Bài 16. Chuẩn Hóa Lược Đồ Quan Hệ

BÀI 16: CHUẨN HOÁ LƯỢC ĐỒ QUAN HỆ 1/45 NỘI DUNG : Một số khái niệm liên quan Các dạng chuẩn Dạng chuẩn 1 (1NF- Fist normal form) Dạng chuẩn 2 (2NF- Second normal form) Dạng chuẩn 3 (3NF- Third normal form) Dạng chuẩn BCNF (Boyce Codd normal form) Thuật toán tìm dạng chuẩn cao nhất của lược đồ Mối quan hệ giữa các dạng chuẩn 2/45 NỘI DUNG Chi tiết : Một số khái niệm liên quan Các dạng chuẩn Dạng chuẩn 1 (1NF- Fist normal form) Dạng chuẩn 2 (2NF- Second normal form) Dạng chuẩn 3 (3NF- Third normal form) Dạng chuẩn BCNF (Boyce Codd normal form) Thuật toán tìm dạng chuẩn cao nhất của lược đồ Mối quan hệ giữa các dạng chuẩn 3/45 16.1. Một số khái niệm liên quan Chuẩn hóa: Là quá trình tách một lược đồ quan hệ thành một tập các lược đồ con, sao cho quá trình tách là không mất thông tin và các lược đồ con là tối ưu hơn lược đồ ban đầu theo nghĩa: hạn chế dư thừa dữ liệu, thuận lợi cho các quá trình tạo lập, cập nhật và các thao tác tìm kiếm khác. Định nghĩa về thuộc tính khóa: Cho lược đồ quan hệ α=(U, F), thuộc tính A∈U được gọi là thuộc tính khóa nếu như A thuộc một trong các khóa nào đó, ngược lại A được gọi là thuộc tính không khóa. 4/45 16.1. Một số khái niệm liên quan Định nghĩa phụ thuộc hàm đầy đủ: Cho lược đồ quan hệ α=(U, F), X, Y, Y⊆U tập thuộc tính Y được gọi là phụ thuộc hàm đầy đủ vào tập thuộc tính X nếu như Y phụ thuộc hàm vào X nhưng không phụ thuộc hàm vào bất kỳ một tập con thực sự nào của x tức là: - X→ Y ( Y phụ thuộc hàm vào X) - ∀ X’⊂ X thì X’→ Y (mọi tập con thực sự của X đều không thể xác định hàm Y) 5/45 16.1. Một số khái niệm liên quan Định nghĩa phụ thuộc hàm bắc cầu: Cho lược đồ quan hệ α=(U, F), X⊆U, A∈U, thuộc tính A được gọi là phụ thuộc hàm bắc cầu vào tập thuộc tính X nếu như Y ⊆X để: - X → Y - Y → A - Y → X - A ∉ XY Nêú X → Y và Y không phụ thuộc bắc cầu vào X thì Y phụ thuộc hàm trực tiếp vào X 6/45 ∃ NỘI DUNG Chi tiết : Một số khái niệm liên quan Các dạng chuẩn Dạng chuẩn 1 (1NF- Fist normal form) Dạng chuẩn 2 (2NF- Second normal form) Dạng chuẩn 3 (3NF- Third normal form) Dạng chuẩn BCNF (Boyce Codd normal form) Thuật toán tìm dạng chuẩn cao nhất của lược đồ Mối quan hệ giữa các dạng chuẩn 7/45 16.2. Các dạng chUẩn Sự cần thiết chuẩn hóa dữ liệu: • Mục tiêu: là triệt tiêu mức cao nhất khả năng xuất hiện các dị thường thông tin khi thực hiện các phép lưu trữ. • Chẩn hóa: khảo sát danh sách các thuộc tính và áp dụng các tập quy tắc phân tích vào danh sách đó, biến đổi thành nhiều tập nhỏ hơn sao cho: Tối thiểu việc lặp lại. Tránh dị thường thông tin. Xác định và giải quyết