Bài giảng môn Cơ sở dữ liệu - Bài 3: Mô hình dữ liệu quan hệ (ĐH Công nghệ Thông tin)

Bài giảng môn Cơ sở dữ liệu - Bài 3: Mô hình dữ liệu quan hệ cung cấp cho người học các kiến thức: Giới thiệu, các khái niệm (thuộc tính, quan hệ, bộ giá trị, thể hiện của quan hệ, tân từ,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Bài 3: Mơ hình liệu quan hệ (Relational Data Model) Khoa HTTT-Đại học CNTT 25 Nội dung Giới thiệu Các khái niệm          2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 Thuộc tính Quan hệ Bộ giá trị Thể quan hệ Tân từ Phép chiếu Khóa Lược đồ quan hệ lược đồ CSDL Hiện thực mơ hình ER mơ hình liệu quan hệ Khoa HTTT-Đại học CNTT 26 Giới thiệu  Mô hình Dữ liệu Quan hệ (Relational Data Model) dựa khái niệm quan hệ  Quan hệ khái niệm tốn học dựa tảng hình thức lý thuyết tập hợp  Mơ hình TS E F Codd đưa năm 1970 Khoa HTTT-Đại học CNTT 27 2.1 Thuộc tính (attribute)  Thuộc tính:    Tên gọi: dãy ký tự (gợi nhớ) Kiểu liệu: Số, Chuỗi, Thời gian, Luận lý, OLE Miền giá trị: tập giá trị mà thuộc tính nhận Ký hiệu miền giá trị thuộc tính A Dom(A)  Ví dụ:GIOITINH kiểu liệu Chuỗi,miền giá trị Dom(GIOITINH)=(‘Nam’,’Nu’)  Tại thời điểm, thuộc tính khơng có giá trị chưa xác định giá trị => giá trị Null Khoa HTTT-Đại học CNTT 28 2.2 Quan hệ (relation)  Định nghĩa: quan hệ tập hữu hạn thuộc tính  Ký hiệu: Q ( A1 , A , , A n ) Trong Q tên quan hệ, Q  A , A , , A  tập thuộc tính quan hệ Q Ví dụ:    n HOCVIEN (Mahv, Hoten, Ngsinh, Gioitinh, Noisinh, Malop) LOP (Malop, Tenlop, Siso, Trglop, Khoa) Khoa HTTT-Đại học CNTT 29 2.3 Bộ (tuple)  Định nghĩa: Bộ thông tin đối tượng thuộc quan hệ, gọi mẫu tin (record), dòng  Quan hệ bảng (table) với cột thuộc tính dịng gọi  Một quan hệ Q ( A1 , A , , A n ) q  ( a , a , , a n ) với  a i  Dom ( Ai )  Ví dụ: HOCVIEN(Mahv, Hoten, Ngsinh, Noisinh) có q=(1003,Nguyen Van Lam, 1/1/1987,Dong Nai) nghĩa học viên có mã số 1003, họ tên Nguyen Van Lam, sinh ngày 1/1/1987 Dong Nai Khoa HTTT-Đại học CNTT 30 2.4 Thể quan hệ (instance)  Định nghĩa: thể quan hệ tập hợp giá trị quan hệ thời điểm  Ký hiệu: thể quan hệ Q TQ  Ví dụ: THOCVIEN thể quan hệ HOCVIEN thời điểm gồm có sau: HOCVIEN Mahv HoTen Gioitinh Noisinh Malop K1103 Ha Duy Lap Nam Nghe An K1102 Tran Ngoc Han Nu Kien Giang K11 K1104 Tran Ngoc Linh Nu Tay Ninh Khoa HTTT-Đại học CNTT K11 K11 31 2.5 Tân từ  Định nghĩa: tân từ quy tắc dùng để mô tả quan hệ  Ký hiệu: ||Q||  Ví dụ: THI (Mahv, Mamh, Lanthi, Diem) ||THI||: học viên phép thi môn học nhiều lần, lần thi lưu trữ học viên thi mơn gì? lần thi thứ mấy? điểm bao nhiêu? Khoa HTTT-Đại học CNTT 32 2.6 Phép chiếu (1)  Phép chiếu : Dùng để trích giá trị số thuộc tính danh sách thuộc tính quan hệ  Ký hiệu: phép chiếu quan hệ R lên tập thuộc tính X R[X] R.X  Ví dụ: HOCVIEN Mahv    HoTen Gioitinh Nam hv1= K1103 Ha Duy Lap hv2 = K1102 Tran Ngoc Han Nu hv3 = K1104 Tran Ngoc Linh Nu Khoa HTTT-Đại học CNTT Noisinh Nghe An Malop K11 Kien Giang K11 Tay Ninh K11 33 