Phân tích, thiết kế hệ thống thông tin Chương 7 Thiết kế thành phần DỮ LIỆU

M ở đầ u mục tiêu thiết kế thành phần dữ li u cách thức lưu trữ, cập nhật và khai thác dữ liệ yêu cầu chất lượng chính xác đầy đủ HIỆU QUẢ HOW Ts... Thiết kế thành phần dữ li u Ts.

Trang 1

Tr ườ ng Đạ i h ọ c S ư ph ạ m thành ph ố H ồ Chí Minh

Khoa Công ngh ệ thông tin

Phân tích, thi ế t k ế

h ệ th ố ng thông tin

Ch ươ ng 7 : Thi ế t k ế thành ph ầ n D Ữ LI Ệ U

Ts Nguy ễ n An T ế Nguy ễ n Thúy Ng ọ

Ts Ng An T ế - Ng Thúy Ng ọ c [PTTK - HT 3.2011 - 2012 HK1] Ch ươ ng 7: Thi ế t k ế thành ph ầ n D Ữ Ệ 2

M ụ c tiêu

Hiểu rõ những khái niệm cơ bản của mô hình dữ li u quan hệ

Nắm vững phương pháp thiết kế CSDL theo mô hình quan hệ

N ộ i dung

1 Mở đầu

2 Mô hình d ữ li u quan h ệ (tóm t ắ t)

3 Thi ế t k ế thành ph ầ n d ữ li u

1 M ở đầ u

sơ đồ quan niệm DL (E-R)

DỮ LIỆ

m ứ c nh ậ n th ứ c

quan

ni ệ m

lu ậ n lý

t ổ ch ứ c

v t lý

THI Ế T K

PHÂN TÍCH

s ơ đồ

quan h ệ DL (Relational)

t ổ ch ứ c CSDL

Trang 2

1 M ở đầ u

mục tiêu thiết kế thành phần dữ li u

cách thức lưu trữ, cập nhật và khai thác dữ liệ

yêu cầu chất lượng

chính xác

đầy đủ

HIỆU QUẢ

HOW

N ộ i dung

1 M ở đầ u

2 Mô hình dữ li u quan hệ (tóm tắt)

3 Thi ế t k ế thành ph ầ n d ữ li u

2 Mô hình d ữ li ệ u quan h ệ

các khái niệm cơ bản

thuộc tính (attribute)

b (tuple)

quan hệ (relation), bảng (table)

siêu khóa (superkey)

khóa nội (candidate key), khóa chính (primary key)

khóa ngoại (foreign key)

phụ thuộc hàm (functional dependency)

các dạng chuẩn

d ng chuẩn 1, dạng chuẩn 2, dạng chuẩn 3, dạng chuẩn BCK

2.1 Các khái ni ệ m c ơ b ả n

thuộc tính (attribute)

tên

kiểu dữ liệ

miền giá trị : có chứa thêm giá trị đặc biệt null

ký hiệu

thuộc tính : A1, A2, A3, …

tập hợp các thuộc tính : {A1, A2, A3, … , An} hay A1A2A3…An

miền giá trị c a thuộc tính : MGT(A)

Trang 3

2.1 Các khái ni ệ m c ơ b ả n (tt.)

b (tuple), mẩu tin/bản ghi (record)

vectơ gồm giá trị c a các thuộc tính

ký hiệu

b / mẩu tin : q = (a1, a2, a3, … , an), ai∈ MGT(Ai)

quan hệ (relation), bảng (table)

tập hợp các mẩu tin

ký hiệu

quan hệ / bảng : T(A1, A2, A3, … , An)

lưu ý : gộp chung 2 khái niệm “lược đồ” (cấu trúc) và “quan hệ” (dữ

li u)

siêu khóa (super key)

tập hợp thuộc tính dùng để phân biệt 2 mẩu tin bất kỳ

Ví d ụ : KET_QUA(masv, mamh, lanthi, diem) có 2 siêu khóa

S1 = {masv, mamh, lanthi}, S2 = {masv, mamh, lanthi, diem}

khóa chỉ định / khóa n ộ i (candidate key)

