Công nghệ thiết kế cơ sở dữ liệu quan hệ mức logic và ứng dụng phát triển hệ thống quản lý điểm tại viện đại học mở hà nội

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ CÔNG NGHỆ THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ MỨC LOGIC VÀ ỨNG DỤNG PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG QUẢN LÝ ĐIỂM TẠI VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI ỨNG HỒNG HẢI CHUN NGÀNH: CƠNG NGHÊ THÔNG TIN MÃ SỐ: 60480201 HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS LÊ VĂN PHÙNG HÀ NỘI-2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn i LỜI CẢM ƠN Trong trình thực luận văn tác giả gặp nhiều khó khăn kiến thức liên quan đến mơ hình thiết kế logic sở liệu quan hệ Hôm hoàn thành xong luận văn tốt nghiệp, trước hết tác giả xin chân thành cảm ơn TS Lê Văn Phùng, thầy tận tình hướng dẫn , bảo, giúp đỡ tác giả hồn thành luận văn tốt nghiệp Tiếp theo, tác giả xin cảm ơn thầy cô Khoa Sau Đại Học Khoa Công Nghệ Thông Tin Viện Đại Học Mở Hà Nội giảng dạy, cung cấp kiến thức để tác giả vận dụng q trình thực luận văn tốt nghiệp Và cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, người thân, bạn bè động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện thời gian thực luận văn Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 20 tháng 12 năm2015 Học viên ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ 1.1 Tổng quan sở liệu quan hệ 1.1.1 Khái niệm Cơ sở liệu mơ hình liệu 1.1.2 Khái niệm quan hệ, phụ thuộc hàm, lược đồ quan hệ sơ đồ quan hệ sở liệu quan hệ 1.1.3 Đặc tả thực thể đặc tả mối quan hệ thực thể 1.2 Những vấn đề chung thiết kế sở liệu quan hệ 1.2.1 Vai trò thiết kế sở liệu trình phát triển hệ thống phần mềm 1.2.2 Các dạng chuẩn thuật toán liên quan 10 1.2.3 Khuôn cảnh thiết kế sở liệu mức logic 12 1.2.4 Một số kỹ thuật sử dụng trình thiết kế sở liệu 14 CHƯƠNG CÔNG NGHỆ THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ MỨC LOGIC 2.1 Mơ hình thiết kế logic sở liệu dựa phương pháp “từ điển/chuẩn hóa” 38 2.1.1 Ý tưởng mơ hình 38 2.1.2 Quy trình thiết kế 38 2.2 Mơ hình thiết kế logic sở liệu dựa phương pháp “mơ hình” 47 2.2.1 Ý tưởng mơ hình 47 2.2.2 Quy trình thiết kế 47 2.3 Mơ hình thiết kế logic CSDL dựa phương pháp “Blanpre” 52 2.3.1 Ý tưởng mô hình 52 2.3.2 Quy trình thiết kế 52 2.4 Mơ hình CSDL logic dựa phương pháp “trực giác/chun gia” 58 2.4.1 Ý tưởng mơ hình 58 iii 2.4.2 Quy trình thiết kế 58 CHƯƠNG ÁP DỤNG THỬ NGHIỆM MỘT SỐ MƠ HÌNH THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU MỨC LOGIC CHO BÀI TOÁN PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG QUẢN LÝ ĐIỂM TẠI VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI 3.1 Thực trạng việc quản lý điểm Khoa Công Nghệ Thông Tin - Viện Đại Học Mở Hà Nội 61 3.2 Chọn công nghê thiết kế sở liệu môi trường thử nghiệm 68 3.2.1 Công nghệ thiết kế 68 3.2.2 Môi trường thử nghiệm 68 3.3 Thử nghiệm thiết kế CSDL quản lý điểm lập trình ứng dụng 69 3.3.1 Thiết kế CSDL quản lý điểm theo phương pháp chuyên gia 69 3.3.2 Lập trình khai thác sở liệu 80 3.3.3 Đánh giá kết thử nghiệm 81 KẾT LUẬN 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 iv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng việt BH Bậc học CN Chuyên ngành CSDL Cơ sở liệu DSTGDQP Danh sách thi giáo dục quốc phòng DSTGDTC Danh sách thi giáo dục thể chất DSTHP Danh sách thi học phần DSTNN Danh sách thi ngoại ngữ ĐV Đơn vị GDQP Giáo dục quốc phòng GDTC Giáo dục thể chất HDT Hệ đào tạo HK Học kỳ HP Học phần NCC NDGDTC Nhà cung cấp Nội dung giáo dục thể chất NN Ngoại ngữ QH Quan hệ VL Vật liệu v DANH MUC BẢNG Bảng 1.1 Biểu diễn quan hệ dạng bảng Bảng 1.2 Biểu diễn quan hệ THIẾT BỊ Bảng 1.3 Bảng thuộc tính quan hệ THIẾT BỊ Bảng 1.4 Quan hệ THISINH Bảng 1.5: Quan hệ trình độ ngoại ngữ 10 Bảng 2.1 Danh sách thuộc tính cần quản lý 41 Bảng 2.2 Danh sách thuộc tính cần quản lý 48 Bảng 2.3 Ma trận Blanpre 53 Bảng 2.4 Ma trận Blanpre rút gọn 54 Bảng 2.5 Ma trận phụ thuộc hàm Blanpre 55 Bảng 2.6 Bảng phân tích quan hệ NHAP 59 Bảng 3.1 Bảng phân tích quan hệ THIHOCPHAN 69 Bảng 3.2 Bảng phân tích quan hệ THINGOAINGU 70 Bảng 3.3 Bảng phân tích quan hệ THIGDQP 72 Bảng 3.4 Bảng phân tích quan hệ THIGDTC 73 vi DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Đặc tả mối quan hệ DONGHOADON Hình 1.2 Đặc tả mối quan hệ 1-1 Hình 1.3 Đặc tả mối quan hệ 1-N Hình 1.4 Đặc tả mối quan hệ N-N Hình 1.5 Phân lớp dạng chuẩn 11 Hình 1.6 Sơ đồ khn cảnh chung bước thiết kế CSDL logic 13 Hình 1.7 Mơ hình khái niệm liệu hệ quản lý kho 18 Hình 1.8 Mơ hình khái niệm liệu hệ quản lý kho 19 Hình 1.9 Mơ hình khái niệm liệu 21 Hình 1.10 Mơ hình khái niệm liệu 22 Hình 1.11 Sơ đồ E-R tương ứng với hệ lược đồ quan hệ chuẩn hố đến 3NF 32 Hình 1.12 Vẽ sơ đồ E-R 36 Hình 2.1 Sơ đồ E-R tốn xuất nhập vật tư kho 46 Hình 2.2 Mơ hình khái niệm liệu 51 Hình 2.3 Mơ hình khái niệm liệu tốn đặt giao hàng 57 Hình 2.4 Mối quan hệ bậc dựa PHIEUNHAPKHO 59 Hình 2.5 Đặc tả mối quan hệ 60 Hình 2.6 Mơ hình khái niệm liệu 60 Hình 3.1 Sơ đồ quan hệ THIHOCPHAN 69 Hình 3.2 Chính xác hóa sơ đồ quan hệ THIHOCPHAN 70 Hình 3.3 Sơ đồ quan hệ THINGOAINGU 