Bài giảng cơ sở dữ liệu chương 6 phép tính quan hệ

Chương Phép tính quan hệ Nội dung chi tiết  Giới thiệu  Phép tính quan hệ  Phép tính quan hệ miền Cơ sở liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM Giới thiệu Maths Database Algebra 1970 1972 Logic Geometry … … … 1981 YOU Relational Algebra Relational Calculus Codd ACM Turing Award 2??? ??? ??? Award 2??? Other fields Cơ sở liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM Giới thiệu (tt)  Là ngôn ngữ truy vấn hình thức  Do Codd đề nghị vào năm 1972, “Data Base Systems”, Prentice Hall, p33-98  Đặc điểm - Phi thủ tục Dựa vào lý thuyết logic Rút trích (what)  rút trích (how) Khả diễn đạt tương đương với ĐSQH Cơ sở liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM Giới thiệu (tt)  Có loại - Phép tính quan hệ (Tuple Rational Calculus)  SQL - Phép tính quan hệ miền (Domain Rational Calculus)  QBE (Query By Example) Cơ sở liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM Nội dung chi tiết  Giới thiệu  Phép tính quan hệ  Phép tính quan hệ miền Cơ sở liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM Phép tính quan hệ  Biểu thức phép tính quan hệ có dạng { t.A | P(t) } - t biến  Biến nhận giá trị quan hệ CSDL  t.A giá trị t thuộc tính A - P công thức có liên quan đến t  P(t) có giá trị ĐÚNG SAI phụ thuộc vào t - Kết trả tập t cho P(t) Cơ sở liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM Ví dụ  Tìm nhân viên có lương 30000 { t | t  NHANVIEN  t.LUONG > 30000 } P(t) P(t) - t  NHANVIEN  Nếu t thể quan hệ NHANVIEN - t.LUONG > 30000  Nếu thuộc tính LUONG t có giá trị 30000 Cơ sở liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM Ví dụ  Cho biết mã tên nhân viên có lương 30000 - Tìm t thuộc NHANVIEN có thuộc tính lương lớn 30000 - Lấy giá trị thuộc tính MANV TENNV { t.MANV, t.TENNV | t  NHANVIEN  t.LUONG > 30000 } - Tập MANV TENNV t cho t thể NHANVIEN t có giá trị lớn 30000 thuộc tính LUONG Cơ sở liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM Ví dụ  Cho biết nhân viên (MANV) làm việc phòng ‘Nghien cuu’ t.MANV | t  NHANVIEN s  PHONGBAN  s.TENPHG  ‘Nghien cuu’ - Lấy t thuộc NHANVIEN - So sánh t với s để tìm nhân viên làm việc phòng ‘Nghien cuu’ - Cấu trúc “tồn tại” phép toán logic t  R (Q(t)) Tồn t thuộc quan hệ R cho vị từ Q(t) Cơ sở liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 10 Một số biến đổi  (i) P1  P2 =  (P1  P2)  (ii) tR (P(t)) = tR (P(t))  (iii) tR (P(t)) = tR (P(t))  (iv) P  Q = P  Q Cơ sở liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 28 Công thức an toàn  Xét công thức { t | (t  NHANVIEN) } - Có nhiều t không thuộc quan hệ NHANVIEN - Thậm chí CSDL - Kết trả không xác định  Một công thức P gọi an toàn giá trị kết lấy từ miền giá trị P - Dom(P) - Tập giá trị đề cập P Cơ sở liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 29 Công thức an toàn (tt)  Ví dụ { t | t  NHANVIEN  t.LUONG > 30000 } - Dom(t  NHANVIEN  t.LUONG > 30000) - Là tập giá trị  Có giá trị 30000 thuộc tính LUONG  Và giá trị khác thuộc tính lại - Công thức an toàn Cơ sở liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 30 Nội dung chi tiết  Giới thiệu  Phép tính quan hệ  Phép tính quan hệ miền Cơ sở liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 31 Phép tính quan hệ miền  Biểu thức phép tính quan hệ miền có dạng { x1, x2, …, xn | P(x1, x2, …, xn) } - x1, x2, …, xn biến miền  Biến nhận giá trị miền giá trị thuộc tính - P công thức theo x1, x2, …, xn  P hình thành từ công thức nguyên tố - Kết trả tập giá trị x1, x2, …, xn cho giá trị thay cho xi P Cơ sở liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 32 Ví dụ  Cho biết mã tên nhân viên có lương 30000 { r, s | x (  NHANVIEN  x > 30000 ) } Cơ sở liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 33 Ví dụ  Cho biết nhân viên (MANV) làm việc phòng ‘Nghien cuu’ { s | z (  NHANVIEN  a, b (  PHONGBAN  a = ‘Nghien cuu’  b = z )) } Cơ sở liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 34 Ví dụ 10  Cho biết nhân viên (MANV, HONV, TENNV) thân nhân { p, r, s | s (  NHANVIEN  a (  THANNHAN  a = s )) } Cơ sở liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 35 Công thức nguyên tố  (i)  R - xi biến miền - R quan hệ có n thuộc tính  (ii) xy - x, y biến miền - Miền giá trị x y phải giống -  phép so sánh  ,  ,  ,  ,  ,   (iii) xc - c số - x biến miền -  phép so sánh  ,  ,  ,  ,  ,  Cơ sở liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 36 Nhận xét  Một công thức nguyên tố mang giá trị ĐÚNG SAI với tập giá trị cụ thể tương ứng với biến miền - Gọi chân trị công thức nguyên tố  Một số qui tắc biến đổi tương tự với phép tính quan hệ Cơ sở liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 37 Công thức an toàn  Xét công thức { p, r, s |  (  NHANVIEN) } - Các giá trị kết trả không thuộc miền giá trị biểu thức - Công thức không an toàn Cơ sở liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 38 Công thức an toàn (tt)  Xét công thức { x | y (  R)  z (  R  P(x, z)) } Công thức - Công thức R quan hệ có tập giá trị hữu hạn Cũng có tập hữu hạn giá trị không thuộc R Công thức 1: xem xét giá trị R Công thức 2: kiểm tra tập giá trị hữu hạn z Cơ sở liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 39 Công thức an toàn (tt)  Biểu thức { x1, x2, …, xn | P(x1, x2, …, xn) } gọi an toàn nếu: - Những giá trị xuất biểu thức phải thuộc miền giá trị P - Vị từ : biểu thức x (Q(x)) xác định giá trị x thuộc dom(Q) làm cho Q(x) - Vị từ : biểu thức x (Q(x)) Q(x) với giá trị x thuộc dom(Q) Cơ sở liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 40 Bài tập nhà  Bài tập - Làm lại tập chương (ĐSQH)  Trừ câu có hàm kết hợp gom nhóm - Biểu diễn ngôn ngữ  Phép tính quan hệ có biến  Phép tính quan hệ có biến miền  Đọc - Ngôn ngữ QBE Cơ sở liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 41 Cơ sở liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 42 [...]... trong đó  Có giá trị trên 30000 tại thuộc tính LUONG  Và các giá trị khác tại những thuộc tính còn lại - Công thức trên là an toàn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 30 Nội dung chi tiết  Giới thiệu  Phép tính quan hệ trên bộ  Phép tính quan hệ trên miền Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 31 Phép tính quan hệ trên miền  Biểu thức phép tính quan hệ trên miền có dạng { x1, x2, …, xn |... Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM Biến kết buộc 21 Công thức nguyên tố  (i) tR - t là biến bộ - R là quan hệ t  NHANVIEN  (ii) t.A  s.B t.MANV = s.MANV - A là thuộc tính của biến bộ t - B là thuộc tính của biến bộ s -  là các phép so sánh  ,  ,  ,  ,  ,   (iii) t.A  c - c là hằng số s.LUONG > 30000 - A là thuộc tính của biến bộ t -  là các phép so sánh  ,  ,  ,  ,  ,  Cơ. .. s.DDIEM_DA  ‘TP HCM’  u  PHONGBAN (s.PHONG  u.MAPHG  u.TRPHG  t.MANV) } Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 15 Ví dụ 8  Tìm các nhân viên (MA_NVIEN) tham gia vào tất cả các đề án - Cấu trúc “với mọi” của phép toán logic t  R (Q(t)) Q đúng với mọi bộ t thuộc quan hệ R Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 16 Ví dụ 8 (tt)  Tìm các nhân viên (MANV, HONV, TENNV) tham gia vào tất cả các... cuu’  