Giáo trình mô đun Cơ sở dữ liệu (Nghề Công nghệ thông tin - Trình độ cao đẳng) – CĐ Kỹ thuật Công nghệ BR–VT

Giáo trình gồm 12 bài với các nội dung được trình bày từ nội dung cơ bản đến nâng cao. Trang bị đầy đủ kiến thức để người học có thể xây dựng, tổ chức dữ liệu cấu trúc cho phần mềm. Đây có thể coi là nền tảng lý thuyết để xây dựng hệ quản trị cơ sở dữ liệu phù hợp, tối ưu. Mời các bạn cùng tham khảo.

UBND TỈNH BÀ RỊA – VŨNG TÀU TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ GIÁO TRÌNH MƠN HỌC : CƠ SỞ DỮ LIỆU NGHỀ: CƠNG NGHỆ THƠNG TIN TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số:        /QĐ­CĐKTCN   ngày…….tháng….năm   của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Kỹ   thuật Công nghệ BR – VT) BÀ RỊA­VŨNG TÀU, NĂM 2020 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Nhằm đáp  ứng nhu cầu học tập và nghiên cứu cho giảng viên và sinh viên  nghề Cơng nghệ thơng tin trong trường Cao đẳng Kỹ thuật Cơng nghệ Bà Rịa  – Vũng Tàu. Chúng tơi đã thực hiện biên soạn tài liệu Cơ sở dữ liệu này.  Tài liệu được biên soạn thuộc loại giáo trình phục vụ giảng dạy và học tập,  lưu hành nội bộ  trong nhà trường nên các nguồn thơng tin có thể  được phép  dùng ngun bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh   thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Cơ sở dữ liệu là mơn học cơ sở của ngành Cơng nghệ thơng tin. Là nền tảng  để xây dựng, tổ chức dữ liệu trong thực tế.  Giáo trình Cơ  sở  dữ  liệu được biên soạn cho sinh viên ngành Cơng nghệ  thơng tin, dựa trên chương trình đào tạo của mơn học này  Cung cấp cho  người học kiến thức và kỹ năng về để phân tích và thiết kế cơ sở dữ liệu Giáo trình gồm 12 bài với các nội dung được trình bày từ nội dung cơ bản đến  nâng cao. Trang bị đầy đủ kiến thức để  người học có thể  xây dựng, tổ  chức  dữ liệu cấu trúc cho phần mềm. Đây có thể coi là nền tảng lý thuyết để xây  dựng hệ quản trị cơ sở dữ liệu phù hợp, tối ưu. Nội dung các bài như sau: Bài mở đầu: Giới thiệu cơ sở dữ liệu Bài 1: Khái niệm cơ bản trong mơ hình cơ sở dữ liệu quan hệ Bài 2: Phép hội, phép giao, phép trừ trên đại số quan hệ Bài 3: Phép tích đề các và phép chia trên đại số quan hệ Bài 4: Phép chiếu và phép chọn trong đại số quan hệ Bài 5: Phép kết nối trong đại số quan hệ Bài 6: Xác định RBTV trên bối cảnh 1 quan hệ Bài 7: Xác định RBTV trên bối cảnh nhiều quan hệ Bài 8: Phụ thc hàm và hệ tiên đề Amstrong cho các phụ thuộc hàm Bài 9: Xác định Bao đóng của tập thuộc tính Bài 10: Xác định Khóa của lược đồ CSDL Bài 11: Xác định Phủ tối thiểu của lược đồ CSDL Bài 12: Xác định Dạng chuẩn của lược đồ CSDL Xin được gửi lời cảm  ơn tới các thầy cơ, đặc biệt là các thầy cơ khoa Cơng  nghệ thơng tin trường Cao đẳng kỹ thuật cơng nghệ tỉnh BRVT đã nhiệt tình  góp ý để  tác giả  có thể  hồn thiện giáo trình về  mặt nội dung và hình thức  trình bày BRVT, ngày … tháng…  năm 2020 Tham gia biên soạn Trần Thị Thuỳ Dung                                                  MỤC LỤC        TRANG GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun: Cơ sở dữ liệu Mã mơ đun: MĐ11 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trị của mơ đun: Vị trí: ­ Đây là mơn học cơ sở và là mơn bắt buộc của trình độ cao đẳng nghề cơng   nghệ thơng tin được bố trí sau khi sinh viên học xong các mơn chung, anh văn,  tin học cơ sở, lập trình cơ bản, Hệ quản trị cơ sở dữ liệu Access Tính chất: ­ Là mơn học nền tảng về thiết kế và lưu trữ  dữ  liệu, kiến thức cơ  bản để  học được các mơn hệ  quản trị  cơ  sở  dữ  liệu sau này: MS SQL, Oracle, My   SQL … Mục tiêu của mơ đun: ­ Trình bày được các khái niệm về: Cơ sở dữ liệu, Các mơ hình dữ  liệu, các   ngơn ngữ định nghĩa và xử lý dữ liệu.  ­ Trình bày được khái niệm về  quan hệ, thuộc tính, các loại khóa, lược đồ  quan hệ, bộ giá trị  và phụ  thuộc hàm, ràng buộc tồn vẹn của mơ hình cơ  sở  dữ liệu quan hệ ­ Trình bày được khái niệm phép hội, giao, trừ, tích dề các, chia trong đại số  tập hợp ­ Trình bày được khái niệm phép chiếu, chọn, kết trong đại số quan hệ ­ Trình bày được khái niệm bao đóng và thuật tốn tìm bao đóng của tập thuộc  tính ­ Trình bày được hệ tiên đề Amstrong đối với các phụ thuộc hàm ­ Trình bày được khái niệm khóa và các thuật tốn tìm khóa của lược đồ  CSDL ­ Trình bày được khái niệm tập phụ thuộc hàm tương đương và phủ tối thiểu ­ Trình bày được thuật tốn tìm phủ tối thiểu ­ Trình bày được khái niệm các dạng chuẩn 1,2,3,BC ­ Trình bày được phương pháp chuẩn hóa CSDL về dạng chuẩn 3 ­ Trình bày được phương pháp tối ưu hóa câu hỏi bằng đại số quan hệ ­ Thực hiện được các phép tốn hội, giao,trừ, tích đề các, chia trên đại số tập   hợp ­ Thực hiện được các phép chiếu, chọn, kết trên đại số quan hệ ­ Phân biệt được các loại ràng buộc tồn vẹn ­ Xác định được các ràng buộc tồn vẹn trong 1 CSDL ­ Xác định được các phụ thuộc hàm trong CSDL ­ Xác định được bao đóng của các tập thuộc tính trong 1 CSDL ­ Tìm được khóa của lược đồ CSDL bằng thuật tốn tìm 1 khóa và thuật tốn  tìm tất cả các khóa ­ Tìm được phủ  tối thiệu của lược đồ  quan hệ  bằng thuật tốn tìm phủ  tối  thiểu ­ Xác định được dạng chuẩn của các lược đồ CSDL ­ Chuẩn hóa được lược đồ CSDL về dạng chuẩn 3 ­ Tối ưu hóa được câu hỏi bằng đại số quan hệ.  Nội dung của mơ đun: BÀI MỞ ĐẦU: GIỚI THIỆU VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU Mã bài: 11.00 Giới thiệu: Cơ  sở  dữ  liệu là gì và tại sao cần phải có Cơ  sở  dữ  liệu?   Cơ  sở  dữ  liệu  (CSDL) là một hệ thống các thơng tin có cấu trúc, các dữ liệu có liên quan với  nhau được lưu trữ trên các thiết bị lưu trữ nhằm thỏa mãn u cầu khai thác  thơng tin đồng thời của nhiều người sử  dụng hay nhiều chương trình  ứng   dụng với mục đích khác nhau. Một cơ sở dữ liệu biểu thị một khía cạnh nào   đó của thế  giới thực như  hoạt động của một cơng ty, một nhà trường, một  ngân hàng… Vì vậy Cơ sở dữ liệu rất cần thiết trong cuộc sống hiện nay Cơ sở dữ liệu và kỹ thuật cơ sở dữ liệu đã có ảnh hưởng rất lớn đến việc sử dụng máy tính. Có thể  nói rằng cơ  sở  dữ  liệu đóng vai trị quan trọng trong   lĩnh vực có sử  