Giáo Trình Cơ Sở Dữ Liệu ĐH Tôn Đức Thắng

CƠ SỞ DỮ LIỆU Ệ GV: ThS Lê Thị Ngọc Thảo Cơ Sở Dữ Liệu www.tdt.edu.vn Đề cương môn học Chương 1: Giới thiệu Chương 2: Mô hình liệu quan hệ Chương 3: Ngôn ngữ SQL Chương 4: Ràng buộc toàn vẹn Chương 5: Phụ thuộc hàm Chương 6: Chuẩn hóa CSDL Chương 7: Tối ưu hóa câu truy vấn www.tdt.edu.vn Cơ Sở Dữ Liệu Phương thức tiến hành ™Lý thuyết: 30 tiết ™Bài tập: tậ 15 tiết ™Thực hành: 30 ™Tự học: 150 tiết ™Môn học phân bổ : 15 tuần www.tdt.edu.vn Cơ Sở Dữ Liệu Tài liệu tham khảo ™Tóm tắt giảng (slide) ™Các giáo trình: [2] Giáo trình sở liệu – ĐH Tôn Đức Thắng [3] Giáo trình nhập môn sở liệu – Nguyễn ễ An Tế ế [4] CSDL – Lý thuyết & Thực hành – Nguyễn Bá Tường [5] Lập trình ứng dụng chuyên nghiệp SQL server 2000 – Phạm Hữu Khang ƒ [[6]] Modern Database Management g – Jeffrey y A.Hoffer – 2002 ƒ ƒ ƒ ƒ ™Internet www.tdt.edu.vn Cơ Sở Dữ Liệu Phương thức đánh giá ™Điểm kiểm tra 10% ƒ Trung T bì h cộng bình ộ Điểm Điể thảo thả luận l ậ nhóm hó ƒ Điểm cộng lần làm tập ™Điểm ể thi học kỳ 20% ƒ Kiểm tra máy - Đề mở ƒ Thời lượng: 30 - 45 phút ™Kết thi cuối học kỳ 70% ƒ Kiểm tra giấy - Đề mở ƒ Thời lượng: 90 - 120 phút www.tdt.edu.vn Cơ Sở Dữ Liệu Chương 1: Giới thiệu ™ Tại cần có CSDL ™ Định nghĩa CSDL ™ Các đối tượng ợ g sử dụng ụ g CSDL ™ Hệ Quản trị CSDL – DBMS ™ Các mức biểu diễn CSDL ™ Sơ đồ tổng quát Hệ QTCSDL ™ Tính độc lập liệu & chương trình ™ Các mô hình liệu www.tdt.edu.vn Cơ Sở Dữ Liệu Dữ liệu Thông tin ƒ Dữ liệu mô tả hình thức kiện, kiện khái niệm, niệm hình thức (tuổi, (tuổi chuỗi ngày tháng, tên người , …) ƒ Thông tin kết trình xử lý liệu để rút “con số có nghĩa “ ™ Dữ liệu tảng để tạo thông tin, từ sở để có tri thức www.tdt.edu.vn Cơ Sở Dữ Liệu Tại cần có CSDL ™Hướng tiếp cận hệ tập tin: ƒ Cách Cá h truyền t ề thống thố ƒ Được xử lý ngôn ngữ như: COBOL FORTRAN COBOL, FORTRAN, PASCAL ƒ Mỗi ứng dụng có tập hợp tập tin riêng chứa liệu riêng ™Ví dụ: www.tdt.edu.vn Cơ Sở Dữ Liệu Tại cần có CSDL www.tdt.edu.vn Cơ Sở Dữ Liệu Tại cần có CSDL ™Hạn chế cách tiếp cận cũ: ƒ Có liên liê kết chặt hặt chẽ hẽ iữ cấu ấ trúc t ú luận l ậ lý cấu trúc vật lý tập tin chương trình ứng dụng ƒ Trùng lắp liệu ƒ Dữ liệu thiếu quán www.tdt.edu.vn 10 Cơ Sở Dữ Liệu CSDL gì? ƒ Là sưu tập lớn loại liệu tá nghiệp tác hiệ ƒ Bao gồm nhiều loại liệu (âm thanh, tiếng nói, ói chữ hữ viết, iết văn ă bả bản, đồ hoạ, h hình hì h ả ảnh h tĩ tĩnh h hay hình ảnh động ) ƒ Dữ liệu mã hoá dạng chuỗi bit lưu trữ dạng File liệu ƒ Cấu trúc lưu trữ liệu tuân theo quy tắc dựa lý thuyết toán học ƒ Cơ sở liệu phản ánh trung thực giới liệu thực khách quan www.tdt.edu.vn 11 Cơ Sở Dữ Liệu Database ™ Database (DB): cấu trúc hợp nhất, chia