Cơ sở dữ liệu (COM201)

Cơ Sở Dữ Liệu (COM201) Khái niệm liệu: Dữ liệu thông tin đối tượng lưu trữ c s d ữ li ệu máy tính Ví dụ: tuổi sinh viên, tên sinh viên Khái niệm thông tin, thực thể, thuộc tính: Thực thể : đại diện cho đối tượng or lớp đối tượng,trong giới thực lưu trữ CSDL Mỗi thực thể bao gồm nhiều thuộc tính đặc trưng Thuộc tính là: tính chất hay đặc điểm th ực thể - VD thông tin: Lương trung bình nhân viên phòng ban - Điểm trung bình sinh viên kì học,… VD thực thể: Một sách, tác giả,… - VD thuộc tính: Tên học sinh, Tên khách hàng, Tên tác giả, Các đặc tính CSDL: CSDL cung cấp khả trừu tượng hóa liệu thơng qua lớp, bao gồm lớp: Lớp vật lý, lớp lớp logic lớp bên Lớp vật lý lớp dành cho người thiết kế Còn lớp bên ngồi l ớp người sử dụng - Lớp Logic gọi schema Lớp bên ngồi gọi subschema (khung nhìn view) Độc lập liệu vật lý : Khả thay đổi cấu trúc file vật lý CSDL mà không làm gián đoạn người dùng trình diễn ( L ớp logic mơ hình ANSI/SPARC) Ví dụ : - Di chuyển file CSDL từ thiết bị sang thiết bị khác, hay từ th - mục sang thư mục khác Tách hay gộp file liệu CSDL Đổi tên file liệu CSDL Di chuyển đối tượng CSDL từ file liệu sang file d ữ liệu khác Thêm đối tượng hay file liệu vào CSDL Độc lập liệu logic : Khả tạo thay đổi tới lớp logic mà không làm gián đoạn người dùng trình di ễn (Lớp bên ngồi mơ hình ANSI/SPARC) Ví dụ : - Thêm đối tượng CSDL Thêm thành phần liệu vào đối tượng có sẵn Tiến hành thay đổi để tạo view mơ hình ngồi thay đối tượng ban đầu lớp logic Quản lý liệu: Bao gồm quản lý liệu file quản lý liệu CSDL * Các đặc trưng quản lý file là: Dữ liệu bị trùng lặp,lưu trữ dời dạc, file khơng tương thích, bảo mật an toàn liệu * Các đặc trưng quản lý CSDL là: Tránh dư thừa trùng lặp liệu,các liệu chia sẻ tính bảo mật liệu cao Các mơ hình CSDL:  Có mơ hình chính: Mơ hình liệu file phẳng, Mơ hình d ữ li ệu mạng, Mơ hình liệu phân cấp, Mơ hình liệu quan hệ * Mơ hình file phẳng: - Dùng CSDL đơn giản - CSDL bao gồm bảng,1 file Mơ hình có bảng,1 file mơ hình file ph ẳng * Mơ hình liệu phân cấp: - Là mơ hình nút cha nút - Mơt cha nhiều nhiều có cha - Mơ hình liệu phân cấp thể kiểu quan hệ: 1-1,1-N không bi ểu diễn quan hệ liệu phức tạp - CSDL phân cấp tiếng IMS(IBM) Mơ hình cha có nhiều con, ch ỉ có cha mơ hình phân cấp * Mơ hình liệu mạng: - Là mơ hình nút cha, nút - Dễ biểu diễn liên kết liệu phức tạp - CSDL mơ hình mạng tiếng IDMS Trong mơ hình mạng, cha có nhiều m ột có nhi ều h ơn cha sai - Ưu điểm: Dễ biểu diễn mơ hình, dễ diễn đạt liên h ệ d ữ li ệu phức tạp - Nhược điểm: Truy xuất chậm, không thích hợp với CSDL quy mơ l ớn * Mơ hình liệu quan hệ: - Khơng có liên kết vật lý - Dữ liệu biểu diễn dạng bảng với hàng c ột - Mơ hình liệu quan hệ tn theo mơ hình ANSI/SPARC - CSDL quan hệ bao gồm bảng riêng biệt có liên quan đ ến xây dựng mối quan hệ relationship - Mỗi cột thuộc tính đặc trưng cho thực thể bảng - Mỗi kiểu thực thể biểu diễn dạng bảng chúng liên kết với thông qua cột chung Hệ Quản Trị CSDL( Database Management System- DBMS): - Là phần mềm giúp tạo CSDL cung cấp chế lưu trữ, truy c ập theo mơ hình CSDL - Hệ Quản Trị CSDL hỗ trợ ngôn ngữ: Ngôn Ngữ Định Nghĩa Dữ Liệu(DDL), Ngôn ngữ thao tác liệu(DML), Ngôn ngữ truy vấn liệu(DQL), Ngôn ngữ điều khiển liệu(DCL) Thiết kế sở liệu phân thành mức: Mức khái niệm, Mức logic, Mức vật lý a Cơ sở liệu mức khái niệm: - Dùng sơ đồ thực thể - liên kết(ERD) để mô tả lược đ CSDL m ức - khái niệm Các thành phần CSDL mức khái niệm là: Thực thể b (Entity), thuộc tính (Attrible), liên kết (Relation) Cơ sở liệu mức logic: Là q trình chuyển CSDL mức khái niệm sang mơ hình l ược đ c quan hệ chuẩn hóa quan hệ Cơ sở liệu mức vật lý: CSDL vật lý bao gồm bảng(Table) mối quan hệ(Relationship) bảng Các đặc trưng Thuộc Tính: - Mỗi thuộc tính đặc trưng cho thực thể Thuộc tính phải định nghĩa kiểu liệu Thuộc tính đơn vị nhỏ CSDL Một thuộc tính thiết kế mức khái niệm trở thành cột thiết kế mức lý Một hàng (bộ) thiết kế CSDL mức vật lý biểu diễn thực thể thiết kế mức khái niệm Các đặc trưng Bảng: - Bảng bao gồm nhiều hàng cột Bảng CSDL phải đặt tên Bảng thể đối tượng CSDL Quan hệ Các loại mối quan hệ CSDL - Quan hệ kiểu liên kết 1-1, 1-N, N-N Quan hệ kiểu liên kết đệ quy: VD: Một nhân viên quản lý nhiều nhân viên khác, Một khoa quản lý nhiều giáo viên Quy tắc nghiệp vụ: 10 - Là thủ tục, nguyên tắc , chuẩn mà CSDL phải tuân th ủ theo - Các quy tắc thể CSDL mức vật lý dạng m ột bảng ràng buộc Truy vấn CSDL: 11 - Truy vấn cách để lựa chọn liệu cần thiết Truy vấn cho phép xếp kết thị, ẩn số cột bảng cần truy vấn, đưa kết tính tốn, cho phép lựa chọn số cột bảng để hiển thị 12 Khóa chính, khóa ngoại bảng CSDL: Khóa (Primary key): thuộc tính để phân biệt bảng CSDL Mỗi bảng có khóa Khóa ngoại (Foreign Key): or nhiều thuộc tính bảng có quan hệ với bảng khác 13 Ràng buộc quy tắc cần tuân thủ nhập d liệu vào CSDL để hạn chế miền giá trị thuộc tính Có kiểu ràng buộc: NOT NULL, CHECK, TRIGGER Khóa phải bắt buộc phải có ràng buộc NOT NULL ràng buộc NOT NULL khơng để trống Lợi ích VIEW: 14 15 Ẩn hàng or cột mà người dùng chưa không quan tâm Ẩn thao tác CSDL phức tạp Nâng cao hiểu truy vấn Tăng khả bảo mật Ngôn ngữ SQL ngơn ngữ truy vấn có cấu trúc (SQL – Structured Query Language) Gồm nhóm lệnh SQL: a Nhóm truy vấn liệu (DQL) (Data Query Language): gồm lệnh truy vấn lựa chọn SELECT để lấy thông tin nh ưng không làm b thay đổi liệu bảng Nhóm định nghĩa liệu (DDL) (Data Definition Language): c gồm lệnh tạo, thay đổi bảng liệu (Create, Drop, Alter, ) Nhóm thao tác liệu (DML) (Data Manipulation Language): d gồm lệnh cho phép thêm sửa xóa liệu bảng Nhóm điều khiển liệu (DCL) (Data Control: gồm cách lệnh quản lý quyền truy cập vào liệu bảng (GRANT, REVOKE) 16 Mệnh đề WHERE: Mệnh đề Where's cho phép truy vấn lựa chọn theo hàng Chú ý: - Một hàng bảng gọi ghi (record) Toán tử LIKE thường sử dụng sau mệnh đề WHERE Tốn tử AND cho phép trả ghi có cột liệu phải thỏa mãn đồng thời hai nhiều điều kiện - Thành phần sau mệnh đề WHERE điều kiện tìm kiếm 17 - Mệnh đề FROM: Mệnh đề FROM câu lệnh SELECT cho phép bảng, view bảng kết nối với sử dụng câu lệnh SELECT 18 - Mệnh đề ORDER BY: Cho phép xếp kết truy vấn theo cột Để xếp kết hiển thị theo thứ tự Alphabet (sắp xếp tăng - dần) ta dùng ASC ( Ascending) Để xếp kết hiển thị theo xếp giảm dần dùng DESC (Descending) 19 - Mệnh đề GROUP BY (Hàm nhóm): Nhóm hàm liệu có giá trị giống vào thành nhóm - Các tính tốn tính tốn nhóm - Chú ý: Hàm nhóm tổ hợp liệu từ nhiều cột khác nhau, từ nhiều hàng khác Có thể áp dụng cột bảng cột tính tốn 20 - Mệnh đề SELECT: Khi truy vấn nhiều bảng phải có kết nối bảng, g ồm ki ểu - kết nối kết nối kết nối ngồi Kết nối : Mệnh đề where trường bảng cần - kết nối phải Kết nối ngồi : Sử dụng từ khóa Left/Right Outer Join mệnh đề FROM - Left Outer Join: phép kết nối ngoại, tồn dòng bảng bên trái phép kết nối trả về, liệu từ - dòng tương ứng bảng bên phải chả Right Outer Join: phép kết nối ngoại, tồn dòng bảng bên phải phép kết nối trả về, liệu t - dòng tương ứng bảng bên trái trả Full Outer Join: phép kết nối ngoại, tồn dòng c ả bảng trả Microsofr Access không hỗ trợ kiểu kết nối Chú ý: - Kết câu lệnh SELECT chứa hàng trùng lập Câu lệnh SELECT khơng có mệnh đề WHEREcho phép trả tất - hàng có bảng view Kiểu kết nối OUTER JOIN trả số lượng liệu lớn h ơn kết - nối INNER JOIN Khi thực câu lệnh SELECT có nhiều kết trùng gọi Ta dùng từ khóa DISTINCT dùng kèm theo câu - lệnh SELECT để trả kết phân biệt Một kết nối khơng có mệnh đề WHERE kết nối JOIN cho kết trả tổ hợp tất liệu Chú ý: - Câu lệnh SQL kết thúc dấu chấm phẩy (;) Tên cột bảng phải phân biệt Kết nối trả số ghi lớn kết nối ngồi SAI Từ khóa inner join cho phép trả ghi thỏa mãn điều ki ện: Các ghi có cột kết nối tìm giá trị tương ứng - bảng lại Truy vấn cho phép lấy liệu thỏa mãn điều kiện dùng định nghĩa - Trong Oracle Express , đối tượng cho phép thêm cập nh ập d ữ - liệu vào bảng TRUY VẤN Câu lệnh SQL DROP TABLE dùng để xóa bảng CSDL Câu lệnh SQL cho phép xóa tất ghi bảng KHACH_HANG: DELETE FROM KHACH_HANG 21 - Các hàm truy vấn nhóm gồm: Max: giá trị lớn cột column Min: giá trị nhỏ cột column Count: Hàm đếm số Avg: giá trị trung bình cột column 22 a - Các câu lệnh SQL: Câu lệnh INSERT INTO: Dùng để thêm liệu vào sở liệu Có thể thêm nhiều dòng vào bảng câu lệnh SELECT Cú pháp: INSERT INTO tên bảng VALUES( values1, values2, values3, b  …) Cập nhập liệu bảng: UPDATE Khi sử dụng câu lệnh UPDATE mệnh đề WHERE tr ả  c thông báo lỗi Cú pháp: UPDATE tên bảng