Bai 16 Chuan Hoa Luoc Do Quan He

Bước 2: Sử dụng thuật toán kiểm tra lược đồ ở dạng chuẩn BCNF, nếu lược đồ ở dạng BCNF thì dừng thuật toán và kết luận dạng chuẩn cao nhất của lược đồ là BCNF, ngược lại thì chuyển qu[r]

(1)

BÀI 16:

CHUẨN HOÁ LƯỢC ĐỒ QUAN HỆ

(2)

NỘI DUNG :

Một số khái niệm liên quan Các dạng chuẩn

Dạng chuẩn (1NF- Fist normal form)

Dạng chuẩn (2NF- Second normal form) Dạng chuẩn (3NF- Third normal form)

(3)

NỘI DUNG CHI TIẾT :

(4)

16.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM LIÊN QUAN

Chuẩn hóa:

Là trình tách lược đồ quan hệ thành tập lược đồ con, cho q trình tách khơng thơng tin và lược đồ tối ưu lược đồ ban đầu theo nghĩa: hạn chế dư thừa liệu, thuận lợi cho trình tạo lập, cập nhật thao tác tìm kiếm khác

Định nghĩa thuộc tính khóa:

Cho lược đồ quan hệ α=(U, F), thuộc tính AU gọi

thuộc tính khóa A thuộc khóa đó, ngược lại A gọi thuộc tính khơng khóa.

(5)

Định nghĩa phụ thuộc hàm đầy đủ:

Cho lược đồ quan hệ α=(U, F), X, Y, YU tập thuộc

tính Y gọi phụ thuộc hàm đầy đủ vào tập thuộc tính X Y phụ thuộc hàm vào X không phụ thuộc hàm vào tập thực x tức là:

- X→ Y ( Y phụ thuộc hàm vào X)

-  X’ X X’→ Y (mọi tập thực X đều

(6)

Định nghĩa phụ thuộc hàm bắc cầu:

Cho lược đồ quan hệ α=(U, F), XU, AU, thuộc tính

A gọi phụ thuộc hàm bắc cầu vào tập thuộc tính X Y X để:

- X → Y - Y → A - Y → X

- A  XY

Nêú X → Y Y không phụ thuộc bắc cầu vào X Y phụ thuộc hàm trực tiếp vào X

(7)

Một số khái niệm liên quan

Các dạng chuẩn

(8)

16.2 CÁC DẠNG CHUẨN Sự cần thiết chuẩn hóa liệu:

• Mục tiêu: triệt tiêu mức cao khả xuất dị thường

thông tin thực phép lưu trữ.

• Chẩn hóa: khảo sát danh sách thuộc tính áp dụng tập quy tắc

phân tích vào danh sách đó, biến đổi thành nhiều tập nhỏ cho: Tối thiểu việc lặp lại.

Tránh dị thường thông tin.

(9)

16.2 CÁC DẠNG CHUẨN

Q trình chuẩn hóa:

Là q trình tách lược đồ quan hệ nhóm tương

đương lược đồ quan hệ chiếu cho kết nối tự nhiên không làm tổn thất thơng tin bảo tồn phụ thuộc hàm.

Cơ sở chuẩn hóa:

(10)

Ví dụ:

Lược đồ quan hệ QLCAP( TC#, GTR, MC#, N#, NXS)

Trong đó: TC# : Mã tuyến cáp GTR : Giá trị cáp NSX : Nước sản xuất MC# : Mã cáp

N# : Mã nước sản xuất Ngữ nghĩa liệu sau:

Trong tuyến cáp, giá trị loại cáp xác định duy nhất.

(11)

Hình 16.1: Sơ đồ phụ thuộc hàm lược đồ quan hệ QLCAP

GTR GTR

MC# MC# TC# TC#

NSX NSX

N# N#

(12)

TC# GTR MC# N# NSX

T01 200 C01 HAQ Hàn Quốc T01 250 C02 HAQ Hàn Quốc T01 220 C03 VTC Việt Nam T02 500 C01 HAQ Hàn Quốc T02 400 C04 JAN Nhật Bản

T03 100 C05 RUS Nga

T04 400 C06 CHN Trung Quốc T04 450 C03 VTN Việt Nam

(13)

(14)

16.2.1 DẠNG CHUẨN 1

(1NF-FIST NORMAL FORM)

Định nghĩa:

Một lược đồ quan hệ α=(U, F) gọi dạng chuẩn ( 1NF) nếu tất miền giá trị thuộc tính R nguyên tố (không thể phân chia được)

Ví dụ:

(15)

16.2.1 DẠNG CHUẨN 1

(1NF-FIST NORMAL FORM)

Ví dụ:

Bảng 16.2: Một ví dụ quan hệ khơng 1NF.

