CƠ sở dữ LIỆU

CƠ SỞ DỮ LIỆU Email: khanhltn@gmail.com GIỚI THIỆU MÔN HỌC • Môn học cung cấp cho sinh viên kiến thức lý thuyết thiết kế sở liệu, xét dạng chuẩn phân rã ược đồ sở liệu đạt chuẩn tốt nhất, truy vấn sở liệu • Gồm chương: – – – – – – – • • • 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 sở liệu Chương 7: Tối ưu hóa câu truy vấn Số Tín chỉ: Số tiết: Đánh giá: (45,0,,0,105) 75 LT: 45 TH: 30 – Điểm thứ 1: 10% – Điểm thứ 2: 20% – Điểm thứ 3: 70% Kiểm tra lớp Kiểm tra thực hành kỳ Thi viết cuối kỳ Ths Lương Thị Ngọc Khánh – Khoa CNTT – TUD – ĐH TĐT GIỚI THIỆU MÔN HỌC • Thông tin giảng viên: – ThS Lương Thị Ngọc Khánh – Email: khanhltn@gmail.com – http://itam.tut.edu.vn/~khanhltn Ths Lương Thị Ngọc Khánh – Khoa CNTT – TUD – ĐH TĐT Tài liệu tham khảo – Tóm tắt giảng môn Cơ sở liệu – Trường ĐH Tôn Đức Thắng – Lập trình ứng dụng chuyên nghiệp SQL server 2000 – Pham Hữu Khang – Modern Database Management – Jeffrey A.Hoffer 2000 – Nguyên lý các hệ sở dữ liệu và sở tri thức – D Ullman – Các hệ sở dữ liệu – lý thuyết và thực hành (tập 1, 2) - Hồ Thuần, Hồ Cẩm Hà – Giáo trình nhập môn sở dữ liệu – Nguyễn An Tế Ths Lương Thị Ngọc Khánh – Khoa CNTT – TUD – ĐH TĐT Chương I GIỚI THIỆU Email: khanhltn@gmail.com Nội dung chương I • CSDL gì? Tại cần tới hệ CSDL? • Cơ sở dữ liệu – – – – Khái niệm Ưu điểm Các đối tượng sử dụng csdl Hệ quản trị csdl • Các mô hình liệu Ths Lương Thị Ngọc Khánh – Khoa CNTT – TUD – ĐH TĐT CSDL gì? Tại cần tới hệ CSDL? - Các hệ thống dùng phương pháp xử lý tập tin • Để lưu trữ thông tin liệu cho công việc quan tổ chức, lưu trữ dạng file riêng rẽ lúc cần lại lấy để thao tác, xử lý  Hệ thống dùng phương pháp xử lý tập tin sử dụng rộng rãi suốt năm 60s, 80s có ưu điểm thời gian triển khai ngắn, đầu tư lớn vật chất, nhân công sức phân tích - thiết kế, phù hợp với toán nhỏ  Tuy nhiên, toán có nhu cầu xử lý liệu lớn vấn đề sau nảy sinh: Ths Lương Thị Ngọc Khánh – Khoa CNTT – TUD – ĐH TĐT CSDL gì? Tại cần tới hệ CSDL? - Các hệ thống dùng phương pháp xử lý tập tin – Tính dư thừa liệu: • lặp lặp lại thông tin lưu trữ gây lãng phí công sức dễ dẫn đến tình trạng dị thường – Tính dị thường (không quán): • thời điểm thông tin đối tượng lại khác tập tin khác hệ thống thông tin, điều thường dư thừa liệu gây – Các vấn đề toàn vẹn: • có thêm ràng buộc mới, khó thay đổi chương trình để tuân thủ chúng – Các vấn đề tính nguyên tố giao tác: • với tệp xử lý truyền thống khó đảm bảo tính chất “hoặc thực hoàn toàn không thực gì” khó đưa hệ thống trở trạng