Giáo trình Cơ sở dữ liệu 1: Phần 1 - Trường ĐH Phan Thiết

(NB) Giáo trình Cơ sở dữ liệu 1: Phần 1 gồm có 2 chương, cung cấp cho người học những kiến thức như: Các khái niệm cơ bản về hệ cơ sở dữ liệu; Mô hình thực thể - liên kết. Mời các bạn cùng tham khảo!

TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHAN THIẾT KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN CƠ SỞ DỮ LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ MỤC LỤC CHƯƠNG I- CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ HỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU I- Cơ sở liệu I.1- Định nghĩa sở liệu I.2- Các tính chất sở liệu II- Hệ quản trị sở liệu II.1Định nghĩa hệ quản trị sở liệu II.2Các chức hệ quản trị sở liệu II.3Các đặc trưng giải pháp sở liệu 11 II.4Ví dụ sở liệu 13 III- Mơ hình sở liệu 15 III.1- Các loại mơ hình sở liệu 15 III.2- Lược đồ trạng thái sở liệu 17 IV- Con người hệ sở liệu 18 IV.1- Người quản trị hệ sở liệu (Database Administrator – DBA) 18 IV.2- Người thiết kế sở liệu (Database Designer) 18 IV.3- Những người sử dụng (End User) 18 IV.4- Người phân tích hệ thống lập trình ứng dụng 19 IV.5- Người thiết kế cài đặt hệ quản trị liệu 19 IV.6- Những người phát triển công cụ 19 IV.7- Các thao tác viên người bảo trì 19 V- Ngôn ngữ sở liệu giao diện 20 V.1Các ngôn ngữ hệ quản trị sở liệu 20 V.2Các loại giao diện hệ quản trị sở liệu 21 VI- Câu hỏi ôn tập 21 CHƯƠNG IIIII- MƠ HÌNH THỰC THỂ - LIÊN KẾT 23 Sử dụng mơ hình quan niệm bậc cao cho việc thiết kế sở liệu 23 Các thành phần mô hình ER 25 II.1Thực thể thuộc tính 25 II.2Kiểu thực thể, tập thực thể, khóa tập giá trị 27 II.3Kiểu liên kết, tập liên kết thể 30 II.4Cấp liên kết, tên vai trò kiểu liên kết đệ quy 31 II.5Các ràng buộc kiểu liên kết 32 II.6Thuộc tính kiểu liên kết 33 II.7Các kiểu thực thể yếu 34 III- Ví dụ thiết kế mơ hình ER 35 III.1- Xác định kiểu thực thể, thuộc tính kiểu liên kết 35 IV- Mơ hình thực thể liên kết mở rộng (mơ hình EER) 39 IV.1- Lớp cha, lớp thừa kế 39 IV.2- Chuyên biệt hóa, tổng quát hóa 40 IV.2.1- Chuyên biệt hóa 40 IV.2.2- Tổng quát hóa 42 IV.2.3- Phân cấp chuyên biệt lưới chuyên biệt 43 IV.2.4- Các ràng buộc đặc trung chuyên biệt hóa, tổng quát hóa 43 IV.3- Sơ đồ mơ hình EER 44 V- Tổng kết chương câu hỏi ôn tập 45 V.1Tổng kết chương 45 V.2Câu hỏi ôn tập 45 V.3Bài tập 46 CHƯƠNG III- MƠ HÌNH QUAN HỆ, CÁC RÀNG BUỘC QUAN HỆ VÀ ĐẠI SỐ QUAN HỆ 48 I- Các khái niệm mơ hình quan hệ 48 I.1- Miền, thuộc tính, quan hệ 48 I.2- Các đặc trưng quan hệ 50 I.2.1- Thứ tự quan hệ 50 I.2.2- Thứ tự giá trị bên 51 I.2.3- Các giá trị 51 I.2.4- Thể quan hệ 52 II- Các ràng buộc quan hệ, lược đồ sở liệu quan hệ 52 II.1Các ràng buộc miền 52 II.2Ràng buộc khoá ràng buộc giá trị không xác định (null) 53 II.3Cơ sở liệu quan hệ lược đồ sở liệu quan hệ 54 II.4Toàn vẹn thực thể, tồn vẹn tham chiếu khố ngồi 58 III- Các phép toán mơ hình quan hệ 60 III.1- Các phép toán cập nhật 60 III.1.1- Phép chèn (Insert) 60 III.1.2- Phép xoá (Delete) 61 III.1.3- Phép sửa đổi (Update) 62 III.2- Các phép toán đại số quan hệ 62 III.2.1- Phép chọn (SELECT) 63 III.2.2- Phép chiếu (PROJECT) 65 III.2.3- Phép đặt lại tên (RENAME) 66 III.2.4- Các phép toán lý thuyết tập hợp 67 III.2.5- Phép nối (JOIN) 70 III.2.6- Tập hợp đầy đủ phép toán quan hệ 72 III.2.7- Phép chia 73 III.3- Các phép toán quan hệ bổ sung 74 III.3.1- Các hàm nhóm phép nhóm 74 III.3.2- Các phép tốn khép kín đệ quy 75 III.3.3- Các phép tốn nối ngồi (outer join), hợp ngồi (outer union) 75 III.4- Một số ví dụ truy vấn đại số quan hệ 76 IV- Chuyển đổi mơ hình ER thành mơ hình quan hệ 77 IV.1- Các quy tắc chuyển đổi 77 IV.2- Chuyển đổi mô hình cụ thể 81 V- Tổng kết chương câu hỏi ôn tập 81 V.1Tổng kết chương 81 V.2Câu hỏi ôn tập 82 V.3Bài tập 83 CHƯƠNG IV- PHỤ THUỘC HÀM VÀ CHUẨN HÓA CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ, CÁC THUẬT TOÁN THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ 86 I- Các nguyên tắc thiết kế lược đồ quan hệ 86 I.1- Ngữ nghĩa thuộc tính quan hệ 86 