Bài giảng Cơ sở dữ liệu: Các mô hình dữ liệu - ThS. Trịnh Hoàng Nam (2018)

Bài giảng Cơ sở dữ liệu: Các mô hình dữ liệu cung cấp cho người học các kiến thức về mô hình thực thể kết hợp, mô hình dữ liệu quan hệ. Đây là một tài liệu tham khảo hữu ích dành cho các bạn sinh viên và những ai quan tâm dùng làm tài liệu học tập và nghiên cứu.

9/3/2018 CƠ SỞ DỮ LIỆU CÁC MƠ HÌNH DỮ LIỆU Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp NỘI DUNG • Mơ hình thực thể kết hợp • Mơ hình liệu quan hệ Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp MƠ HÌNH THỰC THỂ KẾT HỢP • Một số đặc trưng • Các thành phần Ths Trịnh Hồng Nam, namth@buh.edu.vn 9/3/2018 Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA MƠ HÌNH THỰC THỂ KẾT HỢP • Bản vẽ thiết kế sở liệu • Biểu diễn cấu trúc tổng thể tổ chức • Biểu diễn số ràng buộc liệu • Không thể thao tác liệu Ths Trịnh Hồng Nam, namth@buh.edu.vn VÍ DỤ MẪU Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp     Công ty tổ chức thành nhiều đơn vị với thông tin bao gồm: tên đơn vị, số hiệu đơn vị Mỗi đơn vị có nhiều văn phịng đại diện địa điểm khác Đơn vị quản lý nhân viên giữ chức vụ trưởng đơn vị Hệ thống u cầu phải trì thơng tin ngày ký định bổ nhiệm cho trưởng đơn vị Mỗi đơn vị điều hành nhiều dự án Thông tin dự án bao gồm: tên dự án, số hiệu, địa điểm thực dự án Cơng ty trì thông tin nhân viên bao gồm: họ tên, mã số, mức lương, giới tính, ngày sinh ngày ký hợp đồng làm việc với công ty Mỗi nhân viên thuộc biên chế đơn vị tham gia nhiều dự án khác Các dự án không thiết phải đơn vị quản lý Cơng ty theo dõi thời gian (tính số làm việc tuần) tham gia dự án nhân viên Ngoài ra, nhân viên chịu giám sát nhân viên khác Cuối cùng, cơng ty có chế độ bảo hiểm dành cho người thân nhân viên Thông tin người thân bao gồm tên, giới tính, ngày sinh mối liên hệ với nhân viên Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp CÁC THÀNH PHẦN TRONG MƠ HÌNH THỰC THỂ KẾT HỢP  Thực thể   Đối tượng liệu Sự vật, tượng tồn độc lập  Tập thực thể   Một nhóm thực thể có cấu trúc giống Mỗi thực thể thể tập thực thể  Thuộc tính    Đặc trưng phân biệt thực thể Mỗi thực thể thuộc tính có giá trị tương ứng Giá trị thuộc tính giúp phân biệt thực thể Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn 9/3/2018 Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp HOẠT ĐỘNG 1 • Xác định tập thực thể ví dụ mẫu • Xác định thuộc tính tương ứng với tập thực thể ví dụ mẫu Ths Trịnh Hồng Nam, namth@buh.edu.vn Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp CÁC THÀNH PHẦN TRONG MƠ HÌNH THỰC THỂ KẾT HỢP  Miền giá trị   Tập hợp giá trị mà thuộc tính nhận Có thể tập số nguyên, số thực, xâu ký tự, … Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp CÁC THÀNH PHẦN TRONG MƠ HÌNH THỰC THỂ KẾT HỢP  Phân biệt thuộc tính theo nhóm    Thuộc tính tổ hợp & thuộc tính đơn Thuộc tính đơn trị & thuộc tính đa trị Thuộc tính lưu trữ & thuộc tính dẫn xuất Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn 9/3/2018 Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp HOẠT ĐỘNG • Xác định miền giá trị thích hợp cho thuộc tính tập thực thể ví dụ mẫu • Xác định thuộc tính đơn & thuộc tính tổ hợp tập thực thể ví dụ mẫu • Xác định thuộc tính đơn trị & thuộc tính đa trị tập thực thể ví dụ mẫu Ths Trịnh Hồng Nam, namth@buh.edu.vn Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp CÁC THÀNH PHẦN TRONG MƠ HÌNH THỰC THỂ KẾT HỢP  Giá trị NULL    Giá trị không tồn Giá trị tồn không xác định Giá trị tồn tại, xác định, khơng sử dụng Ths Trịnh Hồng Nam, namth@buh.edu.vn Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp CÁC THÀNH PHẦN TRONG MƠ HÌNH THỰC THỂ KẾT HỢP  Thuộc tính khóa    Một (số) thuộc tính dùng để phân biệt thực thể khác tập thực thể Mỗi tập thực thể có khóa Khóa khóa phụ Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn 9/3/2018 Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp HOẠT ĐỘNG • Xác định thuộc tính lưu trữ thuộc tính dẫn xuất (nếu có) ví dụ mẫu • Diễn giải xuất giá trị null xuất ví dụ mẫu • Xác định khóa chính, khóa phụ ví dụ mẫu Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp VÍ DỤ MẪU Hình 2.1 Các thực thể (kèm thuộc tính) COMPANY Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp CÁC THÀNH PHẦN TRONG MƠ HÌNH THỰC THỂ KẾT HỢP  Liên kết kết hợp thực thể từ nhiều tập thực thể khác  Kiểu liên kết tập thực thể A1, A2, … tập hợp liên kết thực thể a1, a2, … từ tập thực thể nói Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn 9/3/2018 Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp CÁC THÀNH PHẦN TRONG MƠ HÌNH THỰC THỂ KẾT HỢP  Phân loại liên kết dựa số thực thể tham gia   Liên kết hai Liên kết nhiều ngơi  Liên kết nhiều ngơi chuyển đổi thành nhiều liên kết hai Ths Trịnh Hồng Nam, namth@buh.edu.vn Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp CÁC THÀNH PHẦN TRONG MÔ HÌNH THỰC THỂ KẾT HỢP Hình 2.2 Chuyển đổi liên kết ba thành ba liên kết hai Ths Trịnh Hồng Nam, namth@buh.edu.vn Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp CÁC THÀNH PHẦN TRONG MƠ HÌNH THỰC THỂ KẾT HỢP  Phân loại liên kết hai dựa số lượng thực thể loại tham gia vào liên kết    Liên kết – Liên kết nhiều – Liên kết nhiều – nhiều Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn 9/3/2018 Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp VÍ DỤ MẪU Hình 2.3 Biểu diễn liên kết – CSDL COMPANY Ths Trịnh Hồng Nam, namth@buh.edu.vn Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp VÍ DỤ MẪU Hình 2.4 Biểu diễn liên kết – nhiều CSDL COMPANY Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp VÍ DỤ MẪU Hình 2.5 Biểu diễn liên kết nhiều – nhiều CSDL COMPANY Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn 9/3/2018 CÁC THÀNH PHẦN TRONG MƠ HÌNH THỰC THỂ KẾT HỢP Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp  Một số đặc điểm liên kết   Mỗi thực thể có vai trị riêng liên kết Liên kết có thuộc tính riêng Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp VÍ DỤ MẪU Hình 2.6 Hai vai trị tập thực thể EMPLOYEE liên kết SUPERVISES Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp VÍ DỤ MẪU Hình 2.7 Biểu diễn thuộc tính liên kết WOKRSON CSDL COMPANY Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn 9/3/2018 Cơ sở liệu – Mô hì nh thực thể kết hợp HOẠT ĐỘNG • Xác định kiểu liên kết tồn ví dụ mẫu • Xác định số bội kiểu liên kết ví dụ mẫu • Xác định thuộc tính kiểu liên kết ví dụ mẫu Ths Trịnh Hồng Nam, namth@buh.edu.vn Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp TẬP THỰC THỂ YẾU  Kiểu liên kết R từ E1 đến E2 gọi hỗ trợ   R loại liên kết hai n:1 từ E1 đến E2 Tập thực thể E1 khơng có khóa chính, nhận khóa E2 làm khóa cho  Khi đó, E1 gọi tập thực thể yếu Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp VÍ DỤ MẪU  Xét tập thực thể DEPENDENT   Liên