Bài giảng Cơ sở dữ liệu - Chương 7: Ràng buộc toàn vẹn (Bản đẹp)

 Chương 7
Ràng buộc toàn vẹn
Nội dung chi tiết
 Khái niệm
 Các đặc trưng của RBTV
 Phân loại
 Cài đặt
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 2
Khái niệm
 RBTV (Integrety Constraints) xuất phát từ những qui
 định hay điều kiện
 - Trong thực tế
 - Trong mô hình dữ liệu
  Các thao tác làm thay đổi dữ liệu không nên được thực hiện
 một cách tùy tiện vì có thể đưa CSDL đến một tình trạng ‘xấu’
 RBTV là một điều kiện được định nghĩa trên một
 hay nhiều quan hệ khác nhau
 Các RBTV là những điều kiện bất biến mà mọi thể
 hiện của quan hệ đều phải thỏa ở bất kỳ thời điểm
 nào
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 3
Khái niệm (tt)
 Tại sao cần phải có RBTV?
 - Bảo đảm tính kết dính của các thành phần cấu tạo nên
 CSDL
 - Bảo đảm tính nhất quán của dữ liệu
 - Bảo đảm CSDL luôn biểu diễn đúng ngữ nghĩa thực tế
 Ví dụ
 - Mức lương của một người nhân viên không được vượt
 quá trưởng phòng (R1)
 - Người quản lý trực tiếp (của một nhân viên) phải là một
 nhân viên trong công ty (R2)
 4
Nội dung chi tiết
 Khái niệm
 Các đặc trưng của RBTV
 - Bối cảnh
 - Nội dung
 - Bảng tầm ảnh hưởng
 Phân loại
 Cài đặt
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 5
Bối cảnh
 Bối cảnh của một RBTV
 - Là những quan hệ có khả năng bị vi phạm RBTV khi
 thực hiện các phép cập nhật
 Ví dụ (R1)
 - Mức lương của một người nhân viên không được vượt
 quá trưởng phòng
  Các phép cập nhật
 Cập nhật lương cho nhân viên
 Thêm mới một nhân viên vào một phòng ban
 Bổ nhiệm trưởng phòng cho một phòng ban
  Bối cảnh: NHANVIEN, PHONGBAN
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 6
Bối cảnh (tt)
 Ví dụ (R2)
 - Người quản lý trực tiếp phải là một nhân viên trong công
 ty
  Các phép cập nhật
 Cập nhật người quản lý trực tiếp của một nhân viên
 Thêm mới một nhân viên
  Bối cảnh: NHANVIEN
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 7
Nội dung
 Nội dung của một RBTV được phát biểu bằng
 - Ngôn ngữ tự nhiên
  Dễ hiểu nhưng thiếu tính chặt chẽ
 - Ngôn ngữ hình thức
  Cô đọng, chặt chẽ nhưng đôi lúc khó hiểu
  Biểu diễn thông qua
 Đại số quan hệ
 Phép tính quan hệ
 Mã giả (pseudo code)
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 8
Nội dung (tt)
 Ví dụ (R1)
 - Ngôn ngữ tự nhiên
  Mức lương của một người nhân viên không được vượt quá
 trưởng phòng
 - Ngôn ngữ hình thức
  t NHANVIEN ( 
 u PHONGBAN ( v NHANVIEN (
 u.TRPHG v.MANV 
 u.MAPHG t.PHG 
 t.LUONG v.LUONG )))
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 9
Nội dung (tt)
 Ví dụ (R2)
 - Ngôn ngữ tự nhiên
  Người quản lý trực tiếp phải là một nhân viên trong công ty
 - Ngôn ngữ hình thức
  t NHANVIEN ( t.MA_NQL null 
 s NHANVIEN (t.MA_NQL s.MANV ))
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 10
Bảng tầm ảnh hưởng
 Bảng tầm ảnh hưởng
 - Xác định thao tác cập nhật nào cần phải kiểm tra RBTV
 khi được thực hiện trên quan hệ bối cảnh
 Có 2 loại
 - Bảng tầm ảnh hưởng cho một RBTV
 - Bảng tầm ảnh hưởng tổng hợp
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 11
Bảng tầm ảnh hưởng một RBTV
 Tên_RB Thêm Xóa Sửa
 Quan hệ 1 (Thuộc tính)
 Quan hệ 2 
 Quan hệ n 
 ( ) Vi phạm RBTV
 ( ) Không vi phạm RBTV
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 12
Bảng tầm ảnh hưởng tổng hợp
 Ràng buộc 1 Ràng buộc 2 Ràng buộc m
