Surrogate của bộ mới là trùng với giá trị của bộ cũ đang lưu nhân viên A trong cơ
sở đữ liệu
Kiểu Surrogate được xử lý giống như bất kỳ kiểu đữ liệu khác khi tao ra va
cập nhật các lược đỗ quan hệ Chang han:
CREATE TABLE NHANVIEN (Ten CHAR, Id SURROGATE, Phongban CHAR, Luong INT) AS VALID STATE
Bởi vì ngữ nghĩa đặc biệt của kiểu Surrogate, gia tri cua cac thuộc tinh kiéu
Surrogate khơng thê thấy được và cách cập nhật cũng khác biệt Với quan hệ vừa
mới định nghĩa, đây là ví dụ chèn thêm một nhân viên mới
INSERT INTO r VALUES (‘Nguyén Tan S¥’, NEW, ‘VP’, 600.000) VALID PERIOD ‘01/01/1993 - 31/03/1993’
Từ khĩa NEW chỉ ra rằng hệ thống phải đưa ra một giá trị kiểu Surrogate mới chưa bao giờ được sử dụng trước đĩ trong cơ sở dữ liệu Do đĩ, NEW khơng
phải là một giá trị cụ thể, nhưng cĩ thể xem như một biến được khởi tạo bởi hệ
thống, khi việc bổ sung dữ liệu xây ra
Sử dụng “*° trong mệnh để SELECT khi đối số quan hệ bao gồm giá trị thuộc tính Surrogate cũng cần phải được xét đến Xét ví dụ tìm lại tất cả thơng tin cho nhân viên trong Văn phịng, chúng ta sẽ thấy truy vấn cĩ dạng sau:
SELECT *
FROM NHANVIEN
WHERE NHANVIEN.Phongban = ‘Van phịng”
Để điều này cĩ thé thực hiện được thì chúng ta chấp nhận qui ước rằng * khơng chọn các thuộc tính giá trị kiêu Surrogate Do đĩ, SELECT * trong truy vấn trên là tương đương với phép chọn tất cả các thuộc tính trong quan hệ NHÂNVIÊN ngoại trừ các thuộc tính kiêu Surrogate Điều này cĩ nghĩa là khái niệm * cĩ thể được đùng mà khơng khác biệt so với các quan hệ khơng bao gồm giá trị thuộc tính kiểu Surrogate
Giá trị thuộc tính kiểu Surrogate khơng thay thế khĩa, nhưng đúng hơn là phần bổ sung cho khĩa Trong khi kiểu này cĩ thể được sử dụng để kết nối các thơng tin trong cơ sở dữ liệu, các giá trị của nĩ khơng cĩ nghĩa trong thế giới thực
Trang 24Các khĩa, cĩ thể được sử dụng để liên kết thơng tin trong cơ sở dữ liệu với các thực thể thế giới thực Irong một bảng, ví dụ bang NHÂNVIÊN thuộc tính Tên cĩ thể
cơng khai như một khĩa (chẳng hạn
1.4 CÁC MƠ HÌNH DỮ LIỆU THỜI GIAN
1.4.1 Mơ hình thời gian hợp lệ
Định nghĩa 1.17 (Thời gian hợp lệ ) [6]
Thời gian hợp lệ của một sự việc là thời gian được yêu câu phải xảy ra đúng
như trong thực tế Loại thời gian này cĩ thể được biểu diễn bởi các thời khắc hoặc
các thời khoảng, đồng thời được cung cấp bởi người sử dụng Đối tượ | | | | { | >ờ è lươn 5 LJ qT LJ T T
Dữ liệu thời gian hợp lệ
Hình 1.1 cho thấy thơng tin lương của một nhân viên, từ thời giant đến thời
lương là ừ hời điểm t2 đến t3 là 0 Ta thấy thời điểm “bây
giờ” nằm trong khoảng thời gian t4 và t5 Sự kiện lương được tiên đốn trước là
0 đến 00 tại thời điểm t5 và sẽ cịn hiệu lực đến thời điểm khơng biết trước
nào đĩ trong tương lai, nên người ta đã đặt nhiều tên cho giá trị đặc biệt này: cho đến khi cập nhật “until changed” “œ”, Khoảng thời gian hiệu lực
cĩ thể ứ, hiện tại hay cả tương lai
Định nghĩa 1.18 (Quan hệ thời gian hợp lệ
Một quan hệ thời gian hợp lệ là một bảng trong hệ thống chỉ cho phép sử dụng thời gian hợp lệ thời gian hợp lệ cĩ thể được biểu diễn thơng qua việc bổ sung
vào lược đỗ quan hệ tương ứng một số thuộc tính kiểu thời gian hợp lệ