I.2- Thông tin dư thừa dị thường cập nhật 87 I.3- Các giá trị không xác định 89 I.4- Sinh giả 89 II- Các phụ thuộc hàm 90 II.1Định nghĩa phụ thuộc hàm 90 II.2Các quy tắc suy diễn phụ thuộc hàm 93 II.3Sự tương đương tập phụ thuộc hàm 97 II.4Các tập phụ thuộc hàm tối thiểu 98 III- Các dạng chuẩn dựa khóa 99 III.1- Nhập mơn chuẩn hố 99 III.2- Dạng chuẩn 101 III.3- Dạng chuẩn 102 III.4- Dạng chuẩn 104 III.5- Dạng chuẩn Boyce-Codd 104 IV- Các thuật toán thiết kế sở liệu quan hệ dạng chuẩn cao 106 IV.1- Định nghĩa tổng quát dạng chuẩn 107 IV.2- Các thuật toán thiết kế lược đồ sở liệu quan hệ 108 IV.2.1- Tách quan hệ tính khơng đầy đủ dạng chuẩn 108 IV.2.2- Phép tách bảo toàn phụ thuộc 109 IV.2.3- Phép tách kết nối không mát 111 IV.3- Các phụ thuộc hàm đa trị dạng chuẩn 118 IV.3.1- Định nghĩa phụ thuộc đa trị 118 IV.3.2- Các quy tắc suy diễn phụ thuộc hàm phụ thuộc đa trị 120 IV.3.3- Dạng chuẩn 121 IV.3.4- Tách có tính chất nối khơng mát thành quan hệ 4NF 121 IV.4- Các phụ thuộc nối dạng chuẩn 122 V- Tổng kết chương câu hỏi ôn tập 124 V.1Tổng kết chương 124 V.2Câu hỏi ôn tập 125 V.3Bài tập 126 Chương I- CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ HỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU Các sở liệu hệ sở liệu trở thành thành phần chủ yếu sống hàng ngày xã hội đại Trong vòng ngày người có nhiều hoạt động cần có giao tiếp với sở liệu như: đến ngân hàng để rút tiền gửi tiền, đăng ký chỗ máy bay khách sạn, truy cập vào thư viện tin học hố để tìm sách báo, đặt mua tạp chí nhà xuất bản… Tại ngân hàng, cửa hàng, người ta cập nhật tự động việc quản lý tiền bạc, hàng hoá Tất giao tiếp gọi ứng dụng sở liệu truyền thống Trong sở liệu truyền thống, hầu hết thông tin lưu giữ truy cập văn số Những năm gần đây, tiến kỹ thuật đưa đến ứng dụng sở liệu Các sở liệu đa phương tiện lưu trữ hình ảnh, phim tiếng nói Các hệ thống thơng tin địa lý lưu trữ phân tích đồ, liệu thời tiết ảnh vệ tinh Kho liệu hệ thống phân tích trực tuyến sử dụng nhiều cơng ty để lấy phân tích thơng tin có lợi từ sở liệu lớn nhằm đưa định Các kỹ thuật sở liệu động thời gian thực sử dụng việc kiểm tra tiến trình cơng nghiệp sản xuất Các kỹ thuật tìm kiếm sở liệu áp dụng cho World Wide Web để cung cấp việc tìm kiếm thơng tin cần thiết cho người sử dụng cách duyệt qua Internet Để hiểu sở kỹ thuật sở liệu phải sở kỹ thuật sở liệu truyền thống Mục đích giáo trình nghiên cứu sở kỹ thuật Trong chương định nghĩa sở liệu, hệ quản trị sở liệu, mơ hình sở liệu thuật ngữ khác I- Cơ sở liệu I.1- Định nghĩa sở liệu Cơ sở liệu kỹ thuật sở liệu có ảnh hưởng lớn đến việc sử dụng máy tính Có thể nói sở liệu đóng vai trị quan trọng lĩnh vực có sử dụng máy tính giáo dục, thương mại, kỹ nghệ, khoa học, thư viện,… Thuật ngữ sở liệu trở thành thuật ngữ phổ dụng Một sở liệu tập hợp liệu có liên quan với nhau, lưu trữ máy tính, có nhiều người sử dụng tổ chức theo mơ hình Dữ liệu kiện ghi lại có ý nghĩa Ví dụ, để quản lý việc học tập môi trường đại học, liệu thông tin sinh viên, môn học, điểm thi….Chúng ta tổ chức liệu thành bảng lưu giữ chúng vào sổ sách sử dụng phần mềm máy tính để lưu giữ chúng máy tính Ta có tập liệu có liên quan đến mang nhiều ý nghĩa, sở liệu I.2- Các tính chất sở liệu Một sở liệu có tính chất sau: Một sở liệu biểu thị khía cạnh giới thực hoạt động công ty, nhà trường, ngân hàng… Những thay đổi giới thực phải phản ánh cách trung thực vào sở liệu Những thông tin đưa vào sở liệu tạo thành không gian sở liệu “thế giới nhỏ” (miniworld) Một sở liệu tập hợp liệu liên kết với cách logic mang ý nghĩa cố hữu Một sở liệu khơng phải tập hợp tuỳ tiện Một sở liệu thiết kế phổ biến cho mục đích riêng Nó có nhóm người sử dụng có chủ định có số ứng dụng xác định phù hợp với mối quan tâm người sử dụng Nói cách khác, sở liệu có nguồn cung cấp liệu, mức độ tương tác với kiện giới thực nhóm người quan tâm tích cực đến nội dung Một sở liệu có cỡ tuỳ ý có độ phức tạp thay đổi Có sở liệu gồm vài trăm ghi (như sở liệu phục vụ việc quản lý lương quan nhỏ), có