Bài giảng Cơ sở dữ liệu - Chương 3: Mô hình dữ liệu quan hệ (Bản đẹp)

 Chương 3
Mô hình dữ liệu quan hệ
Nội dung chi tiết
 Giới thiệu
 Các khái niệm của mô hình quan hệ
 Ràng buộc toàn vẹn
 Các đặc trưng của quan hệ
 Chuyển lược đồ E/R sang thiết kế quan hệ
 2
Giới thiệu
 Do tiến sĩ E. F. Codd đưa ra
 - “A Relation Model for Large Shared Data Banks”,
 Communications of ACM, 6/1970
 Cung cấp một cấu trúc dữ liệu đơn giản và đồng bộ
 - Khái niệm quan hệ
 Có nền tảng lý thuyết vững chắc
 - Lý thuyết tập hợp
 Là cơ sở của các HQT CSDL thương mại
 - Oracle, DB2, SQL Server
 3
Nội dung chi tiết
 Giới thiệu
 Các khái niệm của mô hình quan hệ
 - Quan hệ (Relation)
 - Thuộc tính (Attribute)
 - Lược đồ (Schema)
 - Bộ (Tuple)
 - Miền giá trị (Domain)
 Ràng buộc toàn vẹn
 Các đặc trưng của quan hệ
 Chuyển lược đồ E/R sang thiết kế quan hệ
 4
 Quan hệ 
 Các thông tin lưu trữ trong CSDL được tổ chức
 thành bảng (table) 2 chiều gọi là quan hệ
 1 cột là 1 thuộc tính của nhân viên
 TENNV HONV NGSINH DCHI PHAI LUONG PHG
 Tung Nguyen 12/08/1955 638 NVC Q5 Nam 40000 5
 Hang Bui 07/19/1968 332 NTH Q1 Nu 25000 4
 Nhu Le 06/20/1951 291 HVH QPN Nu 43000 4
 Hung Nguyen 09/15/1962 Ba Ria VT Nam 38000 5
1 dòng là 1 nhân viên
 Tên quan hệ là NHANVIEN
 5
Quan hệ (tt)
 Quan hệ gồm
 - Tên
 - Tập hợp các cột
  Cố định
  Được đặt tên
  Có kiểu dữ liệu
 - Tập hợp các dòng
  Thay đổi theo thời gian
 Một dòng ~ Một thực thể
 Quan hệ ~ Tập thưc thể
 6
Thuộc tính
 Tên các cột của quan hệ
 Mô tả ý nghĩa cho các giá trị tại cột đó
 Thuộc tính
 TENNV HONV NGSINH DCHI PHAI LUONG PHG
 Tung Nguyen 12/08/1955 638 NVC Q5 Nam 40000 5
 Hang Bui 07/19/1968 332 NTH Q1 Nu 25000 4
 Nhu Le 06/20/1951 291 HVH QPN Nu 43000 4
 Hung Nguyen 09/15/1962 Ba Ria VT Nam 38000 5
 Tất cả các dữ liệu trong cùng 1 một cột đều có cùng
 kiểu dữ liệu
 7
Lược đồ
 Lược đồ quan hệ
 - Tên của quan hệ
 - Tên của tập thuộc tính
 Lược đồ quan hệ
 NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG, PHG)
 Là tập hợp
 8
Lược đồ (tt)
 Lược đồ CSDL
 - Gồm nhiều lược đồ quan hệ
 Lược đồ CSDL
 NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG, PHG)
 PHONGBAN(MAPHG, TENPHG, TRPHG, NG_NHANCHUC)
 DIADIEM_PHG(MAPHG, DIADIEM)
 THANNHAN(MA_NVIEN, TENTN, PHAI, NGSINH, QUANHE)
 DEAN(TENDA, MADA, DDIEM_DA, PHONG)
 9
Bộ
 Là các dòng của quan hệ (trừ dòng tiêu đề - tên của
 các thuộc tính)
 Thể hiện dữ liệu cụ thể của các thuộc tính trong
 quan hệ
 Dữ liệu cụ thể 
 của thuộc tính
 10
Miền giá trị
