Cơ sở dữ liệu quan hệ

Bài giảng cơ sở dữ liệu - Nguyễn Hải Châu 1 / 54 BÀI GIẢNG CƠ SỞ DỮ LIỆU Phần 1: Các khái niệm cơ bản - Mô hình thực thể-liê n kết - Mô hình quan hệ - Phụ thuộc hàm Nguyễn Hải Châu Khoa Công nghệ Thông tin Trường Đại học Công nghệ, ĐHQGHN Tài liệu tha m khảo Tài liệu tham khảo Mở đầu Khái niệm cơ bản Mô hình ER Mô hình quan hệ Phụ thuộc hàm Thiết kế CSDL Bài giảng cơ sở dữ liệu - Nguyễn Hải Châu 2 / 54 [1] Ramez A. Elmasri , Shamkant Nava th e, Fundamentals of Database systems, 3rd edition, John Wiley & Sons, Inc., 2000. [2] Raghu Ramakrishnan, Johannes Gehrke, Database Management Systems, 2nd edition [3] Nguyễn Tuệ, Giáo trình cơ sở dữ liệu, Nhà xuất bản Đ ạ i học Quốc gia Hà Nội, 2008. [4] J. Date, An introduction to database systems, 7th edition, Addion Wesley Longman Inn., 2000 [5] Hector Garcia-Molina et. al., Database Sys tems: The complete book, Prentice Hall, 2002 Mở đầu Tài liệu tham khảo Mở đầu Khái niệm cơ bản Mô hình ER Mô hình quan hệ Phụ thuộc hàm Thiết kế CSDL Bài giảng cơ sở dữ liệu - Nguyễn Hải Châu 3 / 54 Phần1: Các khái niệm cơ bản của cơ sở d ữ liệu (CSDL): ■ Các khái niệm cơ b ả n ■ Mô hình thực thể-liên kết (ER) ■ Mô hình quan hệ, đại số quan hệ ■ Phụ thuộc hàm, chuẩn hóa và thiết kế cơ sở dữ liệu Khái niệm cơ bản Tài liệu tham khảo Mở đầu Khái niệm cơ bản Khái niệm cơ bản Hệ QT CSDL Mô hình CSDL Lược đồ CSDL Con người và CSDL Ngôn ngữ/Giao diện Mô hình ER Mô hình quan hệ Phụ thuộc hàm Thiết kế CSDL Bài giảng cơ sở dữ liệu - Nguyễn Hải Châu 4 / 54 Các khái niệm cơ bả n của cơ sở dữ liệu Tài liệu tham khảo Mở đầu Khái niệm cơ bản Khái niệm cơ bản Hệ QT CSDL Mô hình CSDL Lược đồ CSDL Con người và CSDL Ngôn ngữ/Giao diện Mô hình ER Mô hình quan hệ Phụ thuộc hàm Thiết kế CSDL Bài giảng cơ sở dữ liệu - Nguyễn Hải Châu 5 / 54 ■ Dữ liệu là những sự ki ện có thể ghi lạ i được và có ý nghĩa. ■ Một cơ sở dữ liệu là một tập hợp dữ liệu có liên quan v ới nhau, được lưu trữ tr ên máy tính, có nhiều người s ử d ụ ng và được tổ chức the o một mô hình. ◆ Một CSDL biểu thị m ột khía cạnh nào đó của thế giới thực. Thông tin được đưa vào trong CSDL tạo thành một không gian CSDL hoặc một “thế giới nhỏ” (miniworld) ◆ Một cơ sở dữ liệu là một tập hợp dữ liệu liên kết với nhau một cách logi c và mang một ý nghĩa n à o đó ◆ Một cơ sở dữ liệu được thiết kế và được phổ biến cho một mục đíc h riê n g ■ Một hệ quản trị cơ sở dữ liệu là một tập chương trình giúp cho người sử dụng tạo ra, duy trì v à khai thác CSDL. ■ Người ta gọi cơ sở dữ li ệu và hệ quản trị cơ sở dữ liệu bằng một thuật ngữ chun g là hệ cơ sở dữ liệu. Chức năng của một hệ quản trị cơ sở dữ liệu Tài liệu tham khảo Mở đầu Khái niệm cơ bản Khái niệm cơ bản Hệ QT CSDL Mô hình CSDL Lược đồ CSDL Con người và CSDL Ngôn ngữ/Giao diện Mô hình ER Mô hình quan hệ Phụ thuộc hàm Thiết kế CSDL Bài giảng cơ sở dữ liệu - Nguyễn Hải Châu 6 / 54 1. Lưu trữ các định nghĩa, các mối liên kết dữ liệu (gọi là siêu dữ liệu ) vào một từ điển dữ liệu 2. Tạo ra c á c cấu trúc phức tạp theo yêu cầu để lưu trữ dữ liệu 3. Biến đổi các dữ liệu được nhập vào để phù hợp với các cấu trúc dữ liệu ở điểm trên 4. Tạo ra một hệ thống bảo mậ t và áp đặt tính b ả o mật và riêng tư trong c ơ sở dữ liệu 5. Tạo ra c á c cấu trúc phức tạp cho phép nhiều người sử dụng truy cập đế n dữ liệu 6. Cung cấp các thủ tục sao lưu và p h ụ c hồi dữ liệu để đảm bảo sự an toàn và toàn vẹn dữ li ệu 7. Xúc tiến và áp đặt các quy tắc an toàn để loại bỏ vấn đề toàn vẹn dữ liệu 8. Cung cấp việc truy cậ p dữ liệu thông qua một ngôn ngữ truy vấn Mô hình cơ sở dữ liệu Tài liệu tham khảo Mở đầu Khái niệm cơ bản Khái niệm cơ bản Hệ QT CSDL Mô hình CSDL Lược đồ CSDL Con người và CSDL Ngôn ngữ/Giao diện Mô hình ER Mô hình quan hệ Phụ thuộc hàm Thiết kế CSDL Bài giảng cơ sở dữ liệu - Nguyễn Hải Châu 7 / 54 ■ Một mô hình cơ sở dữ liệu là một tập hợp các khái niệm dùng để biểu di ễn các cấu trúc của cơ sở dữ liệu ■ Các loại mô hình cơ sở dữ liệu ◆ Các mô hình dữ liệu bậc cao hoặc mô hình dữ liệu mức quan niệm cung cấp các khá i niệm gắn liền với cách cảm nhận dữ liệu của nhiều người sử d ụ ng ◆ Các mô hình dữ liệu bậc thấp hoặc các mô hình dữ liệu vật lý cung cấp các khái niệm mô tả chi tiế t về việc dữ liệu được lưu trữ trong máy tính như th ế nào ◆ Các mô hình dữ liệu thể hiện (mô hình dữ liệu mức logic), chúng cung cấp những khái niệm mà người sử dụng có t h ể hiểu được và không xa với cách tổ chức dữ liệu bên tron g máy tính ■ Các mô hình dữ liệu thể hiện là c á c mô hình được sử dụng nhiều nhất. Ba mô hình nổi tiếng thuộc loại này là mô hình quan hệ, mô hình mạng và mô hình phân cấp Lược đồ và trạng thái cơ sở dữ liệu Tài liệu tham khảo Mở đầu Khái niệm cơ bản Khái niệm cơ bản Hệ QT CSDL Mô hình CSDL Lược đồ CSDL Con người và CSDL Ngôn ngữ/Giao diện Mô hình ER Mô hình quan hệ Phụ thuộc hàm Thiết kế CSDL Bài giảng cơ sở dữ liệu - Nguyễn Hải Châu 8 / 54 ■ Trong một mô hình dữ li ệu cần phải phân biệt rõ giữa mô tả của cơ sở dữ liệu và bản thâ n cơ sở dữ liệu ■ Mô tả của một cơ sở dữ liệu được gọi là lược đồ cơ sở dữ liệu, nó được xác định rõ trong quá trình thiết kế cơ sở dữ liệu và không bị thay đổi thường xuyên ■ Các dữ liệu trong một cơ sở dữ liệu tại một thời điểm cụ thể được gọi là một trạng thái cơ sở dữ liệu hoặc là ảnh (snapshot) của cơ sở dữ liệu ■ Việc phân biệt giữa l ược đồ cơ sở dữ li ệu và trạng thái cơ sở dữ liệu là r ấ t quan trọng Con người và cơ sở dữ liệ u Tài liệu tham khảo Mở đầu Khái niệm cơ bản Khái niệm cơ bản Hệ QT CSDL Mô hình CSDL Lược đồ CSDL Con người và CSDL Ngôn ngữ/Giao diện Mô hình ER Mô hình quan hệ Phụ thuộc hàm Thiết kế CSDL Bài giảng cơ sở dữ liệu - Nguyễn Hải Châu 9 / 54 ■ Người quản trị hệ cơ sở dữ liệu (Da ta b a se Administrator – DBA) ■ Người thiết kế cơ sở dữ liệu ( D at a ba se Designer) ■ Người sử dụng ( End User ) ■ Người phân tích hệ thống và lập trình ứng dụn g ■ Người thiết kế và cài đặt hệ quản trị dữ liệu ■ Những người phát triển công cụ ■ Các thao tác viên và những người bảo trì Ngôn ngữ và giao diện cơ sở dữ liệ u Tài liệu tham khảo Mở đầu Khái niệm cơ bản Khái niệm cơ bản Hệ QT CSDL Mô hình CSDL Lược đồ CSDL Con người và CSDL Ngôn ngữ/Giao diện Mô hình ER Mô hình quan hệ Phụ thuộc hàm Thiết kế CSDL Bài giảng cơ sở dữ liệu - Nguyễn Hải Châu 10 / 54 ■ Các ngôn ngữ hệ q u ả n trị cơ sở dữ liệu: ◆ Ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu (data definition language – DDL): Dùng để định nghĩa các lược đồ ◆ Ngôn ngữ thao tác dữ liệu (data manipulation language – DML): Dùng để thao tác cơ sở dữ liệu ■ Các loại giao diệ n hệ quản trị cơ sở dữ liệu ◆ Giao diện dựa trên bảng chọn (Menu) ◆ Giao diện dựa trên mẫu b iểu ◆ Giao diện đồ hoạ (Grap h ic User Interface - GUI) ◆ Giao diện cho người quản t r ị hệ thống [...]... thái quan hệ r của R chúng ta có ràng buộc là t1 [SK] = t2 [SK] Tài liệu tham khảo Mở đầu Khái niệm cơ bản Mô hình ER Mô hình quan hệ Miền-thuộc tính Ràng buộc quan hệ CSDL quan hệ Các loại ràng buộc Phép toán quan hệ Chuyển đổi ER -quan hệ Phụ thuộc hàm Thiết kế CSDL Bài giảng cơ sở dữ liệu - Nguyễn Hải Châu 23 / 54 Cơ sở dữ liệu quan hệ và lược đồ cơ sở dữ liệu quan hệ I I Một lược đồ cơ sở dữ liệu quan. .. đến quan hệ E tương ứng với kiểu thực thể E Bài giảng cơ sở dữ liệu - Nguyễn Hải Châu Tài liệu tham khảo Mở đầu Khái niệm cơ bản Mô hình ER Mô hình quan hệ Miền-thuộc tính Ràng buộc quan hệ CSDL quan hệ Các loại ràng buộc Phép toán quan hệ Chuyển đổi ER -quan hệ Phụ thuộc hàm Thiết kế CSDL 34 / 54 Tài liệu tham khảo Mở đầu Khái niệm cơ bản Mô hình ER Mô hình quan hệ Phụ thuộc hàm và chuẩn hóa cơ sở dữ. .. Giá trị thứ i của bộ t được ký hiệu là t[Ai ] Bài giảng cơ sở dữ liệu - Nguyễn Hải Châu Tài liệu tham khảo Mở đầu Khái niệm cơ bản Mô hình ER Mô hình quan hệ Miền-thuộc tính Ràng buộc quan hệ CSDL quan hệ Các loại ràng buộc Phép toán quan hệ Chuyển đổi ER -quan hệ Phụ thuộc hàm Thiết kế CSDL 22 / 54 Các ràng buộc quan hệ, lược đồ cơ sở dữ liệu quan hệ I I I Các ràng buộc miền: Các ràng buộc miền chỉ ra... t1 liên hệ (tham chiếu) đến bộ t2 R1 được gọi là quan hệ tham chiếu và R2 được gọi là quan hệ bị tham chiếu Bài giảng cơ sở dữ liệu - Nguyễn Hải Châu Tài liệu tham khảo Mở đầu Khái niệm cơ bản Mô hình ER Mô hình quan hệ Miền-thuộc tính Ràng buộc quan hệ CSDL quan hệ Các loại ràng buộc Phép toán quan hệ Chuyển đổi ER -quan hệ Phụ thuộc hàm Thiết kế CSDL 26 / 54 Các phép toán trên mô hình quan hệ I I... phát biểu là: một bộ giá trị trong một quan hệ có liên kết đến một quan hệ khác phải liên kết đến một bộ giá trị tồn tại trong quan hệ đó Tài liệu tham khảo Mở đầu Khái niệm cơ bản Mô