Cỏc mối quan hệ được xỏc định bởi cỏc quan hệ biểu diễn mối quan hệ

Một quan hệ biểu diễn mối quan hệ chỉ ra sự tồn tại của một sự kết hợp giữa cỏc tập thực thể. Đối với mỗi quan hệ biểu diễn mối quan hệ, tiến trỡnh trớch xuất chỉ ra một mối quan hệ đa nguyờn giữa cỏc tập thực thể mà khúa của chỳng tạo thành khúa chớnh của quan hệ. Tờn của quan hệ biểu diễn mối quan hệ được gỏn cho tờn của mối quan hệ tương ứng. Như đó đề cập trước, cú hai loại quan hệ biểu diễn mối quan hệ: thụng thường và chuyờn biệt. Cỏch chuyển chỳng thành mối quan hệ thỡ khỏc nhau. Với quan hệ biểu diễn mối quan hệ thụng thường, tiến trỡnh trớch xuất xỏc định mối quan hệ giữa cỏc tập thực thể mà đó được xỏc định bởi tiến trỡnh trớch xuất. Tuy nhiờn, với quan hệ biểu diễn mối quan hệ chuyờn biệt, một hay nhiều tập thực thể phải được xỏc định trước. Sau đú, mối quan hệ được xỏc định giữa cỏc tập thực thể.

Cỏc tập thực thể tham gia được xỏc định bằng cỏch xem xột cỏc khúa chớnh và cỏc phụ thuộc bao hàm. Bậc của mối quan hệ được xỏc định bởi số lượng tập thực thể tham gia. Tiến trỡnh trớch xuất gỏn cho mối quan hệ nhị nguyờn được xỏc định bởi quan hệ biểu diễn mối quan hệ là N : M. Tuy nhiờn, phương phỏp luận này khụng chỉ ra bản số của mối quan hệ cú bậc lớn hơn 2.

Cỏc quan hệ biểu diễn mối quan hệ thụng thường một quan hệ biểu diễn mối quan hệ thụng thường xỏc định một mối quan hệ đa nguyờn. Quy tắc xỏc định là:

Thỡ: xỏc định một mối quan hệ đa nguyờn giữa cỏc tập thực thể mà cú khúa tạo thành khúa chớnh của quan hệ

Chứng minh: Trong Bảng 3, một quan hệ biểu diễn mối quan hệ thụng thường cú thể được chuyển thành mối quan hệ đa nguyờn hay một mối quan hệ giữa một tập thực thể và một mối quan hệ nếu bậc của nú lớn hơn 2. Vỡ trường hợp sau là trường hợp đặc biệt của trường hợp trước, nờn tất cả cỏc quan hệ biểu diễn mối quan hệ thụng thường được chuyển thành mối quan hệ đa nguyờn.

Cỏc tập thực thể tham gia vào mối quan hệ được xỏc định từ quan hệ biểu diễn mối quan hệ thụng thường được xỏc định bởi quy tắc sau:

Nếu:

(1) Một tập con, X, của cỏc thuộc tớnh khúa chớnh của một quan hệ biểu diễn mối quan hệ thụng thường, R, xuất hiện như là một khúa của một quan hệ tập thực thể (mạnh hay yếu), A, và

(2) Cú một phụ thuộc bao hàm giữa chỳng, R.X A.X

Thỡ: Chỉ ra tập thực thể được xỏc định bởi quan hệ, A, như là tập thực thể tham gia vào mối quan hệ được xỏc định bởi R.

Nếu: Cú nhiều hơn một quan hệ tập thực thể thỏa cỏc điều kiện trờn cho tập cỏc thuộc tớnh, X;

Thỡ: Người dựng phải xỏc định chớnh xỏc tập thực thể tham gia.

Chứng minh: Tương tự trường hợp xỏc định tập thực thể chủ của tập thực thể yếu, cỏc điều kiện 1 và 2 ở trờn là những điều kiện cần thiết để xỏc định tập thực thể A là tập thực thể tham gia vào mối quan hệ R. Nếu A khụng phải là tập thực thể duy nhất thỏa món cỏc điều kiện trờn, thỡ người dựng phải cung cấp thờm thụng tin cho việc xỏc định.

Xem xột WORK-FOR trong Bảng 4. Giả sử rằng hai phụ thuộc bao hàm sau đõy cố định:

WORK-FOR. [SSN] EMPLOYEE. [SSN]

WORK-FOR. [DEPTNO] DEPARTMENT. [DEPTNO].