Các dạng mơ hình thời gian hợp lệ
Trang 25Khi nhãn thời gian là một hoặc nhiều thời khắc thì quan hệ thời gian hợp lệ cĩ dạng như sau: Bang 1.2 Diễn tả nhãn thời gian là một thời khắc Họ tên Phịng ban Thời gian Nguyễn Tấn Sỹ Văn phịng 1/1/2007 Nguyễn Tấn Sỹ Phân xưởng 8/1/2007 Nguyễn Tấn Sỹ Null 17/1/2007 Bui Thi Mai Phân xưởng 11/1/2007
- Giá trị Null trong các thuộc tính khơng khĩa lưu giữ sự kết thúc Dạng 2: Kết hợp với một giai đoạn hoặc nhiều giai đoạn
Khi nhãn thời gian là một giai đoạn thì quan hệ thời gian hợp lệ cĩ dạng như sau: Bảng 1.3 Ví dụ về quan hệ thời gian hợp lệ kết hợp với một giai đoạn Họ tên Phịngban Thời gian Nguyễn Tấn Sỹ Văn phịng [1/1/2007-7/1/20007] Nguyễn Tấn Sỹ Phân xưởng [8/1/2007- 13/1/2007]
Bui Thi Mai Phân xưởng [11⁄1⁄2007 -œ]
Khi nhãn thời gian là nhiều giai đoạn hay cịn được gọi là tập các giai đoạn thì quan hệ thời gian hợp lệ cĩ dạng như sau:
Bảng 1.4 Ví dụ về quan hệ thời gian hợp lệ kết hợp với nhiều giai đoạn
Tên Phịngban Thời gian
ot ites Six Ý ` [1/1/2007, ,7/1/20007, 14/1/2007 , Nguyên Tân Sỹ Văn phịng
16/01/2007]
Nguyễn Tấn Sỹ | Phân xưởng | [8/1/2007- 13/1/2007] Bùi Thị Mãi Phân xưởng | [11/1/2007 - œ]
Trang 26
Trong 2 dang trén, dang 1 la thudc kiéu bảng thời gian hợp lệ dang sự kiện (Valid-time event), cịn dạng 2 thuộc thời gian hợp lệ dạng trang thai (Valid-time State)
1.4.2 M6 hinh thoi gian giao tac Định nghĩa 1.19 (Thời gian giao tác)
Thời gian giao tác của một sự việc được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu là thời gian khi sự việc là hiện thời trong cơ sở dữ liệu và cĩ thể gọi ra được, thời gian giao
tác nhất quán với việc xếp theo thứ tự của các giao tác Giá trị của thời gian giao tác khơng thể vượt quá thời gian giao dịch hiện thời Cũng như nĩ khơng thê thay đổi trong quá khứ, đồng thời khơng thể bị thay đổi và được hệ thống sinh ra, hệ thống cung cấp
Thời gian giao tác phù hợp với các kiểu giao địch như đặt vé máy bay, dịch
vụ điện thoại, dịch vụ eticket bây giờ tl 12 3 t4 tS | = | | | | > vTt Đồi tượng 2700 vu 3500 lương 2500 2700 2900 † † † 1 TTt kl k2 k3 k4 k5 bay gio
Hình 1.2 Dữ liệu nhãn thời gian giao tác
Hình 1.2 trình bày một thể hiện của một thơng tin luơng với nhãn thời gian giao tác Tại thời điểm k1 giá trị lương 2500 được ghi vào cơ sở đữ liệu Và thơng tin này hiện hành cho đến khi thời gian giao tác k2, tại TT là k3 thì khơng cĩ thơng tin nào được lưu trữ cho đến TT k4 với giá trị lương mới là 2900 Cũng thời điểm đĩ TT k5 ghi giá trị lương 3500 vào cơ sở đữ liệu Khi chưa cĩ thơng tin gi thay đổi sự kiện cịn đang hiệu lực trong CSDL thì nhãn thời gian giao tác kết thúc cĩ giá trị
Trang 27đặt tên là UC hay bây giờ (NOW) bởi rất nhiều tác giả
Như vậy, nhãn thời gian hiệu lực dùng để mơ tả khoảng thời gian hiệu lực
của một thơng tin chắc chắn trong thế giới thực, nhãn thời gian giao tác là khái niệm thời gian nhân tạo chỉ tồn tại trong hệ thống cơ sở dữ liệu Nhãn thời gian giao tác sẽ khơng bị thay đổi kế từ lần đầu tiên nĩ được ghi nhận vào trong cơ sở đữ liệu Hay nĩi cách khác, ta khơng thê biết những gì đã diễn ra ở những thời gian giao tác trong quá khứ Thời gian giao tác là tương ứng một-một với một giao tác hay một
