Bài giảng Cơ sở dữ liệu và quản trị cơ sở dữ liệu - Chương 2: Mô hình thực thể liên kết - Nguyễn Vương Thịnh

TR ƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM 
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 
BÀI G I ẢNG HỌC PHẦN  CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU 
Giảng viên : ThS. Nguyễn V ươ ng Thịnh 
Bộ môn : Hệ thống thông tin 
Hải Phòng, 2016 
Chương 2 
MÔ HÌNH THỰC THỂ LIÊN KẾT 
2 
Thông tin về giảng viên 
Họ và tên 
Nguyễn Vương Thịnh 
Đơn vị công tác 
Bộ môn Hệ thống thông tin – Khoa Công nghệ thông tin 
Học vị 
Thạc sỹ 
Chuyên ngành 
Hệ thống thông tin 
Cơ sở đào tạo 
Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc Gia Hà Nội 
Năm tốt nghiệp 
2012 
Điện thoại 
0983283791 
Email 
thinhnv@vimaru.edu.vn 
Website 
3 
Thông tin về học phần 
Tên học phần 
Cơ sở dữ liệu và quản trị cơ sở dữ liệu 
Tên tiếng Anh 
Data base and Database Management 
Mã học phần 
17425 
Số tín chỉ 
04 tín chỉ (LT: 45 tiết, TH: 30 tiết) 
Bộ môn phụ trách 
Hệ thống thông tin 
PHƯƠNG PHÁP HỌC TẬP, NGHIÊN CỨU 
Nghe giảng, t hảo luận, trao đổi với giảng viên trên lớp. 
Tự n ghiên cứu tài liệu và làm bài tập ở nhà. 
PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ 
SV phải t ham dự ít nhất 75% thời gian . 
Có 02 bài kiểm tra viết giữa học phần (X 2 = (L 1 + L 2 )/2), 01 bài kiểm tra thực hành (X 3 ). Điểm quá trình X = (X 2 + X 3 )/2. 
Thi kết thúc học phần bằng hình thức trắc nghiệm khách quan trên máy tính (Z = 0.5X + 0.5Y). 
4 
Tài liệu tham khảo 
Elmasri, Navathe, Somayajulu, Gupta, Fundamentals of Database Systems (the 4 th Edition) , Pearson Education Inc, 2004. 
Nguyễn Tuệ, Giáo trình Nhập môn Hệ Cơ sở dữ liệu , Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam, 2007. 
Nguyễn Kim Anh, Nguyên lý của các hệ Cơ sở dữ liệu , Nhà xuất bản Đại học Quốc g ia Hà Nội, 2004. 
5 
Tài liệu tham khảo 
MÔ HÌNH THỰC THỂ LIÊN KẾT 
2 .1. SỬ DỤNG MÔ HÌNH DỮ LIỆU KHÁI NIỆM 
2 .2. KIỂU THỰC THỂ VÀ TẬP THỰC THỂ 
2 .3. KIỂU LIÊN KẾT VÀ TẬP LIÊN KẾT 
2 .4. KIỂU THỰC THỂ YẾU 
6 
7 
2 .1. SỬ DỤNG MÔ HÌNH DỮ LIỆU KHÁI NIỆM 
Thế giới thực 
(Mini World) 
THU THẬP VÀ PHÂN TÍCH YÊU CẦU 
(Requirements collection and Analysis) 
PHÂN TÍCH CHỨC NĂNG 
(Fuctional Analysis) 
THIẾT KẾ MỨC KHÁI NIỆM 
(Conceptual Design) 
THIẾT KẾ MỨC LOGIC 
(Logical Design/ 
Data Model Mapping) 
THIẾT KẾ MỨC VẬT LÝ 
(Physical D esign) 
THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH ỨNG DỤNG 
(Application Program D esign) 
Các y êu cầu chức năng 
(Functional Requirements) 
Các yêu cầu dữ liệu 
(Data Requirements) 
Đặc tả giao dịch mức cao 
(High – Level Transaction Specification) 
CÀI ĐẶT THỰC THI GIAO DỊCH 
(Transaction Implementation) 
Lược đồ khái niệm 
(trong mô hình dữ liệu mức cao) 
(Conceptual Schema) 
Lược đồ logic 
(trong mô hình dữ liệu của một hệ quản trị CSDL cụ thể) 
(Logical Scheme) 
Chương trình ứng dụng 
(Application Programs) 
Lược đồ trong 
(Internal Schema) 
Độc lập với 
HQT CSDL 
Gắn với 
HQT CSDL 
cụ thể 
8 
Giáo sư Peter Chen 
Đại học Louisiana, Hoa Kỳ 
Mô hình thực thể liên kết 
(ERM – Entity Relationship Model) 
9 
2 .2. KIỂU THỰC THỂ VÀ TẬP THỰC THỂ 
2 .2.1. THỰC THỂ VÀ THUỘC TÍNH 
2 .2.1.1. Khái niệm về thực thể 
Thực thể (entity) là một đối tượng của thế giới thực mà có sự tồn tại độc lập (independent existence). 