Tiến trỡnh trớch xuất xỏc định một mối quan hệ nhị nguyờn giữa Department và Employee như trong Hỡnh 3.9.

Department

N

WORK-FOR

SSN DEPTNO

M

WORK-FOR: [SSN, DEPTNO, start-date] (regular) WORK-FOR.[SSN] EMPLOYEE.[SSN] WORK-FOR.[DEPTNO] DEPARTMENT.[DEPTNO

Employee

Hỡnh 3.9. Một quan hệ biểu diễn mối quan hệ thụng thường [8] xỏc định một quan hệ n-ary

Quan hệ biểu diễn mối quan hệ chuyờn biệt với mỗi quan hệ biểu diễn mối quan hệ chuyờn biệt, đầu tiờn tiến trỡnh trớch xuất phải xỏc định cỏc tập thực thể cho cỏc thuộc tớnh khúa chung, và sau đú xỏc định mối quan hệ đa nguyờn giữa cỏc tập thực thể được xỏc định bởi khúa chớnh và cỏc thuộc tớnh khúa chung. Quy tắc xỏc định như sau:

Nếu: Cú một quan hệ biểu diễn mối quan hệ chuyờn biệt, R với cỏc thuộc tớnh khúa chung, Y;

Thỡ:

(a) Xỏc định một tập thực thể mạnh cho thuộc tớnh khúa chung, Y, và

Nếu: R chứa nhiều thuộc tớnh khúa chung;

Thỡ: Người dựng phải xỏc định cỏc tập thực thể mới mà chứa khúa chung này. (b) Xỏc định mối quan hệ đa nguyờn giữa cỏc tập thực thể tham gia

Chứng minh: Cỏc thuộc tớnh khúa chung chỉ ra sự tồn tại của cỏc tập thực thể thờm vào mà phải được xỏc định trước. Cỏc tập thực thể này cú thể được biểu diễn trong mụ hỡnh EER bằng cỏch chứa cỏc thuộc tớnh chung là thuộc tớnh của nú. Tuy nhiờn, nếu R chứa nhiều thuộc tớnh khúa chung, thỡ cỏc thuộc tớnh khúa chung này cú thể biểu diễn nhiều hơn một tập thực thể.

Cỏc tập thực thể tham gia vào mối quan hệ này được xỏc định giống như cho cỏc quan hệ biểu diễn mối quan hệ thụng thường, ngoại trừ cỏc tập thực thể mới được xỏc định bởi cỏc thuộc tớnh khúa chung. Xem xột SHIPMENT và ORDER trong Bảng 4 và một phụ thuộc bao hàm:

SHIPMENT. [ORDID] ORDER. [ORDID].

Package N SHIPMENT Order

PACK# ORDID

M

SHIPMENT: [PACK#, ORDID, ship-date, carrier-id] (specific) ORDER: [ORDID, order-date, prodid, custid] (strong)

SHIPMENT.[ORDID] ORDER.[ORDID]

Hỡnh 3.10. Một quan hệ biểu diễn mối quan hệ chuyờn biệt xỏc định một quan hệ n-ary [8]

Đối với một mối quan hệ xỏc định như SHIPMENT, một hoặc nhiều cỏc tập thực thể mới phải được xỏc định trước. Vớ dụ, PACK#, thuộc tớnh khúa chung, xỏc định một tập thực thể cú chứa nú như là thuộc tớnh duy nhất. Người dựng phải cung cấp một tờn cho mối quan hệ mới này. Sau đú mối quan hệ được xỏc định giữa cỏc tập thực thể thành phần cú khúa tạo thành khúa chớnh của quan hệ biểu diễn mối quan hệ xỏc định. Đối với SHIPMENT, một mối quan hệ nhị nguyờn được xỏc định giữa tập thực thể được xỏc định bằng ORDER và tập thực thể xỏc định bởi PACK#, được gọi là package. Hỡnh 3.10 mụ tả sự diễn dịch của một quan hệ biểu diễn mối quan hệ và cỏc hỡnh thức của nú trong sơ đồ EER.