 Là tập các giá trị nguyên tố gắn liền với một thuộc
 tính
 - Kiểu dữ liệu cơ sở
  Chuỗi ký tự (string)
  Số (integer)
 - Các kiểu dữ liệu phức tạp
  Tập hợp (set)
  Danh sách (list)
  Mảng (array) Không được chấp nhận
  Bản ghi (record)
 Ví dụ
 - TENNV: string
 - LUONG: integer
 11
Định nghĩa hình thức
 Lược đồ quan hệ
 - Cho A1, A2, , An là các thuộc tính
 - Có các miền giá trị D1, D2, , Dn tương ứng
 - Ký hiệu R(A1:D1, A2:D2, , An:Dn) là một lược đồ quan hệ
 - Bậc của lược đồ quan hệ là số lượng thuộc tính trong
 lược đồ
 - NHANVIEN(MANV:integer, TENNV:string, HONV:string,
 NGSINH:date, DCHI:string, PHAI:string, LUONG:integer,
 PHONG:integer)
  NHANVIEN là một lược đồ bậc 8 mô tả đối tượng nhân viên
  MANV là một thuộc tính có miền giá trị là số nguyên
  TENNV là một thuộc tính có miền giá trị là chuỗi ký tự
 12
Định nghĩa hình thức (tt)
 Quan hệ (hay thể hiện quan hệ)
 - Một quan hệ r của lược đồ quan hệ R(A1, A2, , An), ký
 hiệu r(R), là một tập các bộ r = {t1, t2, , tk}
 - Trong đó mỗi ti là 1 danh sách có thứ tự của n giá trị
 ti=
  Mỗi vj là một phần tử của miền giá trị DOM(Aj) hoặc giá trị rỗng
 TENNV HONV NGSINH DCHI PHAI LUONG PHG
t1 Tung Nguyen 12/08/1955 638 NVC Q5 Nam 40000 5
t2 Hang Bui 07/19/1968 332 NTH Q1 Nu 25000 4
t3 Nhu Le 06/20/1951 291 HVH QPN Nu 43000 4
t4 Hung Nguyen 09/15/1962 null Nam 38000 5
 vi
 13
Tóm tắt các ký hiệu
 Lược đồ quan hệ R bậc n
 - R(A1, A2, , An)
 Tập thuộc tính của R
 - R+
 Quan hệ (thể hiện quan hệ)
 - R, S, P, Q
 Bộ
 - t, u, v
 Miền giá trị của thuộc tính A
 - DOM(A) hay MGT(A)
 Giá trị tại thuộc tính A của bộ thứ t
 - t.A hay t[A]
 14
Nội dung chi tiết
 Giới thiệu
 Các khái niệm của mô hình quan hệ
 Ràng buộc toàn vẹn
 - Siêu khóa (Super key)
 - Khóa
 - Khóa chính (Primary key)
 - Tham chiếu
 - Khóa ngoại (Foreign key)
 Các đặc trưng của quan hệ
 Chuyển lược đồ E/R sang thiết kế quan hệ
 15
Ràng buộc toàn vẹn
 RBTV (Integrity Constraint)
 - Là những qui tắc, điều kiện, ràng buộc cần được thỏa
 mãn cho mọi thể thiện của CSDL quan hệ
 RBTV được mô tả khi định nghĩa lược đồ quan hệ
 RBTV được kiểm tra khi các quan hệ có thay đổi
 16
Siêu khóa
 Các bộ trong quan hệ phải khác nhau từng đôi một
 Siêu khóa (Super Key)
 - Gọi SK là một tập con khác rỗng các thuộc tính của R
 - SK là siêu khóa khi
 r,  t1,t2 r, t1 t2 t1[SK] t2[SK]
 - Siêu khóa là tập các thuộc tính dùng để xác định tính
 duy nhất của mỗi bộ trong quan hệ
 - Mọi lược đồ quan hệ có tối thiểu một siêu khóa
 17
Khóa
 Định nghĩa
