Bài giảng cơ sở dữ liệu chương 3 mô hình dữ liệu quan hệ

Chương Mơ hình liệu quan hệ (Relational Data Model) Nội dung chi tiết ƒ Giới thiệu ƒ Các khái niệm mơ hình quan hệ ƒ Ràng buộc toàn vẹn ƒ Các đặc trưng quan hệ ƒ Chuyển lược đồ E/R sang thiết kế quan hệ Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai Giới thiệu ƒ Do Dr E F Codd đưa 6/1970 ƒ Cung cấp cấu trúc liệu đơn giản đồng - Mơ hình liệu quan hệ mơ hình nghiên cứu nhiều nhất, thực tiễn cho thấy có sở lý thuyết vững Mơ hình liệu với mơ hình thức thể kết hợp sử dụng rộng rãi việc phân tích thiết kế CSDL ƒ Có tảng lý thuyết vững - Lý thuyết tập hợp ƒ Là sở HQT CSDL thương mại - Oracle, DB2, SQL Server… Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai Nội dung chi tiết ƒ Giới thiệu ƒ Các khái niệm mơ hình quan hệ - Quan hệ (Relation) Thuộc tính (Attribute) Lược đồ (Schema) Bộ (Tuple) Miền giá trị (Domain) ƒ Ràng buộc toàn vẹn ƒ Các đặc trưng quan hệ ƒ Chuyển lược đồ E/R sang thiết kế quan hệ Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai Quan hệ ƒ Các thông tin lưu trữ CSDL tổ chức thành bảng (table) chiều gọi quan hệ ƒ Tên bảng (table) tên quan hệ cột thuộc tính nhân viên TENNV HONV NGSINH DCHI PHAI Tung Nguyen Hang Bui Nhu Hung LUONG PHG 12/08/1955 638 NVC Q5 Nam 40000 07/19/1968 332 NTH Q1 Nu 25000 Le 06/20/1951 291 HVH QPN Nu 43000 Nguyen 09/15/1962 Ba Ria VT Nam 38000 dòng nhân viên Tên quan hệ NHANVIEN Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai Quan hệ (tt) ƒ Quan hệ gồm - Tên (tên table) - Tập hợp cột y Cố định y Được đặt tên y Có kiểu liệu - Tập hợp dòng y Thay đổi theo thời gian ƒ Một dòng ~ Một thực thể ƒ Quan hệ ~ Tập thực thể Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai Thuộc tính ƒ Tên cột quan hệ ƒ Mô tả ý nghĩa cho giá trị cột Thuộc tính TENNV HONV NGSINH DCHI PHAI Tung Nguyen Hang Bui Nhu Le 06/20/1951 Hung Nguyen 09/15/1962 LUONG PHG 12/08/1955 638 NVC Q5 Nam 40000 07/19/1968 332 NTH Q1 Nu 25000 291 HVH QPN Nu 43000 Ba Ria VT Nam 38000 ƒ Tất liệu cột có dùng kiểu liệu Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai Lược đồ ƒ Lược đồ quan hệ - Tên quan hệ - Tên tập thuộc tính Lược đồ quan hệ NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG, PHG) Là tập hợp Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai Lược đồ (tt) ƒ Lược đồ CSDL - Gồm nhiều lược đồ quan hệ Lược đồ CSDL NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG, PHG) PHONGBAN(MAPHG, TENPHG, TRPHG, NG_NHANCHUC) DIADIEM_PHG(MAPHG, DIADIEM) THANNHAN(MA_NVIEN, TENTN, PHAI, NGSINH, QUANHE) DEAN(TENDA, MADA, DDIEM_DA, PHONG) Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai Bộ (tuple) ƒ Là dòng quan hệ (trừ dịng tiêu đề - tên thuộc tính) ƒ Thể liệu cụ thể thuộc tính quan hệ Dữ liệu cụ thể thuộc tính Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 10 Miền giá trị (domain of values) ƒ Là tập giá trị nguyên tố gắn liền với thuộc tính - Kiểu liệu sở y Chuỗi ký tự (string) y Số (integer) - Các kiểu liệu phức tạp y Tập hợp (set) y Danh sách (list) Không chấp nhận y Mảng (array) y Bản ghi (record) ƒ Ví dụ - TENNV: string - LUONG: integer Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 11 Định nghĩa hình thức ƒ Lược đồ quan hệ - Cho A1, A2, …, An thuộc tính - Có miền giá trị D1, D2, …, Dn tương ứng - Ký hiệu R(A1:D1, A2:D2, …, An:Dn) lược đồ QH - Bậc lược đồ quan hệ số lượng thuộc tính lược đồ - NHANVIEN(MANV:integer, TENNV:string, HONV:string, NGSINH:date, DCHI:string, PHAI:string, LUONG:integer, PHONG:integer) y NHANVIEN lược đồ bậc mô tả đối tượng nhân viên y MANV thuộc tính có miền giá trị số ngun y TENNV thuộc tính có miền giá trị chuỗi ký tự Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 12 Định nghĩa hình thức (tt) ƒ Quan hệ (hay thể quan hệ) - Một quan hệ r lược đồ quan hệ R(A1, A2, …, An), ký hiệu r(R), tập r = {t1, t2, …, tk} - Trong ti danh sách có thứ tự n giá trị ti= y Mỗi vj phần tử miền giá trị DOM(Aj) giá trị rỗng TENNV HONV NGSINH DCHI PHAI t1 Tung Nguyen t2 Hang Bui LUONG PHG 12/08/1955 638 NVC Q5 Nam 40000 07/19/1968 332 NTH Q1 Nu 25000 t3 Nhu Le 06/20/1951 291 HVH QPN Nu 43000 t4 Hung Nguyen 09/15/1962 null Nam 38000 vi Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 13 Tóm tắt ký hiệu ƒ Lược đồ quan hệ R bậc n - R(A1, A2, …, An) ƒ Tập thuộc tính R - R+ ƒ Quan hệ (thể quan hệ) - R, S, P, Q ƒ Bộ - t, u, v ƒ Miền giá trị thuộc tính A - DOM(A) hay MGT(A) ƒ Giá trị thuộc tính A thứ t - t.A hay t[A] Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 14 Nội dung chi tiết ƒ Giới thiệu ƒ Các khái niệm mơ hình quan hệ ƒ Ràng buộc tồn vẹn - Siêu khóa (Super key) - Khóa - Khóa (Primary key) - Tham chiếu - Khóa ngoại (Foreign key) ƒ Các đặc trưng quan hệ ƒ Chuyển lược đồ E/R sang thiết kế quan hệ Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 15 Ràng buộc toàn vẹn ƒ RBTV (Integrity Constraint) - Là qui tắc, điều kiện, ràng buộc cần thỏa mãn cho thể thiện CSDL quan hệ ƒ RBTV mô tả định nghĩa lược đồ quan hệ ƒ RBTV kiểm tra quan hệ có thay đổi Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 16 Siêu khóa (Super Key) ƒ Các quan hệ phải khác đơi ƒ Siêu khóa (Super Key) - Gọi SK tập khác rỗng thuộc tính R - SK siêu khóa Hoặc: ∀r, ∀ t1,t2 ∈ r, t1 ≠ t2 ⇒ t1.SK ≠ t2.SK ∀r, ∀ t1,t2 ∈ r, t1 ≠ t2 ⇒ t1[SK] ≠ t2[SK] - Siêu khóa tập thuộc tính dùng để xác định tính quan hệ - Mọi lược đồ quan hệ có tối thiểu siêu khóa Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 17 Vd: Siêu khóa SINH VIEN TENSV NGAYSINH NOISINH Nguyễn Văn A 10/10/1987 TP.HCM Nguyễn Văn A 11/03/1988 TP.HCM Trần Văn B 10/04/1988 AN GIANG Nguyễn Thị C 27/02/1988 CAN THO Trong VD ta có siêu khóa sau: ƒ {TENSV,NGAYSINH} ƒ {TENSV,NGAYSINH,NOISINH} ƒ {TENSV,NOISINH} khơng phải siêu khóa có dịng 1,2 trùng ƒ Giả sử cột NGAYSINH có dịng chứa giá trị rỗng siêu khóa {TENSV,NGAYSINH} khơng tồn Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 18 Khóa (Key) ƒ Định nghĩa - Gọi K tập khác rỗng thuộc tính R - K khóa thỏa đồng thời điều kiện y K siêu khóa R ∀ K’ ⊂ K , K’ ≠ K , K’ khơng phải siêu khóa R ƒ Nhận xét - Giá trị khóa dùng để nhận biết quan hệ - Khóa đặc trưng lược đồ quan hệ, không phụ thuộc vào thể thiện quan hệ - Khóa xây