ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT BÀI GIẢNG Học phần: Cơ sở dữ liệu nâng cao. Bộ môn: Hệ thống thông tin Khoa: Công nghệ thông tin

BỘ MÔN DUYỆT ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT BÀI GIẢNG Chủ nhiệm Bộ mơn (Dùng cho 60 Thay mặt nhóm tiết giảng) môn học Học phần: Cơ sở liệu nâng cao Bộ môn: Hệ thống thông tin Khoa: Công nghệ thông tin Hoa Tất Thắng Đỗ Thị Mai Hường Thơng tin giáo viên nhóm mơn học STT Họ tên giảng viên Học hàm Học vị Đơn vị công tác Đào Thanh Tĩnh PGS TS Bộ môn HTTT, Khoa CNTT Đỗ Thị Mai Hường GVC ThS Bộ môn HTTT, Khoa CNTT Nguyễn Hoài Anh GVC ThS Bộ môn HTTT, Khoa CNTT Chu Thị Hường GVC ThS Bộ môn HTTT, Khoa CNTT Trần Văn An GV TS Bộ môn HTTT, Khoa CNTT Thời gian, địa điểm làm việc: Các ngày tuần phòng làm việc, môn hệ thống thông tin Địa liên hệ: Bộ môn hệ thống thông tin, P1915 nhà S1 Điện thoại: 069515333 Bài giảng 1: Thiết kế sở liệu quan niệm Chương Thiết kế sở liệu quan niệm Tiết thứ: - Tuần thứ: - Mục đích, yêu cầu: Cung cấp cho sinh viên kiến thức tổng quan thiết kế sở liệu - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: - Địa điểm: Giảng đường P2 phân công - Nội dung chính: Chương 1: Thiết kế sở liệu quan niệm 1.1 Quy trình thiết kế sở liệu Các luật Codd thiết kế sở liệu quan hệ Xem chương tài liệu tham khảo [2] 1.1.1 Đặc tả phân tích yêu cầu Trong bước này, người thiết kế sở liệu vấn người sử dụng sở liệu để hiểu làm tài liệu yêu cầu liệu họ Kết bước tập hợp ghi chép súc tích yêu cầu người sử dụng Những yêu cầu đặc tả đầy đủ chi tiết tốt Song song với việc đặc tả yêu cầu liệu, cần phải đặc tả yêu cầu chức ứng dụng: thao tác người sử dụng định nghĩa áp dụng sở liệu 1.1.2 Thiết kế sở liệu quan niệm Mỗi tất yêu cầu thu thập phân tích, bước tạo lược đồ quan niệm cho sở liệu cách sử dụng mô hình liệu quan niệm mức cao Bước gọi thiết kế quan niệm Lược đồ quan niệm mơ tả súc tích u cầu liệu người sử dụng Nó bao gồm mô tả chi tiết kiểu thực thể, kiểu liên kết ràng buộc, chúng biểu diễn khái niệm mơ hình liệu bậc cao cung cấp Vì khái niệm khơng chứa chi tiết cài đặt, chúng thường dễ hiểu sử dụng chúng để giao lưu với người sử dụng Lược đồ quan niệm mức cao sử dụng dẫn chứng để đảm bảo tất đòi hỏi người sử dụng thỏa mãn đòi hỏi không chứa mâu thuẫn Giải pháp cho phép người thiết kế sở liệu tập trung vào việc đặc tả tính chất liệu mà không cần quan tâm đến chi tiết lưu trữ Một thiết kế sở liệu quan niệm tốt làm dễ cho công việc người thiết kế sở liệu 1.1.3 Lựa chọn hệ quản trị sở liệu Lựa chọn hệ quản trị sở liệu cụ thể để đưa thiết kế cài đặt 1.1.4 Thiết kế sở liệu logic Đưa mô hình liệu logic đáp ứng yêu cầu tối thiểu hóa dư thừa thơng tin đáp ứng việc cài đặt Trong trình (hoặc sau khi) thiết kế lược đồ quan niệm, sử dụng phép tốn mơ hình liệu để đặc tả thao tác người sử dụng xác định phân tích chức Điều giúp khẳng định lược đồ quan niệm thỏa mãn yêu cầu chức xác định Nếu có số yêu cầu chức nêu lược đồ ban đầu bước có sửa đổi lược đồ quan niệm cho phù hợp Bước việc thiết kế sở liệu việc cài đặt sở liệu cách sử dụng hệ quản trị sở liệu có sẵn Hầu hết hệ quản trị sở liệu sử dụng mơ hình liệu cài đặt (thể hiện), chẳng hạn mơ hình quan hệ đối tượng, lược đồ quan niệm chuyển từ mơ hình liệu bậc cao thành mơ hình liệu cài đặt Bước gọi thiết kế logic ánh xạ mơ hình liệu Kết bước lược đồ sở liệu dạng mơ hình liệu cài đặt hệ quản trị sở liệu 1.1.5 Thiết kế sở liệu vật lý Bước cuối thiết kế sở liệu thiết kế vật lý Trong bước ta phải cấu trúc bên trong, đường dẫn truy cập, tổ chức tệp cho tệp sở liệu Song song với hoạt động đó, chương trình ứng dụng thiết kế cài đặt giao tác (transaction) sở liệu tương ứng với đặc tả giao tác mức cao 1.2 Đặc tả phân tích yêu cầu Mục đích yêu cầu: – Làm sở cho việc mời thầu (cần có giải thích từ phía chủ đầu tư) – Làm cở sở cho việc ký hợp đồng