sở liệu có dung lượng lớn (như sở liệu phục vụ cho việc tính cước điện thoại, quản lý nhân phạm vi lớn) Các sở liệu phải tổ chức quản lý cho người sử dụng tìm kiếm liệu, cập nhật liệu lấy liệu cần thiết Một sở liệu tạo trì cách thủ cơng tin học hố Một sở liệu tin học hoá tạo trì bằng nhóm chương trình ứng dụng hệ quản trị sở liệu II- Hệ quản trị sở liệu II.1- Định nghĩa hệ quản trị sở liệu Một hệ quản trị sở liệu tập hợp chương trình giúp cho người sử dụng tạo ra, trì khai thác sở liệu Nó hệ thống phần mềm phổ dụng, làm dễ trình định nghĩa, xây dựng thao tác sở liệu cho ứng dụng khác Định nghĩa sở liệu bao gồm việc đặc tả kiểu liệu, cấu trúc ràng buộc cho liệu lưu trữ sở Xây dựng sở liệu trình lưu trữ liệu phương tiện lưu trữ hệ quản trị sở liệu kiểm soát Thao tác sở liệu bao gồm chức truy vấn sở liệu để lấy liệu cụ thể, cập nhật sở liệu để phản ánh thay đổi giới nhỏ tạo báo cáo từ liệu Các hệ quản trị sở liệu dùng để thể sở liệu tin học hố phổ dụng (là phần mềm đóng gói) chuyên dụng (là tập phần mềm tạo với mục đích riêng) Người ta gọi sở liệu hệ quản trị sở liệu thuật ngữ chung hệ sở liệu Môi trường hệ sở liệu mơ tả hình vẽ (hình I-1) II.2- Các chức hệ quản trị sở liệu Một hệ quản trị sở liệu có chức sau : Lưu trữ định nghĩa, mối liên kết liệu (gọi siêu liệu) vào từ điển liệu Các chương trình truy cập đến sở liệu làm việc thông qua hệ quản trị sở liệu Hệ quản trị sở liệu sử dụng liệu từ điển liệu để tìm kiếm cấu trúc thành phần liệu mối liên kết yêu cầu Mọi thay đổi tệp sở liệu tự động ghi lại vào từ điển liệu Như vậy, hệ quản trị sở liệu giải phóng người sử dụng khỏi việc lập trình cho mối liên kết phức tạp chương trình, việc sửa đổi chương trình truy cập đến tệp sở liệu bị sửa đổi Nói cách khác, hệ quản trị sở liệu loại bỏ phụ thuộc liệu cấu trúc khỏi hệ thống Người sử dụng / Người lập trình Chương trình ứng dụng / Truy vấn Phần mềm xử lý Truy vấn / Chương trình Phần mềm truy cập đến liệu lưu trữ Định nghĩa sở liệu (Siêu liệu ) Cơ sở liệu ình I-1 Mơi trường hệ sở liệu Tạo cấu trúc phức tạp theo yêu cầu để lưu trữ liệu Nó giúp người sử dụng làm nhiệm vụ khó khăn định nghĩa lập trình cho đặc trưng vật lý liệu Biến đổi liệu nhập vào để phù hợp với cấu trúc liệu điểm Như vậy, hệ quản trị sở liệu giúp người sử dụng phân biệt dạng logic dạng vật lý liệu Bằng việc trì độc lập liệu, hệ quản trị sở liệu chuyển yêu cầu logic thành lệnh định vị cách vật lý lấy liệu yêu cầu Điều có nghĩa hệ quản trị sở liệu tạo khuôn dạng 10 cho liệu lấy để làm cho phù hợp với mong muốn logic người sử dụng Tạo hệ thống bảo mật áp đặt tính bảo mật riêng tư sở liệu Tạo cấu trúc phức tạp cho phép nhiều người sử dụng truy cập đến liệu Cung cấp thủ tục lưu phục hồi liệu để đảm bảo an toàn toàn vẹn liệu Xúc tiến áp đặt quy tắc an toàn để loại bỏ vấn đề tồn vẹn liệu Điều cho phép ta làm tối thiểu dư thừa liệu làm tối đa tính quán liệu Cung cấp việc truy cập liệu thông qua ngôn ngữ truy vấn Một ngôn ngữ truy vấn ngôn ngữ phi thủ tục cho phép người sử dụng cần phải làm mà khơng cần phải làm Các hệ quản trị sở liệu cung cấp việc truy cập liệu cho người lập trình thơng qua ngơn ngữ thủ tục II.3- Các đặc trưng giải pháp sở liệu Trước khái niệm sở liệu đời, hệ thống tệp (file) phương pháp áp dụng việc quản lý Một tệp xem cặp hồ sơ lưu trữ thông tin liên quan đến cơng việc riêng biệt Ví dụ, quan, phận tài vụ có cặp hồ sơ liên quan đến lương nhân viên, phận tổ chức có cặp hồ sơ liên quan đến vấn đề nhân sự… Việc xử lý để lấy thông tin thống kê lương, q trình cơng tác… lúc đầu thực cách thủ công Dần dần, khối lượng thông tin ngày lớn, việc xử lý thông tin ngày phức tạp, người ta sử dụng máy tính vào việc quản lý Các cặp hồ sơ chuyển thành tệp máy tính việc xử lý thông tin thực cách lập trình (trong ngơn ngữ lập trình hệ 3) Việc quản lý theo giải pháp hệ thống tệp có nhiều nhược điểm Thứ nhất, dư thừa thông tin: thông tin lưu trữ nhiều lần (chẳng hạn, danh sách nhân viên có mặt tệp lương có mặt tệp nhân sự) Điều gây việc lãng phí nhớ dễ gây sai sót cập nhật liệu, dễ sinh liệu không đắn Thứ hai, việc phụ thuộc chương 11 NHÂNVIÊN Quản lý ĐƠNVỊ NHÂNVIÊN N Làm việc cho ĐƠNVỊ NHÂNVIÊN M Làm việc N DỰÁN Hình II-5 Tỷ số lực lượng kiểu liên kết Các ràng buộc tham gia phụ thuộc tồn tại: Ràng buộc tham gia có phải tồn kiểu thực thể phụ thuộc vào kiểu thực thể khác thông qua kiểu liên kết hay khơng Có hai kiểu ràng buộc tham gia: ràng buộc tham gia toàn ràng buộc tham gia phận Tham gia toàn nghĩa tất thực thể kiểu thực thể phải tham gia vào kiểu liên kết tham gia phận nghĩa phận thực thể kiểu thực thể tham gia vào kiểu liên kết Ví dụ, xét kiểu liên kết NHÂNVIÊN ĐƠNVỊ Trong thực tế, đơn vị phải có người quản lý (là nhân viên) nhân viên quản lý đơn vị Như vậy, tham gia thực thể đơn vị vào kiểu liên kết tồn cịn tham gia thực thể nhân viên vào kiểu liên kết phận Sự tham gia toàn gọi phụ thuộc tồn Trong lược đồ ER, tham gia toàn biểu thị đường nối đôi từ kiểu thực thể đến kiểu liên kết Ví dụ : II.6- Thuộc tính kiểu liên kết Các kiểu liên kết có thuộc tính, giống thuộc tính kiểu thực thể Ví dụ, kiểu liên kết kiểu thực thể NHÂNVIÊN DỰÁN có thuộc tính Sốgiờ để ghi lại số làm việc nhân viên dự án Các thuộc tính kiểu liên kết biểu diễn hình van nối với kiểu liên kết Ví dụ: 33 Số NHÂNVIÊN Làm việc DỰÁN II.7- Các kiểu thực thể yếu Các kiểu thực thể khơng có thuộc tính khố cho gọi kiểu thực thể yếu Ngược lại, kiểu thực thể thơng thường (nghĩa có thuộc tính khố) gọi kiểu thực thể mạnh Các thực thể kiểu thực thể yếu xác định cách liên kết với thực thể cụ thể kiểu thực thể khác phối hợp với số giá trị thuộc tính Ta gọi kiểu thực thể khác kiểu thực thể xác định kiểu thực thể chủ Ta gọi kiểu liên kết kiểu thực thể yếu kiểu thực thể chủ liên kết xác định thực thể yếu Một kiểu thực thể yếu ln ln có ràng buộc tham gia toàn (tồn phụ thuộc) vào liên kết xác định kiểu thực thể yếu khơng thể xác định mà khơng có kiểu thực thể chủ Ví dụ, cơng ty, nhân viên nhân viên hưởng chế độ bảo hiểm theo nhân viên Như vậy, có kiểu liên kết NHÂNVIÊN < CON> Đây kiểu liên kết có tỷ số lực lượng 1:N Các thuộc tính kiểu thực thể CON Họtên, Ngaysinh, Giớitính Hai người hai nhân viên khác có giá trị cho thuộc tính hai thực thể khác Chúng xác định hai thực thể khác sau xác định thực thể nhân viên cụ thể có liên quan đến người phụ thuộc Mỗi thực thể kiểu thực thể NHÂNVIÊN gọi chủ thực thể kiểu thực thể CON liên kết với Thơng thường, kiểu thực thể yếu có khố phận, tập hợp thuộc tính xác định cách thực thể yếu liên kết với thực thể chủ Ví dụ, hai người nhân viên khơng có tên giống thuộc tính Họtên kiểu thực thể CON khoá phận Trong trường hợp xấu nhất, thuộc tính phức hợp gồm tất thuộc tính thực thể yếu khoá phận 34 Trong sơ đồ ER, kiểu thực thể yếu kiểu liên kết xác định biểu diễn hình chữ nhật hình thoi nét đơi Ví dụ: NHÂNVIÊN Có N CON III- Ví dụ thiết kế mơ hình ER Trong phần này, xét ví dụ việc xây dựng mơ hình ER cho sở liệu cơng ty Như phần I nói, bước việc thiết kế sở liệu tập hợp phân tích yêu cầu Kết bước tập hợp ghi chép súc tích yêu cầu người sử dụng tình trạng nơi ta cần xây dựng sở liệu Giả sử sau tập hợp u cầu phân tích, hoạt động cơng ty ghi chép lại sau: Công ty tổ chức thành đơn vị Mỗi đơn vị có tên nhất, mã số nhất, nhân viên cụ thể quản lý đơn vị Việc nhân viên quản lý đơn vị ghi lại ngày nhân viên bắt đầu quản lý Một đơn vị có nhiều địa điểm Mỗi đơn vị kiểm sốt số dự án Một dự án có tên nhất, mã số địa điểm Với nhân viên lưu giữ lại Họ tên, Mã số, địa chỉ, lương, giới tính, ngày sinh Một nhân viên làm việc cho đơn vị làm việc nhiều dự án nhiều đơn vị kiểm soát Chúng ta lưu giữ lại số làm việc nhân viên dự án Mỗi nhân viên có người giám sát trực tiếp, người nhân viên Mỗi nhân viên có người Những người hưởng bảo hiểm theo nhân viên Với người nhân viên, lưu giữ Họ tên, giới tính, ngày sinh III.1- Xác định kiểu thực thể, thuộc tính kiểu liên kết Theo ghi chép trên, xác định kiểu thực thể kiểu liên kết sau: 35 CƠNGTY khơng phải kiểu thực thể ta có cơng ty ĐƠNVỊ kiểu thực thể