Luận văn khóa và siêu khóa với phép dịch chuyển lược đồ khối

B GIO DC V O TO TRNG I HC s PHM H NI NGễ MINH LOAN KHểA V SIấU KHểA VI PHẫP DCH CHUYN LC ề KHI LUN VN THC S MY TNH H NI, 2015 B GIO DC V O TO TRNG I HC s PHM H NI _ _ _ NGễ MINH LOAN KHểA V SIấU KHểA TRONG PHẫP DCH CHUYN LC ề KHI Chuyờn ngnh: KHOA HC MY TNH Mó s: 60 48 01 01 LUN VN THAC S MY TNH Ngũi hng dn khoa hc: PGS.TS Trnh ỡnh Thng H NI, 2015 LOI CAM ON De hoan luan van em xin chan gui loi cam an den quy thay co truang Dai hoc Su pham Ha Noi 2, cac thay Vien Cong nghe thong tin thuoc Vien Han lam Khoa hoc va Cong nghe Viet Nam, cac anh chi thu vien Vien Cong nghe thong tin thuoc Vien Han lam Khoa hoc va Cong nghe Viet Nam, thu vien truang Dai hoc Cong nghe thong tin va truyen thong - Dai hoc Thai Nguyen, trung tam hoc lieu Dai hoc Thai Nguyen, thu vien Dai hoc Cong nghe - Dai hoc Quoc gia Ha Noi da quan tam giup da qua trinh thuc hien de tai Nha toi da tiep thu dugc nhieu y kien dong gop va nhan xet quy bau cua quy thay, co thong qua cac buoi trao doi thong tin va bao ve d6 cuang Em xin gui loi cam an sau sac nMt d6n PGS.TS Trinh Dinh Thang dang cong tac tai truang Dai hoc Su Pham Ha Noi da true tiep huang dan, dinh huang chuyen mon, tan tam chi bao qua trinh thuc hien luan van Em xin bay to su bilt an sau sac din gia dinh da tao moi di6u kien t6t nhit d! em co thl hoan t6t moi cong viec qua trinh thuc hien luan van Em cung xin gui loi cam an cua minh toi ban be va dong nghiep, luon quan tam, chia se, dong vien em su6t thoi gian thuc hien luan van Mac du da rit c6 g^ng qua trinh thuc hien nhung luan van khong the tranh khoi nhung thieu sot Em xin mong nhan ducrc su gop y cua quy thay co, quy dong nghiep va ban be Ha Noi, 10 thang 11 nam 2015 Hoc vien Ngo Minh Loan LI CAM OAN Tụi xin cam oan ton b ni dung c trỡnh by ong bn lun ny l kt qu tỡm hiu v nghiờn cu ca riờng tụi, õy l cụng trỡnh nghiờn cu ca tụi di s hng dn khoa hc ca PGS.TS Trnh ỡnh Thng Cỏc s liu, kt qu nờu lun l trung thc, rừ rng Tụi cng xin cam oan rng mi s giỳp cho vic thc hin lun ny ó c cm n v cỏc thụng tin trớch dn lun ó c ch rừ ngun gc Tụi xin chu hon ton trỏch nhim vi nhng ni dung c vit ong lun ny H Ni, ngy 10 thỏng 11 nm 2015 Hoc viờn Ngụ Minh Loan MC LC Trang Trang bỡa ph Li cm n Li cam oan Mc lc Danh mc kớ hiu v cỏc ch cỏi vit t t Danh mc cỏc bng Danh mc cỏc hỡnh M U NI DUNG Chng 1: Mụ hỡnh d liu quan h v phộp dch chuyn lc quan h 1.1 Mụ hỡnh d liu quan h 10 1.2 Phộp dch chuyn lc quan h 25 1.3 Mt s dng biu din ca khúa v siờu khúa qua phộp dch chuyn lc quan h 28 Kt lun chng 30 Chng 2: Mụ hỡnh d liu dng 31 2.1 Khi, Lỏt ct 31 2.2 Cỏc phộp tớnh trờn 34 2.3 i s quan h trờn 35 2.4 Ph thuc hm 40 2.5 Bao úng ca thuc tớnh ch s 42 2.6 Khúa ca 44 2.7 Phộp dch chuyn lc 47 Kt lun chng 49 Chng 3: Khúa v siờu khúa vi phộp dch chuyn lc 50 3.1 Biu din khúa v siờu khúa qua phộp dch chuyn 50 3.2 Mt s dng biu din mi ca khúa v siờu khúa 55 Kt lun chng 60 KT LUN 61 TI LIU THAM KHO 62 DANH MC Kí HIU V CH CI VIT TT Trong lun ny dựng thng nht cỏc ký hiu v ch cỏi vit tt sau: Kớ hờu í ngha LQH Lc quan h PTH Ph thuc hm + Khỏc V Vi mi n Phộp giao u Phộp hp \ Phộp tr c Tp =2 Nm G Thuc T Bao úng ca thuc tớnh X Rng Tn ti Fh Ph thuc hm Fh Fhx Ph thuc hm Fhx DANH MUC CC BNG Bng vớ d v quan h r 11 Bng quan h Sinhvien 11 Bng biu din quan h Sinhvienl u Sinhvien2 12 Bng biu din quan h Sinhvienl n Sinhvien 13 Bng biu din quan h Sinhvienl - Sinhvien2 14 Bng biu din quan h r X s 15 Biu din phộp chiu : lmósv, lúp, im ra(sinh viờn) 16 Biu din phộp chn : ụimTB>5 (Sinhvien) 17 Biu din phộp ni t nhiờn gia quan h 18 10 Biu din phộp chia 19 11 Bng quan h Sinhvien 19 DANH MUC CC HèNH Hỡnh 2.1 Biu din BANHANG(R) 30 Hỡnh 2.2 Phộp giao 34 M U Lý chn ti cú th xõy dng c mt h thng c s d liu tt, ngi ta thng s dng cỏc mụ hỡnh d liu thớch hp Nhng mụ hỡnh c s dng rng rói h thng c s d liu trờn th gii nh: mụ hỡnh thc th - liờn kt, mụ hỡnh mng, mụ hỡnh d liu, mụ hỡnh phõn cp, mụ hỡnh quan h Vic nghiờn cu tỡm cỏc mụ hỡnh mi ỏp ng cỏc ng dng phc tp, cỏc c s d liu cú cu trỳc tuyn tớnh v phi tuyn tớnh c cỏc nh nghiờn cu v ngoi nc quan tõm Mt ong nhng mụ hỡnh mi ny l mụ hỡnh d liu dng Mụ hỡnh d liu ny cú th xem l mt m rng ca mụ hỡnh d liu quan h Nh chỳng ta ó bit mụ hỡnh quan h, gim tớnh phc ca vic xỏc nh khúa cỏc c s d liu ln, phc thỡ phộp dch chuyn lc quan h ó c xut Trong mụ hỡnh c s d liu dng khi, vic xỏc nh khúa cng khú khn hn Chớnh vỡ vy m phộp dch chuyn lc cng ó c xut õy, nh vic dch chuyn lc m nhiu trng hp vic tỡm khúa ca tr nờn n gin hn gúp phn hon chinh thờm v mụ hỡnh d liu dng em chn ti l Khúa v siờu khúa vi phộp dch chuyn lc cho lun ca mỡnh Mc ớch nghiờn cu Tỡm hiu khỏi quỏt v mụ hỡnh d liu dng sau ú i sõu v nghiờn cu mt s dng biu din ca khúa v siờu khúa qua phộp dch chuyn lc Nhim v nghiờn cu Tỡm hiu khỏi quỏt v mụ hỡnh d liu 48 - Vi mi ph thuc hm t M>N F, vi M , N ỗ J id) ta to i=1 mt ph thuc hm mi M\x ằ N\x G Th tc ny c kớ hiu l G = F \x v cú phc O(mnk) vi m l s lng cỏc ph hm F T ú ta thy phc ca phộp dch chuyn ò = a \x = (R\x, F\X) l O(mnk), vy nú l tuyn tớnh theo chiu di ca d liu vo Sau thc