S# PRO

P# QTY

S1 100

200

300

S2 100

200

S3 300

(16)

Dạng chuẩn (2NF- Second normal form)

Dạng chuẩn (3NF- Third normal form)

(17)

16.2.2 DẠNG CHUẨN 2

(2NF-SECOND NORMAL FORM)

Trước nghiên cứu dạng chuẩn thứ 2, ta xét ví dụ sau đây: Xét CSDL gồm lược đồ quan hệ THI (MONTHI,

GIAOVIEN) SINHVIEN ( MONTHI, MSSV, TEN,

TUOI, DCHI, DIEM) phản ánh thông tin kết thi một đơn vị Trong quan hệ THI MONTHI khóa quan hệ SINHVIEN MONTHI MSSV khóa Ở quan hệ thứ hai dễ nhận thấy MONTHI, MSSV,

(18)

16.2.2 DẠNG CHUẨN 2

Xét hành lược đồ quan hệ THI SINHVIEN như sau:

THI

MONTHI GIAOVIEN

Toán T.Trợ

Lý T.Công

(19)

16.2.2 DẠNG CHUẨN 2

(2NF-SECOND NORMAL FORM) SINHVIEN

MONTHI MSSV TEN TUOI DCHI DIEM

Toán 11 Lan 20 HN 8.0

Toán 12 Hue 21 HY 7.5

Hóa 11 Lan 20 HN 7.0

Hóa 12 Hue 21 HY 6.0

Lý 11 Lan 20 HN 5.0

(20)

16.2.2 DẠNG CHUẨN 2

Trong trình cập nhật, truy suất liệu xuất vấn đề sau:

 Dư thừa liệu  Phép thay đổi  Phép chèn

(21)

16.2.2 DẠNG CHUẨN 2

(2NF-SECOND NORMAL FORM) Định nghĩa:

Cho lược đồ quan hệ α=(U, F), lược đồ α gọi dạng chuẩn 2( ký hiệu NF) lược đồ dạng chuẩn NF thuộc tình khơng khóa α phụ thuộc đầy đủ vào khóa chính.

Thuật tốn kiểm tra lược đồ có dạng chuẩn 2NF hay không?

Input: Lược đồ quan hệ α =( U, F)

(22)

16.2.2 DẠNG CHUẨN 2

(2NF-SECOND NORMAL FORM) Thuật toán 1:

Thuật toán kiểm tra dạng chuẩn 2NF

Vào: Lược đồ quan hệ Q, tập phụ thuộc hàm F

Ra: Khẳng định Q cóa đạt dạng chuẩn 2NF hay khơng Bước 1: Tìm tất khóa Q

Bước 2: Với tất khóa K, tìm bao đóng tất tập thật S K.

Bước 3: Nếu có bao đóng S+ chứa thuộc tính khơng khóa

(23)

16.2.2 DẠNG CHUẨN 2

Ví dụ:

Cho lược đồ quan hệ Q(A, B, C, D) tập phụ thuộc hàm:

F={AB→C, B→D, BC→A } Hỏi Q có đạt chuẩn 2NF hay không? Giải:

I =Q \  ( Ri -Li )=ABCD \ (CDA)=B I Q

N={ ( Ri -Li ) cho Li I }=D

N’=(I N)+ \ I =(BD)+ \ B = D (N’ N )

N’’= Ri -  Li =ACD \ ABC=D

N=NN’N’’=D

B=Q \ N \ I=ABCD \ D \ B=AC

(24)

16.2.2 DẠNG CHUẨN 2

(2NF-SECOND NORMAL FORM) I ={ B}, B={AC}

Khóa K =AB K =BC Ta thấy B   K , B→D, D thuộc 

tính khơng khóa => thuộc tính khơng khóa khơng phụ thuộc đầy đủ vào khóa

=> Q khơng đạt chuẩn 2NF.