3.3.6. Cỏc mối quan hệ kết tập

Một khúa ngoài trong một quan hệ biểu diễn mối quan hệ chỉ ra rằng một mối quan hệ kết tập tồn tại giữa một tập thực thể và một mối quan hệ. Quy tắc xỏc định là:

Nếu:

(1) Một khúa ngoài, x, của một quan hệ biểu diễn mối quan hệ, R, xuất hiện như là khúa, X, của một quan hệ tập thực thể (mạnh hay yếu), A, và

(2) Cú một phụ thuộc bao hàm giữa chỳng, R.x A.X;

Thỡ:

(a) Dựng khỏi niệm kết tập để nhúm mối quan hệ đa nguyờn R và cỏc tập thực thể tham gia thành một tập thực thể kết hợp (composite entity type)

(c) Xỏc định một mối quan hệ kết tập

Cú hai tập thực thể tham gia vào mối quan hệ kết tập; một là tập thực thể kết hợp được xỏc định bởi quan hệ biểu diễn mối quan hệ cú chứa khúa ngoài, và tập thực thể cũn lại là tập thực thể được xỏc định bởi quan hệ cú khúa giống như khúa ngoài này.

Nếu: Cú nhiều hơn một quan hệ tập thực thể, A, thỏa cỏc điều kiện trờn;

Thỡ: Người dựng phải xỏc định chớnh xỏc tập thực thể tham gia

Chứng minh: từ Bảng 1, trường hợp cú mối quan hệ giữa một tập thực thể với cỏc giỏ trị (0, 1) hay (1, 1) và một mối quan hệ được biểu diễn bởi một khúa ngoài, thỡ trường hợp này được chuyển thành một mối quan hệ kết tập. Tương tự với trường hợp xỏc định cỏc tập thực thể tham gia cho khúa ngoài của quan hệ tập thực thể, cỏc điều kiện 1 và 2 ở trờn là những điều kiện cần thiết cho tập thực thể A là tập thực thể của mối quan hệ kết tập được xỏc định bởi khúa ngoài x. Nếu A khụng phải là tập thực thể duy nhất thỏa cỏc điều kiện trờn, thỡ người dựng phải cung cấp thờm thụng tin cho việc xỏc định này.

Xem xột CARRIER và SHIPMENT trong bảng 4 và một phụ thuộc bao hàm: SHIPMENT. [carrier-id] CARRIER. [CARRIER-ID]

Để xỏc định quan hệ được biểu diễn bởi khúa ngoài 'carrier-id', quan hệ n-ary xỏc định bởi SHIPMENT trước tiờn phải được gộp vào như là một tập thực thể hỗn hợp. Tập thực thể hỗn hợp này cú thể cú một tờn khỏc với tờn của quan hệ. Khi đú, một quan hệ gộp chung được xỏc định giữa tập thực thể hỗn hợp và tập thực thể chứa khúa 'carrier-id'. Bản số cho một mối quan hệ kết tập là 1:1 hay 1:N. Mặc định là 1:N. Hỡnh 3.11 mụ tả sự xỏc định và biểu diễn của một quan hệ kết tập trong sơ đồ EER.

Package N SHIPMENT M Order

CARRY-BY

Carrier

CARRIER: [CARRIER- ID, name, address] (strong) SHIPMENT: [PACK#, ORDID, ship-date, carrier-id] (specific)

SHIPMENT.[carrier-id] CARRIER.[CARRIER-ID] Shipment N 1 Hỡnh 3.11. Xỏc định một mối quan hệ tổng thể [8] 3.4. Gỏn cỏc thuộc tớnh

Cỏc thuộc tớnh khúa chớnh của mỗi quan hệ được sử dụng như là khúa của cấu trỳc tương ứng trong mụ hỡnh EER hay được sử dụng để xỏc định mối quan hệ. Cỏc thuộc tớnh khúa ngoài được sử dụng để xỏc định cỏc mối quan hệ nhị nguyờn, do đú chỳng khụng được gỏn cho bất kỳ cấu trỳc mụ hỡnh húa nào trong mụ hỡnh EER, ngoại trừ khi chỳng cũng là cỏc khúa ứng viờn. Cỏc khúa ứng viờn cho mối quan hệ tập thực thể mạnh được gỏn là cỏc thuộc tớnh đặc trưng cho tập thực thể tương ứng.

