Đại số quan hệ | Tailieuhay dsqh

Đại số quan hệ | Tailieuhay dsqh tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh...

ca s , thỡ tn ti b thuc r 36 Phộp chia Division r s A B B 1 1 2 A rữ s s 37 Phộp chia Division Vớ d : cho lc CSDL SV( MaSV, HoSV, TenSV, Phai) Monhoc( MaMon, TenMon, SoTC ) KetQua( MaSV, MaMon, Diem) Hin th danh sỏch cỏc Sinh viờn (MaSV) ó cú kt qu hc ca tt c cỏc mụn hc ? KetQua[MaSV, MaMon] ữ Monhoc[MaMon] 38 Rng buc ton Rng buc tũan l gỡ Cỏc loi rng buc ton Biu din rng buc ton 39 Khỏi nim Rng buc ton (integrity constraint) l qui tc m tt c cỏc d liu CSDL phi tha Ngun gc : xut phỏt t cỏc qui tc nghip v th gii thc v nhng c tớnh ca mụ hỡnh quan h m bo d liu phn ỏnh ỳng th gii thc, m bo nhng c trng ca mụ hỡnh quan h Cỏc dng : Rng buc ton thc th (rng buc khúa chớnh)_ Entity integrity Rng buc ton tham chiu (rng buc ph thuc tn ti / rng buc khúa ngai)_ Referential integrity Rng buc ton giỏ tr _ Domain integrity Rng buc ton ngi dựng nh ngha _ Userdefined integrity 40 Khỏi nim Mụ t mt rng buc ton (RBTV): thụng qua yu t Bi cnh : nờu tờn mt hay mt s quan h m RBTV ú cú hiu lc Biu din : ni dung ca mt RBTV c biu din bng ngụn ng t nhiờn hoc bng mt ngụn ng hỡnh thc Bng tm nh hng: xỏc nh thi im (cp nht d liu) cn phi tin hnh kim tra RBTV 41 Rng buc ton thc th Rng buc khúa chớnh Th hin: giỏ tr ca khúa chớnh l nht v NOT NULL Mc tiờu: mi dũng s c nhn din nht VD: cho Sinhvien(MaSV, Hoten, Phai, Ngaysinh) Tõn t : Mi sinh viờn cú mt Mó sinh viờn nht, xỏc nh mt h tờn, phỏi v ngy sinh Mụ t R1 Mi sinh viờn cú mt Mó sinh viờn nht nh sau Bi cnh : Sinhvien Biu din : rSV SINHVIEN, t1,t2 rSV t1.MASV t2.MASV R1 Theõm Sửỷa Xoựa Bng tm nh hng rSV + + (MASV) - 42 Rng buc tũan tham chiu Rng buc khúa ngoi Th hin: gớa tr ca khúa ngoi cú th NULL, hoc phi l mt nhng giỏ tr ca khúa chớnh ca mt bng khỏc Mc tiờu : trỡ tớnh nht quỏn (consistency) gia cỏc b ca quan h c th hin thụng qua quy tc sau: Khụng th thờm cỏc bn ghi vo ...Khoa HTTT-Đại học CNTT1Bài 4: Ngôn ngữ đại số quan hệ Khoa HTTT-Đại học CNTT 2Nội dung1. Giới thiệu2. Biểu thức đại số quan hệ3. Các phép toán4. Biểu thức đại số quan hệ5. Ví dụ Khoa HTTT-Đại học CNTT 31. Giới thiệuĐại số quan hệ (ĐSQH) có nền tảng toán học (cụ thể là lý thuyết tập hợp) để mô hình hóa CSDL quan hệ. Đối tượng xử lý là các quan hệ trong cơ sở dữ liệu quan hệ. Chức năng:Cho phép mô tả các phép toán rút trích dữ liệu từ các quan hệ trong cơ sở dữ liệu quan hệ.Cho phép tối ưu quá trình rút trích bằng các phép toán có sẵn của lý thuyết tập hợp. Khoa HTTT-Đại học CNTT 42. Biểu thức ĐSQHBiểu thức ĐSQH là một biểu thức gồm các phép toán ĐSQH.Biểu thức ĐSQH được xem như một quan hệ (không có tên).Có thể đặt tên cho quan hệ được tạo từ một biểu thức ĐSQH.Có thể đổi tên các thuộc tính của quan hệ được tạo từ một biểu thức ĐSQH. Khoa HTTT-Đại