Bài giảng cơ sở dữ liệu chương 4 đại số quan hệ

Chương Đại số quan hệ (Relational Algebra) Giới thiệu  Đại số quan hệ (và phép tính quan hệ) được định nghĩa bởi Codd 1971, xem tảng ngôn ngữ quan hệ khác như SQL  Là ngôn ngữ thủ tục bậc cao, được dùng để chỉ ra cách xây dựng một quan hệ mới từ một hay nhiều quan hệ trong cơ sở dữ liệu  Bao gồm tập các phép toán thao tác trên các quan hệ Giới thiệu • Xét một số xử lý trên quan hệ NHANVIEN – Thêm mới một nhân viên – Chuyển nhân viên có tên là “Tùng” sang phòng số 1 – Cho biết họ tên và ngày sinh các nhân viên có lương trên 20000 TENNV HONV NGSINH DCHI PHAI LUONG PHONG 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 Quang Pham 11/10/1937 450 TV HN Nam 55000 Các phép toán đại số quan hệ a Phép chọn  (Selection) b Phép chiế u  (Projection) c Phép gán  d Phép hợp  (Union) e Phép giao  (Intersection) f Phép trừ - (Difference) g Phép tích Cartesian X (Cartesian Product) h Phép chia ÷ (Division) i Phép kết (Join) Phép chọn (Selection)  Được dùng để lấy ra các bộ của quan hệ R  Các bộ được chọn phải thỏa mãn điều kiện chọn P  Ký hiệu: P (R)  Phép chọn (Selection)  P là biểu thức gồm các mệnh đề có dạng: Ví dụ: MSSV = 01224 Ví dụ: MSNV = MTH  Các phép so sánh được sử dụng: gồm  ,  ,  ,  ,  ,   Các mệnh đề được nối lại nhờ các phép: ∧ (and), ∨ (or),¬ (not) Phép chọn (Selection)  Kết quả trả về là một quan hệ – Có cùng danh sách thuộc tính với R – Có số bộ luôn ít hơn hoặc bằng số bộ của R  Ví dụ: (R)  (A=B) (R)  (A=B)(D>5) (R) Phép chọn (Selection) Câu hỏi 1: Cho biết các nhân viên nam ?  Biểu diễn cách 1 :  (Quan hệ) Cú pháp : (Điều kiện  điều kiện  ….) Câu hỏi 1:  Biểu diễn cách 2:  (NhanVien) Phai=‘Nam’ Cú pháp : (Quan hệ: điều kiện chọn) Câu hỏi 1: (NhanVien: Phai=‘Nam’) Kết phép chọn NHANVIEN NHANVIEN MANV HOTEN NTNS PHAI NV001 Nguyễn Tấn Đạt 10/12/1970 Nam MANV NV002 Trần Đông Anh 01/08/1981 Nữ NV003 Lý Phước Mẫn 02/04/1969 Nam HOTEN NTNS PHAI NV001 Nguyễn Tấn Đạt 10/12/1970 Nam NV003 Lý Phước Mẫn 02/04/1969 Nam Phép chọn (Selection) Câu hỏi 2: Cho biết các nhân viên nam sinh sau năm 1975 ?  Biểu diễn cách 1 :  (NhanVien) (Phai=‘Nam’  Year(NTNS)>1975)  Biểu diễn cách 2: (NhanVien: Phai=‘Nam’  Year(NTNS)>1975) Kết phép chọn NHANVIEN MANV HOTEN NTNS PHAI NV001 Nguyễn Tấn Đạt 10/12/1970 Nam NV002 Trần Đông Anh 01/08/1981 Nữ NV003 Lý Phước Mẫn 02/04/1969 Nam NHANVIEN MANV HOTEN NTNS PHAI (không có thỏa) Phép chọn (Selection) 10 Phép kết (Join)  Được dùng để tổ hợp 2 bộ có liên quan từ 2 quan hệ thành 1 bộ  Ký hiệu: R S  Với R(A1, A2, …, An) và S(B1, B2, …, Bm), chúng ta có kết quả của phép kết là một quan hệ Q:  Có n + m thuộc tính Q(A1, A2, …, An, B1, B2, …, Bm)  Mỗi bộ của Q là tổ hợp của 2 bộ trong R và S, thỏa mãn một số điều kiện kết nào đó: • Có dạng Ai  Bj • Ai là thuộc tính của R, Bj là thuộc tính của S • Ai và Bj có cùng miền giá trị •  là phép so sánh , , , , ,  Phép kết (Join)  Phân loại – Kết theta (Theta join) là phép kết có điều kiện • Ký hiệu: • C gọi là điều kiện kết trên thuộc tính – Kết bằng (Equi join) khi C là điều kiện so sánh bằng – Kết tự nhiên (Natural join) • Ký hiệu: Phép kết Theta (Theta join)  Kết theta (Theta join) là phép kết có điều kiện + Ký hiệu: + C gọi là điều kiện kết trên thuộc tính 49 Phép kết Theta (Theta join) : “C” 50 Phép kết Theta (Theta join) R A B C D E 3 6 S 51 Phép kết (Equi join) 52 Phép kết (Equi join) R A B C C D 3 6 S 53 Phép kết tự nhiên (Natural join) 54 Phép kết tự nhiên (Natural join) R R S C D AA BB CC D S.C D 3 6 22 55 33 66 31 62 11 44 A B C S 55 Phép kết (Join) • Cho biết nhân viên có lương hơn lương của nhân viên ‘Tùng’ – Quan hệ: NHANVIEN – Thuộc tính: LUONG Phép kết (Join) Phép kết (Join) • Với mỗi nhân viên, hãy cho biết thông tin của phòng ban mà họ đang làm việc – Quan hệ: NHANVIEN, PHONGBAN Phép kết (Join) Phép kết (Join) • Với mỗi phòng ban hãy cho biết các địa điểm của phòng ban – Quan hệ: PHONGBAN, DDIEM_PHG Phép kết (Join) [...]... TENNV (NV_P4) 22 Phép toán tập hợp  Quan hệ là tập hợp các bộ: – Phép hội R  S – Phép giao R  S – Phép trừ R  S  Kết quả của , , và  là một quan hệ có cùng tên thuộc tính với quan hệ đầu tiên (R) 23 Hai quan hệ khả hợp  Cho 2 quan hệ R và S khả hợp: + Cùng số thuộc tính Ví dụ: R và S đều có 2 thuộc tính + Các thuộc tính “ tương ứng ” có cùng kiểu 24 Phép hội (Union)  Cho 2 quan hệ R và S khả hợp... Kết hợp các phép toán đại số quan hệ – Lồng các biểu thức lại với nhau P( A1, A2, …, Ak ( P (R)) – Thực hiện từng phép toán một • B1 S  P (R) • B2     A1, A2, …, Ak (R))  KQ   A1, A2, …, Ak (S) 21 Chuỗi các phép toán  Cho biết họ và tên nhân viên làm việc ở phòng số 4 – Quan hệ: NHANVIEN – Thuộc tính: HONV, TENNV – Điều kiện: PHG =4  C1: HONV, TENNV ( PHG =4 (NHANVIEN))  C2: NV_P4  PHG =4 (NHANVIEN)... Được dùng để lấy ra một vài cột của quan hệ R  Ký hiệu:  A1, A2, …, Ak(R)  Kết quả trả về là một quan hệ: – Có k thuộc tính – Có số bộ luôn ít hơn hoặc bằng số bộ của R – Phép chiếu loại bỏ những bộ trùng nhau  Ví dụ:  A,C (R)  A,C (R) 13 Phép chiếu (Projection) Câu hỏi 1: Cho biết họ tên nhân viên và giới tính ?  Biểu diễn cách 1 : Cú pháp :  Câu hỏi 1 :  (Quan hệ) Cột1, cột2, cột 3, … (NHANVIEN)... 001 Hung KẾT_QUẢ 001 1B 002 Huyen MSNV 002 1A 003 Dung 005 003 1A 0 04 Hoa 006 003 1B 005 Tien 0 04 1C 006 Tam MANV(NHANVIEN) – MANV(PHANCONG) 33 Các tính chất  Giao hoán:  Kết hợp: 34 Phép tích Cartesian RS 35 Phép tích Cartesian  Được dùng để kết hợp các bộ của các quan hệ lại với nhau  Ký hiệu: RS  Kết quả trả về là một quan hệ Q – Mỗi bộ của Q là tổ hợp giữa 1 bộ trong R và 1 bộ trong S –... đổi tên thành quan hệ Q HOTEN, NTNS  Biểu diễn cách 2: NHANVIEN NHANVIEN PHAI Kết quả 10/12/1970 Nam phép chiếu Trần Đông Anh 01/08/1981 Nữ Lý Phước Mẫn 02/ 04/ 1969 Nam MANV HOTEN NTNS NV001 Nguyễn Tấn Đạt NV002 NV003 HOTEN NTNS