Đó có thể là: 
Một đối tượng tồn tại vật lý: VD: ông John Smith, con mèo Kitty, l ô hàng có mã số MH01234,... 
Một khái niệm: VD: m ôn Toán, c ông ty TNHH ABC, p hòng Tài vụ,... 
2 .2.1.2. Khái niệm về thuộc tính 
Một thực thể có thể có các thuộc tính (attributes). Đó là những thông tin cụ thể giúp mô tả chi tiết hơn về thực thể đó. 
Tương ứ ng với mỗi thực thể phải có một giá trị cụ thể cho mỗi thuộc tính của nó. 
10 
Name = John Smith 
Sex = Male 
Age = 20 
Job = Student 
Phone Number = 04546890 
Name = Marry Parker 
Sex = Female 
Age = 35 
Job = Shop Assistant 
Phone Number = 06546890 
P 1 
P 2 
11 
2 .2.1.3. Phân loại thuộc tính 
A. Thuộc tính đơn và thuộc tính phức hợp 
Thuộc tính phức hợp (Composite Attributes) : Là thuộc tính có thể phân chia thành các thuộc tính con thành phần. M ỗi thuộc tính con thành phần này mang một ý nghĩa độc lập. 
Thuộc tính đơn (Atomic/Simple Attributes) : Là thuộc tính không thể phân chia thành các thành phần nhỏ hơn. 
Địa Chỉ 
Số Nhà 
Đường Phố 
Phường 
Quận 
Thành Phố 
Địa Chỉ = “Số 434, Xuân Thủy, p hường Xuân Thủy, q uận Cầu Giấy, Hà Nội” 
12 
B. Thuộc tính đơn trị và thuộc tính đa trị 
Thuộc tính đơn trị (Single Value) : Là thuộc tính chỉ mang một giá trị duy nhất ứng với mỗi thực thể cụ thể. 
Thuộc tính đa trị (Multivalued Attributes) : Là thuộc tính mang một tập giá trị ứng với mỗi thực thể cụ thể. 
Name = John Smith 
Sex = Male 
Age = 20 
Job = Student 
Foreign Languages = {English, Spanish} 
P 1 
13 
C. Thuộc tính lưu trữ và thuộc tính suy diễn 
Thuộc tính lưu trữ (Stored Value) : Là thuộc tính mà giá trị của nó không thể suy ra từ giá trị của các thuộc tính khác (độc lập với giá trị của các thuộc tính khác). 
Thuộc tính suy diễn (Derived Value) : Là thuộc tính mà giá trị của nó có thể suy diễn ra từ giá trị của các thuộc tính khác (có quan hệ với giá trị của các thuộc tính khác). 
Address = 30 St John, New York 
Type = Apartment 
Width = 5 m 
Length = 8m 
Area = 40m 2 
D. Thuộc tính phức tạp (Complex Attribute) 
Thuộc tính vừa ở dạng phức hợp (Composite) vừa đa trị (Multivalued) và lồng nhau ở một số mức nào đấy. 