hình ER Mô hình quan hệ Miền-thuộc tính Ràng buộc quan hệ CSDL quan hệ Các loại ràng buộc Phép toán quan hệ Chuyển đổi ER -quan hệ Phụ thuộc hàm Thiết kế CSDL Bài giảng cơ sở dữ liệu - Nguyễn Hải Châu 25 / 54 Toàn vẹn... giảng cơ sở dữ liệu - Nguyễn Hải Châu Tài liệu tham khảo Mở đầu Khái niệm cơ bản Mô hình ER Mô hình quan hệ Miền-thuộc tính Ràng buộc quan hệ CSDL quan hệ Các loại ràng buộc Phép toán quan hệ Chuyển đổi ER -quan hệ Phụ thuộc hàm Thiết kế CSDL 28 / 54 Các phép toán trên mô hình quan hệ (tiếp) I I Phép nối (join) Phép nối được ký hiệu là 1 và được dùng để kết hợp các bộ có liên hệ với nhau từ hai quan hệ. .. cặp thuộc tính nối) phải có tên như nhau trong cả hai quan hệ Bài giảng cơ sở dữ liệu - Nguyễn Hải Châu Tài liệu tham khảo Mở đầu Khái niệm cơ bản Mô hình ER Mô hình quan hệ Miền-thuộc tính Ràng buộc quan hệ CSDL quan hệ Các loại ràng buộc Phép toán quan hệ Chuyển đổi ER -quan hệ Phụ thuộc hàm Thiết kế CSDL 29 / 54 Các phép toán trên mô hình quan hệ (tiếp) I I I Có ba phép nối ngoài gọi là nối ngoài... phép hợp Bài giảng cơ sở dữ liệu - Nguyễn Hải Châu Tài liệu tham khảo Mở đầu Khái niệm cơ bản Mô hình ER Mô hình quan hệ Miền-thuộc tính Ràng buộc quan hệ CSDL quan hệ Các loại ràng buộc Phép toán quan hệ Chuyển đổi ER -quan hệ Phụ thuộc hàm Thiết kế CSDL 30 / 54 Chuyển đổi mô hình ER thành mô hình quan hệ Bước 1 Với mỗi kiểu thực thể thông thường E trong lược đồ ER, hãy tạo một quan hệ R chứa mọi thuộc... nếu có Bài giảng cơ sở dữ liệu - Nguyễn Hải Châu Tài liệu tham khảo Mở đầu Khái niệm cơ bản Mô hình ER Mô hình quan hệ Miền-thuộc tính Ràng buộc quan hệ CSDL quan hệ Các loại ràng buộc Phép toán quan hệ Chuyển đổi ER -quan hệ Phụ thuộc hàm Thiết kế CSDL 31 / 54 Chuyển đổi mô hình ER thành mô hình quan hệ (tiếp) Bước 3 Với mỗi kiểu liên kết 1:1 R trong lược đồ ER, hãy xác định các quan hệ S và T tương... của nó Bài giảng cơ sở dữ liệu - Nguyễn Hải Châu Tài liệu tham khảo Mở đầu Khái niệm cơ bản Mô hình ER Mô hình quan hệ Miền-thuộc tính Ràng buộc quan hệ CSDL quan hệ Các loại ràng buộc Phép toán quan hệ Chuyển đổi ER -quan hệ Phụ thuộc hàm Thiết kế CSDL 33 / 54 Chuyển đổi mô hình ER thành mô hình quan hệ (tiếp) Bước 7 Với mỗi kiểu liên kết n ngôi R, trong đó n > 2, hãy tạo ra một quan hệ S để biểu diễn . thái cơ sở dữ liệu hoặc là ảnh (snapshot) của cơ sở dữ liệu ■ Việc phân biệt giữa l ược đồ cơ sở dữ li ệu và trạng thái cơ sở dữ liệu là r ấ t quan trọng Con người và cơ sở dữ liệ u Tài liệu. CSDL Bài giảng cơ sở dữ liệu - Nguyễn Hải Châu 8 / 54 ■ Trong một mô hình dữ li ệu cần phải phân biệt rõ giữa mô tả của cơ sở dữ liệu và bản thâ n cơ sở dữ liệu ■ Mô tả của một cơ sở dữ liệu được. trị cơ sở dữ liệu là một tập chương trình giúp cho người sử dụng tạo ra, duy trì v à khai thác CSDL. ■ Người ta gọi cơ sở dữ li ệu và hệ quản trị cơ sở dữ liệu bằng một thuật ngữ chun g là hệ cơ