thái quán trước xảy cố Ths Lương Thị Ngọc Khánh – Khoa CNTT – TUD – ĐH TĐT CSDL gì? Tại cần tới hệ CSDL? - Các hệ thống dùng phương pháp xử lý tập tin – Sự thiếu chia sẻ thông tin hệ thống khó mở rộng hệ thống hay kết nối với hệ thống khác – Các dị thường truy cập tương tranh: • để tăng tính hiệu trả lời nhanh hơn, nhiều hệ thống cho phép nhiều người dùng cập nhật liệu đồng thời dẫn đến liệu không quán – Tính không toàn vẹn, an toàn liệu: • Thể không đầy đủ thông tin cần lưu trữ cho mục đích yêu cầu hệ thống thông tin An toàn liệu chế bảo mật, phân cấp đối tượng sử dụng liệu việc lưu liệu dự phòng  Để khắc phục giải vấn đề trên, buộc phải thay đổi cách tiếp cận hệ thống  tiếp cận CSDL Ths Lương Thị Ngọc Khánh – Khoa CNTT – TUD – ĐH TĐT Cơ sở dữ liệu - Khái niệm • Cơ sở dữ liệu: – Có thể được xem là tập hợp có cấu trúc của thông tin, được lưu trữ các thiết bị trữ tin để có thể thỏa mãn yêu cầu khai thác thông tin đồng thời cho nhiều người sử dụng hay nhiều chương trình ứng dụng với các mục đích khác • Ưu điểm: – Về bản thân thông tin lưu trữ: • Giảm thiểu sự trùng lắp thông tin đến mức thấp nhất, đó giúp – Bảo đảm tính nhất quán – Tính toán vẹn của dữ liệu • Đảm bảo dữ liệu có thể được truy xuất theo nhiều cách khác • Khả chia sẻ thông tin cho nhiều người sử duungj và nhiều ứng dụng khác Ths Lương Thị Ngọc Khánh – Khoa CNTT – TUD – ĐH TĐT 10 Biểu thức tương đương • Nếu quan niệm quan hệ tập (k_bộ) với k cố định hai quan hệ tương đương chúng có tập • Nếu quan niệm quan hệ tập ánh xạ từ tập tên thuộc tính vào tập trị, hai quan hệ chúng có tập ánh xạ • Một số phép chuyển dịch đại số thông thường: Ths Lương Thị Ngọc Khánh – Khoa CNTT – TUD – ĐH TĐT 295 Biểu thức tương đương (tt) • Các quy tắc liên quan tới phép kết nối phép tích Đề - – L1: Quy tắc giao hoán phép kết nối phép tích Đề Nếu E1 E2 hai biểu thức quan hệ, F điều kiện thuộc tính E1 E2 thì: E1  F E2 ≡ E2  F E1 E1 * E2 ≡ E2 * E1 E1 x E2 ≡ E2 x E1 Ths Lương Thị Ngọc Khánh – Khoa CNTT – TUD – ĐH TĐT 296 Biểu thức tương đương (tt) • Các quy tắc liên quan tới phép kết nối phép tích Đề - (tt) – L2: Quy tắc kết hợp phép kết nối phép tích Đề Nếu E1, E2, E3 biểu thức quan hệ, F1, F2 điều kiện thì: (E1  F1E2)  F2 E3 ≡ E1  F1 (E2  F2 E3) (E1 * E2)*E3 ≡ E1 * (E2 * E3) (E1 x E2) x E3 ≡ E1 x (E2 x E3) Ths Lương Thị Ngọc Khánh – Khoa CNTT – TUD – ĐH TĐT 297 Biểu thức tương đương (tt) • Các quy tắc liên quan tới phép chọn phép chiếu – L3: Dãy phép chiếu ∏A1A2A3…An(∏B1B2 Bm(E)) = ∏A1A2A3…An(E) A1A2 An ⊆ B1B2 Bm – L4: Dãy