dụng máy tính như giáo dục, thương mại, kỹ nghệ, khoa học,  thư viện,…. Thuật ngữ cơ sở dữ liệu trở thành một thuật ngữ phổ dụng Bài này  sẽ  giới thiệu  một  cách tổng quan về các  khái  niệm:  cơ  sở  dữ  liệu,  hệ  quản  trị  cơ  sở  dữ liệu, hệ thống cơ sở dữ liệu và mơ hình cơ sở dữ liệu;  Mục tiêu: ­ Phân biệt được hệ cơ sở dữ liệu với hệ thống tập tin cổ điển ­ Phân biệt được các mơ hình dữ liệu mạng, phân cấp, quan hệ, thực thể liên  kết và mơ hình hướng đối tượng ­ Nghiêm túc, tự giác trong học tập Nội dung chính: 1. Một số khái niệm 1.1. Cơ sở dữ liệu 1.1.1. Dẫn nhập Lưu trữ thơng tin là nhu cầu rất thơng dụng trong cuộc sống của con người   Từ thời xa xưa con người đã biết sử dụng những vật dụng có sẵn để lưu trữ  thơng tin như in hình lên đá, in lên các gốc cây, thanh gỗ. Nhưng hiện nay thì  việc lưu trữ đó đã trở  nên q lỗi thời. Thay vào đó cơng nghệ thơng tin phát   triển, mọi người đều có khả năng mua máy tính và lưu trữ thơng tin trên máy   tính.  Lưu trữ dữ liệu dưới dạng hệ thống tập tin Hình 1. Hệ thống tập tin dữ liệu Microsoft Office Khi sử dụng máy tính thơng thường ta sẽ lưu trữ thơng tin dưới dạng file, và   mỗi file ta sẽ đặt nó trong những folder có tên khác nhau nhằm mục đích dễ  dàng tìm đến. Với cách này ta sẽ có những ưu điểm và nhược điểm như sau: * Ưu điểm: ­ Với việc lưu trữ này thì rõ ràng khi ta cần là lưu ngay nên tốc độ  triển khai   sẽ nhanh ­ Rõ ràng và trực quan với người khơng có chun mơn cơng nghệ thơng tin * Khuyết điểm: ­ Dữ  liệu khơng nhất qn, đơi khi có trường hợp nhiều người sử  dụng một   file và sẽ xảy ra hiện tượng lưu đè ­ Trùng lặp dữ liệu nhiều ­ Tính chia sẻ dữ liệu khơng cao (kém) Hiện nay các cá nhân sử dụng máy tính đa số sử dụng cách lưu trữ này để lưu   trữ  thơng tin cho riêng mình, nên nói về  sự  phổ  biến thì cách này phổ  biến   nhất, tuy nhiên với những hệ  thống dữ  liệu lớn thì sẽ  có rất nhiều hạn chế   việc truy xuất tìm kiếm dữ  liệu sẽ  chậm, khó bảo quản,  Với những  hạn chế trên thì khái niệm cơ sở dữ liệu và hệ quản trị cơ sở dữ liệu được ra  đời 1.1.2. Khái niệm Cơ sở dữ liệu Cơ sở dữ liệu (CSDL) là một hệ thống các thơng tin có cấu trúc, các dữ liệu  có  liên  quan với  nhau  được lưu trữ  trên các thiết bị  lưu trữ  nhằm thỏa mãn  u cầu khai thác thơng tin đồng thời của nhiều người sử  dụng hay nhiều   chương trình ứng dụng với mục đích khác nhau Ví dụ: Để  quản lý việc học tập trong một trường học, các dữ  liệu là các  thơng tin về  sinh viên, về  các mơn học, điểm thi….Chúng ta tổ  chức các dữ  liệu đó thành các bảng và lưu giữ chúng vào sổ sách hoặc sử dụng một phần  mềm máy tính để lưu giữ  chúng trên máy tính. Ta có một tập các dữ  liệu có  liên quan đến nhau và mang nhiều ý nghĩa, đó là một cơ sở dữ liệu 1.1.3. Tính chất ­ Một cơ sở dữ liệu biểu thị một khía cạnh nào đó của thế giới thực như hoạt   động của một cơng ty, một nhà trường, một ngân hàng… Những thay đổi của   giới thực phải được phản ánh một cách trung thực vào trong cơ  sở  dữ  liệu. Những thơng tin được đưa vào