hành vi thật sự xảy ra đối với cơ sở dữ liệu [6]
Định nghĩa 1.20 (Quan hệ thời gian giao tác)
Một quan hệ thời gian giao tác là một quan hệ mà hệ thống chỉ hỗ trợ thời
gian giao tác Cũng như đối với quan hệ thời gian hợp lệ, khơng cĩ sự hạn chế bằng cach nao thời gian giao tác cĩ thê kết hợp vào trong các bộ [6]
Until changed hay uc 1a mot gia tri giỗng như now, cĩ nghĩa là thời điểm hiện tại và vẫn cịn thay đổi trong tương lai Vì thời gian giao tác của một sự việc
khơng thể vượt qua thời điểm hiện tại Trong khi một sự việc thì cĩ thể hợp lệ trong
tương lai Đơi khi, các bộ trong quan hệ thời gian họp lệ cũng cĩ thời gian kết thúc
là mow, cĩ nghĩa là hợp lệ cho đến thời điểm hiện tại Một số tác giả ký hiệu là until
changed, một số khác là novw nhưng về ý nghĩa thì nĩ hồn tồn giống nhau Bảng 1.5 Mét vi du về quan hệ thời gian giao tác
Tên Chức vụ Thời gian
Nguyễn Tấn Sỹ Cơng nhân [06/01/2007 - until changed] Bui Thi Mai Kế tốn viên [09/01/2007 - until changed] Nguyễn Trọng Hiền Nhân viên [09/01/2007 - 12/01/2007] Nguyễn Thu Quỳnh Nhân viên [09/01/2007 - until changed] Cao Dinh Vii Pho phong [09/01/2007 - 12/01/2007]
Trang 28
1.4.3 Mơ hình theo hai loại thời gian
Định nghĩa 1.21 (Quan hệ theo hai loại thời gian)
Một quan hệ theo hai loại thời gian là một quan hệ chỉ hỗ trợ đúng một thời
gian hợp lệ và một thời gian giao tác Cũng như đối với một quan hệ thời gian hợp
lệ, khơng cĩ sự hạn chế bằng cach nao thoi gian két hop được với các bộ [6]
Dạng 1: Thời gian giao tác kết họp với thời gian hợp lệ là một thời khắc thì mơ hình theo hai loại thời gian sẽ cĩ dạng như sau:
Bảng 1.6 Quan hệ theo hai loại thời gian mà thời gian hợp lệ là một thời khắc Tên Chức vụ T giao tác T hợp lệ ¬ [06/01/2007 - until Nguyên Tân Sỹ Cơng nhân 06/02/2007 changed] CS , [09/01/2007- until Bui Thi Mai Ké toan 10/02/2007 changed] + " ; [09/0 1/2007- Nguyén Trong Hién Nhân viên 12/01/2007 12/01/2007] Dạng 2: Thời gian giao tác kết hợp với thời gian hợp lệ là một giai đoạn sẽ cĩ dạng như ví dụ sau: Bảng 1.7 Quan hệ theo hai loại thời gian mà thời gian hợp lệ là một giai đoạn Tên Chứcvụ T giao tác T hợp lệ _ [06/01/2007 - until [06/02/2007- Nguyen Tan 8y Cơng thân changed] 10/03/2007] , [09/01/2007- until [10/02/2007- Bui Thi Mai Ké toan changed] 09/03/2007] + " ; [09/0 1/2007- [10/0 1/2007- Nguyên Trọng Hiên | Nhân viên 12/01/2007] 11/01/2007]
Dạng 3: Thời gian giao tác kết hợp với thời gian hợp lệ là một tập các giai
đoạn thì sẽ cĩ dạng như sau:
17
Trang 29Bang 1.8 Quan hệ theo hai loại thời gian, thời gian hợp lệ là tập các giai đoạn
Tên Phịng ban T giao tác T hợp lệ
[06/01/2007 - | [01/01/2007, ,07/01/20007,
Nguyễn Tấn Sỹ | Văn phon
an : eee until changed] | 14/01/2007, , 16/01/2007]
Nguyên Tân Sỹ | Phân xưởng [09/01/2007- ; [08/0 1/2007- 13/01/2007] until changed]
Bil Thiel Phy [09/0 1/2007-
ùi Thị Mãi ân xưởn 8 12/01/2007] [11/01/2007-øœ) ,
Trong các dạng theo hai loại thời gian trên thì đạng 1 chúng ta thấy rằng, dạng này xuất hiện khi kết hợp thời gian giao tác với nhãn thời gian hợp lệ là thời
khắc, nên loại này được gọi là mơ hình theo hai loại thời gian dạng sự kiện