với thuộc tính Tên, Mãsố, Ngườiquảnlý, Ngàybắtđầu Địađiểm Các thuộc tính Tên, Mãsố, Địađiểm thuộc tính mơ tả đơn vị, thuộc tính Ngườiquảnlý, Ngàybắtđầu thuộc tính biểu thị kiểu liên kết (với kiểu thực thể NHÂNVIÊN) Các thuộc tính đơn đơn trị, trừ thuộc tính Địađiểm, thuộc tính đa trị (một đơn vị có nhiều địa điểm) Các thuộc tính Tên, Mãsố thuộc tính khóa (vì đơn vị có tên mã số nhất) Kiểu thực thể DỰÁN có thuộc tính Tên, Mãsố, Địađiểm, Đơnvịkiểmsốt Các thuộc tính Tên, Mãsố, Địa điểm thuộc tính mơ tả DỰÁN, thuộc tính Đơnvịkiểmsốt biểu thị kiểu liên kết với kiểu thực thể ĐƠNVỊ (một đơn vị kiểm soát số dự án) Các thuộc tính Tên, Mãsố thuộc tính khóa Kiểu thực NHÂNVIÊN với thuộc tính Họtên, Mãsố, Giới tính, Ngàysinh, Lương, Đơnvị, Ngườigiámsát Thuộc tính Họtên thuộc tính phức hợp (gồm Họđệm, Tên) Các thuộc tính Đơnvị, Ngườigiámsát mô tả kiểu liên kết kiểu thực thể NHÂNVIÊN kiểu thực thể ĐƠNVỊ NHÂNVIÊN tương ứng Thuộc tính Mãsố thuộc tính khóa Kiểu thực thể CON với thuộc tính Nhânviên, Họtên, Giới tính, Ngàysinh Thuộc tính Nhânviên mơ tả kiểu liên kết với kiểu thực thể NHÂNVIÊN Kiểu liên kết ĐƠNVỊ DỰÁN kiểu liên kết có tỷ số lực lượng 1:N (một đơn vị kiểm soát số dự án, dự án đơn vị quản lý) Sự tham gia DỰÁN vào kiểu liên kết tồn (bởi dự án đơn vị kiểm soát) Nếu đơn vị có dự án việc tham gia ĐƠNVỊ vào kiểu liên kết toàn bộ, ngược lại tham gia phận Kiểu liên kết NHÂNVIÊN ĐƠNVỊ có tỷ số lực lượng N:1 (mỗi nhân viên làm việc cho đơn vị đơn vị có nhiều nhân viên việc) Sự tham gia hai kiểu thực thể vào liên kết toàn Kiểu liên kết NHÂNVIÊN ĐƠNVỊ có tỷ số lực lượng 1:1 (một nhân viên quản lý đơn vị đơn vị có nhân viên quản lý) Sự tham gia kiểu thể NHÂNVIÊN vào kiểu liên kết phận (bởi khơng phải nhân 36 viên quản lý đơn vị), ngược lại, tham gia kiểu thực thể ĐƠNVỊ vào kiểu liên kết toàn (bởi đơn vị phải có người quản lý) Kiểu liên kết NHÂNVIÊN NHÂNVIÊN có tỷ số lực lượng 1:N (một nhân viên giám sát nhiều nhân viên khác) Sự tham gia của kiểu thực thể NHÂNVIÊN (ở hai phía) phận (bởi khơng phải nhân viên giám sát nhân viên khác, nhân viên bị giám sát) Kiểu thực thể NHÂNVIÊN đóng hai vai trị khác nhau: vai trị người giám sát vai trò người bị giám sát 10 Kiểu liên kết NHÂNVIÊN DỰÁN có tỷ số lực lượng M:N (một nhân viên làm việc nhiều dự án khác dự án có nhiều nhân viên làm việc) Sự tham gia kiểu thực thể NHÂNVIÊN phận (bởi khơng phải tất nhân viên làm việc dự án) ngược lại, tham gia kiểu thực thể DỰÁN tồn (bởi dự án phải có nhân viên làm việc) Kiểu liên kết có thuộc tính Sốgiờ, ghi lại số làm việc nhân viên dự án 11 Kiểu liên kết NHÂNVIÊN CON biểu thị mối liên hệ kiểu thực thể NHÂNVIÊN kiểu thực thể CON (một nhân viên có người con) Kiểu liên kết có tỷ số lực lượng 1:N (một nhân viên có nhiều người nhân viên) Sự tham gia kiểu thực thể NHÂNVIÊN phận (không phải nhân viên có con), ngược lại, tham gia kiểu thực thể CON toàn (người phải nhân viên) Ngoài ra, kiểu thực thể CON kiểu thực thể yếu Sau phân tích trên, để vẽ lược đồ ER ta loại bỏ thuộc tính xem kiểu liên kết khỏi kiểu thực thể Đó thuộc tính Ngườiquảnlý Ngàybắtđầu kiểu thực thể ĐƠNVỊ, thuộc tính Đơnvịkiểmsốt kiểu thực thể DỰÁN, thuộc tính Đơnvị thuộc tính Ngườigiámsát kiểu thực thể NHÂNVIÊN, thuộc tính Nhânviên kiểu thực thể PHỤTHUỘC Kết quả, có lược đồ ER sau: 37 Họđệm Tên Ngàysinh Giớitính Lương Ngàybắt Địachỉ Họtên Tên Mãsố Địađiểm Quảnlý Mã số NHÂNVIÊN ĐƠNVỊ Làmviệccho Giám sát Kiểm Sốgiờ Làmviệc Có DỰÁN CON Tên Ngàysinh Tên Giớitính Hình II-6 Lược đồ ER “CƠNGTY” 38 Mãsố Địađiểm IV- Mơ hình thực thể liên kết mở rộng (mơ hình EER) Một cách truyền thống, xây dựng sở liệu thường bắt đầu việc xây dựng mơ hình liên kết – thực thể (mơ hình ER) sau chuyển đổi thành mơ hình quan hệ Các khái niệm mơ hình ER coi đầy đủ để trình bày lược đồ sở liệu ứng dụng sở liệu truyền thống, chủ yếu ứng dụng xử lý liệu kinh doanh công nghiệp Ngày nay, ứng dụng cho công nghệ sở liệu trở nên phổ biến Các sở liệu loại đòi hỏi yêu cầu phức tạp so với ứng dụng truyền thống Để trình bày