học CNTT 53. Các phép toán3.1 Giới thiệu3.2 Phép chọn3.3 Phép chiếu3.4 Phép gán3.5 Các phép toán trên tập hợp3.6 Phép kết3.7 Phép chia3.8 Hàm tính toán và gom nhóm Khoa HTTT-Đại học CNTT 63.1 Giới thiệu (1)Có năm phép toán cơ bản:Chọn ( ) hoặc ( : )Chiếu ( ) hoặc ( [] )Tích ( ) Hiệu ( ) Hội ( ) σπ−× Khoa HTTT-Đại học CNTT 73.1 Giới thiệu (2)Các phép toán khác không cơ bản nhưng hữu ích:Giao ( )Kết ( )Chia ( )Phép bù ( )Đổi tên ( )Phép gán ( ← )Kết quả sau khi thực hiện các phép toán là các quan hệ, do đó có thể kết hợp giữa các phép toán để tạo nên phép toán mới.∩÷ρ¬ Khoa HTTT-Đại học CNTT 83.2 Phép chọn (Selection)Trích chọn các bộ (dòng) từ quan hệ R. Các bộ được trích chọn phải thỏa mãn điều kiện chọn p.Ký hiệu: Định nghĩa: p(t):thỏa điều kiện pKết quả trả về là một quan hệ, có cùng danh sách thuộc tính với quan hệ R. Không có kết quả trùng.Phép chọn có tính giao hoán)(Rpσ)}(,/{)( tpRttRp∈=σ)())(())(()21(1221RRRpppppp∧==σσσσσ Khoa HTTT-Đại học CNTT 9Lược đồ CSDL quản lý giáo vụHOCVIEN (MAHV, HO, TEN, NGSINH, GIOITINH, NOISINH, MALOP)LOP (MALOP, TENLOP, TRGLOP, SISO, MAGVCN)KHOA (MAKHOA, TENKHOA, NGTLAP, TRGKHOA)MONHOC (MAMH, TENMH, TCLT, TCTH, MAKHOA)DIEUKIEN (MAMH, MAMH_TRUOC)GIAOVIEN(MAGV,HOTEN,HOCVI,HOCHAM,GIOITINH,NGSINH,NGVL,HESO, MUCLUONG, MAKHOA)GIANGDAY(MALOP,MAMH,MAGV,HOCKY, NAM,TUNGAY,DENNGAY)KETQUATHI (MAHV, MAMH, LANTHI, NGTHI, DIEM, KQUA) Khoa HTTT-Đại học CNTT 103.2 Ví dụ phép chọnTìm những học viên có giới tính là nam và có nơi sinh ở TpHCM σ(Gioitinh=‘Nam’)∧(Noisinh=‘TpHCM’)(HOCVIEN)HOCVIENMahv HoTen Gioitinh Noisinh MalopK1103 Ha Duy Lap Nam Nghe An K11K1102 Tran Ngoc Han Nu Kien Giang K11K1104 Tran Ngoc Linh Nu Tay Ninh K11K1105 Tran Minh Long Nam TpHCM K11K1106 Le Nhat Minh Nam TpHCM K11 [...]... các quan hệ R và S phải khả hợp:  Số lượng thuộc tính của R và S phải bằng nhau: R(A 1 ,A 2 ,…A n ) và S(B 1 ,B 2 ,…B n )  Miền giá trị của thuộc tính phải tương thích dom(A i )=dom(B i )  Quan hệ kết quả của phép hội, giao, trừ có cùng tên thuộc tính với quan hệ đầu tiên. Khoa HTTT -Đại học CNTT 2 Nội dung 1. Giới thiệu 2. Biểu thức đại số quan hệ 3. Các phép toán 4. Biểu thức đại số TOÁN RỜI RẠC Lê Anh Nhật Đt: 0912.844.866 Email: leanhnhat@tuyenquang.edu.vn Web: http://violet.vn/leanhnhat Lê Anh Nhật 2 Giới thiệu môn học  Số đơn vị học trình: 03.  Lý thuyết: 30 tiết.  Bài tập: 15 tiết.  Số bài kiểm tra học trình: 03  1 điểm kiểm tra miệng.  2 bài kiểm tra viết. Lê Anh Nhật 3 Tài liệu tham khảo 1. Toán rời rạc, Phạm Thế Long (chủ biên), NXB ĐHSP năm 2003. 2. Toán rời rạc, Nguyễn Hữu Anh, NXB Lao động 2001. 3. Toán rời rạc, Nguyễn Đức Nghĩa, NXB ĐH Quốc gia HN, 2007 CHƯƠNG 1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ LOGIC VÀ ĐẠI SỐ QUAN HỆ Lê Anh Nhật 5 1. Mệnh đề, mệnh đề có điều kiện và sự tương đương logic 1.1. Mệnh đề, các phép toán  Một mệnh đề là một khẳng định có giá trị chân lý xác định (đúng hoặc sai, nhưng không thể vừa đúng vừa sai).  