(bitemporal event)
Cịn trong dạng 2 và 3, thời gian giao tác kết hợp thời gian hợp lệ là 1 hoặc
nhiều giai đoạn nên hai dạng này thuộc loại mơ hình theo hai loại thời gian dạng
trang thai (bitemporal State)
Ngồi các mơ hình trên TSQL cịn hỗ trợ một mơ hình mới trong khuơn khổ theo hai loại thời gian nhưng cách biểu diễn khác đi so với các mơ hình được biểu diễn ở trên
1.5 TIEU KET CHUONG 1
Trong chương này, tác giả đã trình bày các khái niệm, các mơ hình cơ sở dữ liệu cĩ yếu tổ thời gian Với việc ra đời cơ sở dữ liệu thời gian chúng ta cĩ thể dễ dang quan ly “lich sử” đữ liệu đễ dàng hơn Trong các mơ hình được nêu, mơ hình thời gian hợp lệ được cộng đồng nghiên cứu chú trọng phát triển vì tính thực dụng của nĩ, mơ hình thời gian giao tác trong thực tế khơng nhận được nhiều sự quan
tâm như đối với mơ hình thời gian hợp lệ Đối với mơ hình theo hai loại thời gian
cũng ít được quan tâm do tính phức tạp nên khi sử dụng vẫn gặp nhiều khĩ khăn nhưng nĩ là mơ hình đặc biệt quan trọng vì cách mơ tả sống động Để đảm bảo ngữ nghĩa trong mơ hình cơ sở dữ liệu thời gian khi mơ tả thế giới thực tác giả đã chọn
Trang 30nghiên cứu về mối quan hệ phản xạ và vấn để này được trình bày trong Chương 2
của luận văn
Trang 31CHUONG 2 NGU NGHIA CUA MOI QUAN HE PHAN XA
Trong mơ hình ER, mối quan hệ phản xạ đĩng một vai trị quan trọng, nhằm
mơ tả các mỗi quan hệ thực tế của thế giới thực Cho đến nay, đã cĩ nhiều nhận định về mối quan hệ phản xạ như sau: Theo Kilov và Ross, mối quan hệ phản xạ là
khơng tự nhiên và khơng rõ ràng Maciaszek thì cho rằng việc nắm bắt ngữ nghĩa của mối quan hệ phản xạ là khá khĩ, nhưng các mối quan hệ như thế đĩng một vai trị quan trọng trong mơ hình thực tế của thế giới thực Hawryszkiewycz cho rằng một số quan hệ phản xạ đơi khi khĩ hiểu, khơng đễ dàng để đưa ra các vai trị khác nhau bởi các thể hiện trong cùng một tập thực thể trong quan hệ Reingruber và Gregory thảo luận sơ đồ chung để giải quyết các mối quan hệ phản xạ bởi phương pháp 5BNF cta Finkelstein (Fifth Business Normal Form) Theo James Dullea va Il-Yeol Song dé xac dinh duoc ngit nghia méi quan hé phan xa tréc hét phai xdc
dinh duoc tinh dung din về mặt cấu trúc của nĩ
Chương này, luận văn sẽ tìm hiểu sự phân lớp các loại mối quan hệ phản xạ
dựa vào vai trị, đồng thời tìm hiểu các quy tắc để kiểm tra tính hợp lệ của các loại mối quan hệ trên dựa vào bản số và vai trị của mối quan hệ
2.1 GIỚI THIỆU
Một mối quan hệ phản xạ cĩ ngữ nghĩa đúng trước hết nĩ cần phải cĩ cấu
trúc đúng din, hợp lệ để cĩ thể mơ tả được thế giới thực Một mối quan hệ phản xạ
khơng hợp lệ về mặt cấu trúc khi các ràng buộc về bản số và sự tham gia khơng hỗ
trợ các thể hiện của đữ liệu đang tổn tại theo yêu cầu của người sử dụng Một mơ
hình cĩ cấu trúc khơng hợp lệ thê hiện tính khơng phù hợp về mặt ngữ nghĩa, tức là các lược đồ của mối quan hệ khơng phản ánh các quy tắc nghiệp vụ theo quy định của cộng đồng người dùng [8] Vì vậy, việc nghiên cứu cấu trúc của mối quan hệ phản xạ là cần thiết Theo đĩ, chương này sẽ tiến hành tìm hiểu, phân các loại cấu trúc cũng như các quy tắc để xác định tính hợp lệ của các loại cấu trúc này dựa vào