thầu (cần đủ chi tiết) – Làm tư liệu đầu vào cho thiết kế triển khai (cần đủ, xác không mâu thuẫn) Yêu cầu người sử dụng – – Đơn giản, dễ hiểu Diễn đạt ngôn ngữ tự nhiên sơ đồ dịch vụ hệ thống cần cung cấp ràng buộc hoạt động – Dành cho khách hàng Yêu cầu hệ thống – Mô tả đủ chi tiết dịch vụ hệ thống cung cấp – Các đặc trưng hệ thống cần có – Như hợp đồng khách hàng chủ đầu tư Đặc tả yêu cầu Là phát biểu thức hệ thống cần xây dựng Đủ chi tiết làm sở cho việc thiết kế triển khai Dành cho nhà phát triển 1.3 Thiết kế sở liệu quan niệm 1.3.1 Các khái niệm liên quan o Khái niệm thực thể: Thực thể “vật” giới thực, có tồn độc lập phân biệt o Khái niệm thuộc tính: Các đặc điểm riêng thực thể gọi thuộc tính.(Các đặc trưng cụ thể mô tả thực thể) Một thực thể cụ thể có giá trị cho thuộc tính Các giá trị thuộc tính mơ tả thực thể trở thành phần liệu lưu giữ sở liệu o Kí hiệu thuộc tính: hình elip o Tập thực thể (Loại thực thể): Là tập hợp thực thể có thuộc tính Mỗi loại thực thể phải đặt tên cho có ý nghĩa Kí hiệu: Một loại thực thể biểu diễn hình chữ nhật o Các loại thuộc tính o Thuộc tính đơn: thuộc tính khơng thể phân chia thành thành phần nhỏ Ví dụ, thuộc tính Tuổi nhân viên thuộc tính đơn o Thuộc tính phức hợp: thuộc tính phân chia thành thành phần nhỏ hơn, biểu diễn thuộc tính với ý nghĩa độc lập Ví dụ, thuộc tính Họtên thực thể nhân viên phân chia thành tính Họđệm Tên o Thuộc tính đơn trị: thuộc tính có giá trị cho thực thể cụ thể o Thuộc tính đa trị: thuộc tính có tập giá trị cho thực thể Kí hiệu: hình elip nét đơi o Thuộc tính định danh: tối thiểu thuộc tính tập thực thể mà giá trị cho phép phân biệt thực thể khác tập thực thể Thông thường người ta chọn thuộc tính định danh thuộc tính đơn Kí hiệu: tên thuộc tính có gạch chân o Thuộc tính mơ tả: Là thuộc tính mà giá trị chúng có tính mơ tả cho thực thể hay liên kết mà Hầu hết thuộc tính kiểu thực thể mơ tả Thuộc tính tên gọi: thuộc tính mơ tả để tên đối tượng thuộc thực thể Thuộc tính tên gọi để phân biệt thực thể (tách thực thể) o Thuộc tính suy diễn: Thuộc tính mà giá trị tính thơng qua giá trị thuộc tính khác o Khái niệm mối liên kết • Liên kết (cịn gọi quan hệ) kết hợp hai hay nhiều thực thể phản ánh ràng buộc quản lý Đặc biệt: Một thực thể liên kết với ta thường gọi tự liên kết Giữa hai thực thể có nhiều liên kết • Kí hiệu: hình thoi • Các kiểu liên kết có thuộc tính, giống thuộc tính kiểu thực thể o Các loại mối liên kết: - một, - nhiều, nhiều - nhiều o Liên kết – (1-1): Mỗi thể thực thể A quan hệ với thể thực thể B ngược lại o Liên kết – nhiều (1-N): Mỗi thể thực thể A quan hệ với nhiều thể thực thể B Ngược lại thể thực thể B quan hệ với thể thực thể A o Liên kết nhiều – nhiều (N-N) : Mỗi thể thực thể A quan hệ với nhiều thể thực thể B Ngược lại thể thực thể B quan hệ với nhiều thể thực thể A o Bản số tham gia mối liên kết • Bản số nhánh R mối kết hợp thể số lượng thực thể thuộc thực thể nhánh “bên kia” có liên hệ với thực thể nhánh R • Mỗi số cặp số (min,max), số lượng tối thiểu số lượng tối đa thực thể tham gia vào mối liên kết o Kiểu thực thể yếu(Weak Entity) kiểu thực thể tồn phụ thuộc vào thực thể khác (thực thể làm chủ hay cịn gọi xác định nó) Kiểu thực thể yếu khơng có khố 1.3.2 Mơ hình liên kết thực thể Các bước xây dựng mơ hình liên kết thực thể: o Xác định thực thể o Xác định thuộc tính gắn thuộc tính vào mối liên kết o Xác định mối liên kết loại mối liên kết thực thể Gắn thuộc tính vào mối liên kết (nếu có) o Vẽ mơ hình liên kết thực thể o Ví dụ: Bài tốn quản lý thư viện đơn giản Thư viện chia thành nhánh Thư viện lưu trữ thông tin đầu sách Mỗi đầu sách thuộc nhà xuất nhiều tách giả viết Mỗi đầu sách có nhiều sách, sách lưu trữ nhánh Độc giả mượn sách nhánh - Yêu cầu sinh viên chuẩn bị: Đọc trước đề cương giảng chi tiết slides giảng chương giáo viên cung cấp Đọc thêm