hin th tc G = F\x thỡ: + Neu G cha cỏc PTH tm thng (dng XằY, X Y) thỡ ta loi chỳng G + Nu G cha cỏc PTH trựng thỡ ta loi bt cỏc PTH ny (G khụng cha cỏc PTH trựng nhau) 49 KT LUN CHNG II Chng trỡnh by cỏc khỏi nim c bn mụ hỡnh d liu dng nh: khỏi nim v khi, lc khi, lỏt ct, cỏc phộp toỏn c bn trờn khi, khỏi nim v bao úng ca ph thuc hm, bao úng ca thuc tớnh ch s, khúa ca lc cựng vi cỏc thut toỏn tỡm bao úng, tỡm khúa ca lc v phộp dch chuyn lc Cỏc kt qu mụ hỡnh d liu dng ch yu c nghiờn cu i vi trng hp riờng ca cỏc ph thuc hm F lc R = (id; A , A , A ) Vic nghiờn cu v mụ hỡnh d liu dng trng hp ca cỏc ph thuc hm F núi chung l mt khú 50 CHNG 3: KHểA V SIấU KHểA VI PHẫP DCH CHUYN LC KHI Chng trỡnh by mt s biu din ca khúa v siờu khúa qua phộp dch chuyn lc khi, ú phn 3.1 c tham kho ti liu [8] Phn 3.2 a mt s dng biu din mi ca khúa v siờu khúa vi phộp dch chuyn lc Cỏc kt qu trc õy liờn quan n phộp chuyn dch theo thuc tớnh, cũn cỏc kt qu mi ca lun liờn quan n ln chuyn dch liờn tip theo thuc tớnh khỏc m giao ca chỳng bng rng Cỏc kt qu ny c th hin qua cỏc mnh 3.6, 3.7, 3.8, 3.9 v 3.10 3.1 Biu din khúa v siờu khúa qua phộp dch chuyn lc [8] Mờnh 3.1 Cho lc = (R,Fh); R = (id; Ai, A2, An); X, Y, Q J id); X = i=1 {x(i), X e id, i e B}; Q = { x(i), X e id, i e C}; A , B , C c {1,2, , n}; p = (S,G); p = a\x Kh ú: a) Nu Y l siờu khúa ca thỡ Y \x l siờu khúa ca p.Nu Y l siờu khúa ca thỡ Yx\ Xx l siờu khúa ca px= (SX,GX), xe id, õy Yx = { x (ỡ), ỡ e B } , X x = { x (ỡ), ỡ e A } b) Nu Q l siờu khúa ca p thỡ XQ l siờu khúa ca a Trng hp X ch gm cỏc thuc tớnh khụng khúa ca v Q l siờu khúa ca p thỡ Q chớnh l siờu khúa ca c) Nu Q l siờu khúa ca p thỡ XxQx l siờu khúa ca ax, xe id, õy Qx = {x(i), i e C } Trng hp X ch gm cỏc thuc tớnh khụng khúa ca v Q l siờu khúa ca p thỡ Qx chớnh l siờu khúa ca , X e id 51 Chng minh a) Gi s Y l siờu khúa ca a t p = Y\x = > P n X = v Y ỗ z XP Theo gi thit Y l siờu khúa ca a ú: X ( ỹ " > \X )= H m = Y* = (XP)+m =()+ i= i= M X n ( ( j i dw \X) = , X n P V = => P+Fh\x = C k (i) \ x i= l (!) = l T (1) ta thy p = Y\x chớnh l siờu khúa ca ò = a\x b) Gi s Y l siờu khúa ca a, theo kt qu ca a) ta cú Y \x l siờu khúa ca ò = a\x T ú, ỏp dng h qu ca mnh 1.7 ta cú Yx\Xx l siờu khúa ca òx = (SX,GX), xe id c) Gi s Q l siờu khúa ca ò thỡ: Q n X = , Q+Fh\x = J id) \ X i= Suy ra: (XQ)+Fb = X(Q)+H,ô = X(Qaằằ\X) = (jađ i= i= l Vy XQ l siờu khúa ca Neu X ch gm cỏc thuc tớnh khụng khúa ca thỡ vic loi b t siờu khúa XQ cỏc thuc tớnh khụng khúa X cho ta siờu khúa Q ca d) Gi s Q l siờu khúa ca ò thỡ theo c) ta cú XQ siờu khúa ca a T ú ỏp dng h qu ca mnh 1.7 ta cú XxQx l siờu khúa ca ax, xe id Trng hp X ch gm cỏc thuc tớnh khụng khúa ca => Xx l cỏc thuc tớnh khụng khúa ca ax, ú Qx = XxQx\ Xx chớnh l siờu khúa ca Ox, xe id Mnh 3.2 52 Cho lc a = (R,Fh); R = (id; Al, A2, An); X , Q ỗ |Jiỷ?