Bài giảng Cơ sở dữ liệu - Chương 1: Mô hình dữ liệu quan hệ

Bài giảng Cơ sở dữ liệu - Chương 1: Mô hình dữ liệu quan hệ bao gồm những nội dung về các khái niệm cơ bản, các thao tác cơ bản trên quan hệ, các phép toán tập hợp, các phép toán quan hệ. Mời các bạn tham khảo.

MƠ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ Các khái niệm Các thao tác quan hệ Các phép toán tập hợp Các phép toán quan hệ 1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1 Thuộc tính (Attribute) 1.2 Quan hệ (Relation) 1.3 Bộ giá trị (Tuple) 1.4 Lược đồ quan hệ (Relation Schema) 1.5 Thể quan hệ 1.6 Khóa (Key) 1.7 Phụ thuộc hàm (Functional Dependency) 1.8 Ràng buộc toàn vẹn (Integrity Constraint) 1.1 Thuộc tính (Attribute) Thuộc tính tính chất riêng biệt đối tượng cần lưu trữ CSDL để phục vụ cho việc khai thác liệu đối tượng Ví dụ:   Loại thực thể MƠN-HỌC có số thuộc tính Mã-mơn, Tên-mơn, Số-Đv-Học-Trình Loại thực thể HỌC-VIÊN có số thuộc tính Mã-khoa, Mã-học-viên, Tên-học-viên, Ngày-sinh, Quê-quán 1.1 Thuộc tính (TT) Các đặc trưng thuộc tính:  Tên gọi (Name)  Kiểu liệu (Data Type)  Miền giá trị (Domain) 1.1 Thuộc tính (TT) Tên thuộc tính -Có tính chất gợi nhớ -Đặt quy định hệ QTCSDL -Không nên đặt dài Nếu không cần lưu ý đến ngữ nghĩa tên thuộc tính thường ký hiệu chữ A, B, C, D, …, X, Y, Z, W, … dùng thay cho nhóm thuộc tính 1.1 Thuộc tính (TT) Kiểu liệu (Data Type): Mỗi thuộc tính phải thuộc kiểu liệu định  Kiểu văn  Kiểu số  Kiểu luận lý  Kiểu ngày 1.1 Thuộc tính (TT) Một số kiểu liệu SQL Server Kieåu Bit Int SmallInt Decimal Float DateTime Char VarChar Loại Số nguyên Số nguyên Số nguyên Số thực Số thực Ngày Ký tự Ký tự Byte V 8 V V Diễn giải Kiểu bit – giá trị -2,147,483,648  +2,147,483,648 -32768  32767 -1038 –1  1038 -1 -1.79E+308  +1.79E+308 1/1/1753  31/12/9999 Chiều dài cố định Chiều dài thay đổi 1.1 Thuộc tính (TT) Miền giá trị (Domain): Mỗi thuộc tính chọn giá trị tập hợp kiểu liệu Tập hợp giá trị mà thuộc tính A nhận gọi miền giá trị A  Ký hiệu Dom(A), MGT(A) Trong nhiều hệ QTCSDL, người ta đưa thêm vào miền giá trị thuộc tính giá trị đặc biệt gọi giá trị rỗng (NULL) 1.2 Quan hệ (Relation) Một quan hệ R có n ngơi định nghĩa tập thuộc tính U = {A1, A2, An} kèm theo tân từ, tức quy tắc để xác định mối quan hệ thuộc tính Ai Ký hiệu R (A1, A2, An)  Ví dụ:  KHOA (Mã-khoa, Tên-khoa), quan hệ  Tân từ: "Mỗi khoa có tên gọi mã số để phân biệt với tất khoa khác trường" 1.3 Bộ giá trị (Tuple)    Một giá trị thông tin đối tượng thuộc quan hệ Bộ giá trị gọi mẫu tin (Record),dịng (Row) Về mặt hình thức, q vectơ gồm n thành phần thuộc tập hợp tích Đề-các miền