Vỡ vậy, tiến trỡnh trớch xuất chỉ cần xem xột cỏch gỏn cỏc thuộc tớnh khụng khúa cũn lại là cỏc thuộc tớnh đặc trưng cho tập thực thể và mối quan hệ. Cỏch gỏn cỏc thuộc tớnh khụng khúa phụ thuộc vào:

 Loại quan hệ (quan hệ tập thực thể hay quan hệ biểu diễn mối quan hệ)

 Cỏc quan hệ cú chứa khúa ngoài hay khụng, và

 í nghĩa của từng thuộc tớnh khụng khúa trong quan hệ

Vỡ bỡnh thường, ý nghĩa của cỏc thuộc tớnh khụng khúa khụng cú thể được lấy ra từ hệ thống CSDL, nờn người dựng nờn cung cấp thụng tin khi cần thiết. Việc gỏn thuộc tớnh dựa vào cỏc quy tắc sau:

Thỡ: Gỏn tất cả cỏc thuộc tớnh khụng khúa của quan hệ thành cỏc thuộc tớnh đặc trưng của tập thực thể tương ứng.

Chứng minh: Vỡ một quan hệ tập thực thể mà khụng cú khúa ngoài chỉ xỏc định một tập thực thể, nờn tất cả cỏc thuộc tớnh khụng khúa phải thuộc về tập thực thể được xỏc định bởi quan hệ này.

Xem xột quan hệ sau:

PERSON: [SSN, name, address] (strong).

Thuộc tớnh khụng khúa, “name” và “address”, được gỏn như là một thuộc tớnh mụ tả của tập thực thể Person.

(2) Nếu: Một quan hệ tập thực thể cú cỏc thuộc tớnh khúa ngoài;

Thỡ: Cỏc thuộc tớnh khụng khúa cú thể được gỏn là cỏc thuộc tớnh đặc trưng của tập thực thể được xỏc định bởi quan hệ này hoặc của một trong cỏc mối quan hệ nhị nguyờn được xỏc định bởi cỏc khúa ngoài của quan hệ này.

Chứng minh: Một quan hệ tập thực thể cú khúa ngoài khụng chỉ xỏc định một tập thực thể, mà cũn xỏc định một mối quan hệ nhị nguyờn. Do đú, ngoại trừ cỏc thuộc tớnh khúa ứng viờn, mỗi thuộc tớnh khụng khúa cú thể thuộc về hoặc tập thực thể được xỏc định bởi quan hệ này, hoặc mối quan hệ nhị nguyờn được xỏc định bởi khúa ngoài của quan hệ này.

Xem xột quan hệ sau:

MANAGER: [SSN, rank, promotion-date, deptno] (strong).

Thuộc tớnh khụng khúa, “rank”, nờn được gỏn như một thuộc tớnh mụ tả của tập thực thể Manager. Tuy nhiờn, thuộc tớnh khụng khúa 'promotion-date' cú thể được xem như một thuộc tớnh quan hệ cho loại quan hệ được xỏc định bởi khúa ngoài 'deptno'.

(3) Nếu: Một quan hệ biểu diễn mối quan hệ khụng chứa bất kỳ khúa ngoài nào;

Thỡ: Gỏn tất cả cỏc thuộc tớnh khụng khúa là cỏc thuộc tớnh đặc trưng của mối quan hệ đa nguyờn được xỏc định bởi quan hệ này.

Chứng minh: Một quan hệ biểu diễn mối quan hệ mà khụng cú bất kỳ khúa ngoài nào chỉ xỏc định một mối quan hệ, vỡ vậy tất cả cỏc thuộc tớnh khụng khúa phải thuộc về mối quan hệ được xỏc định bởi quan hệ này.

WORK-FOR: [SSN, DEPTNO, start-date] (regular).

Thuộc tớnh khụng khúa của quan hệ này 'start-date' được gỏn như là thuộc tớnh quan hệ cho mối quan hệ work-for.

(4) Nếu: Một quan hệ biểu diễn mối quan hệ cú một khúa ngoài;

Thỡ: Mỗi thuộc tớnh khụng khúa được gỏn là thuộc tớnh đặc trưng của hoặc: (a) Mối quan hệ đa nguyờn được xỏc định bởi quan hệ này, hoặc

(b) Một trong cỏc mối quan hệ nhị nguyờn được xỏc định bởi cỏc khúa ngoài của quan hệ này.