14 
2 .2.2. KIỂU THỰC THỂ, TẬP THỰC THỂ VÀ KHÓA CỦA KIỂU THỰC THỂ 
2 .2.2.1. Khái niệm về kiểu thực thể 
Một kiểu t hực thể (entity type) định nghĩa ra một tập các thực thể có cùng cấu trúc (cùng tập thuộc tính). 
Mỗi kiểu thực thể trong cơ sở dữ liệu có thể được mô tả thông qua tên và các thuộc tính. 
2 .2.2.2. Khái niệm về tập thực thể 
Tập hợp các thực thể của một kiểu thực thể vào một thời điểm nhất định được gọi là tập thực thể (entity set). 
Tập thực thể được đặt tên trùng với kiểu thực thể. 
Person 
Name 
Sex 
Age 
Job 
Phone Number 
Person = {P 1 , P 2 } 
Foreign Language 
Ghi chú : 
Kiểu thực thể biểu diễn bằng hình chữ nhật. 
Các t huộc tính được biểu diễn bằng các hình oval. 
Thuộc tính đa trị được biểu diễn bằng hình oval có biên là nét kép. 
15 
2 .2.3. KHÓA CỦA KIỂU THỰC THỂ 
Khóa (key) của kiểu t hực thể là một hoặc một tập thuộc tính có tính chất: giá trị của nó là duy nhất (không trùng nhau) ứng với mỗi thực thể phân biệt của kiểu thực thể. 
→ Giá trị của khóa sẽ được dùng để phân biệt (định danh) các thực thể cùng kiểu. 
Person 
Name 
Sex 
Age 
Job 
Phone Number 
Foreign Language 
Ghi chú : 
Nếu khóa chỉ gồm 1 thuộc tính thì thuộc tính này được gạch chân. 
Nếu khóa gồm nhiều thuộc tính thì khóa sẽ được gạch chân và biểu diễn dưới dạng một thuộc tính phức hợp. 
IDCard 
16 
Lớp 
Tên Lớp 
Niên Khóa 
Sĩ Số 
K 
Giáo viên chủ nhiệm 
L 0 
11B1 
2000 – 2001 
40 
Cô Hồng 
L 1 
11B2 
2000 – 2001 
45 
Cô Lan 
L 2 
11B1 
1998 – 1999 
35 
Thầy Thắng 
L 3 
11A3 
1998 – 1999 
40 
Cô Hồng 
L 4 
11A3 
2001 – 2002 
42 
Cô Lan 
L 5 
11B2 
1997 – 1998 
43 
Cô Quỳnh 
K = {Tên Lớp, Niên Khóa} 
17 
2 .3. KIỂU LIÊN KẾT VÀ TẬP LIÊN KẾT 
2 .3.1. KHÁI NIỆM VỀ KIỂU LIÊN KẾT VÀ TẬP LIÊN KẾT 
2 .3.1.1. Khái niệm về kiểu liên kết 
Kiểu liên kết R giữa n kiểu thực thể E 1 , E 2 ,..., E n xác định ra tập hợp các liên kết giữa các thực thể thuộc n kiểu thực thể này với nhau. 
Kí hiệu: 
2 .3.1.2. Khái niệm về tập liên kết 
Tập hợp tất cả các liên kết r i thuộc về một kiểu liên kết R được gọi là tập liên kết và được gọi trùng tên với kiểu liên kết R. 
Về mặt toán học: 
Hay: 
E 1 
E 2 
E n 
R 
. . . 
18 
r 1 
r 2 
r 3 
r 4 
r 5 
d 1 
d 2 
d 3 
e 1 
e 2 
e 3 
e 4 
e 5 
Nhân Viên 
Phòng Ban 
Làm Việc Cho 
Phòng Ban 
Nhân Viên 
Làm Việc Cho 
Các liên kết: r 1 = (e 1 , d 2 ), r 2 = ( e 2 , d 3 ), r 3 = ( e 3 , d 2 ), r 4 = ( e 4 , d 3 ), r 5 = ( e 5 , d 1 ) 
Tập liên kết: 
	 	 Làm Việc Cho = {r 1 , r 2 , r 3 , r 4 , r 5 } 
19 
2 .3.2. BẬC CỦA KIỂU LIÊN KẾT VÀ KIỂU LIÊN KẾT ĐỆ QUY 
2 .3.2.1. Bậc của kiểu liên kết 
Bậc của k iểu liên kết là số lượng các kiểu thực thể tham gia vào kiểu liên kết đó. 