Ví dụ1 :  “Số 123 chia hết cho 3”  là 1 mệnh đề đúng.  “Thành phố Hồ Chí Minh là thủ đô của nước Việt Nam”.  là một mệnh đề sai. Lê Anh Nhật 6 1. Mệnh đề, mệnh đề có điều kiện và sự tương đương logic 1.1. Mệnh đề, các phép toán  Định nghĩa (Đ/n) 1: Giả sử p là một mệnh đề, câu “không phải là p” là một mệnh đề khác, gọi là phủ định của p (¬p, ).  Ví dụ 2: Tìm phủ định của mệnh đề p: “hôm nay là thứ 6”?  Giải: “Hôm nay không phải thứ 6”. Lê Anh Nhật 7 1. Mệnh đề, mệnh đề có điều kiện và sự tương đương logic 1.1. Mệnh đề, các phép toán  Các phép toán:  Phép hội: Cho A và B là hai mệnh đề. Ta ký hiệu mệnh đề “A và B" là A ∧ B. Phép "và", ký hiệu là ∧, được định nghĩa bởi bảng chân trị bên:  Ví dụ 3: Tìm hội của mệnh đề p và q, trong đó p trong ví dụ 2, q là mệnh đề “hôm nay trời mưa.  p ∧ q : “hôm nay thứ 6 và trời mưa” A B A ∧ B T T T T F F F T F F F F Lê Anh Nhật 8 1. Mệnh đề, mệnh đề có điều kiện và sự tương đương logic 1.1. Mệnh đề, các phép toán  Các phép toán  Phép tuyển: Cho A và B là hai mệnh đề. Ta ký hiệu mệnh đề “A hoặc B" là A ∨ B. Phép “hoặc", ký hiệu là ∨, được định nghĩa bởi bảng chân trị bên:  Ví dụ 4: Lập tuyển của ví dụ 3?  p ∨ q: “hôm nay là thứ 6 hoặc hôm nay trời mưa”. A B A ∨ B T T T T F T F T T F F F Lê Anh Nhật 9 1. Mệnh đề, mệnh đề có điều kiện và sự tương đương logic 1.2. Mệnh đề có điều kiện, sự tương đương logic  Phép suy diễn:  Cho A và B mlà 2 mệnh đề, mệnh đề kéo theo là mệnh đề chỉ sai khi A đúng và B sai, còn đúng trong các trường hợp còn lại.  Ký hiệu bởi ⇒ (→).  A được gọi là giả thiết.  B được gọi là kết luận. A B A ⇒ B T T T T F F F T T F F T Lê Anh Nhật 10 1. Mệnh đề, mệnh đề có điều kiện và sự tương đương logic 1.2. Mệnh đề có điều kiện, sự tương đương logic  Phép suy diễn:  Một số thí dụ thường gặp:  “Nếu A thì B”.  “A kéo theo B”.  “A là điều kiện đủ của B”.  “B là điều kiện cần của A”.  Ví dụ 5: Xác định giá trị của biến x sau câu lệnh: if 2+2=4 then x:=x+1; nếu trước đó x=0.  Giải: 2+2=4 Đ, nên x:=0+1=1. A B A ⇒ B T T T T F F F T T F F T [...]... Descartess R ⊆ A x B Chúng ta sẽ viết a R b thay cho (a, b) ∈ R Quan hệ từ A đến chính nó được gọi là quan hệ trên A R = { (a1, b1), (a1, b3), (a3, b3) Hồ Cẩm Hà Chương 3 16 Dùng các biểu thức đại số quan hệ biểu diễn câu hỏi  Câu hỏi 1 Tìm tên của dự án có mã số D4 Π TEN_DA (σ (MA_DA=”D4” ) (DU_AN))  Câu hỏi 2 Cho biết họ tên và lương của những nhân viên làm việc ở phòng “Nghiên cứu và phát triển”. Π HOTEN, LUONG (NHAN_VIEN* (Π MA-DV (σ (TEN-PHONG=”Nghiên cứu và phát triển ) (PHONG)))) Hồ Cẩm Hà Chương 3 17 Dùng các biểu thức đại số quan hệ biểu diễn câu hỏi  Câu hỏi 3 Với mỗi dự án thực hiện ở “TT khí thượng thủy văn HN” hãy cho biết mã số dự án, đồng