sẽ, lưu trữ máy tính _ chứa tập hợp liệu bao gồm • End_user _ data , g data mà người g dùng g quan tâm • Metadata , data data ™ Metadata chứa mô tả đặc tính liệu , mối liên kết Database ƒ Là liệu ệ bổ sung g liệu ệ www.tdt.edu.vn 12 Cơ Sở Dữ Liệu Các đối tượng sử dụng ™Những người sử dụng CSDL không chuyên ™Các chuyên viên tin học biết khai thác CSDL ™Những người quản trị CSDL www.tdt.edu.vn 13 Cơ Sở Dữ Liệu Hệ quản trị CSDL ™DataBase Management System DBMS ƒ Là phần mềm điều khiển chiến lược truy nhập CSDL CSDL ƒ Khi người sử dụng đưa yêu cầu truy nhập ngôn ngữ liệu đó, HQTCSDL tiếp nhận thực thao tác CSDL lưu trữ www.tdt.edu.vn 14 Cơ Sở Dữ Liệu Hệ quản trị CSDL bao gồm ™Ngôn ngữ giao tiếp User CSDL ™Từ điển ể liệu (Data Dictionary) ™Có biện pháp bảo mật tốt ™Cơ chế giải tranh chấp liệu ™Có chế lưu (Backup) phục hồi (Restore) liệu có cố xảy ™Cung cấp giao diện (Interface) tốt ™Bảo đảm tính độc lập liệu chương trình www.tdt.edu.vn 15 Cơ Sở Dữ Liệu Ngôn ngữ giao tiếp User CSDL ™Ngôn ngữ mô tả liệu (Data Definition Language - DDL) ™Ngôn ngữ thao tác liệu (Data Manipulation Language - DML) ™Ngôn ngữ truy vấn liệu, hay ngôn ngữ hỏi đáp có cấu trúc (Structured Query Language - SQL) ™Ngôn ngữ quản lý liệu (Data Control Language - DCL) www.tdt.edu.vn 16 Cơ Sở Dữ Liệu Các mức biểu diễn CSDL ™Mức (vật lý): ƒ Mức Mứ lưu l trữ t ữ CSDL CSDL: liệu liệ gì, ì lưu l ttrữ ữ h nào? đâu? Cần mục gì? Việc truy xuất nào? ™Mức quan niệm (logic): ƒ CSDL cần lưu loại liệu nào? ƒ Mối quan hệ chúng? ™Mứ ™Mức ài ƒ Mức người sử dụng chương trình ứng dụng dụng www.tdt.edu.vn 17 Cơ Sở Dữ Liệu Các mức biểu diễn CSDL www.tdt.edu.vn 18 Cơ Sở Dữ Liệu Các mô hình liệu ™Mô ™Mô ™Mô ™Mô ™Mô hình hì h hình hình hình hình www.tdt.edu.vn dữ dữ liệu liệ liệu liệu liệu liệu mạng phân hâ cấp ấ quan hệ thực thể ể - kết hợp hướng đối tượng 19 Cơ Sở Dữ Liệu Các mô hình liệu ™Mô hình liệu mạng ƒ Biểu Biể diễ diễn bằ đồ thị có óh hướng ƒ Gồm mẫu tin (Record), loại mẫu tin (R (Record dT Type)) loại l i liên liê hệ (Set (S t Type) T ) ™Đặc điểm: ƒ Đơn Đ giản, iả dễ sử ửd dụng ƒ Không thích hợp việc biểu diễn CSDL có ó quy mô ô lớn lớ www.tdt.edu.vn 20 Cơ Sở Dữ Liệu 6.4 DẠNG CHUẨN (3NF) ™ Định nghĩa: ™ Một lược đồ quan hệ Q đạt dạng chuẩn nếu: ƒ Q dạng chuẩn ƒ Mọi M i thuộc th ộ tính tí h không khô khóa khó ủ Q đề không khô phụ h thuộc bắc cầu vào khóa Q ™ Một ộ lược đồ CS CSDL gọii đạt dạng chuẩn ẩ lược đồ quan hệ Qi đạt d dạng chuẩn h ẩ www.tdt.edu.vn 15 Cơ Sở Dữ Liệu 6.4 DẠNG CHUẨN (3NF) ™ Phụ thuộc bắc cầu: ƒ ƒ Thuộc tính A ∈ Q+ gọi phụ thuộc bắc cầu vào tập thuộc tính X ∃Y∈Q+ : 1) X Æ Y ∈ F+ Y Æ A ∈ F+ 2) Y Æ X ∉ F+ 3) A ∉ (X ∪ Y) Khi X Æ A gọi PTH bắc cầu