2.6 Phép chiếu (2)  Phép chiếu quan hệ HOCVIEN lên thuộc tính NoiSinh quan hệ HOCVIEN: HOCVIEN[Noisinh] = {‘Nghe An’,’Kien Giang’,’Tay Ninh’} HOCVIEN Mahv HoTen K1103 Ha Duy Lap Gioitinh Nam Noisinh Nghe An Malop K11 K1102 Tran Ngoc Han Nu Kien Giang K11 K1104 Tran Ngoc Linh Nu Tay Ninh Khoa HTTT-Đại học CNTT K11 34 2.7.1 Siêu khóa (super key) (1)  Siêu khóa : tập thuộc tính Q+ mà giá trị chúng phân biệt khác thể TQ Nghĩa là:  t1, t2  TQ, t1[K] t2[K] K siêu khóa Q  Một quan hệ có siêu khóa (Q+) có nhiều siêu khóa Khoa HTTT-Đại học CNTT 40 2.7.1 Siêu khóa (super key) (2)  Ví dụ: siêu khóa quan hệ HOCVIEN là: {Mahv};{Mahv,Hoten};{Hoten};{Noisinh,Hoten} … HOCVIEN Mahv HoTen Gioitinh Noisinh Malop K1103 Ha Duy Lap Nam Nghe An K11 K1102 Tran Ngoc Han Nu Kien Giang K11 K1104 Tran Ngoc Linh Nu Tay Ninh K11 K1105 Tran Minh Long Nam TpHCM K11 K1106 Le Nhat Minh TpHCM K11 Nam Khoa HTTT-Đại học CNTT 41 2.7.2 Khóa (key) (1) Khóa : K khóa quan hệ R, thỏa mãn điều kiện:  K siêu khóa  K siêu khóa “nhỏ nhất” (chứa thuộc tính khác rỗng) nghĩa ¬K1 K, K1  cho K1 siêu khóa  Thuộc tính tham gia vào khóa gọi thuộc tính khóa, ngược lại thuộc tính khơng khóa Khoa HTTT-Đại học CNTT 42 2.7.2 Khóa (key) (2)  Ví dụ: siêu khóa quan hệ HOCVIEN là: {Mahv};{Mahv,Hoten};{Hoten};{Hoten,Gioitinh}; {Noisinh,Hoten};{Mahv,Hoten,Gioitinh,Noisinh}… => khóa quan hệ HOCVIEN {Mahv}; {Hoten}  Ví dụ: khóa quan hệ GIANGDAY (Malop, Mamh, Magv, HocKy, Nam) K={Malop,Mamh} Thuộc tính khóa là: Mamh,Malop Thuộc tính khơng khóa Magv, HocKy, Nam Khoa HTTT-Đại học CNTT 43 2.7.3 Khóa (primary key)  Khi cài đặt DBMS cụ thể, quan hệ có nhiều khóa, ta chọn gọi khóa  Ký hiệu: thuộc tính nằm khóa liệt kê quan hệ phải gạch  Ví dụ:   HOCVIEN (Mahv,Hoten,Gioitinh,Noisinh,Malop) GIANGDAY(Mamh,Malop,Magv,Hocky,Nam) Khoa HTTT-Đại học CNTT 44 2.7.4 Khóa tương đương  Các khóa cịn lại (khơng chọn làm khóa chính) gọi khóa tương đương  Ví dụ: hai khóa {Mahv},{Hoten} khóa {Mahv}, khóa tương đương {Hoten} Khoa HTTT-Đại học CNTT 45 2.7.5 Khóa ngoại (1)  Cho R(U), S(V) K1U khóa R,K2V  Ta nói K2 khóa ngoại S tham chiếu đến khóa K1 R thỏa điều kiện sau:    K1 K2 có số lượng thuộc tính ngữ nghĩa thuộc tính K1 K2 giống Giữa R S tồn mối quan hệ 1-n K1 K2, s  S, !r  R cho r.K1=s.K2 Khoa HTTT-Đại học CNTT 46 2.7.5 Khóa ngoại (2)  Ví dụ, cho quan hệ LOP (Malop,Tenlop,Siso,Khoahoc) HOCVIEN (Mahv,Hoten,Gioitinh,Noisinh,Malop)  Thuộc tính Malop quan hệ LOP khóa quan hệ LOP Thuộc tính Malop quan hệ HOCVIEN khóa ngoại, tham chiếu đến Malop quan hệ LOP Khoa HTTT-Đại học CNTT 47 2.7.5 Khóa ngoại (3) HOCVIEN Mahv HoTen Gioitinh Noisinh Malop K1103 Ha Duy Lap Nam Nghe An K11 K1102 Tran Ngoc Han Nu Kien Giang K11 K1104 Tran Ngoc Linh Nu Tay Ninh K11 K1105 Tran Minh Long Nam TpHCM K11 K1106 Le Nhat Minh Nam TpHCM K11 LOP Malop Tenlop Trglop Siso Magvcn K11 Lop khoa K1106 11 GV07 K12 Lop khoa K1205 12 GV09 K13 Lop khoa K1305 12 GV14 Khoa HTTT-Đại học CNTT 48 2.8 Lược đồ quan hệ (1)  