vai trị và bản sơ
Trang 322.2 PHAN LOAI CAU TRUC CAC MOI QUAN HE PHAN XA DUA VAO
VAI TRO
Mỗi quan hệ phản xạ là mối quan hệ giữa các thê hiện trong cùng một tập thực thể Vai trị là thành phần quan trọng trong việc phân loại các mối quan hệ
phản xạ Một vai trị là hành động hay chức năng mà các thể hiện của một thể hiện trong một mối quan hệ Trong một mối quan hệ phản xạ, một tập hợp các thể hiện
cĩ thể đảm nhận một vai trị duy nhất hoặc nhiều vai trị trong cùng mối quan hệ Việc kiểm tra các vai trị cho phép chúng ta phân loại các mối quan hệ phản xạ thành kiêu mối quan hệ đối xứng hoặc bất đối xứng, sau đĩ tiếp tục phân loại các kiêu mối quan hệ bất đối xứng thành các kiêu quan hệ phân cấp, vịng, phân cấp- vịng và phản xạ [8] Các loại mối quan hệ phản xạ ee ee Đối xứng Bắt đối xứng Phân cấp Vịng Phản xạ Phân cấp - vịng
Hình 2.1 Các loại mối quan hệ phản xạ
2.2.1 Mối quan hệ đối xứng
Mỗi quan hệ phản xạ là đối xứng khi tất cả các thê hiện tham gia vào mối quan hệ cĩ một vai trị duy nhất và cĩ cùng ngữ nghĩa Kiểu mối quan hệ này được
gọi là quan hệ hai chiều [8] Tức là, nếu thể hiện e¡ được quan hệ với thể hiện e;
trong cùng một tập thực thể thơng qua mối quan hệ R và thể hiện e; quan hệ với ey thơng qua mỗi quan hệ R với cùng một ngữ nghĩa khi đĩ mối quan hệ này là đối
xứng Các mối quan hệ như: Bạn nhảy, Kết hơn, và là anh chị, bạn bè là các mỗi
quan hệ đối xứng
Ví dụ 2.1: Mối quan hệ phản xạ 7à bạn giữa các thực thể trong tập thực thể Nhân viên như thê hiện trong Hình 2.2 là mối quan hệ đối xứng, thể hiện e¡ là bạn
Trang 33của với thể hiện e; thi thé hiện e 1a bạn của với thé hién ey BanBe (0,N) / Nhan Vien =— LaBan Banbe (0,N) "
Hình 2.2 Ví dụ về mối quan hệ đối xứng
Ngữ nghĩa của mối quan hé LaBan: Ve,, e, e NhanVien, (en,e;) e LaBan © e¡ bạn của e; hay ea bạn của e
2.2.2 Mối quan hệ bắt đối xứng
Mỗi quan hệ phản xạ là bất đối xứng khi cĩ một mối quan hệ giữa hai nhĩm vai trị khác nhau trong cùng một tập thực thể và ngữ nghĩa của mối quan hệ này là khác nhau tùy thuộc vào hướng mà các nhĩm vai trị này quan hệ với nhau Kiểu
mối quan hệ này được gọi là quan hệ một chiều [8]
2.2.2.1 Quan hé phan cap
Mỗi quan hệ phản xạ được gọi là phân cấp khi một nhĩm các thể hiện trong
cùng một tập thực thể được xếp theo các cấp bậc, các vị thứ, các lớp [8]
Ví dụ 2.2: Xét mối quan hệ quản jý trên tập thực thê Nhán viên Trong mối quan hệ này một vài nhân viên quản lý các nhân viên khác Thường cĩ một nhân viên đứng đầu là người khơng được quản lý bởi bất cứ nhân viên nào và những nhân viên ở đưới cùng của mối quan hệ quản ƒý là những người khơng quản lý bất kỳ nhân viên nào AiQuanly(0,N) NhanVien | =— Quanly QuanlyAi(0,N)
Hình 2.3 Ví đụ về mối quan hệ phân cấp
Ngữ nghĩa của mối quan hệ Qanky: Ven, e; e NhanVien, (e,ez;) e QuanLy © c¡ quản lý e¿ hay e; được quản lý bởi ei
22.22 Quan hệ vịng
Trang 34Một mối quan hệ phản xạ là vịng khi nĩ là mối quan hệ phản xạ khơng đối xứng cĩ ít nhất một thê hiện khơng tuân thủ với hệ thống phân cấp thứ bậc Các mối quan hệ là một chiều trong đĩ nĩ cĩ thể được nhìn từ hai hướng với ý nghĩa ngữ nghĩa khác nhau [8]