 - Gọi K là một tập con khác rỗng các thuộc tính của R
 - K là khóa nếu thỏa đồng thời 2 điều kiện
  K là một siêu khóa của R
   K’  K , K’ K , K’ không phải là siêu khóa của R
 Nhận xét
 - Giá trị của khóa dùng để nhận biết một bộ trong quan hệ
 - Khóa là một đặc trưng của lược đồ quan hệ, không phụ
 thuộc vào thể thiện quan hệ
 - Khóa được xây dựng dựa vào ý nghĩa của một số thuộc
 tính trong quan hệ
 - Lược đồ quan hệ có thể có nhiều khóa
 18
Khóa chính 
 Xét quan hệ
 NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG, PHONG)
 - Có 2 khóa
  MANV
  HONV, TENNV, NGSINH
 - Khi cài đặt quan hệ thành bảng (table)
  Chọn 1 khóa làm cơ sở để nhận biết các bộ
 Khóa có ít thuộc tính hơn
  Khóa được chọn gọi là khóa chính (PK - primary key)
 Các thuộc tính khóa chính phải có giá trị khác null
 Các thuộc tính khóa chính thường được gạch dưới
 NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG, PHONG)
 19
 Tham chiếu
 Một bộ trong quan hệ R, tại thuộc tính A nếu nhận
 một giá trị từ một thuộc tính B của quan hệ S, ta gọi
 R tham chiếu S
 - Bộ được tham chiếu phải tồn tại trước
 TENPHG MAPHG
 S Nghien cuu 5
 Dieu hanh 4
 Quan ly 1
 TENNV HONV NGSINH DCHI PHAI LUONG PHG
 Tung Nguyen 12/08/1955 638 NVC Q5 Nam 40000 5
R Hang Bui 07/19/1968 332 NTH Q1 Nu 25000 4
 Nhu Le 06/20/1951 291 HVH QPN Nu 43000 4
 Hung Nguyen 09/15/1962 Ba Ria VT Nam 38000 5
 20
Khóa ngoại
 Xét 2 lược đồ R và S
 - Gọi FK là tập thuộc tính khác rỗng của R
 - FK là khóa ngoại (Foreign Key) của R khi
  Các thuộc tính trong FK phải có cùng miền giá trị với các
 thuộc tính khóa chính của S
  Giá trị tại FK của một bộ t1 R
 Hoặc bằng giá trị tại khóa chính của một bộ t2 S
 Hoặc bằng giá trị rỗng
 Ví dụ
 NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG, PHG)
 PHONGBAN(TENPHG, MAPHG)
 Khóa ngoại
 Khóa chính
 21
Khóa ngoại (tt)
 Nhận xét
 - Trong một lược đồ quan hệ, một thuộc tính vừa có thể
 tham gia vào khóa chính, vừa tham gia vào khóa ngoại
 - Khóa ngoại có thể tham chiếu đến khóa chính trên cùng
 1 lược đồ quan hệ
 - Có thể có nhiều khóa ngoại tham chiếu đến cùng một
 khóa chính
 - Ràng buộc tham chiếu = Ràng buộc khóa ngoại
 22
Khóa ngoại (tt)
 23
Nội dung chi tiết
 Giới thiệu
 Các khái niệm của mô hình quan hệ
 Ràng buộc toàn vẹn
 Các đặc trưng của quan hệ
 Chuyển lược đồ E/R sang thiết kế quan hệ
 24
Các đặc trưng của quan hệ 
 Thứ tự các bộ trong quan hệ là không quan trọng
 HONV TENNV NGSINH DCHI PHAI LUONG PHG
 Nguyen Tung 12/08/1955 638 NVC Q5 Nam 40000 5