Chứng minh: Một quan hệ biểu diễn mối quan hệ cú khúa ngoài khụng chỉ xỏc định một mối quan hệ, mà cũn xỏc định một mối quan hệ kết tập. Do đú, mỗi thuộc tớnh khụng khúa cú thể thuộc về hoặc mối quan hệ được xỏc định bởi quan hệ này, hoặc mối quan hệ kết tập được xỏc định bởi khúa ngoài của quan hệ này.

Xem xột quan hệ sau với một khúa ngoài.

SHIPMENT: [PACK#, ORDID, ship-date, carrier-id] (specific).

Thuộc tớnh khụng khúa 'ship-date' cú thể thuộc về một trong hai mối quan hệ. Một mối quan hệ được xỏc định bằng quan hệ SHIPMENT; mối quan hệ kia được xỏc định bằng khúa ngoài ‘carrier-id’.

Tiến trỡnh trớch xuất kết thỳc sau bước này.

3.5. Vớ dụ minh họa tiến trỡnh trớch xuất từ mụ hỡnh quan hệ sang mụ hỡnh EER

Xột vớ dụ mẫu mụ hỡnh quan hệ ở Hỡnh 3.1 thực hiện tiến trỡnh trớch xuất ta thu được mụ hỡnh EER.

Person N IS-A DEPENDENT Employee IS-A Manager Department CAN-PRODUCE Product WORK-FOR MANAGE PRODID ORDER-BY Order ORDID ISSUE Customer SSN Price PRODID Carrier CARRIER-ID CARRY-BY HAS Package SHIPMENT PACK# SSN SSN PROJNAME 1 N 1 M N N 1 M N N 1 1 1 1 1 1 1 N M Shipment N 1 Project DEPTNO SSN

Hỡnh 3.12. Mụ hỡnh EER thu được từ tiến trỡnh trớch xuất

3.6. Kết luận

Như vậy, trong chương 3 chỳng tụi đó trỡnh bày việc đề xuất một phương phỏp chuyển đổi từ mụ hỡnh quan hệ sang mụ hỡnh EER. Phương phỏp này chiết xuất một mụ hỡnh EER từ một cơ sở dữ liệu đó tồn tại bằng cỏch phõn tớch, khụng chỉ cỏc lược đồ dữ liệu, mà cũn cỏc thể hiện dữ liệu. Cỏc vấn đề liờn quan đến việc xỏc nhận và kiểm chứng tiến trỡnh cũng được thảo luận. Một hệ thống thử nghiệm, được gọi là hệ thống chiết xuất tri thức (KES) đang được phỏt triển cho mục đớch này.

Cú một số mở rộng cho việc nghiờn cứu này. Đầu tiờn, chỳng tụi xem xột cỏc giả thiết về cơ sở dữ liệu đầu vào. Vớ dụ, khi cỏc cơ sở dữ liệu đầu vào chứa dữ liệu cú sai

sút trong cỏc thuộc tớnh khúa, thỡ phụ thuộc bao hàm khụng nờn bị loại bỏ. Thứ hai, tiến trỡnh trớch xuất cú thể xem xột khụng chỉ cỏc mối quan hệ, mà cũn quan điểm của cỏc cơ sở dữ liệu đầu vào. Thứ ba, mụ hỡnh EER thu được từ tiến trỡnh trớch xuất cú thể được cải tiến và nõng cao bằng cỏch kết hợp heuristic bổ sung tri thức miền. Vớ dụ, cỏc thuộc tớnh dư thừa cho cỏc tập thực thể trong cỏc hệ thống phõn cấp is-a, cú thể được phỏt hiện và loại bỏ theo nguyờn tắc thừa kế thuộc tớnh. Thứ tư, một tập cỏc ràng buộc toàn vẹn cú thể được đề xuất dựa trờn mụ hỡnh EER kết quả và cỏc phụ thuộc bao hàm đó phỏt hiện.

Cuối cựng, mụ hỡnh EER cú thể được sử dụng để tạo ra một mụ hỡnh quan hệ mới cho cỏc cơ sở dữ liệu hiện cú.

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

1. Kết luận

Trờn cơ sở tỡm hiểu cỏc phụ thuộc bao hàm trong mụ hỡnh quan hệ và ứng dụng vào việc chuyển đổi sang mụ hỡnh EER, luận văn đó đạt được những kết quả sau:

- Tỡm hiểu lý thuyết cỏc ràng buộc dữ liệu trong mụ hỡnh quan hệ.