dựng dựa vào ý nghĩa số thuộc tính quan hệ - Lược đồ quan hệ có nhiều khóa Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 19 Khóa (Primary Key) ƒ Xét lược đồ quan hệ NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG, PHONG) - Có khóa y MANV y HONV, TENNV, NGSINH - Khi cài đặt quan hệ thành bảng (table) y Chọn khóa làm sở để nhận biết ∗ Khóa có thuộc tính y Khóa chọn gọi khóa (PK - primary key) ∗ Các thuộc tính khóa phải có giá trị khác null ∗ Các thuộc tính khóa thường gạch NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG, PHONG) Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 20 Tham chiếu (Reference) ƒ Một quan hệ R, thuộc tính A nhận giá trị từ thuộc tính B quan hệ S, ta gọi R tham chiếu S - Bộ tham chiếu phải tồn trước S R TENPHG MAPHG Nghien cuu Dieu hanh Quan ly TENNV HONV NGSINH DCHI PHAI LUONG MAPHG Tung Nguyen 12/08/1955 638 NVC Q5 Nam 40000 Hang Bui 07/19/1968 332 NTH Q1 Nu 25000 Nhu Le 06/20/1951 291 HVH QPN Nu 43000 Hung Nguyen 09/15/1962 Ba Ria VT Nam 38000 Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 21 Khóa ngoại (Forein Key) ƒ Xét lược đồ R S - Gọi FK tập thuộc tính khác rỗng R - FK khóa ngoại (Foreign Key) R y Các thuộc tính FK phải có miền giá trị với thuộc tính khóa S y Giá trị FK t1∈R ∗ Hoặc giá trị khóa t2∈S ∗ Hoặc giá trị rỗng ƒ Ví dụ NHANVIEN( MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG, MAPHG ) PHONGBAN(TENPHG, MAPHG) Khóa ngoại Khóa Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 22 Khóa ngoại (tt) ƒ Nhận xét - Trong lược đồ quan hệ, thuộc tính vừa tham gia vào khóa chính, vừa tham gia vào khóa ngoại - Khóa ngoại tham chiếu đến khóa lược đồ quan hệ - Có thể có nhiều khóa ngoại tham chiếu đến khóa - Ràng buộc tham chiếu = Ràng buộc khóa ngoại - Tên khóa ngoại khơng bắt buộc phải trùng tên với tên khóa mà tham chiếu Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 23 Khóa ngoại (tt) Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 24 Nội dung chi tiết ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ Giới thiệu Các khái niệm mơ hình quan hệ Ràng buộc tồn vẹn Các đặc trưng quan hệ Chuyển lược đồ E/R sang thiết kế quan hệ Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 25 Các đặc trưng quan hệ ƒ Thứ tự quan hệ không quan trọng HONV TENNV NGSINH DCHI PHAI Nguyen Tung Bui Hang LUONG PHG 12/08/1955 638 NVC Q5 Nam 40000 07/19/1968 332 NTH Q1 Nu 25000 Le Nhu 06/20/1951 291 HVH QPN Nu 43000 Nguyen Hung 09/15/1962 null Nam 38000 ƒ Thứ tự giá trị quan trọng Bộ khác Bộ Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 26 Các đặc trưng quan hệ (tt) ƒ Mỗi giá trị - Hoặc giá trị nguyên tố - Hoặc giá trị rỗng (null) - Các thuộc tính gộp thuộc tính đa trị khơng phép tồn ƒ Trong quan hệ Khơng có trùng Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 27 Nội dung chi tiết ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ Giới thiệu Các khái niệm mơ hình quan hệ Ràng buộc tồn vẹn Các đặc trưng quan hệ Chuyển lược đồ E/R sang thiết kế quan hệ - Các qui tắc chuyển đổi Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 28 Các