(i) ; X ỡ=1 = {x(i), xe id, i e A}; Q = {x(i), x e i d , i e C}; A , C g {1,2, , n}; ò = (S,G); ò = a \x+ Khi ú nu Ql siờu khúa ca òthỡ: a) XQ l siờu khúa ca a b) XxQx l siờu khúa ca ax, xe id Chng minh a) Gi s Q l siờu khúa ca ò thỡ theo mnh 3.1 ta cú X+Q l siờu khúa ca a, ú (X+Q )+ = J id) i=1 M ta cú (XQ)+ = (X+Q)+ = J d) => XQ l siờu khúa ca a i=1 b) Gi s Q l siờu khúa ca ò thỡ theo a) ta cú XQ l siờu khúa ca a T ú, ỏp dng h qu ca mnh 1.7 ta cú XxQx l siờu khúa ca Ox, xe id Mờnh 3.3 Cho lc a = (R,Fh); R = (id, Ab A2v An); X, ầ (jid) ; X i=1 = {x(i), xe id, i }; ={ x(i), xe id, i e }; , ầZ {1,2, , n}; ò= (S,G); ò = a\x Khi ú: a) Nu l khúa ca a thỡ K\x l khúa ca ò b) Neu l khúa ca thỡ Kx\Xx l khúa ca òx = (SX,GX), xe id, õy K ,= {xđ,isB},XI ={xđ,isA} Chng minh a) Gi s l khúa ca => l siờu khúa ca a, theo mnh 3.1 ta cú K\x l siờu khúa ca ò Nu K\x khụng phi l khúa ca ò thỡ 53 \ l siờu khúa ca ò, theo mnh 3.1 ta li cú XM l siờu khúa ca a M X(K\X) = K, iu ny mõu thun vi gi thit l khúa ca a Do ú K\x l khúa ca ò b) Gi s l khúa ca a, ú theo a) ta cú l khúa ca ò T ú, ỏp dng h qu ca mnh 1.7 ta cú Kx\ Xx l khúa ca òx, xe id Mờnh 3.4 Cho lc a = (R,Fh); R = (id, Al, A2, An); X , K c Jrf(i) ; X i=1 = {x(i), xe id, i e }; ={ x(i), xe id, i e B}; A , B ỗ {1,2, , n}; X ầ u0; ò = (S,G); ò = a\x Khi ú: a) Nu l khúa ca ò thỡ l khúa ca a b) Nu Kx l khúa ca òx = (SX,GX), Kx = {x(i), i G }, X G id thỡ l khúa ca a Chng minh a) Gi s l khúa ca ò => l siờu khúa ca ò => theo mnh 3.1 ta cú l siờu khúa ca a (vỡ gi thit X ầ Uo) Ta chng minh l khúa ca Gi s ngc li, khụng l khúa ca a, ú m l siờu khúa ca Theo mnh 3.1 ta cú = \ X (vỡ gi thit X ầZo) l siờu khúa ca ò, iu ny mõu thun vi gi thit l siờu khúa ca ò Vy l khúa ca b) Gi s Kx l khúa ca òx = (Sx,Gx), Kx= { x(i), i e B}, xe id ú theo h qu ca mnh 1.7 ta cú l khúa ca ò T ú da vo kt qu cõu a) ta cú l khúa ca Mnh 3.5 (iu kin cn v ) 54 Cho lc a = (R,Fh); R = (id, Al, A2, An); X , K ỗ 0iỷ?