E 1 
E 2 
E 1 
R 
R 
E 2 
E 1 
R 
E 2 
E 3 
E 3 
E 4 
Bậc 2 
(Kiểu liên kết nhị phân) 
Bậc 3 
(Kiểu liên kết tam phân) 
Bậc 4 
(Kiểu liên kết tứ phân) 
20 
Giảng Viên 
Giảng Dạy 
Phòng Học 
Môn Học 
21 
r 1 
r 2 
r 3 
r 4 
r 5 
r 6 
d 1 
d 2 
d 3 
e 1 
e 2 
e 3 
e 4 
e 5 
Giảng Viên 
Môn Học 
Giảng Dạy 
p 1	 p 2	 p 3	 p 4 
Phòng Học 
Các liên kết: 
r 1 = (e 1 , d 2 , p 4 ) 
r 2 = ( e 2 , d 3 , p 3 ) 
r 3 = ( e 3 , d 2 , p 4 ) 
r 4 = ( e 4 , d 3 , p 2 ) 
r 5 = ( e 5 , d 1 , p 1 ) 
r 6 = (e 1 , d 3 , p 2 ) 
Tập liên kết: 
Giảng Dạy = {r 1 , r 2 , r 3 , r 4 , r 5 , r 6 } 
22 
2 .3.2.2. K iểu liên kết đệ quy 
K iểu liên kết đệ quy xác định ra các liên kết giữa các thực thể thuộc về cùng một kiểu thực thể. 
Trong liên kết đệ quy, phải chỉ rõ vai trò (role) của thực thể tham gia vào liên kết. 
Tập liên kết đệ quy: 
Công Dân 
Vay Tiền 
Cho vay 
V ay 
Cho vay 
V ay 
Cho vay 
Cho vay 
V ay 
V ay 
e 1 
e 2 
e 3 
e 4 
e 5 
r 1 
r 2 
r 3 
r 4 
Công Dân 
Vay Tiền 
Cho vay 
V ay 
23 
2 .3.3. CÁC RÀNG BUỘC ĐỐI VỚI KIỂU LIÊN KẾT 
2 .3.3.1. Ràng buộc về ứng số đối với kiểu liên kết nhị phân 
Ràng buộc về ứng số xác định ra số liên kết tối đa mà một thực thể có thể tham gia vào. 
A. Kiểu liên kết 1:N: Kiểu thực thể E 1 được gọi là tham gia vào kiểu liên kết 1:N với kiểu thực thể E 2 nếu thỏa mãn đồng thời: 
Mỗi thực thể thuộc E 2 chỉ có thể tham gia vào tối đa là 1 liên kết với một thực thể thuộc E 1 
Một thực thể thuộc E 1 có thể tham gia tối đa vào nhiều liên kết với nhiều thực thể thuộc E 2 . 
Ký hiệu : 
E 1 
E 2 
R 
1 
N 
24 
r 1 
r 2 
r 3 
r 4 
r 5 
d 1 
d 2 
d 3 
e 1 
e 2 
e 3 
e 4 
e 5 
Nhân Viên 
Phòng Ban 
Làm Việc Cho 
Phòng Ban 
Nhân Viên 
Làm Việc Cho 
1 
N 
25 
B. Kiểu liên kết M:N: Kiểu thực thể E 1 được gọi là tham gia vào kiểu liên kết M:N với kiểu thực thể E 2 nếu thỏa mãn đồng thời: 
Mỗi thực thể thuộc E 2 có thể tham gia vào tối đa là nhiều liên kết (M) với các thực thể thuộc E 1 
Tương tự, mỗi thực thể thuộc E 1 có thể tham gia tối đa vào nhiều liên kết (N) với các thực thể thuộc E 2 . 