siêu khóa tối tiể

Ví d ụ : KET_QUA(masv, mamh, lanthi)

thuộc tính khóa : không lấy giá trị null

thuộc tính không khóa

khóa chính (primary key) = khóa n ộ i v ớ i ý ngh ĩ a cài đặ t : g ọ i t ắ t là “khóa”

khóa ngoại (foreign key) Cho 2 quan hệ : 1) T(A1, … , An), P = {A1, … , An}, KT: tập thuộc tính khóa của T 2) R(B1, … , Bm), Q = {B1, … , Bm}, KR: tập thuộc tính khóa của R

khóa ngoại tham chiếu R[KR] ⊆ T[KT] nếu : KT⊆ Q \ KR

(khóa của T là thuộc tính không khóa của R)

Ví d ụ : PHIEU_DH[makh] ⊆ KHACHHANG[makh]

khóa ngoại phân cấp R[KT] ⊆ T[KT] nếu : KT⊆ KR

(khóa của T nằm trong khóa của R)

Ví d ụ : CTIET_HDON[sohd] ⊆ HOADON[sohd]

Trang 4

phụ thuộc hàm (functional dependency)

Cho quan hệ : T(A1, A2, … , An), Q = {A1, A2, … , An}

X, Y, Z ⊆ Q : (X ≠ ∅ ≠ Y) và (X ∪ Y ∪ Z = Q)

f : X → Y được gọi là một phụ thuộc hàm trên T nếu :

∀ q1,q2∈ T, (q1.X = q2.X) ⇒ (q1.Y = q2.Y)

Khi đó, ta nói : X xác đị nh hàm Y hay Y ph ụ thu ộ c hàm X

Ví d ụ : T = HOADON, sohd → ngayhd, sotienhd

phụ thuộc hàm hiể n nhiên : f : X → X

phụ thuộc hàm nguyên tố

f : X → Y là nguyên tố n u : ∃ X’ ⊂ X : X’ → Y

hệ luật dẫn Amstrong

Giả sử : X, Y, W, Z ⊆ Q = {A1, A2, … , An}

luật phản xạ : (Y ⊆ X) ⇒ X → Y

luật phân rã : (X → Y) ∧ (Z ⊆ Y) ⇒ X → Z

luật hội : (X → Y) ∧ (X → Z) ⇒ X → YZ

luật bắc cầu : (X → Y) ∧ (Y → Z) ⇒ X → Z

luật bắc cầu giả : (X → Y) ∧ (WY → Z) ⇒ XW → Z

luật thêm vào : (X → Y) ∧ (Z ⊆ W) ⇒ XW → YZ

luật phân rã cho phép giả sử v phải của mọi phụ thuộc hàm đều chỉ chứa duy nhất 1 thuộc tính

Cho T(A1, A2, … , An), Q = {A1, A2, … , An}, F = { f : X → Y },

bao đóng (closure) của F, ký hiệu F+, là tập hợp tất cả các PTH có thể

suy diễn từ F dựa vào hệ luật dẫn Amstrong

bao đóng của tập thuộc tính X dựa trên F, ký hiệu XF, là tập hợp các

thuộc tính phụ thuộc vào X

XF = { Ai∈ Q | X → Ai∈ F+}

2.2 Các d ạ ng chu ẩ n

chất lượng thiết kế CSDL

sự trùng lắp thông tin

sự nhất quán về dữ liệ

Trang 5

2.2 Các d ạ ng chu ẩ n (tt.)

thuộc tính đơn

chỉ có thể truy xuất toàn bộ giá trị c a thuộc tính (“nguyên từ

dạng chuẩn 1 (DC1)

DC1 thể hiện cấu trúc phẳng

Quan hệ T(A1, A2, … , An) ở DC1 nếu :

m ọ i thu ộ c tính Ai đề u là thu ộ c tính đơ n

thuộc tính Aiphụ thuộc đầy đủ vào tập thuộc tính X nếu :