71 Hình 3.4 Chính xác hóa sơ đồ quan hệ THINGOAINGU 71 Hình 3.5 Sơ đồ quan hệ THIGDQP 72 Hình 3.6 Chính xác hóa sơ đồ quan hệ THIGDQP 73 Hình 3.7 Sơ đồ quan hệ THIGDTC 74 Hình 3.8 Chính xác hóa sơ đồ quan hệ THIGDTC 74 Hình 3.9 Tách quan hệ sở hữu 75 Hình 3.10 Mơ hình khái niệm liệu 76 vii Hình 11 Sơ đồ E-R 79 Hình 3.12 Giao diện danh sách sinh viên 80 Hình 3.13 Giao diện hệ thống danh mục 80 Hình 3.14 Giao diện bảng điểm học phần 80 Hình 3.15 Giao diện xuất báo cáo bảng điểm 81 viii MỞ ĐẦU Hiện việc quản lý thông tin đối tượng cần quan tâm cách khoa học đòi hỏi cấp thiết Việc xây dựng hệ thống thông tin quản lý dựa máy tính phát triển rộng rãi nhiều lĩnh vực kinh tế xã hội nói chung, lĩnh vực giáo dục nói riêng Một vấn đề quan trọng q trình phát triển hệ thống thơng tin xây dựng hạt nhân sở liệu (CSDL) cho phép toán xử lý chúng có hiệu cao Mục đích việc tổ chức sở liệu nhằm mục đích giảm bớt dư thừa liệu lưu trữ, tránh không quán lưu trữ liệu bảo đảm tính tồn vẹn liệu Mặt khác, nhờ việc tổ chức lưu trữ liệu cách khoa học, triển khai đồng thời nhiều ứng dụng CSDL, thống tiêu chuẩn, thủ tục biện pháp bảo vệ, an toàn liệu Mục tiêu cần đạt người sử dụng thao tác sở liệu không làm thay đổi cấu trúc lưu trữ liệu chiến lược truy nhập tới hệ sở liệu Dữ liệu biểu diễn, mô tả cách Cấu trúc lưu trữ liệu hệ chương trình ứng dụng hệ CSDL hồn tồn độc lập với nhau, không phụ thuộc lẫn Việc quản lý điểm cho sinh viên khoa Công nghệ thông tin - Viện đại học Mở Hà Nội chủ yếu thực phương pháp công cụ đơn giản số sách, tập tin dạng văn Word, Excel Vì vậy, việc quản lý gặp nhiều khó khăn Nhu cầu sử dụng hệ thống Quản lý điểm Viện Đại học Mở Hà Nội cần thiết cấp bách Hệ thống phải khắc phục số tồn theo kiểu quản lý truyền thống Vì vậy, đề tài: “Công nghệ thiết kế sở liệu quan hệ mức logic ứng dụng phát triển hệ thống quản lý điểm Viện Đại Học Mở Hà Nội” hình thành với hy vọng đáp ứng yêu cầu Phần mềm quản lý điểm bước đầu đáp ứng yêu cầu hoàn thiện phục vụ tốt cho hoạt động quản lý điểm khoa Công nghệ thông tin sau mở rộng quản lý điểm Viện đại học Mở Hà Nội Chính xác hóa sơ đồ quan hệ THIHOCPHAN : Do: mã sv -> mã hệ đào tạo, mã lớp, mã bậc học, mã ngành nên xác hóa sơ đồ quan hệ cách tách khỏi quan hệ THIHOCPHAN quan hệ sở hữu: Hình 3.2 Chính xác hóa sơ đồ quan hệ THIHOCPHAN 2.Bảng phân tích quan hệ THINGOAINGU Bảng 3.2 Bảng phân tích quan hệ THINGOAINGU Câu hỏi cho động từ “NHẬP” Thi Bậc nào? Thi gì? Ngành gì? Hệ đào tạo gì? Ai thi? Lớp thi? Khi thi ? Thi đâu ? Hồ sơ lưu kết thi? điểm Thành phần? điểm Thành