Bài giảng điện tử môn tin học: Mô hình dữ liệu quan hệ pot

BÀI 2 – MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU I. Các khái niệm cơ bản II. Các phép toán cơ bản III. Tổ chức dữ liệu vật lý BÀI 2 – MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ I. Các khái niệm cơ bản 1. Quan hệ * Miền (Domain) - Là một tập các giá trị. - Ví dụ: • Tập các số nguyên là một miền. • Tập các xâu ký tự tạo thành tên người trong tiếng anh có dài không quá 30 ký tự là một miền. • Tập hai số {0,1} là một miền … - Các thuộc tính của đối tượng sẽ nhận các giá trị trong miền. BÀI 2 – MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ 1. Quan hệ * Tích đề các của các miền - Gọi D 1 , D 2 , D 3 , …, Dn là n miềm. Tích đề các của n miền là D 1 x D 2 x D 3 x …x D n là tập tất cả n bộ (n-tuples) (V 1 , V 2 ,…, V n ) sao cho V i thuộc D i với i = 1 n. - Ví dụ, với n = 2, D1= {0,1}, D2 = {a,b,c}  Tích đề các của D1 x D2 = {(0,a), (0,b), (0,c),(1,a), (1,b), (1,c)}. I. Các khái niệm cơ bản BÀI 2 – MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ 1. Quan hệ * Quan hệ (Ralation) - Quan hệ là một tập con của tích đề các của một hoặc nhiều miền. Như vậy ta có thể xem quan hệ là bảng 2 chiều (bảng quan hệ) có các dòng và các cột: • Các cột ứng với các miền. • Các dòng ứng với các bộ của tích đề các. - Do tích chất của tích đề các, thứ tự các cột cũng như thứ tự các dòng trong bảng là không quan trọng. * Thuộc tính (Atribute) - Thuộc tính của một quan hệ là cột của bảng quan hệ, đặc trưng bởi một tên. I. Các khái niệm cơ bản BÀI 2 – MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ 1. Quan hệ * Định nghĩa quan hệ một cách hình thức Định nghĩa 1: Gọi R = {A 1 ,…, A n } là tập hữu hạn các thuộc tính, mỗi thuộc tính A i với i = 1 n có miền giá trị tương ứng là dom(A i ). Khi đó r là quan hệ xác định trên tập thuộc tính R ký hiệu là r(R) hoặc r(A 1 , …,A n ) nếu r là tập con của tích đề các. r dom(A 1 )xdom(A 2 )x…xdom(A n )  Với định nghĩa quan hệ này thì chúng ta gọi R là sơ đồ (lược đồ) quan hệ và nói quan hệ r xác định trên sơ đồ (lược đồ) quan hệ R. I. Các khái niệm cơ bản BÀI 2 – MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ 1. Quan hệ - Ví dụ: Hình 1 cho thấy quan hệ NHAN_VIEN bao gồm các thuộc tính HO_TEN, NAM_SINH, NOI_LAM_VIEC và LUONG.  Khi đó t1 = (Lê văn A, 1960, Viện KHNV, 425) là một bộ của quan hệ NHAN_VIEN. I. Các khái niệm cơ bản BÀI 2 – MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ 2. Khóa (key) Định nghĩa 2.1: Khóa của một quan hệ r trên tập thuộc tính R={A 1 , …,A n } là một tập con K{A 1 ,…,A n } thỏa mãn tính chất sau: - Với bất kỳ 2 bộ t1, t2 thuộc r đều tồn tại một thuộc tính A thuộc K sao cho t1(A) ≠ t2(A). - Nói cách khác, không tồn tại 2 bộ mà có giá trị bằng nhau trên mọi thuộc tính của K. Khi đó ta có thể viết t1(K)≠t2(K). Do vậy mỗi giá trị của K là xác định duy nhất. I. Các khái niệm cơ bản BÀI 2 – MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ 2. Khóa (key) - Để có thể định nghĩa khóa một cách tốt hơn, lưu ý rằng, nếu K’ là khóa của quan hệ r(A 1 ,…,A n ) thì với mọi K sao cho K’ K, K cũng là khóa của r, nghĩa là bất kỳ t 1 , t 2 thuộc r từ t 1 (K’)≠t 2 (K’) luôn có t 1 (K)≠t 2 (K). Định nghĩa 2.2: Khóa tối thiểu của quan hệ r xác định trên tập thuộc tính R là tập con K R sao cho bất kỳ 2 bộ khác nhau t 1 , t 2 thuộc r luôn thỏa t 1 (K)≠t 2 (K) và bất kỳ tập con thực sự K’ của K đều không có tính chất đó. - Thông thường người ta lựa chọn một khóa tối thiểu tốt nhất làm khóa chính của quan hệ, các khóa tối thiểu khác được xem là khóa dự phòng. I. Các khái niệm cơ bản BÀI 2 – MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ 2. Khóa (key) Định nghĩa 2.3: Một tập con K R được gọi là khóa ngọai của quan hệ r xác định trên tập thuộc tính R tham chiếu đến quan hệ r’ nếu K là khóa chính của quan hệ r’. - Ví dụ, Ta có quan hệ HANG_HOA như sau:  Trong quan hệ này thì MSMH là khóa. Mỗi giá trị MSMH đều xác định duy nhất một loại mặt hàng trong quan hệ HANG_HOA. I. Các khái niệm cơ bản BÀI 2 – MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ [...]... trong quan hệ HANG_HOA (hình 2) còn 150 tấn như sau: CH(HANG_HOA; MSMH=10102;SOLUONG=150) BÀI 2 – MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ III Tổ chức dữ liệu vật lý 1 Mô hình tổ chức bộ nhớ ngoài 2 Tổ chức dữ liệu dạng Tệp băm (Hashed File) 3 Tổ chức dữ liệu dạng Tệp chỉ số (Indexed Files) 4 Tổ chức dữ liệu dạng B-cây (Balanced trees) (cây cân bằng) BÀI 2 – MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ III Tổ chức dữ liệu vật lý 1 Mô hình. .. Do đó bản ghi này được loại bỏ (hình 6) BÀI 2 – MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ III Tổ chức dữ liệu vật lý 2 Tổ chức dữ liệu dạng Tệp băm (Hashed File) 2.3 Ví dụ BÀI 2 – MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ III Tổ chức dữ liệu vật lý 3 Tổ chức dữ liệu dạng Tệp chỉ số (Indexed Files) Là được áp dụng phổ biến nhất trong các hệ cơ sở dữ liệu 3.1 Tổ chức tệp dữ liệu - Ta giả thiết rằng tệp dữ liệu chính luôn luôn là tệp được...BÀI 2 – MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ II Các phép toán trên cơ sở dữ liệu quan hệ -Các phép toán cơ bản nhờ đó là CSDL được thay đổi là • Chèn (insert) • Loại bỏ (delete) • Thay đổi (change) - Trong mô hình quan hệ được nên trên thì các phép toán này đước áp dụng cho từng bộ của các quan hệ lưu trữ trong máy BÀI 2 – MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ II Các phép toán trên cơ sở dữ liệu quan hệ 1 Phép chèn... trong cụm BÀI 2 – MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ III Tổ chức dữ liệu vật lý 2 Tổ chức dữ liệu dạng Tệp băm (Hashed File) 2.1 Tổ chức tệp dữ liệu - Ví dụ, hình 3 là mô hình tổ chức tệp băm với k cụm: •Cụm 0 có 2 khối b1 và b2 Khối b2 có con trỏ rỗng “Null” •Cụm 1 có 1 khối b3 và một con trỏ rỗng •Cụm k-1 có 3 khối b4, b5, b6 Khối b6 có con trỏ rỗng BÀI 2 – MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ III Tổ chức dữ liệu vật lý... tệp băm với số cụm là 5 BÀI 2 – MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ III Tổ chức dữ liệu vật lý 2 Tổ chức dữ liệu dạng Tệp băm (Hashed File) 2.3 Ví dụ - Chúng ta sử dụng hàm băm h tác động lên giá trị khóa là một số nguyên như sau: h(x)=x mod5 với x là giá trị khóa cùa bản ghi Tổ chức băm