www.tdt.edu.vn 16 Cơ Sở Dữ Liệu 6.4 DẠNG CHUẨN (3NF) ™Ví dụ: ƒ GIẢNG_DẠY(MãLớp, MãsốGV, TênGV, Địachỉ ) ƒ F = {MãlớpÆMãsốGV;MãSốGV ÆTênGV, Địachỉ } ÎKhông đạt dạng chuẩn ™Khắc phục: Tách thành quan hệ: ƒ GIẢNG_DẠY(MãLớp, GIẢNG DẠY(MãLớ MãsốGV) Mã ốGV) F1 = { Mãlớp Æ MãsốGV} ƒ GIÁO_VIÊN(MãsốGV, TênGV, Địachỉ ) F2 = {MãSốGV Æ TênGV, Địachỉ } www.tdt.edu.vn 17 Cơ Sở Dữ Liệu 6.4 DẠNG CHUẨN (3NF) ™Nhận xét: ™Chính phụ thuộc hàm bắc cầu nguyên nhân dẫn đến tình trạng trùng lắp thông tin ™Dạng chuẩn tiêu chuẩn tối thiểu thiết kế sở liệu www.tdt.edu.vn 18 Cơ Sở Dữ Liệu 6.5 DẠNG CHUẨN BOYCE-CODD ™Định nghĩa: ™Một lược đồ quan hệ Q gọi đạt dạng chuẩn Boyce-Codd (BC) phụ thuộc hàm không hiển nhiên F có vế trái chứa khóa khóa ™Một lược đồ CSDL gọi dạng chuẩn BC lược đồ quan hệ Qi đạt dạng chuẩn BC www.tdt.edu.vn 19 Cơ Sở Dữ Liệu 6.5 DẠNG CHUẨN BOYCE-CODD ™Nhận xét: ™Nếu lược đồ quan hệ Q đạt dạng chuẩn BC đạt dạng chuẩn ™Trong T lược l đồ quan hệ Q đạt đ t dạng d chuẩn h ẩ BC, BC việc kiểm tra phụ thuộc hàm chủ yếu kiểm tra khóa nội nội www.tdt.edu.vn 20 Cơ Sở Dữ Liệu 6.5 DẠNG CHUẨN BOYCE-CODD ™Ví dụ: ƒ ĐẶT_HÀNG ĐẶT HÀNG ( SốĐH, NgàyĐH, MãKH ) F1 = { SốĐH Æ NgàyĐH, MãKH } ƒ CHITIẾT_ĐH CHITIẾT ĐH (SốĐH, (SốĐH MãHH, MãHH SốLượng SốL ) F2 = { SốĐH, MãHH Æ SốLượng } Î quan hệ đạt dạng chuẩn Boyce-Codd www.tdt.edu.vn 21 Cơ Sở Dữ Liệu 6.6 CHUẨN HÓA LƯỢC ĐỒ CSDL BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN Rà ™Q Quá trình chuẩn hóa lược ợ đồ CSDL: ™Nhằm mục đích nâng cao chất lượng thiết kế ™Đưa lược đồ quan hệ từ dạng chuẩn thấp lên dạng chuẩn cao mà tối thiểu phải dạng chuẩn 3 ™ Phương pháp phân rã phương pháp dùng để chuẩn hóa lược đồ CSDL www.tdt.edu.vn 22 Cơ Sở Dữ Liệu 6.6 CHUẨN HÓA LƯỢC ĐỒ CSDL BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN Rà ™Sự ự bảo toàn thông g tin ƒ Việc chuẩn hóa lược đồ quan hệ hay lược đồ CSDL phải bảo đảm yêu cầu: bảo toàn thông tin ƒ Phép phân rã Q thành Q1, Q2, … gọi bảo toàn thông tin nếu: ∀TQ: TQ = TQ [Q1] |>[...]... www.tdt.edu.vn 25 Cơ Sở Dữ Liệu 26 Cơ Sở Dữ Liệu Ví dụ www.tdt.edu.vn Mô hình dữ liệu hướng đối tượng ™Ra đời cuối những năm 1980 ™Dự trên ™Dựa t ê cách á h tiếp tiế cận ậ hướ hướng đối tượng ™Sử dụng d các á khái niệm: iệ lớ (Class), lớp (Cl ) sự kế thừa (inheritance), … ™Không được sử dụng rộng rãi www.tdt.edu.vn 27 Cơ Sở Dữ Liệu CƠ SỞ DỮ LIỆU Ệ GV: ThS Lê Thị Ngọc Thảo www.tdt.edu.vn Cơ Sở Dữ Liệu 1 Chương...VD–Mô hình dữ liệu mạng www.tdt.edu.vn 21 Cơ Sở Dữ Liệu Các mô hình dữ liệu ™Mô hình dữ liệu phân cấp ƒ Mô hì hình h là 1 cây, â ttrong đó mỗi ỗi nút út của ủ cây â biểu diễn 1 thực thể, giữa nút con và nút cha được liên hệ với nhau theo 1 mối quan hệ xác định ƒ Gồm các loại mẫu tin (giống mô hình mạng) và loại mối liên hệ (kiểu phân cấp) www.tdt.edu.vn 22 Cơ Sở Dữ Liệu VD–Mô hình dữ liệu phân cấp... cấp www.tdt.edu.vn 23 Cơ Sở Dữ Liệu Mô hình dữ liệu quan hệ ™Do E.F.Codd đề xuất năm 1970 ™Có cơ ơ sở ở lý thuyết th ết vững ữ chắc: hắ khái niệm lý thuyết tập hợp trên các quan hệ hệ ™Các khái niệm: thuộc tính (Attribute) quan hệ (Relation) (Attribute), (Relation), lược đồ quan hệ (Relation Schema), bộ (Tuple), ( p ), khóa ( (Key) y) www.tdt.edu.vn 24 Cơ Sở Dữ Liệu Mô hình dữ liệu thực thể-kết hợp... …, còn X, Y, Z, W, … dùng thay cho 1 nhóm thuộc ộ tính www.tdt.edu.vn 6 Cơ Sở Dữ Liệu Thuộc tính (tt) ™Kiểu dữ liệu (Data Type): Mỗi thuộc tí h đề tính đều phải hải th thuộc ộ một ột kiể kiểu dữ liệ liệu nhất định ƒ ƒ ƒ ƒ Kiểu văn bản Kiểu số Kiểu luận lý Kiểu ngày giờ Cơ Sở Dữ Liệu 7 www.tdt.edu.vn Thuộc tính (tt) Một số kiểu dữ liệu trong SQL Server Tên kiểu Loại Bit Số nguyên 1 Kiểu bit – giá trị... 12 Cơ Sở Dữ Liệu Thể hiện của quan hệ ™Thể hiện (tình trạng) của quan hệ R ƒ kýý hiệu bởi TR ƒ là tập hợp các bộ giá trị của quan hệ R vào một thời điểm ÎT i những ÎTại hữ thời hời điểm điể khác khá nhau h thì hì quan hệ sẽ ẽ có những thể hiện khác nhau ™Ví dụ: Quan hệ MÔN-HỌC Mã môn Tên môn CSLT Cơ sở ở Lập trình 3 LTHDT Lập trình Hướng đối tượng 4 CSDL Cơ sở Dữ liệu 3 www.tdt.edu.vn Số Tín chỉ 13 Cơ. .. thuộc tính Mãkhoa, Mã Mã-học-viên, học viên, Tên Tên-học-viên, học viên, Ngày Ngày-sinh, sinh, Quê Quêquán www.tdt.edu.vn 4 Cơ Sở Dữ Liệu Thuộc tính (tt) ™Các đặc trưng của thuộc tính: ƒ Tên gọi (Name) ƒ Kiểu dữ liệu (Data Type) ƒ Miền giá trị (Domain) www.tdt.edu.vn 5 Cơ Sở Dữ Liệu Thuộc tính (tt) ™Tên thuộc tính ƒ Có tính chất ấ gợi nhớ ƒ Đặt đúng quy định của hệ QTCSDL ƒ Không nên đặt quá dài ™Nếu... www.tdt.edu.vn 27 Cơ Sở Dữ Liệu CƠ SỞ DỮ LIỆU Ệ GV: ThS Lê Thị Ngọc Thảo www.tdt.edu.vn Cơ Sở Dữ Liệu 1 Chương 2: Mô hình dữ liệu quan hệ ™Các ™Các ™Các ™Các khái niệm cơ bản thao tác cơ bản trên quan hệ phép toán tập hợp phép toán quan hệ www.tdt.edu.vn 2 Cơ Sở Dữ Liệu Các khái niệm cơ bản ™Thuộc tính (Attribute) ™Quan hệ (Relation) ™Bộ giá trị (Tuple) ™Lược đồ quan hệ (Relation Schema) ™Thể hiện của... 13 Cơ Sở Dữ Liệu Khóa (Key) ™Siêu khóa của lược đồ quan hệ Q: ƒ là tập hợp các thuộc tính có thể ể dùng làm cơ sở để ể phân biệt 2 bộ khác nhau tùy ý trong 1 quan hệ bất kỳ được định nghĩa trên lược đồ quan hệ Q ™1 lược đồ có ít nhất 1 siêu khóa và có thể có nhiều siêu khóa ™Ví dụ: ƒ SINHVIEN ((MaSV, HoTen, NSinh, DC)) ƒ Siêu khóa: {MaSV}, {MaSV, HoTen}, {MaSV, NSinh}, www.tdt.edu.vn 14 Cơ Sở Dữ Liệu. .. ụ ™Ví dụ: ƒ NHANVIEN (MaNV, HoTen, HSL) ƒ Æ Ta có RBTV: HSL phải >=1 và =1 & nv.HSL