Ai∈ XF

X → Ailà nguyên tố

a) T ở DC1 và

b) m ọ i thu ộ c tính không khóa đề u ph ụ thu ộ c đầ y đủ vào các khóa

Ví dụ : PHIEU_DH(sodh, ngaydh, makh, mahh, soluongdh) không ở DC2

thuộc tính Aiphụ thuộc bắc cầu vào tập thuộc tính X nếu

∃∃∃∃ Y ⊆ Q :

(X → Y ∈ F+) ∧ (Y → Ai∈ F+)

Y → X ∉ F+

Ai∉ X ∪ Y

Khi đó, X → Aig i là PTH bắc cầ

a) T ở DC2 và

b) m ọ i thu ộ c tính không khóa đề u KHÔNG ph ụ thu ộ c b ắ c c ầ

vào b ấ t k ỳ khóa nào

Dạng chuẩn BCK (DC-BCK)

Quan hệ T(A1, A2, … , An) ở DC-BCK nếu :

m ọ i PTH không hi ể n nhiên đề u có v ế trái ch ứ a khóa

Trang 6

N ộ i dung

1 M ở đầ u

2 Mô hình d ữ li u quan h ệ (tóm t ắ t)

3 Thiết kế thành phần dữ li u

3 Thi ế t k ế thành ph ầ n d ữ li ệ u

mô hình

mô hình quan hệ

phương pháp lập sơ đồ quan hệ dữ li u

áp dụng các qui tắc chuyển đổi s ơ đồ quan niệm dữ liệu sang sơ đồ quan hệ dữ liệ (bảo đảm các bảng ở DC3)

công cụ tin học

DB-Main

PowerDesigner

3 Thi ế t k ế thành ph ầ n d ữ li ệ u (tt.)

B1.

Chuy ể n đổ i

s ơ đồ quan ni ệ m d ữ li ệ

B1.

Chuyển đổi

sơ đồ quan niệm dữ liệ

B2.

Hoàn ch ỉ nh

s ơ đồ quan h ệ d ữ li ệ

B2.

Hoàn chỉnh

sơ đồ quan hệ dữ liệ

B3.

Mô t ả ràng bu ộ

ở m ứ c thi ế t k ế

B3.

Mô tả ràng buộ

ở mức thiết kế

3.1 Chuy ể n đổ i s ơ đồ quan ni ệ m DL

Qui tắc #1

a) Lo ạ i th ự c th ể T → quan h ệ T’

b) Thu ộ c tính c ủ a T → thu ộ c tính c ủ a T’

c) Khóa c ủ a T → khóa c ủ a T’

Trang 7

3.1 Chuy ể n đổ i s ơ đồ quan ni ệ m DL (tt.)

Lưu ý với qui tắc #1

n u bản số max của thuộc tính > 1

t ă ng kích th ướ c c ủ a thu ộ c tính trong T’, ho ặ

t ạ o thêm quan h ệ T’’ v ớ i khóa c ủ a T’’ có ch ứ a khóa c ủ a T’

Qui tắc #2

a) N ế u các nhánh c ủ a lo ạ i m ố i k ế t h ợ p K đề u có b ả n s ố max là n

thì K s ẽ đượ c chuy ể n thành m ộ t quan h ệ g m các thu ộ c tính c ủ a K

c ộ ng thêm thu ộ c tính khóa c ủ a các lo ạ i th ự c th ể tham gia vào K b) Khóa c ủ a quan h ệ m ớ i g ồ m khóa c ủ a m ỗ i lo ạ i th ự c th ể tham gia vào K

n u một nhánh của K có bản số min > 0 thì trong B3 phải bổ sung mộ

ràng buộc liên quan đến bản số min này

Ví d ụ :

“M ỗ i công trình ph ả đượ c th ự c hi ệ n b ở i ít nh ấ t 1 nhà NC”