kết BELONGS TO liên kết hỗ trợ từ DEPENDENT đến EMPLOYEE DEPENDENT khơng có khóa, nhận khóa EMPLOYEE để xây dựng khóa riêng cho {ESSN, DName} Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn 9/3/2018 Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp VÍ DỤ MẪU Hình 2.8 Tập thực thể yếu DEPDENDENT CSDL COMPANY Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp CÁC KÝ HIỆU Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp VÍ DỤ MẪU Hình 2.9 Biểu diễn sở liệu COMPANY mơ hình thực thể kết hợp Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn 10 9/3/2018 Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp MƠ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ • Tổ chức liệu • Ràng buộc liệu • Thao tác liệu Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp BA THÀNH PHẦN CỦA MƠ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ Ràng buộc liệu Tổ chức liệu Thao tác liệu Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA MƠ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ        Lược đồ quan hệ Bậc quan hệ Thuộc tính Miền giá trị Bộ liệu Thể quan hệ Lược đồ sở liệu quan hệ Ths Trịnh Hồng Nam, namth@buh.edu.vn 11 9/3/2018 VÍ DỤ MẪU Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp Thuộc tính Bộ liệu Giá trị thành phần Hình 4.1 Một thể quan hệ EMPLOYEE Ths Trịnh Hồng Nam, namth@buh.edu.vn VÍ DỤ MẪU Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp WORKSON EMPLOYEE DEPARTMENT ESSN ESSN DNumber PNum EName DName workHours ESalary mgrSSN ESex mgrStartdate EBirthdate EStartdate PROJECT PNumber DNum supervisorSSN DEPLOCATION PName DNum PLocation DLocation DNum DEPENDENT DName ESSN DSex DBirthdate DRelationship Hình 4.2 Lược đồ sở liệu COMPANY Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA MƠ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ  Thứ tự quan hệ Hình 4.3 Hai thể quan hệ EMPLOYEE TƯƠNG ĐƯƠNG Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn 12 9/3/2018 Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA MƠ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ  Thứ tự giá trị bên Hình 4.3 Hai thể quan hệ EMPLOYEE TƯƠNG ĐƯƠNG Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA MƠ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ  Các giá trị thuộc tính Giá trị thuộc tính giá trị đơn Sử dụng NULL để biểu diễn giá trị khơng biết Ths Trịnh Hồng Nam, namth@buh.edu.vn Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA MƠ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ  Quan hệ biểu diễn thực thể quan hệ biểu diễn liên kết Quan hệ biểu diễn thực thể EMPLOYEE (ESSN, EName, ESalary, …, DNum, supervisorSSN) PROJECT (PNumber, PName, PLocation, DNum) WORKSON (ESSN, PNum, workHours) Quan hệ biểu diễn liên kết Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn 13 9/3/2018 RÀNG BUỘC TOÀN VẸN DỮ LIỆU Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp Ràng buộc miền giá trị • Giá trị ứng với thuộc tính A phải đơn trị phải thuộc miền giá trị dom(A) Ví dụ Mọi quan hệ EMPLOYEE có giá trị ESex ‘M’, ‘F’, null Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp RÀNG BUỘC TỒN VẸN DỮ LIỆU  Ràng buộc khóa  Hai quan hệ khơng có giá trị thuộc tính khóa  Định nghĩa   SK siêu khóa quan hệ R hai R khơng có giá trị SK K khóa quan hệ R  K siêu khóa  K siêu khóa nhỏ Ths Trịnh Hồng Nam, namth@buh.edu.vn Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp VÍ DỤ MẪU  Khóa EMPLOYEE gì?   {ESSN}? {EName, ESex}? Ths Trịnh Hồng Nam, namth@buh.edu.vn 14 9/3/2018 Cơ sở liệu – Mô hì nh thực thể kết hợp HOẠT ĐỘNG 1 • Xác định tất khóa quan hệ ví dụ mẫu • Khóa chọn làm khóa số khóa quan hệ, sao? Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp RÀNG BUỘC TOÀN VẸN DỮ LIỆU Ràng buộc giá trị NULL • Khi thuộc tính A thiết lập NOT NULL liệu khơng nhận giá trị null thuộc tính Ví dụ Mọi quan hệ EMPLOYEE nhận giá trị null thuộc tính EName Ths Trịnh Hồng Nam, namth@buh.edu.vn Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp RÀNG BUỘC TOÀN VẸN DỮ LIỆU Ràng buộc thực thể • Nếu K khóa quan hệ R tồn đồng thời ràng buộc NOT NULL thuộc tính K Ví dụ Nếu {ESSN} khóa EMPLOYEE liệu khơng có giá trị null thuộc tính Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn 15 9/3/2018 Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp RÀNG BUỘC TỒN VẸN DỮ LIỆU Ràng buộc tồn vẹn tham chiếu Một giá trị xuất cột A quan hệ R phải xuất cột B quan hệ S Để tồn ràng buộc toàn vẹn tham chiếu từ A R tới B S, dom(A) = dom(B) B phải khóa (chính phụ) S A(R)  B(S) Ths Trịnh Hồng Nam, namth@buh.edu.vn VÍ DỤ MẪU Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp  Xét hai lược đồ quan hệ  Ràng buộc toàn vẹn tham chiếu? Ths Trịnh Hồng Nam, namth@buh.edu.vn VÍ DỤ MẪU Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp  Xét hai lược đồ quan hệ  Ràng buộc toàn vẹn tham chiếu? Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn 16 9/3/2018 Cơ sở liệu – Mô hì nh thực thể kết hợp BA TỐN TỬ CẬP NHẬT TRÊN DỮ LIỆU QUAN HỆ Thêm • Thêm (số) liệu vào quan hệ Chỉnh sửa • Cập nhật giá trị (số) liệu có quan hệ Xóa bỏ • Xóa bỏ (số) liệu có khỏi quan hệ Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp HOẠT ĐỘNG • Tốn tử thêm có khả gây vi phạm ràng buộc toàn vẹn nào? • Tốn tử thêm có khả gây vi phạm ràng buộc tồn vẹn nào? • Tốn tử thêm có khả gây vi phạm ràng buộc toàn vẹn nào? Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp VÍ DỤ MẪU  Khi RBTV EMPLOYEE bị vi phạm? Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn 17 9/3/2018 Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp BA CƠ CHẾ XỬ LÝ VI PHẠM RÀNG BUỘC TỒN VẸN • Cơ chế mặc định • Cơ chế thay • Cơ chế sử dụng giá trị null Tự động từ chối hành vi vi phạm ràng buộc toàn vẹn Tự động cập nhật giá trị khóa ngoại giá trị khóa tương ứng bị thay đổi Mọi giá trị vi phạm ràng buộc toàn vẹn thiết lập giá trị null Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp NỘI DUNG • Mơ hình thực thể kết hợp • Mơ hình liệu quan hệ Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn 18 ... hợp Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn 10 9/3/2018 Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp MƠ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ • Tổ chức liệu • Ràng buộc liệu • Thao tác liệu Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn... namth@buh.edu.vn Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp BA THÀNH PHẦN CỦA MƠ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ Ràng buộc liệu Tổ chức liệu Thao tác liệu Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn Cơ sở liệu – Mơ hì... nhiều Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn 9/3/2018 Cơ sở liệu – Mơ hì nh thực thể kết hợp VÍ DỤ MẪU Hình 2.3 Biểu diễn liên kết – CSDL COMPANY Ths Trịnh Hoàng Nam, namth@buh.edu.vn Cơ sở liệu –