Ví dụ 2.3: Xét mối quan hệ hỗ trợ trên tập thực thê Nhân viên gồm các nhân viên cứu hộ được bố trí xung quanh một hồ nước, mỗi nhân viên cứu hộ bố frợ một
nhân viên cứu hộ đứng ở bên phải của họ khi trường hợp khẩn cấp xảy ra AiHotro (1,1) c_ &2) Nhan Vien - Hotro HotroboiAi(1,1) : (a) Quan hé vong (b) Ví dụ về cách bố trí nhân viên Hình 2.4 Ví dụ về mối quan hệ vịng
Ngữ nghĩa của mối quan hé Hotro: Vei, e;eNhan[Ten, (e,e;)e Hotro © ey hỗ trợ e; hay e2 duoc hé tro béi e;
Theo cách bồ trí như hình 2.4(a): ey hé tro’ es, ey hé tro 3, €3 hé trợ eị và e› hé tro’ béi e,, e: hỗ trợ bởi e¿, eị hỗ trợ bởi e; Mối quan hệ này hồn tồn vịng
Chúng ta cũng cĩ thể mở rộng mối quan hệ này bằng cách thêm một ràng
buộc: “Chỉ cho phép nhân viên cứu hộ cao cấp hỗ trợ nhiều nhân viên cứu hộ khác”
Khi đĩ, ta cĩ một mối quan hệ phân cấp-vịng Mối quan hệ mở rộng này được thê hiện ở hình 2.5(b) Kiểu của mối quan hệ này thường gặp khi một nhân viên cấp dưới được ủy quyên ra quyết định của nhân viên quản lý cấp cao hơn trong một số trường hợp đặc biệt AiHotro (1,N) - - Nhan Vien < HoTro HotroAi(0,N)
a) Méi quan héhé tre —_(b) Vi du vé cach bé tri nhân viên Hình 2.5 Ví dụ về mối quan hệ phân cấp-vịng
Trang 35Theo hinh 2.5(a), e9 la nhan viên cao cấp vì thế eạ cĩ thể bố frợ nhiều nhân viên, cụ thể eạ hỗ frợ e và es: eị hỗ trợ e„ e; hỗ trợ ex e hỗ trợ e;
22.23 Quan hệ phản xạ
Quan hệ phản xạ là mối quan hệ mà trong đĩ các thể hiện của một tập thực
thê quan hệ với chính nĩ thơng qua mối quan hệ [8]
Ví dụ 2.4: Xét mối quan hệ ứ# quản ]ý trên tập thực thể Nhân viên Trong mối quan hệ này cĩ một số cộng tác viên riêng lẻ trong một tổ chức cĩ thể tự quản lý, cịn các cá nhân khác báo cáo lên người quản lý của họ Mối quan hệ này được thể hiện như hình 2.6 AiQuanly(0,1) NhanVien 4 TuQuanly : QuanlyAi(0,1)
Hình 2.6 Quan hé phan xa TuQuanLy trén tap thue thé NhanVien
Ngữ nghĩa của méi quan hé TuQuanly: Ve € NhanVien, e « TuQuanly © e tự quản lý cơng việc của mình
Ví dụ tổng quát về các kiểu mối quan hệ phản xạ được thể hiện ở hình 2.7
Quan hệ vịng
HoTro
Trang 362.3 QUY TAC KIEM TRA TINH HOP LE
Trong phần này, luận văn tiến hành phân tích các mối quan hệ phản xạ từ quan điểm về các ràng buộc bản số nhỏ nhất và bản số lớn nhất của tập thực thể vào mối quan hệ
2.3.1 Mối quan hệ phản xạ 1-1
Cĩ 3 trường hợp của bản số nhỏ nhất cần kiểm tra trong các mối quan hệ phan xa 1-1 Do la: ‘1-1’, “0-0” và ‘0-1’ Truong hop ‘1-0’ la ngược lại của trường
hop ‘0-1’
2.3.1.1 Ban sé nhé nhat ‘1-1’
Nếu chỉ cĩ một nhĩm vai trị trong mỗi quan hệ thì mối quan hệ này là hợp lệ
đổi với kiểu mối quan hệ đối xứng Với bản số nhỏ nhất “I-1', mỗi thê hiện chỉ
được ghép nối với một và chỉ một thể hiện khác trên cùng một vai trị Tuy nhiên,
nếu mối quan hệ này cĩ hai nhĩm vai trị khác nhau thì kiểu mối quan hệ này là vịng như đã trình bày & phan 2.2.2.2
Ví dụ 2.5: Xét tập thực thể Wgười là tập những người đã lập gia đình cùng mối quan hệ Kếi hơn Một người trong nhĩm người đã lập gia đình thì chỉ kết hơn với một
người duy nhất Tức là Nam kết hơn với Mai, ngược lại Mai kết hơn với Nam Nam,
Mai khơng được kết hơn với bất kỳ một người nào khác Chong (1,1) Vo (1,1) Hinh 2.8 Méi quan hé KefHon trên tập thu thé Nguoi