 T X S T X S    T X S
 Quan hệ 1 + - + + - + + - +
 Quan hệ 2 - + -
 Quan hệ 3 - - + - + -
 Quan hệ n - + - - - +
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 13
Nội dung chi tiết
 Khái niệm
 Các đặc trưng của RBTV
 Phân loại
 - Một quan hệ
  Miền giá trị
  Liên bộ
  Liên thuộc tính
 - Nhiều quan hệ
  Tham chiếu
  Liên bộ, liên quan hệ
  Liên thuộc tính, liên quan hệ
  Thuộc tính tổng hợp
  Chu trình
 Cài đặt
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 14
RBTV - Miền giá trị
 Ràng buộc qui định các giá trị cho một thuộc tính
 R A B C D
 1 1
  5 7  9{ , {,1 ..}10}
   12 3
   23 9
 Miền giá trị
 - Liên tục
 - Rời rạc
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 15
Ví dụ 3 
 Thời gian tham gia đề án của một nhân viên không
 quá 60 giờ
 - Bối cảnh:
 - Biểu diễn:
 - Bảng tầm ảnh hưởng:
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 16
Ví dụ 4 
 Giới tính của nhân viên là ‘Nam’ hoặc ‘Nu’
 - Bối cảnh:
 - Biểu diễn:
 - Bảng tầm ảnh hưởng:
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 17
RBTV - Liên bộ
 Sự tồn tại của một hay nhiều bộ phụ thuộc vào sự
 tồn tại của một hay nhiều bộ khác trong cùng quan
 hệ
 R A B C D
 1 1
  5 7
   12 3
   23 9
 Trường hợp đặc biệt
 - RB khóa chính
 - RB duy nhất (unique)
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 18
Ví dụ 5 
 Tên phòng là duy nhất
 - Bối cảnh:
 - Biểu diễn:
 - Bảng tầm ảnh hưởng:
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 19
Ví dụ 6 
 Một nhân viên được tham gia tối đa 5 đề án
 - Bối cảnh:
 - Biểu diễn:
 - Bảng tầm ảnh hưởng:
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 20
Ví dụ 7 
 THIDAU(NGAY, GIO, DOI, SOBAN)
 Mỗi trận đấu là cuộc thi đấu của đúng 2 đội
 - Bối cảnh:
 - Biểu diễn:
 - Bảng tầm ảnh hưởng
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 21
RBTV - Liên thuộc tính
 Là ràng buộc giữa các thuộc tính trong cùng quan
 hệ
 R A B C D
 1 1
  5 7
   12 3
   23 9
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 22
Ví dụ 8 
 Một nhân viên không quản lý trực tiếp chính mình
 - Bối cảnh:
 - Biểu diễn:
 - Bảng tầm ảnh hưởng:
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 23
Ví dụ 9 
 KHOAHOC(MAKH, TENKH, BDAU, KTHUC)
 Mỗi khóa học kéo dài ít nhất 3 tháng
 - Bối cảnh:
 - Biểu diễn:
 - Bảng tầm ảnh hưởng:
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 24
RBTV - Tham chiếu
 Giá trị xuất hiện tại các thuộc tính trong một quan hệ
 nào đó phải tham chiếu đến giá trị khóa chính của
 một quan hệ khác cho trước
 R A B C D 
 S E F
 1 1
 7 1
  5 7
 3 2
   12 3
   23 9
 Bắt buộc phải tồn tại trước
 Trường hợp đặc biệt
 - RB khóa ngoại
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 25
Ví dụ 10 
 Mọi thân nhân phải có mối quan hệ gia đình với một
 nhân viên trong công ty
 - Bối cảnh:
 - Biểu diễn:
 - Bảng tầm ảnh hưởng:
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 26
RBTV - Tham chiếu (tt)
 Còn gọi là phụ thuộc tồn tại
 Thường có bối cảnh là hai quan hệ
 - Nhưng có trường hợp suy biến thành một quan hệ
 - Ví dụ (R2)
  Người quản lý trực tiếp phải là một nhân viên trong công ty
  Bối cảnh:
  Biểu diễn:
  Bảng tầm ảnh hưởng
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 27
RBTV - Liên bộ, liên quan hệ
 Là ràng buộc xảy ra giữa các bộ trên nhiều quan hệ
 khác nhau
 R A B C D
 1 1
  5 7
   12 3
   23 9
 S A B C
 2 7
 4 7
  2 3