tài liệu tham khảo [1] chương , [2] chương , [3] chương Bài giảng 2: Bài tập vận dụng Chương I Thiết kế sở liệu khái niệm Tiết thứ: - Tuần thứ: - Mục đích, yêu cầu: Vận dụng kiến thức học để xây dựng mơ hình liên kết thực thể từ tốn thực tế - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: - Địa điểm: Giảng đường P2 phân cơng - Nội dung chính: 1.4 Bài tập vận dụng: Bài tốn bán sách online Cơng ty B&N kho sách lớn họ định đưa bán sách mạng Công ty DBDudes, hãng tư vấn sở liệu tiếng, mời đến để giúp đỡ công ty B&N để thiết kế thực thi sở liệu công ty B&N kho sách lớn, đặc biệt sách đua ngựa, họ định đưa sách lên mạng Người chủ B&N, viết yêu cầu ngắn gọn:"Tôi muốn khách hàng tơi xem danh mục sách đặt mua chúng Internet Hiện nay, nhận đơn đặt hàng điện thoại Tơi có khách hàng tập thể, họ gọi điện cho cung cấp số ISBN sách số lượng; họ thường tốn thẻ tín dụng Sau đó, tơi chuẩn bị sách họ đặt Nếu tơi khơng có đủ số lượng sách kho, đề nghị nhà xuất bổ sung hoãn trả hàng cho khách tơi có đủ số lượng; Tơi muốn chuyển hoá đơn khách hàng lần Danh mục bao gồm tất sách mà tơi bán Với sách, danh mục có chứa thông tin về: số ISBN, tiêu đề, tác giả, giá bìa, giá bán, năm xuất Hầu hết khách hàng khách quen, muốn ghi lại thông tin tên, địa họ Những khách phải gọi trước cho đăng ký tài khoản trước họ muốn sử dụng website Trên website mới, khách hàng xác định định danh Sau đó, họ duyệt danh mục sách đặt mua chúng trực tuyến." u cầu: o Mơ tả nghiệp vụ tốn o Xác định chức o Mô tả liệu liên quan o Xác định thực thể thuộc tính o Xác định mối liên kết thực thể o Gắn thuộc tính vào thực thể mối liên kết o Xác định kiểu liên kết thực thể o Vẽ mơ hình Bài tập nhóm: o Sinh viên làm tập theo nhóm, nhóm 03 sinh viên o Giáo viên giao đề tài với tài liệu mô tả nghiệp vụ cho đề tài o Áp dụng tương tự tập giáo viên hướng dẫn lớp, nhóm sinh viên chọn 01 đề tài số đề tài mà giáo viên giao, làm tập theo yêu cầu giáo viên đề tài chọn o Đây đề tài xuyên suốt đến cuối học phần Sau chương nhóm thảo luận nội dung thực u cầu: Mơ tả nghiệp vụ tốn, xác định chức năng, mô tả liệu phục vụ, xây dựng mơ hình liên kết thực thể Danh sách đề tài: 1) Hệ thống quản lý thư viện, 2) Hệ thống quản lý thi trắc nghiệm 3) Hệ thống quản lý đăng ký học tập theo tín 4) Hệ thống nhắc việc quan 5) Hệ thống quản lý thư viện tự phục vụ 6) Hệ thống Quản lý thi tốt nghiệp PTTH 7) Hệ thống quản lý đồ án tốt nghiệp 8) Hệ thống quản lý lịch thực hành - Yêu cầu sinh viên chuẩn bị: Nắm kiến thức học mô tả nghiệp liệu toán, bước xây dựng mơ hình liên kết thực thể Xem thêm tài liệu tham khảo [1] chương , [2] chương , [3] chương Bài giảng 3: Các khái niệm liên quan đến mơ hình liệu quan hệ, phương pháp thiết kế sở liệu logic Chương Mục 2.1+2.2+2.3 Tiết thứ: - Tuần thứ: - Mục đích, yêu cầu: Cung cấp kiến thức thiết kế sở liệu logic Cụ thể khái niệm liên quan đến mơ hình quan hệ; Các phương pháp thiết kế sở liệu logic - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: - Địa điểm: Giảng đường P2 phân cơng - Nội dung chính: Chương Thiết kế sở liệu logic 2.1 Các khái niệm o Một quan hệ: bảng liệu chiều (cột dịng), mơ tả thực thể Mỗi cột tương ứng với thuộc tính thực thể Mỗi dòng chứa giá trị liệu đối tượng cụ thể thuộc thực thể o Mơ hình quan hệ: cách thức biểu diễn liệu dạng quan hệ (các bảng) o Lược đồ quan hệ: R(A1,…,An), R tên quan hệ, Ai thuộc tính, Ai có miền giá trị tương ứng dom(Ai) Lược đồ quan hệ sử dụng để mô tả quan hệ, bao gồm: Tên quan hệ, thuộc tính bậc quan hệ (số lượng thuộc tính) Một quan hệ r R(A1, ,An), ký hiệu r(R) tập hợp n-bộ r={ t1, , tm} Trong đó: Mỗi ti =, vi ∈ dom(Ai) r(R) ⊆ dom(A1) x x dom(An) r = { (vi1,vi2, ,vin) / i=1, ,m} v11 v12 V1n v21 v22 v2n vm1 vm2 vmn A1 A2 Am Ta có Ai thuộc tính miền giá trị Ai là: D1=dom(A1), D2=dom(A2), , Dn=dom(An) Các tập (D1,D2, ,Dn) tập miền