yêu cầu cách xác rõ ràng, người thiết kế sở liệu phải sử dụng thêm khái niệm Việc thêm vào mơ hình ER khái niệm làm mở rộng mơ hình tạo nên mơ hình ER mở rộng (gọi tắt mơ hình EER – Enhanced Entity Relationship Model) Mơ hình EER bao gồm tất khái niệm mơ hình ER, ngồi cịn có khái niệm lớp, kiểu liên kết lớp cha/ lớp con, tính thừa kế, chuyên biệt, tổng quát, phạm trù IV.1- Lớp cha, lớp thừa kế Khái niệm mơ hình EER lớp kiểu thực thể Như ta biết, kiểu thực thể sử dụng để biểu diễn kiểu thực thể tập hợp thực thể kiểu sở liệu Trong nhiều trường hợp, kiểu thực thể có nhóm thực thể nhóm cần trình bày rõ ràng ý nghĩa sở liệu Ví dụ, thực thể thành viên kiểu thực thể NHÂNVIÊN chia thành nhóm nhỏ: KỸSƯ, NGƯỜIQUẢNLÝ, KỸTHUẬTVIÊN… Tập thực thể nhóm tập thực thể tập thực thể nhân viên, nghĩa thực thể thành viên nhóm nhân viên Chúng ta gọi nhóm lớp kiểu thực thể NHÂNVIÊN Kiểu thực thể NHÂNVIÊN gọi lớp cha lớp Ta gọi quan hệ lớp cha lớp kiểu liên kết lớp cha/ lớp Kiểu liên kết lớp cha/ lớp thường gọi kiểu liên kết (IS_A) Chúng ta thường nói kỹ sư nhân viên, kỹ thuật viên nhân viên 39 Chú ý thực thể thành viên lớp biểu diễn thực thể thực thành viên lớp cha, vậy, thực thể thành viên lớp thực thể thành viên lớp cha giống nhau, vai trị chúng hồn tồn khác Khi tạo kiểu liên kết lớp cha/ lớp hệ thống sở liệu, trình bày thành viên lớp như đối tượng riêng biệt, ghi riêng biệt kết hợp với thực thể lớp cha qua thuộc tính khố Kiểu liên kết lớp cha/ lớpcon kiểu liên kết có tỷ số lực lượng 1:1 Một khái niệm quan trọng gắn với lớp thừa kế kiểu Kiểu thực thể xác định thuộc tính kiểu liên kết mà tham gia Vì thực thể thành viên lớp biểu diễn thực thể thực thực thể lớp cha nên giá trị thuộc tính lớp phải giống giá trị thuộc tính nó đóng vai trị thành viên lớp cha Thực thể thừa kế liên kết lớp cha Một lớp với thuộc tính riêng với tất thuộc tính kiểu liên kết kế thừa từ lớp cha có quyền coi kiểu thực thể IV.2- Chuyên biệt hoá, tổng quát hoá IV.2.1- Chun biệt hố Là q trình xác định tập hợp lớp kiểu thực thể Kiểu thực thể gọi lớp cha chuyên biệt hoá Tập lớp tạo nên chuyên biệt hoá xác định dựa sở đặc trưng phân biệt thực thể lớp cha Ví dụ, tập lớp {THƯKÝ, KỸSƯ, KỸTHUẬTVIÊN} chuyên biệt hoá lớp cha NHÂNVIÊN xác định dựa kiểu công việc thực thể Một kiểu thực thể có số chuyên biệt hoá dựa đặc trưng khác Ví dụ, chun biệt hố khác kiểu thực thể NHÂNVIÊN sinh tập lớp {NHÂNVIÊN_BIÊNCHẾ, NHÂNVIÊN_HỢPĐỒNG} Trong chuyên biệt hoá này, thực thể phân biệt dựa sở hình thức trả tiền Một chuyên biệt hoá biểu diễn sơ đồ EER sau: Các lớp xác định chuyên biệt hố nối đường đến vịng trịn, vịng trịn nối với lớp cha Ký hiệu tập (trên đường nối tập với vòng tròn hướng kiểu liên kết lớp cha / lớp con) Các thuộc tính áp dụng 40 cho thực thể lớp cụ thể - ví dụ Tốcđộđánhmáy lớp THƯKÝ - nối với hình chữ nhật biểu diễn lớp Các thuộc tính gọi thuộc tính riêng thuộc tính địa phương lớp Tương tự, lớp tham gia vào kiểu liên kết riêng, ví dụ, lớp NHÂNVIÊN_HỢPĐỒNG tham gia vào kiểu liên kết (hình II-7) Có hai lý để đặt kiểu liên kết lớp cha/lớp chuyên biệt hố vào mơ hình liệu Thứ có số thuộc tính áp dụng cho số thực thể khơng phải cho tồn thực thể lớp cha Khi đó, lớp xác định để nhóm thực thể mà thuộc tính áp dụng Các thành viên lớp chia sẻ phần lớn thuộc tính chúng với thành viên khác lớp cha.Ví dụ, lớp THƯKÝ có thuộc tính riêng Tốcđộđánhmáy, lớp KỸSƯ có thuộc tính riêng Kiểukỹsư thuộc tính khác chúng chung với kiểu thực thể NHÂNVIÊN Lý thứ hai có thành viên lớp tham gia vào số kiểu liên kết Ví dụ, có nhân viên hợp đồng tham gia công đồn diễn đạt kiện cách tạo lớp NHÂNVIÊN_HỢPĐỒNG NHÂNVIÊN liên kết lớp với kiểu thực thể CƠNGĐỒN thơng qua kiểu thực thể Tóm lại, q trình chun biệt hố cho phép làm việc sau: • Xác định tập hợp lớp kiểu thực thể • Thiết lập thuộc tính riêng cho lớp • Thiết lập kiểu liên kết riêng lớp kiểu thực thể khác lớp khác 41 Họđệm Tên Địachỉ Mãsố Họtên Kiểucôngviệc Ngày NHÂN VIÊN d d Tốcđộ đánhmáy Lương KiểuKỹ sư LươngHĐ Bậc THƯKÝ KỸTHUẬT VIÊN KỸ SƯ NGƯỜI