SET thiết lập cột cần thiết lập = giá trị [WHERE kiện] Xóa liệu bảng: DELETE Cú pháp: DELETE * TABLE  để xóa tất cột bảng DELETE FROM TABLE  để xóa tất ghi bảng  Câu lệnh DELETE kèm theo sau danh sách tên cột cho phép d - xóa liệu cột liệt kê Câu lệnh ALTER: Cho phép thêm, sửa, xóa cột bảng Cho phép thêm, xóa ràng buộc - Thay đổi kiểu liệu cho cột bảng Thay đổi thuộc tính nhớ cấp cho bảng Ràng buộc Primary Key: Đảm bảo cột quy định khóa bảng khơng phép trùng lặp Alter Table EMPLOYEES Add Constraint EMPLOYEES_PK PRIMARY KEY ( EMPOLOYEE_ID) USING INDEX ; Ràng buộc UNIQUE: quy định tính cho cột khác bảng Một bảng có ràng buộc primary key có nhiều ràng buộc Unique Ví dụ: Ràng buộc UNIQUE để đảm bảo khơng có nhân viên trùng địa mail với nhau: Alter Table EMPLOYEES Add Constraint EMPLOYEES_UNQ_EMAIL UNIQUE (EMAIL) ; CREATE VIEW: CREATE OR REPLACE view SALES_EMPLOYEES as Select … From… where OR REPLACE: thêm vào câu lệnh Create view để thay view có sẵn trùng tên với view cần tạo CREATE INDEX: tạo số cột nhiều cột bảng, cho phép việc tìm kiếm bảng trở nên dễ dàng CREATE INDEX EMPLOYEE_IX_DEPART_ID ON EMPLOYEES (DEPARTMENT_ID) ; DROP TABLE EMPLOYEES CASCADE CONSTRAINTS ; (mệnh đề CASCASE CONSTRAINTS thêm vào để tự động loại bỏ ràng buộc tham chiếu bảng ) 23 Toán tử BETWEEN cho phép giá trị m ột khoảng hai giá trị cận 24 Quyền truy xuất liệu quyền cung cấp s d ụng l ệnh - GRANT REVOKE Lệnh GRANT cung cấp quyền CSDL VD: GRANT select, insert, update ON HR.employees TO HR_Admin ; - Lệnh REVOKE cho phép thu hồi quyền cung c ấp b ởi mệnh đề GRANT VD: REVOKE update ON HR.employees FROM HR_Admin ; 25 Các bất thường cập nhập liệu: gồm bất thường thêm liệu, bất thường cập nhập liệu, bất thường - - xóa liệu Bất thường thêm liệu: Một yêu cầu thêm vào khơng thể thực có phụ thuộc nhân tạo Bất thường xóa liệu: o Hiện tượng bất thường CSDL mát d ữ o liệu không mong muốn, Hiện tượng bất thường CSDL liệu bị xóa o trước thêm vào Hiện tượng bất thường CSDL liệu khơng thể xóa có ràng buộc tham chiếu 26 - Mục đích chuẩn hóa: Loại bỏ bất thường CSDL Chuẩn hóa CSDL ln ln cần thiết tình Chuẩn hóa CSDL thực lược đồ quan hệ 27 - Khái niệm khóa quan hệ: Tiêu chí làm khóa chính: số lượng thuộc tính lựa chọn nh ất - giá trị thay đổi Một khóa ngoại quan hệ chuẩn hóa khóa - quan hệ phần khóa Khi chuẩn hóa quan hệ cách tách thành quan h ệ để đảm bảo tính tồn vẹn liệu phải liên kết hai quan hệ mơi trường chung tạo khóa cho quan hệ m ới 28 - Chuẩn hóa CSDL: Tách bảng lớn thành bảng nhỏ Quá trình tách bảng lớn thành bảng nhỏ để quản lý hiệu qu ả - Khi chuẩn hóa liệu, trường khơng phải tr ường khóa - không phụ thuộc vào Khi vi phạm quy tắc chuẩn hóa, có th ể tạo m ới quan hệ chứa nhóm thuộc tính phụ thuộc - Chuẩn hóa gặp phải bất lợi CPU phải dùng nhiều th ời gian đ ể - thực lệnh truy vấn phức tạp Có dạng