thời cho biết họ tên, ngày sinh của trưởng phòng quản lý dự án này. KQTG ← (Π MA-DA, MA-DV (σ( DIA-DIEM-DA=”TT Khí tượng thủy văn HN’ ) (DU_AN)) KETQUA ←Π MA-DA, HO-TEN, NG-SINH (NHAN_VIEN⋈ MA-NV=MA-TP (PHONG*KQTG)) Hồ Cẩm Hà Chương 3 18 Dùng các biểu thức đại số quan hệ biểu diễn câu hỏi  Câu hỏi 4 Tìm tên những nhân viên làm việc cho tất cả các dự án do phòng có mã số P4 quản lý. Π HO-TEN ((Π MANV,MA-DA (CHAM_CONG) ÷ Π MA-DA (σ (MA-DV=P4) (DU_AN)))*NHAN_VIEN). Hồ Cẩm Hà Chương 3 19 Dùng các biểu thức đại số quan hệ biểu diễn câu hỏi  Câu hỏi 5 Tìm mã số những dự án có sự tham gia của một người là lãnh đạo phòng trực tiếp quản lý dự án này. KQTG ←Π MA-DA, MA-DV (DU_AN) * Π MA-DV, MA-TP (PHONG) KETQUA ← KQTG ⋈ ((KQTG.MA-DA=CHAM_CONG.MA-DA) AND (KQTG.MA-TP=CHAM_CONG.MA-NV)) CHAM_CONG Hồ Cẩm Hà Chương 3 20 Ngôn ngữ tân từ (Các phép tính quan hệ)  Cơ sở quan trọng của phần thao tác trong mô hình cơ sở dữ liệu quan hệ.  Cơ sở toán học của phép tính quan hệ là logic tân từ cấp một. Có hai loại: ngôn ngữ tân từ biến bộ và ngôn ngữ tân từ biến miền. Hồ Cẩm Hà Chương 3 21 Ngôn ngữ tân từ biến bộ (Tuple relational calculus) Một câu hỏi đơn giản trong ngôn ngữ tân từ biến bộ có dạng { t ⏐ ĐK( t ) } Hồ Cẩm Hà Chương 3 22 Ngôn ngữ tân từ biến bộ (Tuple relational calculus) { t ⏐ NHÂN_VIÊN ( t ) AND t .LUONG > 1700 000} { t .HO_TEN, t .MA_DA⏐NHÂN_VIÊN( t ) AND t .LUONG > 1700 000} Hồ Cẩm Hà Chương 3 23 Biểu thức của phép tính biến bộ Một cách tổng quát, một biểu thức của phép tính biến bộ có dạng { ti .A1, tj .A2,…, tk .An ⏐ ĐK ( t1 , t2 ,…, tn , tn+1 , tn+2 , …, tn+m )} Hồ Cẩm Hà Chương 3 24 Biểu thức của phép tính biến bộ Công thức của phép tính biến bộ được tạo nên từ các công thức nguyên tố. Một công thức nguyên tố thuộc một trong những dạng sau: (1) r ( t ) nói một cách khác đólàphát biểu ( t ∈ r ). (2) ti.A θ tj.B (3) ti .A θ c Mỗi công thức nguyên tố sẽ nhận một trong hai giá trị TRUE và FALSE H-íng dÉn «n tËp CSDL quan hÖ Tµi liÖu tham kh¶o Trang 9 DẠNG 2: BIỂU DIỄN YÊU CẦU BẰNG ĐẠI SỐ QUAN HỆ Bài toán: Cho một hoặc nhiều lược đồ quan hệ và một số yêu cầu dữ liệu. Hãy biểu diễn các yêu cầu dữ liệu đó bằng biểu thức đại số quan hệ sao cho kết quả của biểu thức đó thoả mãn yêu cầu đặt ra. Phương pháp: Phương pháp sau đây giúp giải một lớp rộng các bài tập thuộc dạng này. Trong các bài tập còn lại (xem phần sau), phương pháp này chỉ mang tính chất hỗ trợ. B1: Xác định xem có bao nhiêu thông tin (trường) liên quan tới câu hỏi. Xác định xem các thông tin đó thuộc ít nhất mấy bảng. Nếu các thông tin liên quan chỉ thuộc ít nhất 1 bảng thì biểu thức không cần phép kết nối. Ngược lại thì cần. B2: Xác định xem các bản ghi lấy ra có cần thoả mãn điều kiện gì không? nếu không, biểu thức sẽ không có phép chọn. Ngược lại thì có phép chọn. Khi đó cần xác định điều kiện