trị R n gọi bậc quan hệ r, m gọi lực lượng r o Các tính chất quan hệ Giá trị đưa vào cột đơn Các giá trị cột phải thuộc miền giá trị (cùng kiểu) Thứ tự dịng cột tuỳ ý o Khố quan hệ (Primary Key-PK) một nhóm thuộc tính xác định quan hệ Khố quan hệ định danh thực thể tương ứng Khi chọn khố cần phải xem xét tiêu chuẩn sau: khố phải xác định quan hệ, phải có số thuộc tính nhất, phải khơng thay đổi theo thời gian o Khố ngồi: Một khố ngồi sử dụng để thiết lập mối quan hệ Đó thuộc tính mơ tả quan hệ đồng thời lại thuộc tính khố quan hệ khác o Các ràng buộc mơ hình quan hệ: Ràng buộc quy tắc áp đặt lên liệu đảm bảo tính tin cậy độ xác liệu Các luật toàn vẹn thiết kế để giữ cho liệu phù hợp đắn - Ràng buộc thực thể: ràng buộc khố Nó u cầu khố phải tối thiểu, xác định không null (Giá trị null tức khơng có giá trị Nó khác với giá trị hay dấu cách.) - Ràng buộc tham chiếu (ràng buộc khố ngồi): liên quan đến tính tồn vẹn mối quan hệ tức liên quan đến tính tồn vẹn khố ngồi Một ràng buộc tham chiếu u cầu giá trị khố ngồi quan hệ cần phải tồn giá trị khố quan hệ khác giá trị null - Ràng buộc miền giá trị: Là hợp kiểu liệu giá trị giới hạn mà thuộc tính nhận Thơng thường việc xác định miền giá trị thuộc tính bao gồm số yêu cầu sau: Tên thuộc tính, Kiểu liệu, Độ dài liệu, khn dạng liệu, giá trị giới hạn cho phép, ý nghĩa, có hay khơng, có cho phép giá trị rỗng hay không o Mối quan hệ: thể quan hệ bảng với o Các loại mối quan hệ: mơ hình quan hệ có loại mối quan hệ 1-1 1-n 2.2 Các phương pháp thiết kế sở liệu logic 2.2.1 Phương pháp top-down 2.2.2 Phương pháp bottom-up 2.3 Phương pháp top-down 2.3 Phương pháp top-down gì? Tiếp cận theo hướng mơ hình liên kết thực thể, sau áp dụng quy tắc chuyển đổi mơ hình liên kết thực thể sang mơ hình quan hệ Để xây dựng mơ hình thực thể liên kết cần xác định cách trực giác đối tượng quan trọng mà hệ thống cần phải lưu trữ liệu (đó thực thể) xác định thuộc tính mơ tả cho thực thể với quan hệ thực thể Nếu áp dụng luật mơ hình thực thể liên kết ta có quan hệ chuẩn hố 2.3.2 Chuyển đổi từ mơ hình liên kết thực thể sang mơ hình quan hệ 2.3.3 Bài tập vận dụng Áp dụng toán quản lý bán sách online Chuyển đổi từ mơ hình liên kết thực thể sang mơ hình quan hệ - u cầu sinh viên chuẩn bị: Đọc trước đề cương giảng chi tiết slides giảng chương giáo viên cung cấp Đọc thêm tài liệu tham khảo [1] chương , [2] chương , [3] chương Bài giảng 4: Phương pháp Bottom Up Chương Thiết kế sở liệu logic Tiết thứ: - Mục 2.4 Tuần thứ: - Mục đích, yêu cầu: Cung cấp kiến thức thiết kế sở liệu logic Cụ thể khái niệm liên quan đến mô hình quan hệ; Các phương pháp thiết kế sở liệu logic - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: - Địa điểm: Giảng đường P2 phân công - Nội dung chính: 2.4 Phương pháp bottom-up 2.4.1 Khái niệm Để chuẩn hố cần nhóm tất thuộc tính liên quan hệ thống vào quan hệ Áp dụng luật chuẩn hoá để tách quan hệ thành quan hệ có cấu trúc tốt hơn, giảm bớt dư thừa liệu 2.4.2 Phụ thuộc hàm Trong quan hệ R, thuộc tính B phụ thuộc hàm vào thuộc tính A (hay thuộc tính A xác định hàm thuộc tính B) ký hiệu A→B với giá trị thuộc tính A xác định giá trị thuộc tính B Các loại phụ thuộc hàm o Phụ thuộc hàm đầy đủ: Thuộc tính B gọi phụ thuộc đầy đủ vào tập thuộc tính A (có từ thuộc tính trở lên) phụ thuộc hàm vào A khơng phụ thuộc hàm vào tập A Ngược lại B gọi phụ thuộc hàm phận vào tập thuộc tính A o Phụ thuộc hàm bắc cầu: Nếu có A1 -> A2 A2 -> A3 A1 -> A3 Khi A3 gọi phụ thuộc bắc cầu vào A1 2.4.3 Sơ đồ quan hệ Sơ đồ quan hệ lược đồ quan hệ R tập phụ thuộc hàm F 2.4.4 Khóa thuật tốn tìm khóa o Định nghĩa khóa Trong quan hệ R, tập thuộc tính K khố quan hệ có K -> Bi với Bi tất thuộc tính cịn lại o Thuật tốn tìm khóa o Thuật tốn tìm khóa 2.4.5 Các dạng chuẩn chuẩn hóa sơ đồ quan hệ  Dạng chuẩn o Định nghĩa: Một quan hệ dạng chuẩn toàn