chuẩn: NF, NF, 3NF 29 - Dạng chuẩn NF: Thỏa mãn yếu tố: cột hồn tồn độc lập nhau, ngun tố, - khơng tính tốn từ số thuộc tính khác Một quan hệ dạng chuẩn NF khơng chứa nhóm - lặp lại giá trị Chuẩn 1: Đã loại bỏ thuộc tính trùng lặp thu ộc tính đa trị 30 - Dạng chuẩn NF: Khi chuyển từ chuẩn sang chuẩn ta loại bỏ thuộc tính ph ụ - thuộc riêng phần Tất thuộc tính khơng khóa phụ thuộc hàm đầy đ ủ Một quan hệ dạng chuẩn NF dạng chuẩn NF - khơng thuộc tính phụ thuộc vào khóa quan h ệ Một quan hệ dó cột không xác định nội dung c ột khác mà hàm cột khác Quan hệ dạng chuẩn NF 31 - Dạng chuẩn NF: Khi chuyển từ chuẩn NF sang chuẩn NF ta loại bỏ ph ụ thu ộc - bắc cầu vào khóa Nếu quan hệ dạng chuẩn NF không chứa phụ thuộc hàm vào thuộc tính khơng khóa VD: Bảng Nhân viên( MaNV, TenNV, DiaChi, DienThoai) Phụ thuộc hàm MaNV TenNV,DiaChi,DienThoai  32 Quan hệ thuộc dạng chuẩn NF Khử chuẩn: Khi gặp vấn đề hiệu cập nhập phần cứng 33 Mơ hình thực thể - liên kết: o Sơ đồ thực thể liên kết biểu diễn dạng sơ đồ mơ hình o liệu mức khái niệm Mơ hình thực thể liên kết đầu pha thiết kế CSDL m ức o khái niệm Mơ hình thực thể liên kết KHÔNG thể đầu pha thiết o kế CSDL mức vật lý Các thành phần mơ hình thực thể - liên kết thực thể mối quan hệ chúng( liên kết) o thuộc tính Chức mơ hình thực thể liên kết: Cung cấp nhìn logic liệu chưa quan tâm đến cài đặt liệu m ức o vật lý Đặc trưng mơ hình thực thể liên kết: o Tên liên kết danh sách thuộc tính kèm liên k ết o Số phần tử thực thể tham gia vào liên kết ( Bản s ố) o Số thực thể tham gia vào liên kết (Số ngôi) VD: thực thể BAI_GIANG LOP_HOC., số liên kết xuất th ực thể lớp học (0,*) VD: thực thể GIAOVIEN LOP , số liên kết xuất thực thể lớp (1,*) 34 o Thực thể: Trong mơ hình ERD, thực thể cá thể, vật,một nơi, đối tượng, kiện, trí khái niệm o 35 xác định rõ ràng Thực thể biểu diễn hình chữ nhật Thuộc tính: Trong mơ hình ERD, thuộc tính biểu diễn hình Oval 36 Các loại liên kết: o Liên kết 1-1, Liên kết 1-N, Liên kết N-N o o o 37 Liên kết ĐỆ QUY liên kết thực thể với Liên kết YẾU xảy khóa thực thể khơng thuộc khóa thực thể liên kết với Các đặc trưng liên kết mơ hình th ực th ể liên kết: - Tên liên kết danh sách thuộc tính kèm - Số phần tử thực thể tham gia vào liên kết - Số thực thể tham gia vào liên kết Sơ đồ tiến trình CSDL Sơ đồ tiến trình CSDL sơ đồ biểu diễn cách tr ực quan trình tự thực chức di chuyển luồng d ữ li ệu thiết kế mơ hình mức khái niệm 38 Sơ đồ luồng: Các thành phần là: Các bước thực ( hình chữ nhật), định thực ( hình thoi), luồng điều khiển ( mũi tên), điểm bắt đầu, kết thúc( hình chữ nhật đầu tròn) 39 Sơ đồ song song: Các thành phần chính: Các mũi tên, Các thẳng đứng, hình chữ nhật 40 o Sơ đồ phân cấp chức năng: Sơ đồ phân cấp chức đưa nhìn tốt mức độ chi tiết mức cao mức trung bình o Các thành phần chính: - Các hình chữ nhật