Ký hiệu : 
E 1 
E 2 
R 
M 
N 
26 
r 1 
r 2 
r 3 
r 4 
r 5 
r 6 
d 1 
d 2 
d 3 
e 1 
e 2 
e 3 
e 4 
e 5 
Nhân Viên 
Dự Án 
Tham Gia 
Dự Án 
Nhân Viên 
Tham Gia 
N 
M 
27 
C . Kiểu liên kết 1:1: Kiểu thực thể E 1 được gọi là tham gia vào kiểu liên kết 1:1 với kiểu thực thể E 2 nếu thỏa mãn đồng thời: 
Mỗi thực thể thuộc E 2 có thể tham gia vào tối đa là 01 liên kết với một thực thể thuộc E 1 và ngược lại , mỗi thực thể thuộc E 1 cũng chỉ có thể tham gia tối đa vào 01 liên kết với một thực thể thuộc E 2 . 
Ký hiệu : 
E 1 
E 2 
R 
1 
1 
28 
r 1 
r 2 
r 3 
d 1 
d 2 
d 3 
e 1 
e 2 
e 3 
Bộ Phim 
Bản Sao 
Có 
Bản Sao 
Bộ Phim 
Có 
1 
1 
Kho lưu trữ của Hãng phim quy định: Mỗi bộ phim chỉ có lưu 01 bản sao 
29 
2 .3.3.2. Ràng buộc tham gia 
Ràng buộc tham gia xác định ra số liên kết tối thiểu mà một thực thể bắt buộc phải tham gia vào. Ràng buộc tham gia giúp chỉ rõ sự tồn tại của một thực thể có phụ thuộc vào mối liên hệ với các thực thể khác thông qua kiểu liên kết hay không . 
Ràng buộc tham gia chia làm 02 loại: 
Ràng buộc tham gia một phần : Kiểu thực thể E được gọi là tham gia một phần vào kiểu liên kết R nếu chỉ có một phần trong số các thực thể của E tham gia vào các liên kết của R. Điều này có nghĩa là: tồn tại những thực thể của E không tham gia vào liên kết. 
Kí hiệu: 	 	 	 	 . . . 
Ràng buộc tham gia toàn thể : Kiểu thực thể E được được gọi là tham gia toàn thể vào kiểu liên kết R nếu toàn bộ các thực thể thuộc E đều phải tham gia vào các liên kết của R. 
Ký hiệu: 
E 
R 
E 
R 
30 
r 1 
r 2 
r 3 
d 1 
d 2 
d 3 
e 1 
e 2 
e 3 
e 4 
Bộ Phim 
Bản Sao 
Có 
Bản Sao 
Bộ Phim 
Có 
1 
1 
31 
2 .3.4. THUỘC TÍNH CỦA KIỂU LIÊN KẾT 
Kiểu liên kết cũng có thể có các thuộc tính của riêng nó giống như là kiểu thực thể. 
Đây là những thông tin bổ sung cho các liên kết của kiểu liên kết. 
E 1 
E 2 
E n 
R 
. . . 
A 1 
A 2 
A m 
. . . 
Các thuộc tính của kiểu liên kết 
Dự Án 
Nhân Viên 
Tham Gia 
N 
M 
Ngày tham gia 
Ngày kết thúc 
32 
Một số trường hợp đặc biệt của kiểu liên kết nhị phân 
A. Với kiểu liên kết 1:1 
Thuộc tính của kiểu liên kết có thể được nhập vào một trong 2 kiểu thực thể tham gia. 
Bản Sao 
Bộ Phim 
Có 
1 
1 
Ngày Sao 
Bản Sao 
Bộ Phim 
Có 
1 
1 
Ngày Sao 
Bản Sao 
Bộ Phim 
Có 
1 
1 
Ngày Sao 
33 
B. Với kiểu liên kết 1:N 
Thuộc tính của kiểu liên kết có thể được nhập vào kiểu thực thể ở phía ứng số nhiều (N). 