phần? điểm Thành phần? điểm Thành phần? Trả lời Thực thể Thuộc tính BẬC HỌC NGOAI NGỮ NGÀNH HỌC HỆ ĐÀO TẠO SINH VIÊN LỚP Ngày thi Phòng thi Mã danh sách Điểm nghe Điểm nói Điểm đọc Điểm viết 70 Sơ đồ quan hệ THINGOAINGU Hình 3.3 Sơ đồ quan hệ THINGOAINGU Chính xác hóa sơ đồ quan hệ THINGOAINGU Do mã sv -> mã hệ đào tạo, mã lớp, mã bậc học, mã ngành nên xác hóa sơ đồ quan hệ cách tách khỏi THICHUANTIENGANH quan hệ sở hữu: Hình 3.4 Chính xác hóa sơ đồ quan hệ THINGOAINGU 71 quan hệ 3.Bảng phân tích quan hệ THIGDQP Bảng 3.3 Bảng phân tích quan hệ THIGDQP Câu hỏi cho động từ “NHẬP” Thi Bậc nào? Thi gì? Ngành gì? Hệ đào tạo gì? Ai thi? Lớp thi? Khi thi ? Thi đâu ? Hồ sơ lưu kết thi? điểm Thành phần? điểm Thành phần? điểm Thành phần? Trả lời Thực thể Thuộc tính BẬC HỌC GDQP NGÀNH HỌC HỆ ĐÀO TẠO SINH VIÊN LỚP Ngày thi Phòng thi Mã danh sách Điểm HP1 Điểm HP2 Điểm HP3 Sơ đồ quan hệ THIGDQP Hình 3.5 Sơ đồ quan hệ THIGDQP Chính xác hóa sơ đồ quan hệ THIGDQP Do mã sv -> mã hệ đào tạo, mã lớp, mã bậc học, mã ngành 72 nên xác hóa sơ đồ quan hệ cách tách khỏi quan hệ THIGDQP quan hệ sở hữu: Hình 3.6 Chính xác hóa sơ đồ quan hệ THIGDQP 4.Bảng phân tích quan hệ THIGDTC Bảng 3.4 Bảng phân tích quan hệ THIGDTC Câu hỏi cho động từ “NHẬP” Trả lời Thực thể Thi Bậc nào? Thi gì? Nội dung gì? Ngành gì? Hệ đào tạo gì? Ai thi? Lớp thi? Khi thi ? Thi đâu ? Hồ sơ lưu kết thi? điểm? điểm? BẬC HỌC GDTC NDGDTC NGÀNH HỌC HỆ ĐÀO TẠO SINH VIÊN LỚP Thuộc tính Ngày thi Phịng thi Mã danh sách Điểm số Điểm chữ 73 Sơ đồ quan hệ THIGDTC Hình 3.7 Sơ đồ quan hệ THIGDTC Chính xác hóa sơ đồ quan hệ THIGDTC Do mã sv -> mã hệ đào tạo, mã lớp, mã bậc học, mã ngành nên xác hóa sơ đồ quan hệ cách tách khỏi quan hệ THIGDTC quan hệ sở hữu: Hình 3.8 Chính xác hóa sơ đồ quan hệ THIGDTC 74 Tiếp tục tách quan hệ sở hữu: Hình 3.9 Tách quan hệ sở hữu 75 Kết quả, ta có mơ hình khái niệm liệu: Hình 3.10 Mơ hình khái niệm liệu 76 Chuyển mơ hình khái niệm liệu sang lược đồ quan hệ: 1.BẬC HOC (mã bậc, tên bậc) 2.Hệ ĐÀO TẠO(mã hệ, tên hệ) 3.NGÀNHHOC(mã ngành, tên ngành) 4.HỌC PHẦN(maHP, tên HP, số ĐVHT) 5.HỌC KỲ(IDhocky) 6.NĂMHOC(IDnăm) 7.NGOAINGU(mã NN, tên NN) 8.GDQP(maGDQP, tênGDQP) 9.GDTC(maGDTC, tênGDTC) 10.NDGDTC(maNDGQTC, tên NDGDTC) 11.LOP(malop,tenlop, mã bậc ,manganh,mahe) 12.SINHVIEN(masv, tensv, gioi, ngaysinh,malop) 13.THIHP(masv, maHP, Idhocky, Idnam, ngaythi, phongthi, maDSHP, diemcc, diemkt,diemthi, giaovu) 14.THINN(masv,maNN, ngaythi, phongthi, maDSNN, diemnghe, diemviet, diemnoi, diemdoc) 15.THIGDQP(masv, maGDQP, maDSQP, ngaythi, diemHP1,diemHP2,diemHP3) 