giá trị thuộc tính, thỏa mãn tân từ quan hệ q = (a1, , an)  (MGT(A1) x x MGT(An)) Ví dụ: Đây giá trị quan hệ HỌC-VIÊN: q = (SV001,Lê Văn Nam,27/03/80,Cà Mau, 7TH1)  10 CÁC PHÉP TOÁN QUAN HỆ 4.1 Phép chiếu (Projection) 4.2 Phép chọn (Selection) 4.3 Phép  - kết (Theta – Join) 4.4 Phép kết tự nhiên (Natural – Join) 42 4.1 Phép chiếu (Projection)    Giả sử R quan hệ xác định tập thuộc tính U = {A1, , An } X  U Phép chiếu quan hệ R tập thuộc tính X quan hệ Q xác định tập thuộc tính X, ký hiệu R [X], định nghĩa sau: Q = R [X] = { q /  t  R: q = t.X } Ký hiệu: X(R) Nếu X ={Ai1, Aim } viết cụ thể Ai1 Aim(R) 43 4.1 Phép chiếu (Projection) Ngữ nghĩa: Trích từ R số thuộc tính để tạo thành quan hệ Số quan hệ số thuộc tính tập X Các giá trị cột trích giống loại bỏ để giữ lại 44 4.1 Phép chiếu (Projection) Ví dụ: Cho R(ABCD), X={A,B}, Y={A,C} R(ABCD) X(R)=(AB) Y(R)=(AC) -a1b1c1d1 a1b1 a1c1 a1b1c1d2 a2b2 a2c2 a2b2c2d2 a2c3 a2b2c3d3 45 4.1 Phép chiếu (Projection) Ví dụ: cho Bảng PHONGBAN Trích DS địa điểm khác Phịng Chiếu Bảng PHONGBAN thuộc tính DIADIEM: DIADIEM(PHONGBAN) MAPH 10 30 50 60 90 TENPH KE TOAN TIN HOC TIEP THI SAN XUAT KINH DOANH DIADIEM Q5 Q6 Q8 DIADIEM Q5 Q5 Q6 Q8 Q8 46 4.2 Phép chọn (Selection)  Giả sử R (A1, An) quan hệ, F điều kiện dựa tập thuộc tính R+= {A1, An} Đánh giá điều kiện F giá trị t  R ký hiệu F(t) Phép chọn ghi R thỏa mãn điều kiện F quan hệ Q có ngơi với R, ký hiệu F(R) định nghĩa sau: Q = F(R) = {t  R / F(t) = }  Ký hiệu: F(R) 47 4.2 Phép chọn (Selection)    Ý nghĩa: Cho phép chọn mẫu tin thỏa mãn điều kiện F để đưa vào quan hệ kết Điều kiện F biểu thức lơgíc cho kết (True) sai (False); tổ hợp (dùng phép tốn , , ) biểu thức lôgic sở Mỗi biểu thức sở chứa phép so sánh: =, =  () có dạng:  Thuộc tính so sánh với thuộc tính  Thuộc tính so sánh với (literal) 48 4.2 Phép chọn (Selection) Ví dụ: R(ABCD) -a1b1c1d1 a1b1c1d2 a2b2c2d2 a2b2c3d3 A=a1(R)=(ABCD) -a1b1c1d1 a1b1c1d2 49 4.2 Phép chọn (Selection) Ví dụ: cho Bảng PHONGBAN Trích DS Phịng Q5 MAPH 10 30 50 60 90 TENPH KE TOAN TIN HOC TIEP THI SAN XUAT KINH DOANH DIADIEM Q5 Q5 Q6 Q8 Q8 Chọn từ Bảng PHONGBAN với điều kiện DIADIEM=‘Q5’  DIADIEM=‘Q5’(PHONGBAN) 50 4.3 Phép  - kết (Theta – Join) Xếp cạnh nhau:  Có quan hệ R (A1, , An) S (B1, , Bm)  t = (a1, , an) giá trị R u = (b1, , bm) giá trị S Gọi v ghép nối u vào t (hay giá trị t u "xếp cạnh nhau") định nghĩa sau: v = (t, u) = (a1, , an, b1, , bm) 51 4.3 Phép  - kết (Theta – Join)    A  R+ B  S+ thuộc tính so sánh Gọi  phép toán so sánh {=, =,  } Phép kết nối quan hệ R với S thuộc tính A B với phép so sánh  định nghĩa qua: AB R |>