Phòng Ban 
Nhân Viên 
Làm việc 
1 
N 
Ngày Vào Làm 
Phòng Ban 
Nhân Viên 
Làm việc 
1 
N 
Ngày Vào Làm 
34 
2.4. KIỂU THỰC THỂ YẾU 
2.4.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN 
2.4.1.1. Kiểu thực thể yếu 
Kiểu thực thế yếu (Weak Entity Type) là kiểu thực thể mà bản thân nó không có khóa (key) ( không tìm được thuộc tính/tập thuộc tính thỏa mãn tính chất của khóa ). 
Các thực thể thuộc về một kiểu thực thể yếu chỉ có thể được xác định thông qua mối liên hệ nhất định với các thực thể của kiểu thực thể khác (gọi là kiểu thực thể chủ hay kiểu thực thể xác định). 
2.4.1.2. Kiểu liên kết định danh 
Kiểu liên kết kết nối giữa một kiểu thực thể yếu với kiểu thực thể chủ của nó được gọi là kiểu liên kết định danh của kiểu thực thể yếu. 
Một kiểu thực thể yếu luôn luôn phải tham gia toàn thể vào trong kiểu liên kết định danh vì các thực thể của thực thể yếu sẽ không thể xác định nếu không đặt trong mối liên kết với các thực thể của kiểu thực thể chủ. 
35 
2.4.2. KHÓA THÀNH PHẦN 
Một kiểu thực thể yếu có thể có khóa thành phần (partial key). Đó là thuộc tính/tập thuộc tính dùng để phân biệt các thực thể yếu có cùng mối liên hệ với một thực thể chủ. 
Phụ Thuộc 
Người Phụ Thuộc 
Tình Trạng Sức Khỏe 
Giới Tính 
Họ Tên 
Quan Hệ 
Ngày Sinh 
N 
Nhân Viên 
1 
Họ Tên 
Chuyên Môn 
Trình độ 
Ngoại Ngữ 
Mã NV 
NV001 
Nguyễn Văn Minh 
Thiết kế 
NV100 
Lê Thu Lan 
Kế toán 
Vũ Thị Lan 
23/10/1941 
Mẹ đẻ 
Nguyễn Hùng 
19/03/1995 
Con trai 
Nguyễn Thu Trang 
21/06/1997 
Con gái 
Nguyễn Thu Trang 
21/06/1997 
Con gái 
Một công ty có nhiều phòng ban . Thông tin về mỗi phòng ban bao gồm: Mã PB , Tên PB , Địa Điểm . Mỗi phòng ban có 1 hoặc một số nhân viên . T hông tin về mỗi nhân viên bao gồm: Mã NV, Họ Tên, Chuyên Môn, Trình Độ, Ngoại Ngữ . Trong số nhân viên cũng có những nhân viên không xếp vào phòng ban nào cả. Công ty hiện nay đang phụ trách nhiều dự án . Thông tin về mỗi dự án bao gồm: Mã DA, Tên DA, Địa Điểm, Ngày Bắt Đầu, Ngày Kết Thúc . Một dự án có thể có một hay nhiều nhân viên hoặc không có nhân viên nào tham gia. Một nhân viên cũng có thể tham gia một hay nhiều dự án hoặc không tham gia dự án nào. Khi tham gia vào một dự án mỗi nhân viên sẽ có thêm thông tin về N gày tham gia và Ngày kết thúc . Một nhân viên có thể có một hoặc nhiều người phụ thuộc . Thông tin về mỗi người phụ thuộc bao gồm: Họ Tên, Giới Tính, Ngày Sinh, Quan Hệ, Tình Trạng Sức Khỏe . 
36 
37 
Phòng Ban 
Nhân Viên 
Làm việc 
1 
N 
Tên PB 
Họ Tên 
Mã NV 
Địa Điểm 
Mã PB 
Chuyên Môn 
Trình độ 
Ngoại Ngữ 
Tham Gia 
Dự Án 
Mã DA 
Ngày Kết Thúc 
Ngày Tham Gia 
Tên DA 
Địa Điểm 
Ngày Bắt Đầu 
Ngày Kết Thúc 
M 
N 
Phụ Thuộc 
Người Phụ Thuộc 
Tình Trạng Sức Khỏe 
Giới Tính 
Họ Tên 
Quan Hệ 
Ngày Sinh 
1 
N 
Q & A 
38 
39