QUẢNLÝ Quảnlý DỰ ÁN NHÂNVIÊN BIÊNCHẾ NHÂNVIÊN HỢP ĐỒNG Thuộc CƠNG ĐỒN Hình II-7 Biểu diễn lược đồ EER chuyên biệt hoá IV.2.2- Tổng qt hố Là q trình đảo ngược chun biệt hố, ta bỏ qua khác số kiểu thực thể, xác định đặc tính chung chúng tổng qt hố chúng thành lớp cha kiểu thực thể Ví dụ, ta có kiểu thực thể XECON với thuộc tính (Mãsố, Sốgiấyphép, Giá, Tốcđộtốiđa, Sốchỗngồi) kiểu thực thể XETẢI với thuộc tính (Mãsố, Sốgiấyphép, Giá, Trọngtải, Sốcáctrục), kiểu thực thể có số thuộc tính chung, chúng tổng qt hố thành kiểu thực thể XTƠ với thuộc tính (Mãsố, Sốgiấyphép, Giá) Các kiểu thực thể XECON XETẢI trở thành lớp lớp cha XEÔTÔ Như vậy, tổng qt hố q trình tổng qt kiểu thực thể từ kiểu thực thể cho trước 42 Một tổng quát hoá biểu diễn sơ đồ EER giống chuyên biệt hoá Tổng quát lớp cha chuyên biệt lớp sử dụng để tạo nên lớp cha (hình II-8) Mãsố Sốgiấyphép Giá Xeôtô d Sốchỗ Sốtrục Tốcđộ Trọngtải Xe Xe tải Hình II-8 Xtơ tổng qt hố từ Xecon Xetải IV.2.3- Phân cấp chuyên biệt lưới chuyên biệt Bản thân lớp có lớp Như tạo phân cấp chuyên biệt hoá lưới chuyên biệt hố Một phân cấp chun biệt hố có ràng buộc lớp tham gia vào kiểu liên kết lớp cha/lớp lớp Một lưới chuyên biệt có điều kiện lớp tham gia vào nhiều kiểu liên kết lớpcha/lớpcon lớp Nói cách khác, lớp phân cấp chuyên biệt thừa kế lớp cha, ngược lại, lớp lưới chuyên biệt thừa kế nhiều lớp cha Một lớp thừa kế nhiều lớp cha thuộc kiểu khác gọi kiểu hợp (union type) phạm trù (category) IV.2.4- Các ràng buộc đặc trung chuyên biệt hoá, tổng quát hoá Trong số chun biệt hố, xác định cách xác thực thể thành viên lớp cách đặt điều kiện thuộc tính lớp cha Các lớp gọi lớp xác định điều kiện Nếu lớp chun biệt hố có điều kiện thành viên thuộc tính lớp cha chun biệt hố gọi chun biệt hố xác định thuộc tính Nếu việc xác định lớp 43 không theo điều kiện lớp gọi người sử dụng xác định Có hai ràng buộc áp dụng cho chuyên biệt hoá Ràng buộc rời rạc lớp chuyên biệt phải rời rạc Điều có nghĩa thực thể thành viên nhiều số lớp chuyên biệt hoá Một chuyên biệt hoá xác định thuộc tính thoả mãn ràng buộc rời rạc thuộc tính sử dụng để xác định thành viên đơn trị Nếu lớp không thoả mãn ràng buộc rời rạc, tập thực thể chúng chồng chéo nhau, nghĩa thực thể thành viên nhiều lớp chuyên biệt hoá Ràng buộc thứ hai chuyên biệt hố gọi ràng buộc đầy đủ, toàn phần Một ràng buộc chuyên biệt toàn thực thể lớp cha phải thành viên lớp chuyên biệt Một ràng buộc chuyên biệt phần cho phép thực thể lớp cha khơng thuộc lớp Ví dụ, nhân viên phải nhân viên biên chế nhân viên hợp đồng (NHÂNVIÊN_BIÊNCHẾ, NHÂNVIÊN_HỢPĐỒNG) chun biệt tồn NHÂNVIÊN Nếu nhân viên khơng phải thư ký, kỹ sư kỹ thuật viên chuyên biệt (THƯKÝ, KỸSƯ, KỸTHUẬTVIÊN) chuyên biệt phần NHÂNVIÊN Trong sơ đồ mô hình EER, chun biệt hố rời rạc hình trịn nối với lớp có ghi chữ d (disjoin), cịn chun biệt chồng chéo hình trịn nối lớp có ghi chữ o (overlap) IV.3- Sơ đồ mơ hình EER Mơ hình EER có biểu diễn đồ hoạ giống mơ hình ER, nghĩa kiểu thực thể (các lớp) biểu diễn hình chữ nhật có ghi tên giữa, thuộc tính chúng biểu diễn hình van nối với hình chữ nhật Các kiểu liên kết biểu diễn hình thoi nối với kiểu thực thể tham gia liên kết Tại hình thoi có ghi rõ tỷ số lực lượng tham gia kiểu thực thể tham gia vào kiểu liên kết Ngoài ra, kiểu liên kết lớpcha/lớpcon biểu diễn đường nối có thêm ký hiệu tập “⊂“ đường nối Các lớp chuyên biệt nối với vòng tròn vòng tròn nối với lớp cha Nếu chuyên biệt rời rạc, vòng tròn ghi chữ d, chuyên biệt chồng chéo, vòng tròn có ghi chữ o 44 V- Tổng kết chương câu hỏi ôn tập V.1- Tổng kết chương Trong chương thảo luận vai trò mơ hình liệu bậc cao q trình thiết kế sở liệu Ta làm quen với khái niệm mơ hình liên kết - thực thể: kiểu thực thể, kiểu liên kết, thuộc tính chúng Các kiểu thuộc tính khác xem xét: thuộc tính đơn, thuộc tính phức hợp, thuộc tính đơn trị, thuộc tính đa trị, thuộc tính lưu trữ, thuộc tính suy diễn thuộc tính có giá trị null Thơng qua ví dụ cụ thể, ta tiến hành xây dựng mơ hình ER “CƠNGTY” Ngồi ra, nói