X (I  X ) (I  X ) + Siêu khóa Khóa

B BD

A AB ABCD AB AB

C BC ABCD ABCD BC

(25)

16.2.2 DẠNG CHUẨN 2

(2NF-SECOND NORMAL FORM) Thuật Toán 2:

Bước 1: Tìm tất khóa lược đồ α, từ tất khóa này ta suy thuộc tính khơng khóa lược đồ α Ký hiệu tập thuộc tính khơng khóa NK.

Bước 2: Với khóa Ki, ký hiệu họ tập thực

của Ki là{ S1, S2, …, Ski }, ký hiệu Q={ Q1, Q2, …, Qn } họ tất tập thực khóa Ki.

Bước 3: Tìm bao đóng Q+ ={ Q1+,Q2+, …, Qn+ }

Bước 4: Nếu Q+  NK= với i=1…n lược đồ α dạng

chuẩn 2NF ngược lại tồn Q+  NK lược đồ α không

(26)

Dạng chuẩn (2NF- Second normal form)

Dạng chuẩn (3NF- Third normal form)

(27)

16.2.3 DẠNG CHUẨN 3

(3NF-THIRD NORMAL FORM) Định nghĩa 1:

Cho lược đồ quan hệ α= ( U, F), lược đồ α gọi dạng chuẩn ( ký hiệu NF), lược đồ dạng

chuản 2NF thuộc tính khơng khóa α khơng phụ thuộc hàm bắc cầu vào khóa chính.

Định nghĩa 2:

Cho lược đồ quan hệ α =( U, F), lược đồ α gọi dạng chuẩn 3, ký hiệu 3NF, phụ thuộc hàm X→ A  F+ với A  X thì:

- Hoặc X siêu khóa.

(28)

16.2.3 DẠNG CHUẨN 3

(3NF-THIRD NORMAL FORM)

Nhận xét:

Lược đồ quan hệ α =( U, F), với F tập phụ thuộc hàm có vế phải gồm thuộc tính Khi lược đồ α dạng chuẩn 3NF phụ thuộc hàm X→A F với

A  X có :

- Hoặc X siêu khóa.

(29)

16.2.3 DẠNG CHUẨN 3

Thuật tốn kiểm tra lược đồ có dạng chuẩn 3NF hay không?

Từ định nghĩa dạng chuẩn 3NF ta có thuật tốn kiểm tra xem lược đồ có dạng chuẩn 3NF hay không như sau:

(30)

16.2.3 DẠNG CHUẨN 3

(3NF-THIRD NORMAL FORM) Thuật toán 1:

Thuật toán kiểm tra dạng chuẩn BCNF

Ra: Khẳng định Q có đạt dạng chuẩn 3NF hay khơng Bước 1: Tìm tất khóa Q.

Bước 2: Từ F tạo tập phụ thuộc hàm tương đương FItt có vế

phải thuộc tính.

Bước 3: Nếu phụ thuộc hàm X→ A FItt với A  X

(31)

16.2.3 DẠNG CHUẨN 3

(3NF-THIRD NORMAL FORM) Ví dụ:

Cho lược đồ quan hệ Q(A, B, C, D) F={ AB→C; D→B; C→ABD } Hỏi lược đồ có dạng chuẩn 3NF?

Giải:

I =Q \  ( Ri -Li )=ABCD \ ABCD=  , I Q

N={ ( Ri -Li ) cho Li I }= 

N’=(I N)+ \ I =  (N’ N )

N’’= Ri -  Li =ABCD \ ABCD=  N=NN’N’’= 

B=Q \ N \ I=ABCD \  \ =ABCD

(32)

16.2.3 DẠNG CHUẨN 3

K1= { AB };K2= { AD };

K3= { C } khóa

=> phụ thuộc hàm

X→AF có A

thuộc tính khóa

Vậy Q đạt chuẩn 3NF.

A A A

B B B

C C ABCD C C

D D BD

AB AB ABCD AB AB AC AC ABCD AC

AD AD ABCD AD AD BC BC ABCD BC

BD BD BD

(33)

16.2.3 DẠNG CHUẨN 3

Thuật tốn 2:

Bước 1: Tìm tất khóa lược đồ α.