chọn. B3: Xác định xem có lấy mọi thông tin trong các bảng liên quan không. Nếu có thì biểu thức không có phép chiếu. Ngược lại thì biểu thức có phép chiếu. Khi đó cần xác định các thuộc tính cần chiếu. Chú ý: Biểu thức điều kiện chọn là một biểu thức Logic bao gồm: - Các toán tử: và (∧), hoặc (∨), phủ định (¬) so sánh ( >, <, ≥, ≤, =, ≠). - Các toán hạng: Các tên trường hoặc các hằng giá trị. Hằng giá trị có 3 loại gồm: hằng số, hằng xâu, hằng ngày tháng. Hằng xâu và hằng ngày tháng đặt giữa hai dấu nháy đơn ' '. Hằng số thì không. Ví dụ: Các bảng dữ liệu sau sẽ dùng làm ví dụ trong suốt phần này và cả dạng bài tập thứ 3 (biểu diễn yêu cầu bằng SQL). Bảng S chứa thông tin về tất cả các nhà cung cấp gồm: Mã nhà cung cấp, tên nhà cung cấp, tình trạng cung ứng và địa chỉ nhà cung cấp: S(S#, SName, Status, City) Bảng P chứa thông tin về tất cả các sản phẩm gồm: Mã sản phẩm, tên sản phẩm, màu sắc, trọng lượng: P(P#, PName, Color, Weight). Bảng SP chứa thông tin về nhà cung cấp nào đã cung cấp sản phẩm nào với số lượng bao nhiêu: SP(S#, P#, QTY). Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. H-íng dÉn «n tËp CSDL quan hÖ Tµi liÖu tham kh¶o Trang 10 Ví dụ 1: Cho biết tên hàng và màu sắc của các mặt hàng có trọng lượng ∈ [20, 30]? B1: Các thông tin liên quan: tên hàng, màu sắc, trọng lượng. Tương ứng với PName, Color, Weight. Các thông tin này thuộc ít nhất 1 bảng, đó là bảng P. Vậy biểu thức được xây dựng: (P) B2: Các bản ghi lấy ra cần thoả mãn điều kiện: Weight ≥ 20 ∧ Weight ≤ 30. Vậy biểu thức được xây dựng: δ Weight ≥ 20 ∧ Weight ≤ 30 (P) B3: Ta chỉ lấy 2 thông tin trong số 4 thông tin của bảng P (PName, Color) do đó có phép chiếu. Biểu thức được xây dựng: ∏ PName, Color (δ Weight ≥ 20 ∧ Weight ≤ 30 (P)) --------- Ví dụ 2: Cho biết Tên hàng, số lượng đã cung ứng, mã nhà cung cấp đã cung ứng mặt hàng đó. Theo cách trên ta xác định được 3 thông tin liên quan: PName, QTY, S#. Tuy nhiên S# sẽ được lấy trong bảng SP (Vì chỉ lấy mã nhà cung ứng đã cung ứng). Vậy 3 thông tin trên thuộc ít nhất 2 bảng P và SP. Không có điều kiện chọn: ∏ PName, QTY (P*SP) Dễ thấy phương pháp trên chỉ thích hợp trong việc xây dựng các biểu thức có 3 phép toán chiếu, chọn, kết nối. Các phép toán khác chúng ... : {MaSV} 12 Đại số quan hệ  Khái niệm  Các phép toán đại số quan hệ  Ví dụ 13 Giới thiệu  Đại số quan hệ (và phép tính quan hệ) định nghĩa Codd 1971  xem tảng ngôn ngữ quan hệ khác SQL ... liệu_ Đại số quan hệ Ràng buộc toàn vẹn quan hệ Các Hệ quản trị CSDL quan hệ (RDBMS) xây dựng dựa lý thuyết mô hình quan hệ Các khái niệm  Quan hệ / bảng  Thuộc tính  Bộ  Lược đồ quan hệ ... (và thuộc tính) không quan trọng DBMS Lược đồ Quan hệ  Lược đồ quan hệ - relation schema  Mô tả cấu trúc quan hệ  Các thuộc tính Mối liên hệ thuộc tính  Mỗi lược đồ quan hệ kèm tân từ để diễn