miền thuộc tính miền đơn khơng tồn nhóm thuộc tính lặp o Một thuộc tính A thuộc tính lặp với giá trị cụ thể khố có nhiều giá trị thuộc tính A kết hợp với khố o Ví dụ o Chuẩn hóa đưa dạng chuẩn 1: Tách thuộc tính lặp thành quan hệ  Dạng chuẩn 2: o Định nghĩa: Một quan hệ dạng chuẩn dạng chuẩn không tồn phụ thuộc hàm phận vào khố o Ví dụ: R(A,B,C,D) o Chuẩn hóa đưa chuẩn 2: Tách thuộc tính phụ thuộc vào phận khóa thành lược đồ quan hệ mới, bổ sung thêm thuộc tính mà phụ thuộc vào làm khóa Các thuộc tính cịn lại tạo thành lược đồ quan hệ, khóa khóa ban đầu  Dạng chuẩn 3: o Định nghĩa: Một quan hệ dạng chuẩn dạng chuẩn khơng tồn phụ thuộc hàm bắc cầu vào khoá (hay phụ thuộc hàm thuộc tính khơng khố) o Ví dụ o Chuẩn hóa đưa chuẩn 3: Tách thuộc tính phụ thuộc vào thuộc tính khơng khóa thành lược đồ quan hệ mới, bổ sung thêm thuộc tính mà phụ thuộc vào làm khóa Các thuộc tính cịn lại tạo thành lược đồ quan hệ, khóa khóa ban đầu  Dạng chuẩn BCNF: o Định nghĩa: Một quan hệ dạng chuẩn BCNFnếu dạng chuẩn khơng tồn phụ thuộc hàm thuộc tính khơng khóa thuộc tính khóa o Ví dụ o Chuẩn hóa đưa chuẩn BCNF: Tách thuộc tính phụ th uộc vào thuộc tính khơng khóa thành lược đồ quan hệ, khóa thuộc tính gây phụ thuộc Các thuộc tính cịn lại tạo thành lược đồ quan hệ, khóa phần khóa ban đầu phần thuộc tính gây phụ thuộc 2.4.6 Bài tập xác định dạng chuẩn chuẩn hóa sơ đồ quan hệ - Yêu cầu sinh viên chuẩn bị: Đọc trước đề cương giảng chi tiết slides giảng chương giáo viên cung cấp Đọc thêm tài liệu tham khảo Bài giảng Chương Thiết kế sở liệu logic Mục 2.5 Tiết thứ: - Tuần thứ: - Mục đích, yêu cầu: Vận dụng kiến thức thiết kế mơ hình liệu logic để thiết kế liệu cho tốn thực tế - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Bài tập: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: - Địa điểm: Giảng đường P2 phân cơng - Nội dung chính: 2.5 Bài tập vận dụng Cho mẫu phiếu yêu cầu mua sách khách hàng mẫu hóa đơn bán sách Yêu cầu: Sử dụng phương pháp thiết kế liệu logic top-down bottomup để xây dựng mơ hình liệu logic Hướng dẫn: Phương pháp Topdown: o Liệt kê thuộc tính từ mẫu phiếu yêu cầu mua sách o Xác định thực thể o Gắn thuộc tính vào thực thể o Xác định mối quan hệ thực thể o Gắn thuộc tính vào mối quan hệ (nếu có) o Xây dựng mơ hình ER o Chuyển đổi từ mơ hình ER sang mơ hình quan hệ o Vẽ mơ hình quan hệ Phương pháp Bottom-Up Các bước thực hiện: Bước 1: Từ biểu mẫu (tài liệu xuất: hoá đơn, chứng từ,…) lấy danh sách thuộc tính cho quan hệ chưa chuẩn hố (cịn gọi dạng chuẩn 0) - Mỗi tiêu đề biểu mẫu thuộc tính - Bỏ qua phần đầu đề phần (một số ghi chú, chữ ký …) biểu mẫu - Khơng lấy thuộc tính suy diễn từ thuộc tính khác (như thành tiền = đơn giá x số lượng) thuộc tính trình bày ‘số thứ tự’ có - Bổ sung thêm số thuộc tính định danh tương ứng với số thuộc tính tên gọi chưa có định danh cần thiết - Xác định nhóm thuộc tính lặp, phụ thuộc hàm thuộc tính Bước 2: Chuẩn hố dạng chuẩn (1NF): Tách nhóm thuộc tính lặp - Tách thuộc tính khơng nằm nhóm lặp thành quan hệ (R1) Xác định khố quan hệ - Các thuộc tính nhóm lặp khố quan hệ (R1) tạo thành quan hệ (R2) Xác định khóa cho quan hệ R2 (khố R2 khố ghép khố R1 thuộc tính khác R2) - Ví dụ: R{A, B, C, D, E} khố {A} Tồn nhóm thuộc tính lặp {C,D} tách thành quan hệ R1{A, B, E} R2{A,C,D} Bước 3: Chuẩn hoán dạng chuẩn (2NF): Loại bỏ phụ thuộc phận vào khoá (chỉ áp dụng với quan hệ có khố ghép) - Tách thuộc tính tham gia vào phụ thuộc hàm xác định phần khoá vào quan hệ (R3) Khố quan hệ thuộc tính xác định hàm - Phần cịn lại với khố quan hệ (R3) quan hệ giữ ngun khố quan hệ ban đầu - Ví dụ: R{A, B, C, D} khố {A,B} Tồn phụ thuộc hàm A ->C tách thành quan hệ R1{A,C} R2{A, B, D} Bước 4: Chuẩn hoá dạng chuẩn (3NF): Loại bỏ phụ thuộc hàm thuộc tính khơng khố - Tách thuộc tính tham gia vào phụ thuộc hàm thuộc tính khơng khố