trong cơ sở dữ liệu tạo thành một khơng  gian cơ sở dữ liệu hoặc là một “thế giới nhỏ” (miniworld)  ­ Một cơ sở dữ liệu là một tập hợp dữ liệu liên kết với nhau một cách logic  và mang một ý nghĩa cố hữu nào đó. Một cơ sở dữ liệu khơng phải là một tập  hợp tuỳ tiện ­ Một cơ sở dữ liệu được thiết kế và được phổ biến cho một mục đích riêng   Nó có một nhóm người sử dụng có chủ định và có một số ứng dụng được xác  định phù hợp với mối quan tâm của người sử dụng. Nói cách khác, một cơ sở   liệu có một nguồn cung cấp dữ  liệu, một mức độ  tương tác với các sự  kiện trong thế  giới thực và một nhóm người quan tâm tích cực đến các nội  dung của nó ­ Một cơ sở dữ liệu có thể có cỡ tuỳ ý và có độ phức tạp thay đổi. Có những   sở  dữ  liệu chỉ  gồm vài trăm bản ghi (như  cơ  sở  dữ  liệu phục vụ  việc   quản lý lương ở một cơ quan nhỏ), và có những cơ sở dữ liệu có dung lượng   rất lớn (như các cơ  sở  dữ  liệu phục vụ cho việc tính cước điện thoại, quản   lý nhân sự trên một phạm vi lớn). Các cơ sở dữ liệu phải được tổ chức quản   lý sao cho những người sử dụng có thể tìm kiếm dữ liệu, cập nhật dữ liệu và  lấy dữ liệu ra khi cần thiết. Một cơ sở dữ liệu có thể được tạo ra và duy trì  một cách thủ cơng và cũng có thể được tin học hố 1.1.4. Ưu điểm của cơ sở dữ liệu ­Giảm sự  trùng lắp thơng tin xuống mức thấp nhất và do đó bảo đảm được  tính nhất qn và tồn vẹn dữ liệu.  ­Đảm bảo dữ liệu có thể truy xuất theo nhiều cách khác nhau.  ­Khả năng chia sẻ thơng tin cho nhiều người sử dụng 1.1.5. Những vấn đề Cơ sở dữ liệu cần giải quyết ­ Tính chủ quyền dữ liệu: được thể hiện ở phương diện an tồn dữ liệu, khả  năng biểu diễn các mối liên hệ  ngữ  nghĩa của dữ  liệu và tính chính xác của    liệu. Điều này có nghĩa là người khai thác CSDL phải có nhiệm vụ  cập   nhật các thơng tin mới nhất của CSDL ­ Tính bảo mật và quyền khai thác thơng tin của người sử dụng: Do có nhiều  người được phép khai thác dữ liệu một cách đồng thời, nên cần thiết phải có  một cơ  chế  bảo mật và phân quyền hạn khai thác CSDL. Các hệ  điều hành   nhiều người sử dụng hay hệ điều hành mạng cục bộ đều có cung cấp cơ chế  10 ... 1.1. Định nghĩa các? ?thuật? ?ngữ :? ?cơ? ?sở? ?dữ? ?liệu,  hệ quản trị? ?cơ? ?sở? ?dữ? ?liệu,  hệ? ?cơ? ? sở? ?dữ? ?liệu,  từ điển? ?cơ? ?sở? ?dữ? ?liệu,  mơ hình? ?cơ? ?sở? ?dữ? ?liệu 1.2. Nêu các tính chất của một? ?cơ? ?sở? ?dữ? ?liệu 1.3. Nêu các chức năng của một hệ quản trị? ?cơ? ?sở? ?dữ? ?liệu. ..  giới thực phải được phản ánh một cách trung thực vào trong? ?cơ ? ?sở ? ?dữ? ? liệu.  Những thơng? ?tin? ?được đưa vào trong? ?cơ? ?sở? ?dữ? ?liệu? ?tạo thành một khơng  gian? ?cơ? ?sở? ?dữ? ?liệu? ?hoặc là một “thế giới nhỏ” (miniworld)  ­ Một? ?cơ? ?sở? ?dữ? ?liệu? ?là một tập hợp? ?dữ? ?liệu? ?liên kết với nhau một cách logic ... LỜI GIỚI THIỆU Cơ? ?sở? ?dữ? ?liệu? ?là mơn học? ?cơ? ?sở? ?của ngành Cơng? ?nghệ? ?thơng? ?tin.  Là nền tảng  để xây dựng, tổ chức? ?dữ? ?liệu? ?trong thực tế.  Giáo? ?trình? ?Cơ ? ?sở ? ?dữ ? ?liệu? ?được biên soạn cho sinh viên ngành Cơng? ?nghệ? ?