Nguyễn Tấn Đạt 10/12/1970 Lý Phước Mẫn 02/ 04/ 1969 15 Phép chiếu (Projection) 16 Phép chiếu (Projection) • Cho biết họ tên và lương của các nhân viên – Quan hệ: NHANVIEN –... Cho biết nhân viên được phân công tham gia cả 2 đề án ‘1A’ và đề án ‘1B’? PHAN_CONG PHAN_CONG MSNV MSDA MSNV 001 1A 001 001 1B 003 002 1A 003 1A 003 1B 0 04 1C [ MSNV( (MSDA=“1A”) (PHAN_CONG) ]  [ MSNV( (MSDA=“1B”) (PHAN_CONG) ] 30 Phép trừ (Difference)  Cho 2 quan hệ R và S khả hợp  Phép giao của R và S – Ký hiệu: R  S – Là một quan hệ gồm các bộ thuộc R và không thuộc S R  S = { t / tR  tS } • Ví dụ: R A B A B  1  2  2  3  1 S... Là một quan hệ gồm các bộ thuộc R hoặc thuộc S, hoặc cả hai (các bộ trùng lắp sẽ bị bỏ) R  S = { t / tR  tS }  Ví dụ: S R A B  A B A B  1 1  2  2  2  3  1  1  2  3 S 25 Phép hội (Union)  Ví dụ: 26 Phép hội (Union)  Cho biết nhân viên được phân công tham gia đề án có mã số ‘1A’ hoặc đề án có mã số ‘1B’? PHAN_CONG PHAN_CONG MSNV MSDA MSNV 001 1A 001 001 1B 002 002 1A 003 003 1A 003 1B 0 04. .. 001 1A 001 001 1B 002 002 1A 003 003 1A 003 1B 0 04 1C [ MSNV( (MSDA=“1A”) (PHAN_CONG) ]  [ MSNV( (MSDA=“1B”) (PHAN_CONG) ] 27 Phép giao (Intersection)  Cho 2 quan hệ R và S khả hợp  Phép giao của R và S – Ký hiệu R  S – Là một quan hệ gồm các bộ thuộc R đồng thời thuộc S R  S = { t / tR  tS }  Ví dụ: R A B A B  1  2  2  3  1 S 28 Phép giao (Intersection)  Ví dụ: 29 Phép giao (Intersection)... – Quan hệ: NHANVIEN – Thuộc tính: HONV, TENNV, LUONG 17 Phép chiếu mở rộng • Mở rộng phép chiếu bằng cách cho phép sử dụng các phép toán số học trong danh sách thuộc tính • Ký hiệu – E là biểu thức ĐSQH – F1, F2, …, Fn là các biểu thức số học liên quan đến • Hằng số • Thuộc tính trong E 18 Phép chiếu mở rộng  Ví dụ: – Cho biết họ tên của các nhân viên và lương của họ sau khi tăng 10% 19 Phép gán... 3, … (NHANVIEN) HOTEN,PHAI  Biểu diễn cách 2: Cú pháp : Quan hệ [cột1,cột2,cột3,…] Câu hỏi 1: NHANVIEN [ HOTEN, PHAI ] NHANVIEN NHANVIEN MANV HOTEN NTNS PHAI NV001 Nguyễn Tấn Đạt 10/12/1970 Nam NV002 Trần Đông Anh 01/08/1981 Nữ NV003 Lý Phước Mẫn 02/ 04/ 1969 Nam Kết quả phép chiếu HOTEN PHAI Nguyễn Tấn Đạt Nam Trần Đông Anh Nữ Lý Phước Mẫn Nam 14 Phép chiếu (Projection) Câu hỏi 2: Cho biết họ tên và ngày tháng năm sinh của các nhân viên nam? ... FOXPRO 38 Phép tích Cartesian Câu hỏi 1: Tính tích Descartes quan hệ nhân viên phòng ban Cú pháp :    Quan- h - k Quan- h -2 Quan- h -1 Câu hỏi viết lại: NHANVIEN PHONGBAN NHANVIEN PHONGBAN MANV... dựng một quan hệ mới từ một hay nhiều quan hệ trong cơ sở dữ liệu  Bao gồm tập các phép toán thao tác trên các quan hệ Giới thiệu • Xét một số xử lý trên quan hệ NHANVIEN – Thêm mới một nhân viên... thiệu  Đại số quan hệ (và phép tính quan hệ) được định nghĩa bởi Codd 1971, xem tảng ngôn ngữ quan hệ khác như SQL  Là ngôn ngữ thủ tục bậc cao, được dùng để chỉ ra cách xây dựng một quan hệ mới từ một hay nhiều quan hệ trong cơ sở