vào quan hệ (R4) Khố quan hệ thuộc tính xác định hàm - Phần cịn lại khố quan hệ (R4) quan hệ giữ ngun khố quan hệ ban đầu - Ví dụ: R{A, B, C, D} mà khoá {A,B} Tồn phụ thuộc hàm C-> D tách thành quan hệ R1{C, D} R2{A, B, C} Hoàn thiện mơ hình CSDL logic Sau tiến hành theo hai hướng khác nhau: xây dựng mơ hình thực thể liên kết chuẩn hố liệu có hai tập ghi logic khác hệ thống Khi cần phải kết hợp lại để có mơ hình CSDL logic thống cho hệ thống Một số nguyên tắc kết hợp: - Kiểm tra thống tên gọi quan hệ thuộc tính hai kết Nếu tên khác nghĩa phải đặt lại tên cho khác Nếu nghĩa khác tên phải đặt lại tên cho giống - Lấy tất quan hệ khác từ hai kết Với hai quan hệ trùng lấy tất thuộc tính có hai quan hệ từ hai kết Hướng dẫn tập vận dụng: o Từ mẫu phiếu yêu cầu mua sách khách hàng xác định lược đồ quan hệ Áp dụng dạng chuẩn quy tắc chuẩn hóa để tách lược đồ quan hệ dạng chuẩn 3NF BCNF o Tương tự áp dụng với mẫu hóa đơn bán sách - Yêu cầu sinh viên chuẩn bị: Nắm kiến thức học phương pháp xây dựng mô hình liệu logic, áp dụng làm tập lớp tập nhóm Đọc thêm tài liệu tham khảo [1] chương , [2] chương , [3] chương Bài giảng 6: Thảo luận việc xây dựng mơ hình liệu logic Chương Thiết kế sở liệu logic Tiết thứ: - Tuần thứ: - Mục đích, yêu cầu: Phát triển kỹ làm việc nhóm khả biện luận Sinh viên làm tập lớn theo nhóm, tham gia thảo luận lớp Sinh viên vận dụng kiến thức học để thực xây dựng mô hình liệu logic cho tốn thực tế - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Thảo luận: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: - Địa điểm: Giảng đường P2 phân cơng - Nội dung chính: Các nhóm thảo luận tập lớn Xét số hệ thống: 1) Hệ thống quản lý thư viện, 2) Hệ thống quản lý thi trắc nghiệm 3) Hệ thống quản lý đăng ký học tập theo tín 4) Hệ thống nhắc việc quan 5) Hệ thống quản lý thư viện tự phục vụ 6) Hệ thống Quản lý thi tốt nghiệp PTTH 7) Hệ thống quản lý đồ án tốt nghiệp 8) Hệ thống quản lý lịch thực hành Yêu cầu: a Mô tả lại nghiệp vụ, chức năng, liệu toán b Xây dựng mơ hình quan hệ c Chuẩn hóa mơ hình quan hệ - Yêu cầu sinh viên chuẩn bị: Nắm kiến thức học phương pháp xây dựng mơ hình liệu logic, áp dụng làm tập nhóm Chuẩn bị slide báo cáo đề tài nhóm theo yêu cầu giáo viên Đọc thêm tài liệu tham khảo [1] chương , [2] chương , [3] chương Bài giảng Lưu trữ liệu file, mục Tiết thứ: - Tuần thứ: - Mục đích, yêu cầu: Cung cấp kiến thức thiết kế sở vật lý Cụ thể lưu trữ liệu; mục - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: - Địa điểm: Giảng đường P2 phân cơng - Nội dung chính: Chương Thiết kế sở liệu vật lý 3.1 Lưu trữ liệu file 3.1.1 Các thiết bị lưu trữ  Cache  Main memory  Flash memory  Magnetic-disk  Optical storage  Tape storage  Main memory 3.1 Quản lý vùng đệm 3.1 Tổ chức tập tin đĩa Bản ghi với độ dài cố định Bản ghi với độ dài thay đổi Tổ chức ghi tệp tin a Tổ chức tệp tin với ghi không thứ tự - Tệp tin Heap b Tổ chức tệp tin 3.1 Các thao tác tập tin 3.2 Chỉ mục 3.2 Khái niệm 3.2 Các loại mục Chỉ mục phân cụm khơng phân cụm Chỉ mục Chỉ mục phụ Cấu trúc mục (Sinh viên đọc tài liệu tham khảo [1] chương 9) Yêu cầu sinh viên chuẩn bị: Đọc trước đề cương giảng chi tiết slides giảng chương giáo viên cung cấp Đọc thêm tài liệu tham khảo [1] chương 7,8,9,10, [2] chương , [3] chương 13 Bài giảng 8: Thiết kế sở liệu vật lý Chương Mục 3.3 Tiết thứ: - Tuần thứ: - Mục đích, yêu cầu: Cung cấp kiến thức thiết kế sở vật lý Cụ thể yếu tố ảnh hưởng đến thiết kế vật lý cách phân tích yếu tố để đưa mơ hình liệu vật lý phù hợp với u cầu; - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: - Địa điểm: Giảng đường P2 phân công - Nội dung chính: 3.3 Thiết kế sở liệu vật lý 3.3.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến thiết kế sở liệu vật lý 3.3.2 Quyết định thiết kế sở liệu vật lý  Lựa chọn mục tạo: • Những quan hệ mục trường kết hợp số trường để tạo mục khố tìm kiếm • Với mục, xác định xem nên phân cụm hay không phân cụm?  