 Bui Hang 07/19/1968 332 NTH Q1 Nu 25000 4
 Le Nhu 06/20/1951 291 HVH QPN Nu 43000 4
 Nguyen Hung 09/15/1962 null Nam 38000 5
 Thứ tự giữa các giá trị trong một bộ là quan trọng
 Bộ 
 khác
 Bộ 
 25
Các đặc trưng của quan hệ (tt)
 Mỗi giá trị trong một bộ
 - Hoặc là một giá trị nguyên tố
 - Hoặc là một giá trị rỗng (null)
 Không có bộ nào trùng nhau
 26
Nội dung chi tiết
 Giới thiệu
 Các khái niệm của mô hình quan hệ
 Ràng buộc toàn vẹn
 Các đặc trưng của quan hệ
 Chuyển lược đồ E/R sang thiết kế quan hệ
 - Các qui tắc chuyển đổi
 27
 Các qui tắc chuyển đổi
 (1) Tập thực thể
 - Các tập thực thể (trừ tập thực thể yếu) chuyển thành các
 quan hệ có cùng tên và tập thuộc tính
 MANV
 NGSINH LUONG DCHI TENPHG MAPHG
 HONV
 (1,1) (1,n)
 TENNV NHANVIEN Lam_viec PHONGBAN
 PHAI
 (1,1) (1,1)
 La_truong_phong
 PHONGBAN(TENPHG, MAPHG)
NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG)
 28
Các qui tắc chuyển đổi (tt)
 (2) Mối quan hệ
 - (2a) Nhiều-Nhiều
  Tạo một quan hệ mới có
 Tên quan hệ là tên của mối quan hệ
 Thuộc tính là những thuộc tính khóa của các tập thực thể liên quan
 MANV
 NGSINH LUONG DCHI
 DDIEM_DA
 HONV
 MADA
 TENNV NHANVIEN THOIGIAN DEAN
 TENDA
 (1,n) (1,n)
 PHAI Phan_cong
 PHANCONG(MANV, MADA, THOIGIAN)
 29
Các qui tắc chuyển đổi (tt)
 (2) Mối quan hệ
 - (2b) Một-Nhiều
  Thêm vào quan-hệ-một thuộc tính khóa của quan-hệ-nhiều
 MANV
 NGSINH LUONG DCHI TENPHG MAPHG
 HONV
 (1,1) (1,n)
 TENNV NHANVIEN Lam_viec PHONGBAN
 PHAI
NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG, MAPHG)
 30
Các qui tắc chuyển đổi (tt)
 (2) Mối quan hệ
 - (2c) Một-Một
  Hoặc thêm vào quan hệ này thuộc tính khóa của quan hệ kia
  Hoặc thêm thuộc tính khóa vào cả 2 quan hệ
 MANV
 NGSINH LUONG DCHI TENPHG MAPHG
 HONV
 NG_NHANCHUC
 TENNV NHANVIEN PHONGBAN
 (1,1) (1,n)
 PHAI La_truong_phong
 PHONGBAN(MAPHG, TENPHG, MANV, NG_NHANCHUC)
 31
Các qui tắc chuyển đổi (tt)
 (3) Thực thể yếu
 - Chuyển thành một quan hệ
  Có cùng tên với thực thể yếu
  Thêm vào thuộc tính khóa của quan hệ liên quan
 MANV
 NGSINH LUONG DCHI
 HONV
 (1,n)
 TENNV NHANVIEN Co_than_nhan QUANHE
 NGSINH
 PHAI (1,1)
 PHAI
 THANNHAN
 TENTN
 THANNHAN(MANV, TENTN, PHAI, NGSINH, QUANHE)
 32
Bài tập về nhà
 Bài tập
 - Trang 104 - 105
 Đọc trước:
 - Codd E. F., “A Relation Model for Large Shared Data
 Banks”, Communications of ACM, pp377-387, 1970
 - Qui tắc chuyển mối quan hệ isa sang lược đồ quan hệ
 - Các thao tác trên quan hệ và các công cụ gì để mô tả
 thao tác trên quan hệ.
 33
34