được chỉ ra trong hình 4 BÀI 2 – MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ III Tổ chức dữ liệu vật lý 2 Tổ chức dữ liệu dạng Tệp băm (Hashed... không có Như vậy bản ghi này chưa tồn tại Chúng ta sẽ thêm nó vào khối đầu tiên trong cụm còn chỗ trống (hình 5) BÀI 2 – MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ III Tổ chức dữ liệu vật lý 2 Tổ chức dữ liệu dạng Tệp băm (Hashed File) 2.3 Ví dụ BÀI 2 – MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ III Tổ chức dữ liệu vật lý 2 Tổ chức dữ liệu dạng Tệp băm (Hashed File) 2.3 Ví dụ -Giả sử bây giờ chúng ta muốn xóa bản ghi có khóa 64 • Trước hết... – MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ II Các phép toán trên cơ sở dữ liệu quan hệ 2 Phép loại bỏ (DEL) - Phép loại bỏ là phép xóa một bộ ra khỏi quan hệ cho trước, nó có dạng: r=r – t DEL (r;A1=d1,A2=d2,…,An=dn) hoặc DEL (r; d1,d2,…,dn) - Ví dụ, cần loại bỏ t1 từ quan hệ NHAN_VIEN trong hình 1 như sau: DEL (NHAN_VIEN; Lê văn A, 1960, Viện KHNV, 425) BÀI 2 – MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ II Các phép toán trên cơ sở dữ. .. BÀI 2 – MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ II Các phép toán trên cơ sở dữ liệu quan hệ 1 Phép chèn (INSERT) - Kết quả của phép chèn có thể gây ra một số sai sót với những lý do sau: •Bộ mới được thêm vào là không phù hợp với lược đồ quan hệ cho trước •Một số giá trị của một số thuộc tính nằm nằm ngoài miền giá trị của thuộc tính đó •Giá trị khóa của bộ mới có thể là giá trị đã có trong quan hệ đang lưu trữ BÀI... tăng dần) - Khóa luôn được quan niệm rằng, bao gồm một hoặc nhiều trường có thứ tự và có độ dài cố định - Giá trị khóa có thể là số, cũng có thể là một xâu ký tự Nếu là xâu ký tự thì sắp theo A, B, C…hay thứ tự từ điển BÀI 2 – MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ III Tổ chức dữ liệu vật lý 3 Tổ chức dữ liệu dạng Tệp chỉ số (Indexed Files) 3.1 Tổ chức tệp dữ liệu - Để hỗ trợ cho tệp dữ liệu chính, cấu tạo một tệp... bản ghi hoặc các khối thường được lưu ở một tệp hoặc một vị trí nào đó để khi cần, qua đó có thể truy nhập tới dữ liệu cần thiết Chỉ dẫn đó được gọi là con trỏ (pointer) BÀI 2 – MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ III Tổ chức dữ liệu vật lý 2 Tổ chức dữ liệu dạng Tệp băm (Hashed File) 2.1 Tổ chức tệp dữ liệu - Khái niệm hàm băm: Nếu mỗi bản ghi đều có một khóa là giá trị số (ví dụ là x), hàm băm h(x) (đối số là . phép toán trên cơ sở dữ liệu quan hệ BÀI 2 – MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ III. Tổ chức dữ liệu vật lý 1. Mô hình tổ chức bộ nhớ ngoài BÀI 2 – MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ 2. Tổ chức dữ liệu dạng Tệp băm. BÀI 2 – MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU I. Các khái niệm cơ bản II. Các phép toán cơ bản III. Tổ chức dữ liệu vật lý BÀI 2 – MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ I. Các khái niệm cơ bản 1. Quan. nghĩa quan hệ này thì chúng ta gọi R là sơ đồ (lược đồ) quan hệ và nói quan hệ r xác định trên sơ đồ (lược đồ) quan hệ R. I. Các khái niệm cơ bản BÀI 2 – MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ 1. Quan hệ -