phép chọn σF1(σF2(E)) = σF1 ∧ F2 (E) Bởi vì F1 ∧F2 = F2 ∧F1 nên phép chọn có tính giao hoán σF1(σF2(E)) = σF2(σF1(E)) Ths Lương Thị Ngọc Khánh – Khoa CNTT – TUD – ĐH TĐT 298 Biểu thức tương đương (tt) • Các quy tắc liên quan tới phép chọn phép chiếu (tt) – L5: Giao hoán phép chọn phép chiếu σF(∏A1A2 An(E) ≡ ∏A1A2 An (σF(E)) – L6: Giao hoán phép chọn phép tích Đề Nếu tất thuộc tính F thuộc tính E σF (E1 x E2) ≡ σF(E1)xE2 • Hệ quả: – Nếu F có dạng F1 ∧ F2, đó, F1 chỉ chứa các thuộc tính của E1 và F2 chỉ chứa các thuộc tính của E2, sử dụng L1,L4,L6 và thu được:σF (E1 x E2) ≡ σF1(E1)xσF2 (E2) – Nếu F1 chỉ chứa các thuộc tính của E1, F2 có các thuộc tính của E1 và E2, ta vẫn có: σF (E1 x E2) ≡ σF2(σF1(E1) x E2) Ths Lương Thị Ngọc Khánh – Khoa CNTT – TUD – ĐH TĐT 299 Biểu thức tương đương (tt) • Các quy tắc liên quan tới phép chọn phép chiếu (tt) – L7: Giao hoán phép chọn phép hợp • Nếu có biểu thức E = E1 U E2 giả thiết thuộc tính E1 E2 có tên E thuộc tính E phù hợp với thuộc tính E1 thuộc tính E2 Khi đó: σF (E1 ∪ E2)≡ σF (E1) ∪ σF (E2) • Nếu tên thuộc tính E1 và/ E2 khác với tên thuộc tính E F vế phải công thức cần thay đổi để sử dụng tên cho phù hợp Ths Lương Thị Ngọc Khánh – Khoa CNTT – TUD – ĐH TĐT 300 Biểu thức tương đương (tt) – L8: Giao hoán phép chọn phép hiệu tập hợp σF (E1 – E2) ≡ σF(E1) – σF(E2) • Như luật L7, tên thuộc tính E1 E2 khác cần thay thuộc tính F phải biểu thức tương đương tương ứng với E1 • Chú ý rằng, phép chọn σF(E2) không cần thiết Trong nhiều trường hợp, việc thực phép chọn σ F(E2) trước có hiệu tính toán trực tiếp với E2 kích cỡ quan hệ lúc bé nhiều Ths Lương Thị Ngọc Khánh – Khoa CNTT – TUD – ĐH TĐT 301 Biểu thức tương đương (tt) • Lưu ý: – Các quy tắc nêu nói chung đẩy phép chọn xuống trước phép kết nối (L4,L5,L6) phép kết nối thường thực lâu phép tích đề-các – Quy tắc đẩy phép chiếu xuống trước phép tích đề phép hợp tương tự quy tắc L6, L7 – Chú ý, ko có quy tắc tổng quát cho việc đẩy phép chiếu xuống trước phép hiệu tập hợp Ths Lương Thị Ngọc Khánh – Khoa CNTT – TUD – ĐH TĐT 302 Biểu thức tương đương (tt) – L9: Hoán vị phép chọn với nối tự nhiên – trường hợp đặc biệt Nếu F là một điều kiện chỉ chứa các thuộc tính chung của E1 và E2 thì σF(E1  E2) ≡ σF(E1)  σF(E2) – L10: Hoán vị phép chiếu với tích Đề-các Gọi E1,E2 là biểu thức quan hệ A1, …,An là danh sách thuộc tính, đó B1,…,Bm là các thuộc tính của E1 và các thuộc tính còn lại C1, ,Ck là của E2, đó: ∏A1A2…An(E1 x E2) = ∏B1B2…Bn(E1) x ∏C1C2…Cn(E2) Ths Lương Thị Ngọc Khánh – Khoa