(o ; X i= l = {x(i), xe id, ie }; ={ x(i), xe id, ie B}; A,Bỗ {1,2, , n}; X ầ u0; ò = (S,G); ò = a \ X KL ú: a) l khúa ca a v ch l khúa ca ò b) l khúa ca a v ch Kx l khúa ca òx = (SX,GX), Kx = {x(i), ie }, X e id Chng minh a) l khúa ca => l khúa ca ò Tht vy, t gi thit l khúa ca , X ầZUo v mnh 3.3 ta suy = \ X l khúa ca ò l khúa ca ò => l khúa ca Gi s l khúa ca ò vỡ X ầ Uo => theo kt quca mnh 3.4 ta cú l khúa ca b) Gi s l khúa ca => theo kt qu cõu a) ta suy l khúa ca ò => theo h qu ca mnh 1.7 ta cú Kx l khúa ca òx = (S,GX), K ={x(i), ỡ e B}.xe id Ngc li, nu Kx l khúa ca òx= (Sx,Gx), K, = => ieo h qu ca mnh 1.7 ta cú l khúa ca ò T ú, ỏp dng kt qu cõu a) => l khúa ca ie , xe id 55 3.2 Mt s dng biu din mi ca khúa v siờu khúa Mờnh 3.6 Cho lc a = (R,Fh); R = (id, Al, A2, , An); Xi, x2, Y, Q ỗ Jid(i), Xi = {x(i), xe id, i e A}, x ={ x(i), xe id, i e B}; Q = {x(i), xe id, i e i=1 C}; A, B ,c ầ {1,2, , n}, Xi n x = ; ò = (Si.Gi), y = (S2,G2); ò = a\Xi; y = ò\x2 Khi ú: a) Nu Y l siờu khúa ca a thỡ Y\Xi l siờu khúa ca ò v Y\ X!X2 l siờu khúa ca y b) Nu Y l siờu khúa ca a thỡ Yx\ Xix l siờu khúa ca òx = (Six,Gix) v Yx \ (Xix u X2x) l siờu khúa ca Yx = (S2x,G2 x) õy Yj = Y n (U ); X1ằ= ( x Tỡm hiu khỏi quỏt v mụ hỡnh d liu > Tỡm hiu khỏi quỏt v mụ hỡnh d liu dng sau ú i sõu v nghiờn cu mt s dng biu din ca khúa v siờu khúa qua phộp dch chuyn lc > Phỏt biu v chng minh mt s mnh mi v vic biu din ca khúa v siờu khúa qua phộp dch chuyn lc xut hng phỏt trin ca lun Nhng kt qu ca lun c xột vi trng hp c bit ca cỏc ph thuc hm ú l Fh Hng phỏt trin tip theo l tỡm cỏc biu din ca khúa v siờu khúa qua phộp dch chuyn lc vi F bt k ca cỏc ph thuc hm Nhng F nh vy l nhng khụng b hn ch gỡ c, hy vng nú s cú nhiu kt qu mi phong phỳ hn 62 TI LIU THAM KHO [1] Nguyn Xuõn Huy, Trnh ỡnh Thng (1997), Mụ hỡnh c s d liu dng khi, K yu cỏc bỏo cỏo khoa hc ca Hi tho mt s chn lc ca Cụng ngh Thụng tin, i li, 8/1997, tr 14-19 [2] V Trớ Dng, (2009), ng dng phộp dch chuyn lc quan h c s d liu, Lun thc s cụng ngh thụng tin, i hc Thỏi Nguyờn [3] Nguyn Xuõn Huy, (2006), Cỏc ph thuc logic c s d liu, Nh xut bn Thng kờ, H Ni [4] Nguyn Xuõn Huy, Trnh ỡnh Thng, (1998), Mt s kt qu v khúa mụ hỡnh c s d liu dng khi, K yu hi tho quc gia v tin hc ng dng, Quy Nhem [5] Nguyn Xuõn Huy, Trnh ỡnh Thng (1998), Mụ hỡnh c s d liu dng khi, Tp ch Tin hc v iu khin hc, T.14, S.3, (52-60),1998 [6] Nguyn Tu, (2008), Giỏo trỡnh c s d liu, Nh xut bn i hc Quc gia H Ni [7] V c Thi, (1997), C s d liu- Kin thc v thc hnh, Nh xut bn Thng kờ, H Ni [8] Trnh ỡnh Thng, (2011), Mụ hỡnh d liu dng khi, Nh xut bn Lao ng [9] Lờ Tin Vng, (1997), Nhp mụn C s d liu quan h, Nh xut bn Khoa hc v k thut, H Ni [10] Trnh ỡnh Vinh, (2011), Mt s ph thuc d liu c s d liu dng khi, Lun ỏn Tin s Toỏn hc [11] Nguyn Tun Linh, (2007), Cỏc k thut dch chuyn lc quan h, Lun thc s cụng ngh thụng tin, i hc Thỏi Nguyờn