đến mơ hình EER, mở rộng mơ hình ER Các khái niệm “mở rộng” lớp, lớp con, kiểu liên kết lớp cha/lớp con, chuyên biệt hoá, tổng quát hoá giới thiệu phân tích Chúng ta nói đến cách biểu diễn đồ hoạ mơ hình ER EER V.2- Câu hỏi ơn tập 1- Hãy nói vai trị mơ hình liệu bậc cao q trình thiết kế sở liệu 2- Liệt kê trường hợp cần phải sử dụng giá trị null 3- Định nghĩa thuật ngữ sau: thực thể, thuộc tính, giá trị thuộc tính, thể liên kết, thuộc tính phức hợp, thuộc tính đa trị, thuộc tính suy diễn được, thuộc tính phức tạp, thuộc tính khố, miền giá trị 4- Kiểu thực thể gì? Tập thực thể gì? Giải thích khác thực thể, kiểu thực thể tập thực thể 5- Giải thích khác thuộc tính tập giá trị - Kiểu liên kết gì? Giải thích khác thể liên kết, tập liên kết kiểu liên kết 7- Vai trị tham gia gì? Khi cần phải sử dụng tên vai trò mô tả kiểu liên kết 8- Mô tả cách ràng buộc cấu trúc kiểu liên kết 9- Với điều kiện thuộc tính kiểu liên kết cấp chuyển thành thuộc tính kiểu thực thể tham gia vào kiểu liên kết 45 10- Khi nghĩ đến liên kết thuộc tính, tập giá trị thuộc tính gì? 11- Kiểu liên kết đệ quy gì? Cho số ví dụ kiểu liên kết đệ quy 12- Khi khái niệm kiểu thực thể yếu dùng mơ hìn hố sở liệu? Định nghĩa thuật ngữ: kiểu thực thể chủ, kiểu thực thể yếu, khoá phận, kiểu liên kết xác định 13- Trình bày khái niệm lớp, lớp con, chun biệt hố, tổng qt hố Trong hồn cảnh ta cần tách lớp thành lớp 14- Trình bày cách biểu diễn đồ hoạ mơ hình ER EER V.3- Bài tập Bài 1: Xây dựng mơ hình ER cho sở liệu TRƯỜNG Hãy xây dựng lược đồ ER cho CSDL “TRƯỜNG”, dựa ghi chép sau: 1) Trường chia thành trường con: Trường KHTN, Trường KHXH, Trường Cơng nghệ,… Mỗi trường có hiệu trưởng quản lý Mỗi hiệu trưởng quản lý trường 2) Mỗi trường có nhiều khoa Chẳng hạn, trường KHTN có khoa Toán, Lý, Hoá,… Mỗi khoa thuộc trường Thông tin Khoa gồm Mã khoa, tên khoa, địa chỉ, số điện thoại, tên trường 3) Mỗi Khoa cung cấp nhiều mơn học Mỗi mơn học gồm có Tên mơn học, mã số, số đơn vị học trình, trình độ, tên Khoa 4) Mỗi mơn học có nhiều học phần.Mỗi học phần lưu giữ thông tin: Mã học phần, Tên môn học, Tên giáo viên dạy, học kỳ 5) Mỗi khoa có nhiều giáo viên làm việc, giáo viên làm việc cho khoa Mỗi khoa có chủ nhiệm khoa, giáo viên 6) Mỗi giáo viên dạy nhiều học phần khơng dạy học phần 7) Mỗi sinh viên phải học nhiều học phần 8) Mỗi khoa có nhiều sinh viên, sinh viên thuộc khoa Thông tin sinh viên gồm: Mã sinh viên, Họ tên, địa chỉ, ngày sinh, giới tính, Lớp, Tên Khoa chế độ đào tạo 46 9) Mỗi sinh viên có người giám sát (giáo viên chủ nhiệm), người giáo viên 10) Sau học kỳ có danh sách điểm để phân loại Nó gồm thơng tin: Mã sinh viên, mã học phần, điểm chữ, điểm số Bài 2: Xây dựng mơ hình ER cho sở liệu THƯ VIỆN Hãy xây dựng lược đồ ER cho CSDL “THƯ VIỆN”, dựa ghi chép sau: 1) Thư viện chia thành nhánh Thơng tin nhánh gồm có Mã nhánh, Tên nhánh Địa 2) Mỗi sách thư viện có thơng tin Mã sách, Tên sách Nhà xuất Tác giả… 3) Một tác giả viết nhiều sách Một sách có nhiều tác giả viết 4) Một nhà xuất xuất nhiều sách Một sách nhà xuất xuất Thông tin Nhà xuất gồm có Tên, Địachỉ Sốđiệnthoại 5) Một sách có nhiều lưu trữ nhánh Thông tin sách gồm Mã sách, số 6) Thư viện có người mượn sách Thơng tin người mượn sách gồm có Số thẻ, Họ tên, Địa Số điện thoại 7) Sách cho người mượn mượn nhánh Thông tin lần mượn gồm có Ngày mượn ngày trả 47 ... 20 01 Hoàng 10 32 10 3 2002 Hoàng 10 20 10 2 2002 Lân 10 40 10 4 2002 Huy 13 ĐIỂM MãsốSV MãsốHP Điểm 17 10 31 17 10 20 10 31 1 011 10 10 20 10 40 BIẾT TRƯỚC Mã sốMH MãsốMHbiếttrước 10 4 10 2 10 4 10 3 10 2 10 1... Khoa 10 1 Tinhọc sở Công nghệ 10 2 Cấu trúc DL GT Công nghệ 10 3 Tốn rời rạc Cơng nghệ 10 4 Cơ sở liệu Công nghệ HỌCPHẦN MãsốHP MãsốMH Họckỳ Năm Têngiáoviên 10 11 1 01 20 01 Vân 10 12 10 1 2002 Vân 10 31 103... CHƯƠNG I- CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ HỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU I- Cơ sở liệu I . 1- Định nghĩa sở liệu I. 2- Các tính chất sở liệu II- Hệ quản trị sở liệu II .1? ?ịnh