Qui tắc #3

a) N ế u lo ạ i m ố i k ế t h ợ p K mà nhánh A có b ả n s ố max là 1 và

nhánh B còn l ạ i có b ả n s ố max là n thì lo ạ i b ỏ K kh ỏ i s ơ đồ

quan h ệ và thêm các thu ộ c tính khóa c ủ a B vào quan h ệ tương

ứ ng v ớ i A (khóa c ủ a B s ẽ tr thành khóa ngo ạ i c ủ a A).

b) N ế u K có các thu ộ c tính thì chúng c ũ ng đượ c thêm vào quan h ệ tương ứ ng v ớ i A

Trang 8

Nếu bản số c a nhánh A là (1,1) thì các thuộc tính mới thêm vào quan

hệ tương ứng với A sẽ có đặc tính NOT NULL

Qui tắc #4

N ế u lo ạ i m ố i k ế t h ợ p K mà các nhánh đề u có b ả n s ố max là 1

thì áp d ụ ng qui t ắ c 3 cho m ộ t trong các nhánh (tùy ch ọ n).

Qui tắc #5

Ví d ụ :

N ế u có nhi ề u lo ạ i MKH đị nh ngh ĩ a trên hai lo ạ i th ự c th ể thì có

th ể chuy ể n đổ i l ầ n l ượ t t ừ ng lo ạ i MKH và chú ý đặ t tên phân

bi ệ t cho các thu ộ c tính.

Qui tắc #6 (Chuyên biệt hóa – Tổng quát hóa)

Cách 1 : T ạ o m ộ t quan h ệ duy nh ấ t, g ồ m t ấ t c ả nh ữ ng thu ộ c tính c ủ a các lo ạ i th ự c th ể cha và con.

Cách 2 : Chuy ể n đổ i m ỗ i lo ạ i th ự c th ể CON thành m ộ t quan h ệ

riêng, trong đ ó khóa c ủ a m ỗ i quan h ệ này ph ả i ch ứ a thêm các thu ộ c tính khóa c ủ a quan h ệ tương ứ ng v ớ i lo ạ i th ự c th ể CHA.

Trang 9

Qui tắc #7 (Loại MKH phản thân / đệ qui)

Ví d ụ :

Sau khi chuy ể n đổ i lo ạ i th ự c th ể thành quan h ệ , b ổ sung thêm

m ộ t thu ộ c tính phân c ấ p vào quan h ệ này.

3.2 Hoàn ch ỉ nh s ơ đồ quan h ệ DL

thêm, bớt các quan hệ

thêm, bớt các thuộc tính

kiểm tra các dạng chuẩn

các quan hệ đạt DC3 (tối thiểu) : dữ liệu không bị trùng lắ

3.3 Mô t ả RB d ữ li ệ u ở m ứ c thi ế t k ế

phân loại các RB ở mức thiết kế

tương tự phần phân tích

kiểm tra RB

đầy đủ

hiệu quả

khi nào ph ả i ki ể m tra RB r ?

vào th ờ i i ể m t, ph ả i ki ể m tra nh ữ ng RB nào ?

3.3 Mô t ả RB d ữ li ệ u ở m ứ c thi ế t k ế (tt.)

Bảng tầm ảnh hưởng : RB về miền giá trị của thuộc tính

Thao tác Quan h ệ Thêm S a Xóa

Trang 10

Bảng tầm ảnh hưởng : RB giữa các thuộc tính trong cùng quan hệ

Bảng tầm ảnh hưởng : RB giữa các bộ (mẩu tin) trong cùng quan hệ

Lưu ý : KHÔNG được sửa giá trị thuộc tính khóa

Bảng tầm ảnh hưởng : RB khóa ngoại

Bảng tầm ảnh hưởng TỔNG HỢP

Quan h ệ

RB

Trang 11

Th ắ c m ắ c

Th ả o lu ậ n – Bài t ậ p nhóm

thiết kế thành phần dữ li u của HT3 quản lý đơn đặt hàng

lập sơ đồ quan hệ dữ liệ

mô tả ràng buộc dữ liệu ở mức thiết kế

lập bảng tẩm ảnh hưởng tổng hợp

Định dạng
Số trang	11
Dung lượng	298,94 KB