16.THNDGDTC(masv, maNDGDTC, diemNDGDTC) 77 maDSNDGDTC, ngaythi, Chuẩn hóa hệ lược đồ quan hệ đến 3NF ta có: 1.BẬC HOC (mã bậc, tên bậc) 2.Hệ ĐÀO TẠO(mã hệ, tên hệ) 3.NGÀNHHOC(mã ngành, tên ngành) 4.HỌC PHẦN(maHP, tên HP, số ĐVHT) 5.HỌC KỲ(IDhocky) 6.NĂMHOC(IDnăm) 7.NGOAINGU(mã NN, tên NN) 8.GDQP(maGDQP, tênGDQP) 9.GDTC(maGDTC, tênGDTC) 10.NDGDTC(maNDGQTC, tên NDGDTC) 11.LOPCN(malop,tenlop, mã bậc ,ma nganh,ma he) 12.SINHVIEN(masv, tensv, gioi, ngaysinh, malop) 13.THIHP(masv, maDSHP, diemcc, diemkt,diemthi) 14.THINN(masv, maDSNN, diemnghe, diemviet, diemnoi, diemdoc) 15.THIGDQP(masv, maDSGDQP, diemHP1,diemHP2,diemHP3) 16.THNDGDTC(masv, maDSNDGDTC, diemNDGDTC) 17.DSTHIHP(maDSHP, maHP, Idhocky, Idnam, ngaythi, phongthi, giaovu) 18.DSTHINN(maDSNN, maNN, ngaythi, phongthi) 19.DSTHIGDQP(, maDSGDQP, maGDQP, ngaythi) 20.DSTHINFGDTC(maDSNDGDTC, maNDGDTC, ngaythi) 78 Sơ đồ E-R Hình 11 Sơ đồ E-R 79 3.3.2 Lậpp trình khai thác c sở liệu Phầnn trình bày kkết thử nghiệm khai thác sở liệuu vvừa thiết kế để tạo bảng điểm chi học sinh theo mẫu trang 67 Giao diện củaa chươ chương trình Hình 3.12 Giao diện danh sách sinh viên Hình 3.13 Giao diện di hệ thống danh mục Hình 3.14 3.1 Giao diện bảng điểm học phần 80 Hình 3.15 Giao diện xuất báo cáo bảng điểm 3.3.3 Đánh giá kết thử nghiệm Cơ sở liệu thiết kế dựa phương pháp “trực giác/chuyên gia” tỏ thích hợp với việc phân tích phát triển hệ thống thơng tin quản lý điểm Phương pháp đơn giản, thuận tiện, tốn thời gian bảo đảm tính xác tạo mơ hình cách thực tế 81 KẾT LUẬN Thiết kế sở liệu liệt kê định nghĩa xác liệu có liên quan đến chức năng, hoạt động tổ chức, sau nhóm chúng lại thành thực thể quan hệ thực thể dùng số qui ước định trước để trình bày dạng mơ hình liệu Để thiết kế liệu, ta sử dụng nhiều phương pháp Và với luận văn tôi, tổng hợp số phương pháp thiết kế sở liệu : phương pháp từ điển/chuẩn hóa, phương pháp mơ hình, phương pháp Blanpre, phương pháp từ điển trực giác/chuyên gia áp dụng thử nghiệm thành công công nghệ thiết kế sở liệu logic cho toán phát triển hệ thống quản lý điểm Viện Đại Học Mở Hà Nội Nhưng phần mềm quản lý điểm thực đáp ứng yêu cầu phục vụ tốt cho hoạt động quản lý điểm Khoa Công nghệ thông tin – Viện Đại Học Mở Hà Nội Hướng phát triển đề tài xây dựng hoàn chỉnh hệ thống quản lý điểm Viện Đại Học Mở Hà Nội 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO A.Tiếng Việt [1] Nguyễn Kim Anh (2004) Nguyên lý hệ sở liệu Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội [2] Đề án 112 (2004) Giáo trình phân tích, thiết kế