Ngữ nghĩa của mối quan hệ Ke/ffon: Vei e;ạ e Nguoi, (eị, e;) ¢ KetHon
e¡ kết hơn voi eo
Kiểu mối quan hệ này cĩ tính chất đối xứng Tuy nhiên, nĩ khơng cĩ tính chất bắc cầu, khẳng định này được chứng minh sau:
Ta cĩ mối quan hệ R trên tập thực thé E:
Trang 37VaiTro; << VaiTroz > - Giả sử R cĩ tính chất bắc cầu Khi đĩ: Ve, eo, e3€ E, néu (e¡, €2) € R, (ey,
e3)e R thi (e), e3)e R (1)
- Vì R cĩ tính đối xứng: (eạ, e;) e R thì (e, e¡) e R (2)
- Tu (1), (2) ta thay rang e; quan hệ với hai thể hiện e¡ và e; với cùng một vai
trị Điều này là vơ lý trong méi quan hé 1-1
2.3.1.2 Bản số nhỏ nhất '0-0'
Trong mối quan hệ với bản số nhỏ nhất '0-0', mỗi thể hiện của các nhĩm vai
trị cĩ thể tùy chọn trong việc tham gia vào mỗi quan hệ Trường hợp này khơng
đưa ra các ràng buộc về số lượng của các vai trị được chứa trong các tập thực thể,
do đỏ mối quan hệ này là mối quan hệ cĩ cấu trúc đối xứng hoặc khơng đối xứng
Trong một mối quan hệ đối xứng I-l, các thể hiện của nhĩm vai trị được kết nối với một và chỉ một thể hiện khác trong cùng một nhĩm vai trị Với bản số nhỏ nhất
‘0-0’, cĩ thể tổn tại các thể hiện của tập thực thể khơng tham gia vào mối quan hệ
Vi du 2.6: Xét mối quan hệ nộp fhuế cùng trên tập thực thê Người với ràng
buộc bản số nhỏ nhất ‘0-0’ Những cặp thể hiện trong tập thực thể Người cĩ thể lựa
chọn tính thuế cùng nhau hoặc khơng tính thuế cùng nhau Ainop (0,1) Nguoi NopThueCung NopcungAi (0,1)
Hinh 2.9 Méi quan hé NopThueCung
Ngữ nghĩa mối quan hệ Nop(uecung: Veq, e; œe Nguoi, (©ị, ©;) €
NopThuecung ©> e nộp thuế cùng với e;
Mỗi quan hệ này là đối xứng vì sẽ cĩ hai trường hợp:
- e¡, © tham gia vào mơi quan hệ: e¡ nộp thuế cùng ea và e› nộp thuê cùng e
Trang 38- e¡, e2 khơng tham gia vào mối quan hệ: e¡, e; khơng nộp thuế cùng ai
Như vậy mối quan hệ này cĩ tính đối xứng nhưng khơng cĩ tính bắc cau
Ví dụ 2.7: Xét mối quan hệ Cz hộ trên tập thực thể Người Một người cĩ thể cứu hộ một người hoặc khơng cứu hộ aI, ngược lại một người cĩ thể được cứu hộ bởi một người hoặc khơng được ai cứu hộ Mối quan hệ này chứa hai vai trị đĩ là: ai cứu hộ và cứu hộ bởi ai
AiCuuho(0, 1)
Nav CuuhoboiAi (0,1) ©
€)
(a) Méi quan hệ CuuHo (b) Cấu trúc tương ứng
Hình 2.10 Ví dụ về mối quan hệ 1-1 với bản số nhỏ nhất ˆ0-0°
Ngữ nghĩa của mối quan hé Cuuho: Vet, e; e Nguoi, (e\, e;) € CuuHo & ey cứu hộ e; hay e; được cứu hộ bởi e
Theo hình 2.10(b), e¡ và ez cĩ vai trị n0gười cứu hộ; e;, e; cĩ vai trị người được cứu hộ eạ cứu hộ ea, e› cứu hộ e;, e; cứu hộ boi e,, e; cứu hộ boi e, Nhu vay,
trong mối quan hệ này khơng cĩ tính đối xứng và bắc cau
Tĩm lại, mối quan hé phan xa 1-1 voi ban số nhỏ nhất “0-0” khơng cĩ tính
bắc cầu nhưng cĩ thê cĩ tính đối xứng, phân xạ Nếu mỗi quan hệ chỉ cĩ một vai trị thì mỗi quan hệ cĩ tính đối xứng, cịn lại thì khơng cĩ tính đối xứng
2.3.1.3 Bản số nhỏ nhất '0-1' hoặc '1-0°
Với quan hệ cĩ ràng buộc bản số nhỏ nhất “0-1” hoặc “I-0' thì mỗi thể hiện
của một nhĩm vai trị phải tham gia vào mối quan hệ trong khi các thể hiện của các nhĩm vai trị khác cĩ thê tham gia hoặc khơng tham gia vào mối quan hệ Điều này