b = z )) } Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 34 Ví dụ 10  Cho biết các nhân viên (MANV, HONV, TENNV) không có thân nhân nào { p, r, s | s (  NHANVIEN  a (  THANNHAN  a = s )) } Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 35 Công thức nguyên tố  (i)  R - xi là biến miền - R là quan hệ có n thuộc tính  (ii) xy - x,... (iv) P  Q = P  Q Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 28 Công thức an toàn  Xét công thức { t | (t  NHANVIEN) } - Có rất nhiều bộ t không thuộc quan hệ NHANVIEN - Thậm chí không có trong CSDL - Kết quả trả về không xác định  Một công thức P gọi là an toàn nếu các giá trị trong kết quả đều lấy từ miền giá trị của P - Dom(P) - Tập các giá trị được đề cập trong P Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT -... t.TENNV | t  NHANVIEN  s  DEAN ( u  PHANCONG ( u.SODA  s.MADA  t.MANV  u.MA_NVIEN )) } Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 17 Ví dụ 9  Tìm các nhân viên (MANV, HONV, TENNV) tham gia vào tất cả các đề án do phòng số 4 phụ trách - Cấu trúc “kéo theo” của phép tính logic PQ Nếu P thì Q Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 18 Ví dụ 9 (tt)  Tìm các nhân viên (MANV, HONV, TENNV) tham... ĐÚNG  Chân trị SAI khi P(t) SAI với mọi bộ t trong R Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 26 Qui tắc (tt)  (5) Nếu P là công thức nguyên tố thì - Các biến bộ t trong P là biến tự do  (6) Công thức P=P1P2 , P=P1P2 , P=P1P2 - Sự xuất hiện của biến t trong P là tự do hay kết buộc phụ thuộc vào việc nó là tự do hay kết buộc trong P1, P2 Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 27 Một số biến đổi... u.SODA  s.MADA  t.MANV  u.MA_NVIEN ))) } Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 19 Định nghĩa hình thức  Một công thức truy vấn tổng quát có dạng { t1.Ai, t2.Aj, …tn.Ak | P(t1, t2, …, tn) } - t1, t2, …, tn là các biến bộ - Ai, Aj, …, Ak là các thuộc tính trong các bộ t tương ứng - P là công thức  P được hình thành từ những công thức nguyên tố Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 20 Biến bộ... một thuộc tính - P là công thức theo x1, x2, …, xn  P được hình thành từ những công thức nguyên tố - Kết quả trả về là tập các giá trị x1, x2, …, xn sao cho khi các giá trị được thay thế cho các xi thì P đúng Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 32 Ví dụ 3  Cho biết mã và tên nhân viên có lương trên 30000 { r, s | x (  NHANVIEN  x > 30000 ) } Cơ sở dữ liệu - Khoa... s  PHANCONG (t.MANV  s.MA_NVIEN)  u  THANNHAN (t.MANV  u.MA_NVIEN)) } Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 13 Ví dụ 6  Cho biết tên các nhân viên (TENNV) tham gia làm đề án mà không có thân nhân nào { t.TENNV | t  NHANVIEN  s  PHANCONG (t.MANV  s.MA_NVIEN)   u  THANNHAN (t.MANV  u.MA_NVIEN) } Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 14 Ví dụ 7  Với mỗi đề án ở ‘TP HCM’ cho biết ... Example) Cơ sở liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM Nội dung chi tiết  Giới thiệu  Phép tính quan hệ  Phép tính quan hệ miền Cơ sở liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM Phép tính quan hệ  Biểu thức phép tính. .. thuộc tính LUONG  Và giá trị khác thuộc tính lại - Công thức an toàn Cơ sở liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 30 Nội dung chi tiết  Giới thiệu  Phép tính quan hệ  Phép tính quan hệ miền Cơ sở liệu. .. dom(Q) Cơ sở liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 40 Bài tập nhà  Bài tập - Làm lại tập chương (ĐSQH)  Trừ câu có hàm kết hợp gom nhóm - Biểu diễn ngôn ngữ  Phép tính quan hệ có biến  Phép tính quan