được sự không rõ ràng, nhập nhằng trong suy diễn. 8/45 16.2. Các dạng chUẩn Quá trình chuẩn hóa: Là quá trình tách lược đồ quan hệ về một nhóm tương đương các lược đồ quan hệ chiếu sao cho khi kết nối tự nhiên không làm tổn thất thông tin và bảo toàn được các phụ thuộc hàm. Cơ sở chuẩn hóa: Dựa trên các khái niệm về phụ thuộc hàm, phụ thuộc hàm đầy đủ, khóa, các thuộc tính không khóa… 9/45 16.2. Các dạng chUẩn Ví dụ: Lược đồ quan hệ QLCAP( TC#, GTR, MC#, N#, NXS) Trong đó: TC# : Mã tuyến cáp GTR : Giá trị của cáp NSX : Nước sản xuất MC# : Mã cáp N# : Mã nước sản xuất Ngữ nghĩa dữ liệu như sau: Trong một tuyến cáp, giá trị của một loại cáp được xác định duy nhất. Mỗi mã cáp xác định mã nước sản xuất cáp. Mã nước xác định tên nước sản xuất. 10/45 [...]... như lược đồ ở dạng chuẩn 1NF và nếu X→A∈F+ (A∉X) thì X phải là siêu khóa của lược đồ Định ngĩa 2: Cho lược đồ quan hệ α= ( U, F), lược đồ α được gọi là ở dạng chuẩn Boyce Codd, ký hiệu là BCNF, nếu như lược đồ ở dạng chuẩn 1NF và nếu X→A∈F là phụ thuộc hàm không tầm thường (Y⊄ X) thì X phải là siêu khóa của lược đồ 35/45 16.2 .4 dạng chUẩn BCNF (Boyce Codd normal form) Thuật toán kiểm tra lược đồ ở... normal form) Định nghĩa: Cho lược đồ quan hệ α=(U, F), lược đồ α được gọi là ở dạng chuẩn 2( ký hiệu là 2 NF) nếu như lược đồ ở dạng chuẩn 1 NF và các thuộc tình không khóa của α là phụ thuộc đầy đủ vào khóa chính Thuật toán kiểm tra lược đồ có ở dạng chuẩn 2NF hay không? Input: Lược đồ quan hệ α =( U, F) Output: Khẳng định α có đạt dạng chuẩn 2NF hay không 21/45 16.2 .2 dạng chUẩn 2 (2NF-Second normal... liên quan Các dạng chuẩn Dạng chuẩn 1 (1NF- Fist normal form) Dạng chuẩn 2 (2NF- Second normal form) Dạng chuẩn 3 (3NF- Third normal form) Dạng chuẩn BCNF (Boyce Codd normal form) Thuật toán tìm dạng chuẩn cao nhất của lược đồ Mối quan hệ giữa các dạng chuẩn 34/45 16.2 .4 dạng chUẩn BCNF (Boyce Codd normal form) Định nghĩa 1: Cho lược đồ quan hệ α= ( U, F), lược đồ α được gọi là ở dạng chuẩn Boyce Codd,... Fist normal form) Dạng chuẩn 2 (2NF- Second normal form) Dạng chuẩn 3 (3NF- Third normal form) Dạng chuẩn BCNF (Boyce Codd normal form) Thuật toán tìm dạng chuẩn cao nhất của lược đồ Mối quan hệ giữa các dạng chuẩn 26/45 16.2 .3 dạng chUẩn 3 (3NF-THiRD normal form) Định nghĩa 1: Cho lược đồ quan hệ α= ( U, F), lược đồ α được gọi là ở dạng chuẩn 3 ( ký hiệu là 3 NF), nếu như lược đồ ở dạng chuản 2NF và... Một số khái niệm liên quan Các dạng chuẩn Dạng chuẩn 1 (1NF- Fist normal form) Dạng chuẩn 2 (2NF- Second normal form) Dạng chuẩn 3 (3NF- Third normal form) Dạng chuẩn BCNF (Boyce Codd