xây dựng hệ thống sở liệu Hà Nội [3] Hồ Sĩ Khoa (1990) Các phương pháp xây dựng mơ hình khái niệm liệu Đại học Pari, Pháp [4] Lê Văn Phùng (2010) Cơ sở liệu quan hệ cơng nghệ phân tích thiết kế NXB Thông tin truyền thông [5] Lê Văn Phùng (2009) Kỹ thuật phân tích thiết kế hệ thống thông tin hướng cấu trúc Nhà xuất thông tin truyền thông [6] Trần Đức Quang (2002) Quản trị sở liệu Nhà xuất Xây dựng [7] Vũ Đức Thi (1997) Cơ sở liệu -Kiến thức thực hành NXB Thống kê [8] Đỗ Trung Tuấn (1998) Database NXB Giáo dục [9] Đinh Mạnh Tường (2000) Cấu trúc liệu thuật toán Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [10] Nguyễn Bá Tường (2001) Cơ sở liệu – Lý thuyết- thực hành Nhà xuất khoa học kỹ thuật [11] Nguyễn Đăng Tỵ, Đỗ Phúc (2003) Giáo trình sở liệu Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh [12] Lê Tiến Vương (1997) Nhập môn sở liệu quan hệ Nhà xuất Khoa học kỹ thuật B Tiếng Anh [13] Beeri C Dowd M., Fagin R (1984) On the structure of Armstrong relation for Functional Dependencies J.ACM 31,1 83 [14] Jeffrey D Ullman (1998) Principles of Database and Knowledge base Systems, 1988-1989 Biên dịch: Trần Đức Quang Nhà xuất Thống kê [15] Peter Rob, Carlos Coronel (1993) Database System Wadsworth Publishing company [16] Hector Garcia-Molina., Jeffrey D Ullman., Jennifer Widom., Jennifer D Widom(2008) Database Systems, The Complete Book [17] Ramez Elmasri., Shamkant Navathe(2010) Fundamentals of Database Systems, 6/E C Internet http://en.wikipedia.org/wiki/Database_design http://publib.boulder.ibm.com/infocenter/dzichelp/v2r2/index.jsp?topic=%2F com.ibm.db2z10.doc.intro%2Fsrc%2Ftpc%2Fdb2z_logicaldbdesignentityrel ationshp.htm http://www.ou.edu/class/aschwarz/Database/chap6.pptys http://technet.microsoft.com/en-us/library/cc505835.aspx http://www.slideshare.net/tuoitrecomvn/slide-6-23740923 84 ... HÌNH THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU MỨC LOGIC CHO BÀI TOÁN PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG QUẢN LÝ ĐIỂM TẠI VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI 3.1 Thực trạng việc quản lý điểm Khoa Công Nghệ Thông Tin - Viện Đại Học Mở Hà Nội. .. quản lý điểm khoa Cơng nghệ thơng tin sau mở rộng quản lý điểm Viện đại học Mở Hà Nội Chương TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ 1.1 Tổng quan sở liệu quan hệ 1.1.1 Khái niệm Cơ sở liệu. .. sử dụng hệ thống Quản lý điểm Viện Đại học Mở Hà Nội cần thiết cấp bách Hệ thống phải khắc phục số tồn theo kiểu quản lý truyền thống Vì vậy, đề tài: “Cơng nghệ thiết kế sở liệu quan hệ mức logic