Bước 2: Từ F tìm tập phụ thuộc hàm tương đương F’, mà vế phải phụ thuộc hàm F’ có thuộc tính. Bước 3: Nếu phụ thuộc hàm X→AF’ với AX có

(34)

Dạng chuẩn BCNF (Boyce Codd normal form)

(35)

16.2.4 DẠNG CHUẨN BCNF

(BOYCE CODD NORMAL FORM)

Định nghĩa 1:

Cho lược đồ quan hệ α= ( U, F), lược đồ α gọi

dạng chuẩn Boyce Codd, ký hiệu BCNF, lược đồ ở dạng chuẩn 1NF X→AF+ (AX) X phải siêu khóa lược đồ.

Định ngĩa 2:

Cho lược đồ quan hệ α= ( U, F), lược đồ α gọi

dạng chuẩn Boyce Codd, ký hiệu BCNF, lược đồ ở dạng chuẩn 1NF X→AFlà phụ thuộc hàm không

(36)

Thuật toán kiểm tra lược đồ dạng chuẩn BCNF hay không?

Từ định nghĩa dạng chuẩn BCNF ta có thuật tốn

kiểm tra xem lược đồ có dạng chuẩn BCNF hay không như sau:

(37)

Thuật toán 1:

Thuật toán kiểm tra dạng chuẩn BCNF

Ra: Khẳng định Q có đạt dạng chuẩn 3NF hay khơng Bước 1: Tìm tất khóa Q.

Bước 2: Từ F tạo tập phụ thuộc hàm tương đương FItt có vế phải thuộc tính.

(38)

(BOYCE CODD NORMAL FORM) Ví dụ:

Q (A, B, C, D, E, I) F={ACD→EBI; CE→AD } Hỏi Q có đạt chuẩn BCNF hay không?

Giải:

I =Q \  ( Ri -Li )=ABCDEI \ (EBIAD)=C => I Q

N={ ( Ri -Li ) cho Li I } = 

N’=(I N)+ \ I =  (N’ N )

N’’= Ri -  Li =ABDEI \ ACDE=BI N=NN’N’’=BI

B=Q \ N’ \ I=ABCDEI \ BI \ C=ADE

(39)

F =FItt={ ACD→E, ACD→B, ACD→I, CE→A, CE→D} Mọi phụ thuộc hàm FItt có vế trái siêu khóa

C C

A AC AC

D CD CD

E CE ABCDEI CE CE

AD ACD ABCDEI ACD ACD

AE ACE ABCDEI ACE

DE CDE ABCDEI CDE

(40)

Thuật tán 2:

(41)

Dạng chuẩn BCNF (Boyce Codd normal form) Thuật tốn tìm dạng chuẩn cao lược đồ

(42)

16.2 THUẬT TỐN TÌM DẠNG CHUẨN CAO NHẤT CỦA LƯỢC ĐỒ

Cho lược đồ quan hệ α =( U, F), tìm dạng chuẩn cao của lược đồ α.

Input: Lược đồ quan hệ α =( U, F) ( ta giả thiết lược đồ α chuẩn hóa, tức dạng chuẩn 1). Output: Dạng chuẩn cao lược đồ α.

Thuật tốn:

Bước 1: Tìm tất khóa lược đồ α.

(43)

16.2 THUẬT TỐN TÌM DẠNG CHUẨN CAO NHẤT CỦA LƯỢC ĐỒ

Thuật toán:

Bước 3: Sử dụng thuật toán kiểm tra lược đồ dạng chuẩn 3NF, lược đồ dạng 3NF dừng thuật toán kết luận dạng chuẩn cao lược đồ 3NF, ngược lại

chuyển qua bước tiếp theo.

(44)

Dạng chuẩn BCNF (Boyce Codd normal form) Thuật tốn tìm dạng chuẩn cao lược đồ

(45)

16.4 MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC DẠNG CHUẨN

Định lý: Một lược đị dạng chuẩn cao dạng chuẩn thấp, nhiên điều ngược lại đúng, điều được mơt tả hình sau:

Định dạng
Số trang	45
Dung lượng	325,33 KB