normal form) Thuật toán tìm dạng chuẩn cao nhất của lược đồ Mối quan hệ giữa các dạng chuẩn 13/45 16.2 .1 dạng chUẩn 1 (1NF-fist normal form) Định nghĩa: Một lược đồ quan hệ α=(U, F) được gọi là ở dạng chuẩn một ( 1NF) nếu... tính Khi đó lược đồ α ở dạng chuẩn 3NF khi và chỉ khi mọi phụ thuộc hàm X→A∈ F với A ∉ X đều có : - Hoặc X là siêu khóa - Hoặc A là thuộc tính khóa 28/45 16.2 .3 dạng chUẩn 3 (3NF-THiRD normal form) Thuật toán kiểm tra lược đồ có ở dạng chuẩn 3NF hay không? Từ định nghĩa về dạng chuẩn 3NF trên ta có thuật toán kiểm tra xem một lược đồ có ở dạng chuẩn 3NF hay không như sau: Input: Lược đồ quan hệ α =( U,... chuản 2NF và các thuộc tính không khóa của α là không phụ thuộc hàm bắc cầu vào khóa chính Định nghĩa 2: Cho lược đồ quan hệ α =( U, F), lược đồ α được gọi là ở dạng chuẩn 3, ký hiệu là 3NF, nếu như mọi phụ thuộc hàm X→ A ∈ F+ với A ∉ X thì: - Hoặc X là siêu khóa - Hoặc A là thuộc tính khóa 27/45 16.2 .3 dạng chUẩn 3 (3NF-THiRD normal form) Nhận xét: Lược đồ quan hệ α =( U, F), với F là tập các phụ... Siêu khóa Khóa AB ABCD ABC AB BC Khóa là K=AB và K=BC Ta thấy B⊂ K, B→D, D là thuộc tính không khóa => thuộc tính không khóa không phụ thuộc đầy đủ vào khóa => Q không đạt chuẩn 2NF 24/45 16.2 .2 dạng chUẩn 2 (2NF-Second normal form) Thuật Toán 2: Bước 1: Tìm tất cả các khóa của lược đồ α, từ tất cả các khóa này ta suy ra các thuộc tính không khóa của lược đồ α Ký hiệu tập thuộc tính không khóa này... quan hệ THI thì MONTHI là khóa và trong quan hệ SINHVIEN thì MONTHI và MSSV là khóa Ở quan hệ thứ hai dễ nhận thấy rằng MONTHI, MSSV, DIEM xác định kết quả thi của sinh viên còn MSSV, TEN, TUOI, DCHI xác định đối tượng dự thi 17/45 16.2 .2 dạng chUẩn 2 (2NF-Second normal form) Xét các hiện hành của 2 lược đồ quan hệ THI và SINHVIEN như sau: THI MONTHI GIAOVIEN Toán T.Trợ Lý T.Công Hóa T.Giao 18/45 16.2 .2... chuẩn 1 (1NF- Fist normal form) Dạng chuẩn 2 (2NF- Second normal form) Dạng chuẩn 3 (3NF- Third normal form) Dạng chuẩn BCNF (Boyce Codd normal form) Thuật toán tìm dạng chuẩn cao nhất của lược đồ Mối quan hệ giữa các dạng chuẩn 16/45 16.2 .2 dạng chUẩn 2 (2NF-Second normal form) Trước khi nghiên cứu dạng chuẩn thứ 2, ta xét ví dụ sau đây: Xét CSDL gồm 2 lược đồ quan hệ THI (MONTHI, GIAOVIEN) và SINHVIEN . dạng chuẩn cao nhất của lược đồ Mối quan hệ giữa các dạng chuẩn 3/45 16. 1. Một số khái niệm liên quan Chuẩn hóa: Là quá trình tách một lược đồ quan hệ thành. trong suy diễn. 8/45 16. 2. Các dạng chUẩn Quá trình chuẩn hóa: Là quá trình tách lược đồ quan hệ về một nhóm tương đương các lược đồ quan hệ chiếu sao cho