  2 10
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 28
Ví dụ 11 
 HOADON(SOHD, MAKH, NGAYHD)
 CTHD(SOHD, MAHH, DGIA, SLG)
 Mỗi hóa đơn phải có ít nhất một chi tiết hóa đơn
 - Bối cảnh:
 - Biểu diễn:
 - Bảng tầm ảnh hưởng:
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 29
RBTV - Liên thuộc tính, liên quan hệ
 Là ràng buộc xãy ra giữa các thuộc tính trên nhiều
 quan hệ khác nhau
 R A B C D S A B C
 1 1 2 7
  5 7 4 7
   12 3  2 3
   23 9  2 10
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 30
Ví dụ 12 
 Ngày sinh của trưởng phòng phải nhỏ hơn ngày
 nhận chức
 - Bối cảnh:
 - Biểu diễn:
 - Bảng tầm ảnh hưởng:
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 31
RBTV - Thuộc tính tổng hợp
 Thuộc tính tổng hợp
 - Là thuộc tính có giá trị được tính toán từ các thuộc tính
 khác
 Khi CSDL có thuộc tính tổng hợp
 - RBTV bảo đảm quan hệ giữa thuộc tính tổng hợp và các
 thuộc tính nguồn
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 32
Ví dụ 13 
 PHONGBAN(TENPHG, MAPHG, TRPHG, 
 NG_NHANCHUC, SO_NV)
 Số nhân viên của một phòng ban phải bằng tổng số
 lượng nhân viên thuộc phòng đó
 - Bối cảnh:
 - Biểu diễn:
 - Bảng tầm ảnh hưởng:
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 33
RBTV – Chu trình
 Lược đồ CSDL có thể được biểu diễn bằng đồ thị
 - Đỉnh
 Tên quan hệ
  Quan hệ
  Thuộc tính Tên thuộc tính
 - Cạnh
  Đường nối một đỉnh quan hệ với một đỉnh thuộc tính trong
 lược đồ CSDL
 Tên quan hệ Tên thuộc tính
 Chu trình
 - Đồ thị xuất hiện đường đi khép kín ~ Lược đồ CSDL có
 chu trình
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 34
Ví dụ 14 
 Nhân viên chỉ được phân công vào các đề án do 
 phòng ban của mình phụ trách
 PHG=PHONG
 NHANVIEN MANV, MADA DEAN
 MANV=MA_NVIEN SODA=MADA
 MA_NVIEN, SODA
 PHANCONG
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 35
Ví dụ 14 (tt) 
 Nhân viên chỉ được phân công vào các đề án do 
 phòng ban của mình phụ trách
 - Bối cảnh: 
 - Biểu diễn:
 - Bảng tầm ảnh hưởng:
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 36
Nội dung chi tiết
 Khái niệm
 Các đặc trưng của RBTV
 Phân loại
 Cài đặt
 - Assertion
 - Trigger
 - Transaction (giao tác)
 - Stored Procedure (thủ tục lưu trữ nội)
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 37
Cài đặt
 Các RBTV được cài đặt bởi
 - Primary key
 - Foreign key
 - Check contraint
 - Assertion
 - Trigger
 - Transaction
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 38
Assertion
 Là một biểu thức SQL luôn mang giá trị TRUE tại
 mọi thời điểm
 - Người sử dụng cần cho biết cái gì phải đúng
 Cú pháp
 CREATE ASSERTION CHECK ()
 DROP ASSERTION 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 39
Ví dụ 12
 Ngày sinh của trưởng phòng phải nhỏ hơn ngày
 nhận chức
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 40
Ví dụ 15
 Lương của trưởng phòng phải lớn hơn 50000
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 41
Ví dụ 15 (tt)
 Lương của trưởng phòng phải lớn hơn 50000
 Check Constraint
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 42
Ví dụ 16
 Số lượng nhân viên của mỗi phòng ban không quá
 20 người
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 43
Ví dụ 16 (tt)
 Số lượng nhân viên của mỗi phòng ban không quá
 20 người
 Check Constraint
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 44
Assertion hay Check Constraint ?
 Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 45
Trigger
 Là tập hợp các lệnh được thực hiện tự động khi
 xuất hiện một biến cố nào đó
 thêm 
 xóa 
 sửa Biến 
 cố
 trước 
 sau
 giá trị mới Thỏa
 giá trị cũ Điều kiện Tập hợp các lệnh
 row-level
 Không thỏa statement-level
 Thông báo lỗi
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 46
Trigger (tt)
 Cú pháp
 CREATE TRIGGER 
 AFTER|BEFORE INSERT|UPDATE|DELETE ON 
 REFERENCING
 NEW ROW|TABLE AS 
 OLD ROW|TABLE AS 
 FOR EACH ROW | FOR EACH STATEMENT
 WHEN ()
 DROP TRIGGER 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 47
Ví dụ 15
 Lương của trưởng phòng phải lớn hơn 50000
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 48
Ví dụ 15 (tt)
 Lương của trưởng phòng phải lớn hơn 50000
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 49
Ví dụ 15 (tt)
 Lương của trưởng phòng phải lớn hơn 50000
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 50
Transaction
 Là tập các lệnh thực hiện một xử lý nào đó trong
 một ứng dụng CSDL, sao cho
 - Hoặc là tất cả các lệnh đều được thực hiện thành công
 - Hoặc là không có lệnh nào được thực hiện
 Ví dụ: xử lý chuyển tiền trong ngân hàng
 Giao tác Chuyển_tiền
 Giảm tiền trong tài khoản người gửi
 Tăng tiền trong tài khoản người nhận
 Nếu tất cả đều thành công thì hoàn tất giao tác
 Ngược lại quay lui giao tác
 Cuối giao tác
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 51
Transaction (tt)
 Giao tác phải đảm bảo
 - Tính nguyên tố (atomicity)
 - Tính nhất quán của CSDL (consistency)
  Các RBTV không bị vi phạm
 Trong khi thực hiện giao tác
 Trước và sau khi thực hiện giao tác
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 52
Ví dụ 7
 Mỗi trận đấu là cuộc thi đấu của đúng 2 đội
 Giao tác Thêm_trận_đấu(t, s)
 Thêm t vào THIDAU
 Thêm s vào THIDAU
 Nếu có một thao tác thất bại thì
 Quay lui giao tác
 Ngược lại
 Hoàn tất giao tác
 Cuối nếu
 Cuối giao tác
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 53
Ví dụ 7 (tt)
 Giao tác Xóa_trận_đấu(ngay, gio)
 Với mọi s THIDAU (s.NGAY ngay  s.GIO gio)
 Xóa s khỏi THIDAU
 Cuối với mọi
 Nếu có một thao tác thất bại thì
 Quay lui giao tác
 Ngược lại
 Hoàn tất giao tác
 Cuối nếu
 Cuối giao tác
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 54
Ví dụ 11
 Mỗi hóa đơn phải có ít nhất một chi tiết hóa đơn
 Giao tác Thêm_hóa_đơn
 Thêm HOADON
 Thêm chi tiết thứ 1 vào CTHD 
 Thêm chi tiết thứ 2 vào CTHD
 Nếu có một thao tác thêm thất bại thì
 Quay lui giao tác
 Ngược lại
 Hoàn tất giao tác
 Cuối nếu
 Cuối giao tác
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 55
Ví dụ 11 (tt)
 Giao tác Thêm_hóa_đơn
 Thêm HOADON
 Thêm chi tiết thứ 1 vào CTHD 
 Thêm chi tiết thứ 2 vào CTHD
 Nếu có một thao tác thêm thất bại thì
 Quay lui giao tác
 Ngược lại
 Hoàn tất giao tác
 Cuối nếu
 Cuối giao tác
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 56
Stored Procedure
 Các DBMS thương mại cung cấp cách thức lưu trữ
 các hàm hay thủ tục
 - Được lưu trữ trong lược đồ CSDL
 - Được sử dụng trong các câu lệnh SQL
 Cú pháp
 CREATE PROCEDURE 
 AS
 Khai báo biến cục bộ
 Thân chương trình
 GO
 EXEC 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 57
Ví dụ 7
 Mỗi trận đấu là cuộc thi đấu của đúng 2 đội
 CREATE PROCEDURE Thêm_trận_đấu
 t THIDAU , s THIDAU
 AS
 begin tran
 Thêm t vào THIDAU
 If @@error0 rollback tran
 Thêm s vào THIDAU
 If @@error0 rollback tran
 commit tran
 GO
 EXEC Thêm_trận_đấu x, y
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 58
Nhận xét
 DBMS sẽ kiểm tra RBTV
 - Sau khi một thao tác cập nhật diễn ra trên CSDL
 - Cuối mỗi giao tác
 Nên cài đặt RBTV ở đâu ???
 - DBMS
 - Application
 - Trigger quá nhiều hệ thống chậm chạm
 - Stored Procedure hiệu quả cao
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 59
Bài tập về nhà
 Bài tập
 - 7.2 / 331-333
 - 7.3 / 335-336
 - 7.4 / 345-347
 Đọc
 - Procedures stored in schema / 365-378
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 60
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 61