Lược đồ quan hệ nhằm mục đích mơ tả cấu trúc quan hệ mối liên hệ thuộc tính quan hệ  Cấu trúc quan hệ tập thuộc tính hình thành nên quan hệ  Một lược đồ quan hệ gồm tập thuộc tính quan hệ kèm theo mô tả để xác định ý nghĩa mối liên hệ thuộc tính Khoa HTTT-Đại học CNTT 49 2.8 Lược đồ quan hệ (2)  Lược đồ quan hệ đặc trưng bởi:   Một tên phân biệt Một tập hợp hữu hạn thuộc tính (A1, …, An)  Ký hiệu lược đồ quan hệ Q gồm n thuộc tính (A1, A2, An) :  Q(A1, A2, , An) Khoa HTTT-Đại học CNTT 50 2.8 Lược đồ quan hệ (3)  HOCVIEN(Mahv,Hoten,Gioitinh,Noisinh,Malop)  Tân từ: học viên có mã học viên để phân biệt với học viên khác Cần lưu trữ họ tên, giới tính, nơi sinh thuộc lớp HOCVIEN Mahv HoTen Gioitinh Noisinh K1103 Ha Duy Lap Nam Nghe An K11 K1102 Tran Ngoc Han Nu Kien Giang K11 K1104 Tran Ngoc Linh Nu Tay Ninh K11 K1105 Tran Minh Long Nam TpHCM K11 K1106 Le Nhat Minh Nam TpHCM K11 Khoa HTTT-Đại học CNTT Malop 51 2.8 Lược đồ CSDL (1)  Là tập hợp gồm lược đồ quan hệ mối liên hệ chúng hệ thống quản lý Các CSDL Hệ Quản Trị CSDL Các quan hệ Khoa HTTT-Đại học CNTT 52 Lược đồ CSDL “Quản lý sinh viên” HOCVIEN (MAHV, HO, TEN, NGSINH, GIOITINH, NOISINH, MALOP) Tân từ: học viên phân biệt với mã học viên, lưu trữ họ tên, ngày sinh, giới tính, nơi sinh, thuộc lớp LOP (MALOP, TENLOP, TRGLOP, SISO, MAGVCN) Tân từ: lớp gồm có mã lớp, tên lớp, học viên làm lớp trưởng lớp, sỉ số lớp giáo viên chủ nhiệm KHOA (MAKHOA, TENKHOA, NGTLAP, TRGKHOA) Tân từ: khoa cần lưu trữ mã khoa, tên khoa, ngày thành lập khoa trưởng khoa (cũng giáo viên thuộc khoa) MONHOC (MAMH, TENMH, TCLT, TCTH, MAKHOA) Tân từ: môn học cần lưu trữ tên mơn học, số tín lý thuyết, số tín thực hành khoa phụ trách DIEUKIEN (MAMH, MAMH_TRUOC) Tân từ: có mơn học học viên phải có kiến thức từ số mơn học trước Khoa HTTT-Đại học CNTT 53 GIAOVIEN(MAGV,HOTEN,HOCVI,HOCHAM,GIOITINH,NGSINH,NGVL, HESO, MUCLUONG, MAKHOA) Tân từ: mã giáo viên để phân biệt giáo viên, cần lưu trữ họ tên, học vị, học hàm, giới tính, ngày sinh, ngày vào làm, hệ số, mức lương thuộc khoa GIANGDAY(MALOP,MAMH,MAGV,HOCKY, NAM,TUNGAY,DENNGAY) Tân từ: học kỳ năm học phân công giảng dạy: lớp học mơn giáo viên phụ trách KETQUATHI (MAHV, MAMH, LANTHI, NGTHI, DIEM, KQUA) Tân từ: lưu trữ kết thi học viên: học viên thi mơn học gì, lần thi thứ mấy, ngày thi ngày nào, điểm thi kết đạt hay không đạt Khoa HTTT-Đại học CNTT 54 ... tính Quan hệ Bộ giá trị Thể quan hệ Tân từ Phép chiếu Khóa Lược đồ quan hệ lược đồ CSDL Hiện thực mơ hình ER mơ hình liệu quan hệ Khoa HTTT-Đại học CNTT 26 Giới thiệu  Mơ hình Dữ liệu Quan hệ. .. Khoa HTTT-Đại học CNTT 48 2.8 Lược đồ quan hệ (1)  Lược đồ quan hệ nhằm mục đích mơ tả cấu trúc quan hệ mối liên hệ thuộc tính quan hệ  Cấu trúc quan hệ tập thuộc tính hình thành nên quan hệ ... Dong Nai Khoa HTTT-Đại học CNTT 30 2.4 Thể quan hệ (instance)  Định nghĩa: thể quan hệ tập hợp giá trị quan hệ thời điểm  Ký hiệu: thể quan hệ Q TQ  Ví dụ: THOCVIEN thể quan hệ HOCVIEN thời