CNTT – TUD – ĐH TĐT 303 Biểu thức tương đương (tt) – L11: Giao hoán phép chiếu với phép hợp ∏A1 An(E1 ∪ E2) = ∏A1 An(E1) ∪ ∏A1 An(E2) • Như L7, tên thuộc tính E1 / E2 khác với thuộc tính E1 ∪ E2 cần thay A1 An bên vế phải tên phù hợp Ths Lương Thị Ngọc Khánh – Khoa CNTT – TUD – ĐH TĐT 304 Ví dụ minh họa • Xét một csdl về thư viện với các quan hệ sau: Sach(tensach, tacgia, tennxb, masach) NXB(tennxb, diachi, thanhpho, manxb) DocGia(tendg, diachi, madg) Muon(madg, masach, ngay) – Cần thực hiện câu truy vấn sau: Liệt kê các sách đã được mượn trowcs mọt ngày 12/01/2009 – Câu truy vấn sẽ là: ∏tensach(σngay[...]... chỉnh sửa » Những thông tin nào được phép sửa – Cần một cơ chế bảo mật hay phân quyền khai thác thông tin của người sử dụng – Giải quyết sự tranh chấp trong truy cập dữ liệu khi có nhiều người dùng cùng truy cập đến một nguồn dữ liệu Ths Lương Thị Ngọc Khánh – Khoa CNTT – TUD – ĐH TĐT 11 Cơ sở dữ liệu - Các đối tượng sử dụng csdl • Người sử dụng không... thể của mức khái niệm Ths Lương Thị Ngọc Khánh – Khoa CNTT – TUD – ĐH TĐT 14 14 Cơ sở dữ liệu - Kiến trúc ba mức của một hệ CSDL (tt) User 1 View 1 User 2 View 2 User n View n CSDL mức khái niệm Ths Lương Thị Ngọc Khánh – Khoa CNTT – TUD – ĐH TĐT CSD mức vật lý 15 Cơ sở dữ liệu - Hệ quản trị CSDL • Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (HQTCSDL, database management system) – Phần mềm dùng để tạo lập và... Lương Thị Ngọc Khánh – Khoa CNTT – TUD – ĐH TĐT 12 Cơ sở dữ liệu - Kiến trúc ba mức của một hệ CSDL • Mô hình dữ liệu: – Là sự hình thức hóa toán học gồm có hai phần: • ký hiệu mô tả dữ liệu • tập hợp các phép toán diễn tả sự ràng buộc trong dữ liệu và các phép xử lý trên dữ liệu Ths Lương Thị Ngọc Khánh – Khoa CNTT – TUD – ĐH TĐT 13 Cơ sở dữ liệu - Kiến trúc ba mức của một hệ CSDL (tt) 3 mức.. .Cơ sở dữ liệu - Ưu điểm • Ưu điểm: (tt) – Về hiệu quả sử dụng thông tin: • Chia sẻ thông tin cho nhiều người dùng khác nhau • Tiết kiệm tài nguyên • Tăng hiệu quả khai thác – Những vấn đề nảy sinh: • Cần xác định rõ trách nhiệm đối với – Sự an toàn của dữ liệu – Tính chính xác của dữ liệu » Ai có trách nhiệm cập nhật,... đó là một CSDL Các phần mềm Access, Excel là hệ quản trị CSDL Ths Lương Thị Ngọc Khánh – Khoa CNTT – TUD – ĐH TĐT 17 Cơ sở dữ liệu - Hệ quản trị CSDL (tt) • Các chức năng của HQTCSDL Một HQTCSDL phải có khả năng giải quyết tốt những vấn đề mà cách tổ chức CSDL đặt ra, hai khả năng cơ bản là: – Quản lý dữ liệu ở mức xử lý tệp như một hệ điều hành – Truy cập các khối lượng dữ liệu