cho thấy sự tổn tại của hai nhĩm vai trị khác nhau trong tập thực thể, vì vậy mối
quan hệ phải là bất đối xứng Trong mối quan hệ đối xứng, một thể hiện tham gia
vào một mỗi quan hệ phải được ánh xạ tới một thể hiện khác trong cùng một nhĩm
Trang 39vai trị Theo định nghĩa này, một thể hiện “được ánh xạ đến' cũng phải cĩ tính phản xạ để cĩ thể do tìm lại thể hiện cùng cặp với nĩ
Định ]ý 2.1: Một mỗi quan hệ phản xạ I-1 với ràng buộc bản số nhỏ nhất “I-
0° là một cấu trúc khơng hợp lệ [8]
Chung minh:
Nhom vai tro 1 (rg,) chita cdc thé hién J, (j = 1, 2, 3, ., 2), biéu dién tất cả
các thê hiện trong tập thực thé E, vi thé |rg,| = |E| =n (1)
Với giá trị bản số nhỏ nhất bang 1 thi méi thé hién trong rg, duoc anh xa hồn tồn vào nhĩm vai trị 2 (rg,) va |zga| là ít nhất bang n, vi thé |zg;| > (2)
Các thể hiện của rg, chi la anh xạ một phan đến các thể hiện của rg} do đĩ rg, co thể chứa ít nhất một thể hiện khơng ánh xạ đến các thể hiện của rgy, vi thé \rg2| > n (3)
rg, cũng biêu diễn các thể hiện trong thực thê E, vì thế từ (3) ta cĩ thể suy ra |E| >n (4)
Ta thấy (1) và (4) mâu thuẫn, đo đĩ cấu trúc là khơng hợp lệ
Định lý 2.1 đã chứng minh rằng một mối quan hệ phản xạ 1-1 voi ban số tối
thiểu “1-0° hoặc “0-1' là khơng hợp lệ cho cả hai loại mối quan hệ đối xứng và bat
đối xứng
Quy tắc 2.1: Các mỗi quan hệ phản xạ 1-1 với các ràng buộc về bản số nhỏ
nhất “I-1' hoặc “0-0°là hợp lệ về mặt cấu trúc [8]
Hệ quả 21: Tất cả các mỗi quan hệ phản xạ với các ràng buộc bản số nhỏ
nhất “1-0° hoặc “0-1' là khơng hợp lệ về mặt cấu trúc [8]
Trang 402.3.2 Méi quan hé phan xa 1-N
Mỗi quan hệ phản xạ I-N luơn là các mối quan hệ khơng đối xứng vì nĩ địi hỏi phải cĩ hai nhĩm vai trị
Vi du 2.8: Xét mối quan hệ quản jý của tập thực thé Nhdn viên gồm các nhân viên của cơng ty Với ey, e;, e; là nhân viên của cơng ty, giả sử “e¡ quản lý e;, e;` và “e;, e quản ý bởi e;` thì ta khơng thé suy ra “es, e; quan jý ey` Tuy nhiên nĩ cĩ thé
cĩ tính bắc cầu Ví dụ: “e¡ quản lý s e; và e;` và “e quan ly ea (ea thuộc tập thực thể
Nhân viên) thì cũng cĩ thê suy ra rằng ‘e, quan ly e,’, ở đây nhân viên e; đĩng hai vai tro, vừa là nhân viên vừa là người quản lý
Để kiểm tra một mối quan hệ phản xạ I-N cĩ hợp lệ về mặt cấu trúc hay
khơng cần phải kiểm tra dựa trên các ràng buộc về bản số tối thiểu trong các mối
quan hệ này Cĩ bốn trường hợp cần phải kiểm tra là: “1-1”, “1-0”, “0-1” và “0-0'
2.3.2.1 Bản số nhỏ nhất '1-1'
Trong một mối quan hệ phản xạ 1-N, trường hợp ràng buộc bản số nhỏ nhất “1-1 là khơng hợp lệ được nêu ra trong định lý 2.2 và được chứng minh sau đây
Định ]ý 2.2: Một mối quan hệ phản xạ 1-N mà cả hai ràng buộc về bản số tối thiểu đều cĩ giá trị bằng 1 là cấu trúc khơng hợp lệ [8] VaiTro,(1,1) Ej xe VaiTro,(1,N) Cả nhĩm vai trị 1 (rg,) va nhom vai trị 2 (zg;) được chứa trong tập thực thé Chung minh:
E và tham gia đầy đủ trong mối quan hệ R Vì R là mối quan hệ 1-N nên rø; chứa ít
thê hiện hơn zø¿, vì thế |rgạ| < |rgạ| (1)
Vì R cĩ ràng buộc bản số nhỏ nhất ở vai trị 1 bằng 1 nên các thê hiện của rg, biêu diễn tat cả các thể hiện trong E, do đĩ: |rg,| = [E| (2)
Vì R ràng buộc bản số nhỏ nhất ở vai trị 2 là 1 nên các thể hiện của zg; biểu