Điều chỉnh lược đồ logic a Quyết định thiết kế mục (index): o Đặt mục thuộc tính o Thuộc tính thuộc tính đặt mục o Thiết lập mục nhóm (clustered index) b Phân tích sử dụng liệu o Bổ sung thuộc tính tình o Bổ sung bảng liệu tạm c Vấn đề an toàn toàn vẹn liệu o Bổ sung bảng liệu bảo mật d Mơ hình liệu vật lý Yêu cầu sinh viên chuẩn bị: Đọc trước đề cương giảng chi tiết slides giảng chương giáo viên cung cấp Đọc thêm tài liệu tham khảo [1] chương 7,8,9,10, [2] chương , [3] chương 13, [4] chương 6, [5] chương Bài giảng 9: Bài tập vận dụng Chương 3: Thiết kế sở liệu vật lý Mục 3.4 Tiết thứ: - Tuần thứ: - Mục đích, yêu cầu: Vận dụng kiến thức học để xây dựng mơ hình liệu vật lý cho tốn thực tế - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Bài tập: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: - Địa điểm: Giảng đường P2 phân công - Nội dung chính: 3.4 Bài tập vận dụng thực hành Bài toán bán sách online  Lựa chọn mục tạo: • Những quan hệ mục trường kết hợp số trường để tạo mục khố tìm kiếm • Với mục, xác định xem nên phân cụm hay không phân cụm?  Điều chỉnh lược đồ logic Phân tích nhu cầu sử dụng thơng tin, nhu cầu bảo mật thông tin Yêu cầu sinh viên chuẩn bị: Nắm kiến thức học thiết kế sở liệu, áp dụng làm tập lớp tập nhóm Đọc thêm tài liệu tham khảo [1] chương 16, [2] chương 11,12,13 , [3] chương 9,10,11, [4] chương 6, [5] chương Bài giảng 10: Thảo luận thiết kế sở liệu vật lý Chương 3: Thiết kế sở liệu vật lý Mục 3.4 Tiết thứ: - Tuần thứ: 10 - Mục đích, yêu cầu: Phát triển kỹ làm việc nhóm khả biện luận Sinh viên làm tập lớn theo nhóm thảo luận Sinh viên vận dụng kiến thức học để thực xây dựng mơ hình liệu vật lý cho tốn thực tế - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Thảo luận: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: - Địa điểm: Giảng đường P2 phân cơng - Nội dung chính: Các nhóm thảo luận tập lớn Xét số hệ thống: 1) Hệ thống quản lý thư viện, 2) Hệ thống quản lý thi trắc nghiệm 3) Hệ thống quản lý đăng ký học tập theo tín 4) Hệ thống nhắc việc quan 5) Hệ thống quản lý thư viện tự phục vụ 6) Hệ thống Quản lý thi tốt nghiệp PTTH 7) Hệ thống quản lý đồ án tốt nghiệp 8) Hệ thống quản lý lịch thực hành Yêu cầu: a) Xác định phân tích yêu cầu nghiệp vụ b) Xác định liệu cần thiết cho hệ thống c) Xác định bảng liệu d) Thiết mức vật lý tệp, bảng liệu e) Xây dựng minh họa môđun khai thác liệu hệ thống Yêu cầu sinh viên chuẩn bị: Nắm kiến thức học thiết kế sở liệu, áp dụng làm tập nhóm Chuẩn bị slide báo cáo đề tài nhóm Đọc thêm tài liệu tham khảo [1] chương 16, [2] chương 11,12,13 , [3] chương 9,10,11, [4] chương 6, [5] chương Bài giảng 11: Thảo luận thiết kế sở liệu vật lý Chương 3: Thiết kế sở liệu vật lý Mục 3.4 Tiết thứ: - Tuần thứ: 11 - Mục đích, yêu cầu: Phát triển kỹ làm việc nhóm khả biện luận Sinh viên làm tập lớn theo nhóm thảo luận Sinh viên vận dụng kiến thức học để thực xây dựng mơ hình liệu vật lý cho toán thực tế - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Thảo luận: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: - Địa điểm: Giảng đường P2 phân cơng - Nội dung chính: Các nhóm thảo luận tập lớn Xét số hệ thống: 1) Hệ thống quản lý thư viện, 2) Hệ thống quản lý thi trắc nghiệm 3) Hệ thống quản lý đăng ký học tập theo tín 4) Hệ thống nhắc việc quan 5) Hệ thống quản lý thư viện tự phục vụ 6) Hệ thống Quản lý thi tốt nghiệp PTTH 7) Hệ thống quản lý đồ án tốt nghiệp 8) Hệ thống quản lý lịch thực hành Yêu cầu: a) Xác định phân tích yêu cầu nghiệp vụ b) Xác định liệu cần thiết cho hệ thống c) Xác định bảng liệu d) Thiết mức vật lý tệp, bảng liệu e) Xây dựng minh họa môđun khai thác liệu hệ thống Yêu cầu sinh viên chuẩn bị: Nắm kiến thức học thiết kế sở liệu, áp dụng làm tập nhóm