lớn có hiệu quả... và xử lý dữ liệu – Các HQTCSDL thường gặp như: Oracle, Paradox, MS Access, Sybase, Foxpro, SQL Server… • CSDL là một thành phần trong HQTCSDL Ths Lương Thị Ngọc Khánh – Khoa CNTT – TUD – ĐH TĐT 16 Cơ sở dữ liệu - Hệ quản trị CSDL (tt) • Ví dụ: Một DS các số điện thoại, họ tên, địa chỉ của những người quen – có thể lưu trữ DS này trong một chiếc đĩa sử dụng máy tính cá nhân và các phần mềm như ACCESS... Thị Ngọc Khánh – Khoa CNTT – TUD – ĐH TĐT 19 Các mô hình dữ liệu (tt) Phân chia thành 3 nhóm: • Mô hình dữ liệu logic trên cơ sở đối tượng: – mô hình thực thể mối quan hệ – mô hình hướng đối tượng – mô hình dữ liệu ngữ nghĩa – mô hình dữ liệu chức năng • Mô hình dữ liệu logic trên cơ sở bản ghi: – mô hình quan hệ – mô hình mạng – mô hình phân cấp • Mô hình dữ liệu vật lý: mô tả dữ liệu ở mức thấp nhất,... (Entity Relationship Model) – Các khái niệm chính: • Thực thể: – Là một đối tượng hoặc một khái niệm có thể nhận biết một cách duy nhất (tương tự khái niệm mẫu tin trong mô hình dữ liệu mạng) Vd: SinhVien, Khoa, MonHoc – Có 2 loại thực thể: » Thực thể yếu: là thực thể mà sự tồn tại của nó phụ thuộc vào một thực thể khác Vd: Thực thể ThanNhan phụ thuộc... quan hệ xác định – Mô hình quan hệ (Relation model): • Mô hình dựa trên cơ sở khái niệm lý thuyết tập hợp của các quan hệ, tức là các tập k-bộ với k cố định – Mô hình hướng đối tượng (Object Oriented Data Model) • Sử dụng các khái niệm như: lớp (class), đối tượng, sự kế thừa (inheritance), kế thừa bội • Đặc trưng cơ bản của cách tiếp cận này là: tính đóng gói (encapsulation),... trong máy tính – Có hai mô hình vật lý quen dùng là: mô hình hợp nhất và mô hình bộ nhớ khung Ths Lương Thị Ngọc Khánh – Khoa CNTT – TUD – ĐH TĐT 20 Các mô hình dữ liệu (tt) • Mô hình dữ liệu logic trên cơ sở bản ghi: – Mô hình mạng (Network model): • các khái niệm chính: các mẩu tin (record), loại mẩu tin (record type) và loại liên hệ (set type) • Mỗi loại mẩu tin đặc trưng cho một đối tượng riêng biệt ... các hệ sở dữ liệu và sở tri thức – D Ullman – Các hệ sở dữ liệu – lý thuyết và thực hành (tập 1, 2) - Hồ Thuần, Hồ Cẩm Hà – Giáo trình nhập môn sở dữ liệu – Nguyễn... thống  tiếp cận CSDL Ths Lương Thị Ngọc Khánh – Khoa CNTT – TUD – ĐH TĐT Cơ sở dữ liệu - Khái niệm • Cơ sở dữ liệu: – Có thể được xem là tập hợp có cấu trúc của thông tin, được... sự tranh chấp truy cập dữ liệu có nhiều người dùng cùng truy cập đến một nguồn dữ liệu Ths Lương Thị Ngọc Khánh – Khoa CNTT – TUD – ĐH TĐT 11 Cơ sở dữ liệu - Các đối tượng