qui tắc chuyển đổi ƒ Qui tắc 1: Tập thực thể - Các tập thực thể chuyển thành quan hệ có tên tập thuộc tính MANV NGSINH LUONG DCHI TENPHG MAPHG HONV TENNV NHANVIEN PHAI (1,1) Lam_viec (1,1) (1,n) La_truong_phong PHONGBAN (1,1) PHONGBAN(MAPHG ,TENPHG) NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG) Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 29 Các qui tắc chuyển đổi (tt) ƒ Qui tắc 2: Mối quan hệ - Nhiều-Nhiều Tạo quan hệ có - Tên quan hệ tên mối quan hệ - Thuộc tính thuộc tính khóa tập thực thể liên quan - Khóa lược đồ hai khóa quan hệ n-n MANV NGSINH LUONG DCHI DDIEM_DA HONV TENNV PHAI NHANVIEN (1,n) DEAN THOIGIAN MADA TENDA Phan_cong (1,n) PHANCONG(MANV, MADA, THOIGIAN) Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 30 Trường hợp có > QH n-n MALOP TENLOP SISO LOP MAMH TENMH DVHT MONHOC (1,n) (1,n) TENGV MAGV HOCVI GIANGVIEN PhanCong (1,n) Phancong(MAGV,MAMH,MALOP) Khóa lược đồ QH PhanCong khóa thực thể LOP,GIANGVIEN,MONHOC Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 31 Các qui tắc chuyển đổi (tt) ƒ Qui tắc 3: Mối quan hệ Một-Nhiều y Thêm vào quan-hệ-một thuộc tính khóa quan-hệ-nhiều MANV NGSINH LUONG DCHI TENPHG MAPHG HONV TENNV NHANVIEN (1,1) Lam_viec (1,n) PHONGBAN PHAI NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG, MAPHG) Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 32 Các qui tắc chuyển đổi (tt) ƒ Qui tắc 4: Mối quan hệ - Một-Một y Hoặc thêm vào quan hệ thuộc tính khóa quan hệ y Hoặc thêm thuộc tính khóa vào quan hệ MANV NGSINH LUONG DCHI TENPHG MAPHG HONV TENNV NG_NHANCHUC NHANVIEN (1,1) PHAI La_truong_phong PHONGBAN (1,1) PHONGBAN(MAPHG, TENPHG, MANV, NG_NHANCHUC) Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 33 Các qui tắc chuyển đổi (tt) ƒ Qui tắc 5: Thực thể yếu - Chuyển thành quan hệ y Có tên với thực thể yếu y Thêm vào thuộc tính khóa quan hệ liên quan MANV NGSINH LUONG DCHI HONV TENNV NHANVIEN PHAI (1,n) Co_than_nhan (1,1) THANNHAN QUANHE NGSINH PHAI TENTN THANNHAN(MANV, TENTN, PHAI, NGSINH, QUANHE) Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 34 Lược đồ CSDL SinhVien(MASV, HOTENSV, PHAI, NGAYSINH, NOISINH,TINH, MALOP) Lop(MALOP,TENLOP,MAKHOA) Khoa(MAKHOA,TENKHOA) Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 35 Bài tập nhà ƒ Đọc lại giảng ƒ Chuyển tất tập chương trước (Mơ hình E/R sang Mo hình Relation) sang chương ƒ Xem trước đại số quan hệ - ngôn ngữ SQL Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 36 ... nhận biết quan hệ - Khóa đặc trưng lược đồ quan hệ, không phụ thuộc vào thể thiện quan hệ - Khóa xây dựng dựa vào ý nghĩa số thuộc tính quan hệ - Lược đồ quan hệ có nhiều khóa Cơ sở liệu - Khoa... thể thiện CSDL quan hệ ƒ RBTV mô tả định nghĩa lược đồ quan hệ ƒ RBTV kiểm tra quan hệ có thay đổi Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 16 Siêu khóa (Super Key) ƒ Các quan hệ phải khác đơi... tính có miền giá trị chuỗi ký tự Cơ sở liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 12 Định nghĩa hình thức (tt) ƒ Quan hệ (hay thể quan hệ) - Một quan hệ r lược đồ quan hệ R(A1, A2, …, An), ký hiệu r(R),