Chuẩn bị slide báo cáo đề tài nhóm Đọc thêm tài liệu tham khảo [1] chương 16, [2] chương 11,12,13 , [3] chương 9,10,11, [4] chương 6, [5] chương Bài giảng 12: Xử lý tối ưu hóa truy vấn Chương Khai thác sở liệu Mục 4.1 Tiết thứ: - Tuần thứ: 12 - Mục đích, yêu cầu: Cung cấp kiến thức tối ưu truy vấn; Quản lý giao dịch xử lý tương tranh - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: - Địa điểm: Giảng đường P2 phân cơng - Nội dung chính: Chương Khai thác sở liệu 4.1 Xử lý tối ưu hóa câu truy vấn 4.1.1 Các bước xử lý truy vấn 4.1.2 Chuyển truy vấn SQL thành đại số quan hệ 4.1.3 Các thuật toán thực phép toán truy vấn 4.1.4 Tối ưu truy vấn • Thuật tốn tối ưu hóa đại số quan hệ • Thực hành tạo mục cho bảng liệu lớn kiểm tra hiệu suất truy cập liệu • Sử dụng cơng cụ Database Engine Tuning • Giám sát hiệu thực thi truy vấn Yêu cầu sinh viên chuẩn bị: Đọc trước đề cương giảng chi tiết slides giảng chương giáo viên cung cấp Đọc thêm tài liệu tham khảo [1] chương 11,12,13,14 Bài giảng 13: Quản lý giao dịch Chương Khai thác sở liệu Tiết thứ: - Mục 4.2 Tuần thứ: 13 - Mục đích, yêu cầu: Cung cấp kiến thức tối ưu truy vấn; Quản lý giao dịch xử lý tương tranh - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Lý thuyết: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: - Địa điểm: Giảng đường P2 phân cơng - Nội dung chính: 4.2 Quản lý giao dịch 4.2.1 Tổng quan quản lý giao dịch o Khái niệm giao dịch o Các tính chất giao dịch 4.2.2 Lịch biểu o Khái niệm lịch biểu o Lịch biểu o Lịch biểu không o Tính khả lịch biểu 4.2.3 Tương tranh o Khái niệm o Các kỹ thuật điều khiển tương tranh 4.2.4 Khơi phục o Sự cần thiết phải có dịch vụ khôi phục sở liệu o Giao dịch khôi phục o Phương tiện khôi phục o Một số kỹ thuật khôi phục Yêu cầu sinh viên chuẩn bị: Đọc trước đề cương giảng chi tiết slides giảng chương giáo viên cung cấp Đọc thêm tài liệu tham khảo [1] chương 18,19,20, [2] chương 14 Bài giảng 14: Bài tập vận dụng Chương Khai thác sở liệu Tiết thứ: - Mục 4.2 Tuần thứ: 14 - Mục đích, yêu cầu: Vận dụng kiến thức học để thực hành tối ưu truy vấn Quản lý giao dịch, xử lý tương tranh kỹ thuật khôi phục - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu Tự học, tự nghiên cứu: - Thời gian: Bài tập: 4t; - Địa điểm: Giảng đường P2 phân cơng - Nội dung chính: 4.3 Bài tập vận dụng thực hành Bài toán bán sách online Yêu cầu: o Thực hành mục để tăng tốc độ truy vấn o Thực hành kiểm tra thời gian thực truy vấn chưa tối ưu truy vấn tối ưu o Nghiên cứu giao dịch hệ thống bán hàng online, đặc biệt giao dịch tương tranh Yêu cầu sinh viên chuẩn bị: Nắm kiến thức học thiết kế sở liệu, áp dụng làm tập lớp tập nhóm Đọc thêm tài liệu tham khảo [1] chương 16,18,19,20, [2] chương 14 Bài giảng 15: Thảo luận khai thác sở liệu Chương Khai thác sở liệu Tiết thứ: - Tuần thứ: 15 - Mục đích, yêu cầu: Phát triển kỹ làm việc nhóm khả biện luận Sinh viên làm tập lớn theo nhóm thảo luận Sinh viên vận dụng kiến thức khai thác sở liệu với mục, truy vấn, giao dịch cho toán thực tế - Hình thức tổ chức dạy học: Lý thuyết, thảo luận, tự học, tự nghiên cứu - Thời gian: Thảo luận: 4t; Tự học, tự nghiên cứu: - Địa điểm: Giảng đường P2 phân công - Nội dung chính: Bài tập thảo luận theo nhóm Xét số hệ thống: 1) Hệ thống quản lý thư viện, 2) Hệ thống quản lý thi trắc nghiệm 3) Hệ thống quản lý đăng ký học tập theo tín 4) Hệ thống nhắc việc quan 5) Hệ thống quản lý thư viện tự phục vụ 6) Hệ thống Quản lý thi tốt nghiệp PTTH 7) Hệ thống quản lý đồ án tốt nghiệp 8) Hệ thống quản lý lịch thực hành Yêu cầu: a) Thực truy vấn tối ưu hóa truy vấn liệu hệ thống b) Xác định giao dịch xử lý giao dịch cho hệ thống Yêu cầu sinh viên chuẩn bị: Nắm kiến thức học thiết kế sở liệu, áp dụng làm tập nhóm Chuẩn bị slide báo cáo đề tài nhóm Đọc thêm tài liệu tham khảo [1] chương 16,18,19,20, [2] chương 14