biểu diễn chức Các dòng liên kết chức theo th ứ tự th ực 41 Sơ đồ luồng liệu: o Sơ đồ luồng liệu sơ đồ tổ hợp tốt cho s đ lu ồng sơ đồ phân cấp chức o Trong sơ đồ luồng liệu, bước tiến trình biểu diễn hình chữ nhật, Các định biểu diễn hình o 42 thoi Các thành phần chính: - Các bước tiến trình biểu diễn hình chữ nhật - Các liệu lưu trữ biểu diễn hình chữ nhật hở - Các thực thể biểu diễn hình vng - Các đường mũi tên biểu diễn luồng liệu Các pha thiết kế CSDL: Bao gồm pha : Thiết kế CSDL mức vật lý, Thiết kế CSDL mức logic, Thiết kế CSDL mức khái niệm 43 - Thiết kế CSDL mức vật lý: Sơ đồ thực thể liên kết đầu pha thiết kế CSDL mức KHÁI - NIỆM Khi thiết kế CSDL mức vật lý, quy tắc nghiệp vụ cài đặt - CSDL cách sử dụng CÁC RÀNG BUỘC Trong mơ hình liệu vật lý, THUỘC TÍNH biểu diễn - CỘT Một BẢNG thể hiển thực thể thiết kế CSDL mức vật lý, - bao gồm tên ,các thuộc tính, thuộc tính khóa Một thực thể phân rã thành bảng gọi SuperTypes - SubTypes Trong mơ hình quan hệ, hàng gọi BỘ , cột gọi THUỘC TÍNH, bảng gọi QUAN HỆ 44 - Thiết kế bảng: Mỗi bảng biểu diễn lại lược đồ quan hệ chuẩn hóa Tên cột bảng phải với bảng Các định nghĩa kiểu liệu cho cột b ảng: o Cho phép ngăn chặn thêm liệu không o Chỉ độ xác miền giá trị có th ể cột o Ngăn chặn thêm kí tự alphabet vào cột o Cho phép giới hạn miền giá trị cột 45 a b c - Các loại ràng buộc: Ràng buộc NOT NULL: ràng buộc khơng để trống Ràng buộc khóa chính: Khóa bảng khóa ngoại bảng khác Khóa bảng khơng cần có ràng buộc NOT NULL Ràng buộc khóa ngoại: Cột khóa ngoại rỗng ( NULL) Khóa ngoại khơng thiết phải có giá trị d - ghi bảng Ràng buộc UNIQUE: Trong bảng có nhiều cột có ràng buộc UNIQUE Ràng buộc UNIQUE khơng bắt buộc thuộc tính ph ải NOT NULL Chú ý: Ràng buộc UNIQUE ràng buộc NOT NULL khác ch ỗ cột chịu ràng buộc UNIQUE nhận giá trị NULL e Ràng buộc CHECK(kiểm tra): Kiểm tra cột cho phép giá trị nhập vào cột phải th ỏa mãn ràng buộc kiểm tra(CHECK) 46 Các bước tạo sơ đồ ERD: B1: Xác định thực thể B2: Tìm tất giao tác, hành động xảy hai hay nhi ều thực thể B3: Phân tích mối quan hệ tự nhiên để xác định số B4: Xác định thuộc tính cho thực thể hay mối liên kết, ki ểu d ữ liệu, miền giá trị, thuộc tính khóa, … B5: Vẽ mơ hình cơng cụ Visio hay UML,… ... Nghĩa Dữ Liệu( DDL), Ngôn ngữ thao tác liệu( DML), Ngôn ngữ truy vấn liệu( DQL), Ngôn ngữ điều khiển liệu( DCL) Thiết kế sở liệu phân thành mức: Mức khái niệm, Mức logic, Mức vật lý a Cơ sở liệu mức... file là: Dữ liệu bị trùng lặp,lưu trữ dời dạc, file không tương thích, bảo mật an tồn liệu * Các đặc trưng quản lý CSDL là: Tránh dư thừa trùng lặp liệu, các liệu chia sẻ tính bảo mật liệu cao... mục khác Tách hay gộp file liệu CSDL Đổi tên file liệu CSDL Di chuyển đối tượng CSDL từ file liệu sang file d ữ liệu khác Thêm đối tượng hay file liệu vào CSDL Độc lập liệu logic : Khả tạo thay