Bài giảng Cơ sở dữ liệu - Chương 3: Mô hình dữ liệu quan hệ

Chương 3

Mô hình dữ liệu quan hệ

Nội dung chi tiết

 Giới thiệu

 Cá c khá i niệm của mô hì nh quan hệ

 Ràng buộc toàn vẹn

 Cá c đặc trưng của quan hệ

 Chuyển lược đồ E/R sang thiết kế quan hệ

Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM

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

- Khá i niệm quan hệ

 Có nền tảng lý thuyết vững chắc

- Lý thuyết tập hợp

 Là cơ sở của cá c HQT CSDL thương mại

- Oracle, DB2, SQL Server…

Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM

3

Nội dung chi tiết

 Giới thiệu

 Cá c khá i niệm của mô hì nh quan hệ

- Quan hệ (Relation)

- Thuộc tí nh (Attribute)

- Lược đồ (Schema)

- Bộ (Tuple)

- Miền giá trị (Domain)

 Ràng buộc toàn vẹn

 Cá c đặc trưng của quan hệ

 Chuyển lược đồ E/R sang thiết kế quan hệ

Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM

4

Quan hệ

 Cá c thô ng 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

Hang

Nhu

Nguyen

Bui

12/08/1955

07/19/1968

638 NVC Q5

332 NTH Q1

Nam

Nu

40000

25000

43000

38000

5

4

5

Le

06/20/1951 291 HVH QPN

09/15/1962 Ba Ria VT

Nu

Hung

Nguyen

Nam

1 dòng là 1 nhân viên

Tên quan hệ là NHANVIEN

Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM

5

Quan hệ (tt)

 Quan hệ gồm

- Tên

- Tập hợp cá c cột

 Cố định

 Được đặt tên

 Có kiểu dữ liệu

- Tập hợp cá c dò ng

 Thay đổi theo thời gian

 Một dò ng ~ Một thực thể

 Quan hệ ~ Tập thưc thể

Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM

6

Thuộc tính

 Tên cá c cột của quan hệ

 Mô tả ý nghĩa cho cá c giá trị tại cột đó

Thuộc tính

TENNV

HONV

NGSINH

DCHI

PHAI

LUONG

PHG

Tung

Hang

Nhu

Nguyen

Bui

12/08/1955

07/19/1968

638 NVC Q5

332 NTH Q1

Nam

Nu

40000

25000

43000

38000

5

4

5

Le

06/20/1951 291 HVH QPN

09/15/1962 Ba Ria VT

Nu

Hung

Nguyen

Nam

 Tất cả cá c dữ liệu trong cùng 1 một cột đều có dùng

kiểu dữ liệu

Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM

7

Lược đồ

 Lược đồ quan hệ

- Tên của quan hệ

- Tên của tập thuộc tí nh

Lược đồ quan hệ

NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG, PHG)

Là tập hợp

Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM

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)

Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM

9

Bộ

 Là cá c dò ng của quan hệ (trừ dò ng tiêu đề - tên của

cá c thuộc tí nh)

 Thể hiện dữ liệu cụ thể của cá c thuộc tí nh trong

quan hệ

<Tung, Nguyen, 12/08/1955, 638 NVC, Q5, Nam, 40000, 5>

Dữ liệu cụ thể

của thuộc tính

Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM

10

Miền giá trị

 Là tập cá c giá trị nguyên tố gắn liền với một thuộc

tí nh

- Kiểu dữ liệu cơ sở

 Chuỗi ký tự (string)

 Số (integer)

- Cá c kiểu dữ liệu phức tạp

 Tập hợp (set)

 Danh sá ch (list)

 Mảng (array)

Không được chấp nhận

 Bản ghi (record)

 Ví dụ

- TENNV: string

- LUONG: integer

Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM

11

Định nghĩa hình thức

 Lược đồ quan hệ

- Cho A₁, A₂, …, A_nlà cá c thuộc tí nh

- Có cá c miền giá trị D₁, D₂, …, D_ntương ứng

- Ký hiệu R(A₁:D₁, A₂:D₂, …, A_n:D_n) là một lược đồ quan hệ

- Bậc của lược đồ quan hệ là số lượng thuộc tí nh 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 nhâ n viên

 MANV là một thuộc tí nh có miền giá trị là số nguyên

 TENNV là một thuộc tí nh có miền giá trị là chuỗi ký tự

Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM

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, …, A_n), ký

hiệu r(R), là một tập cá c bộ r = {t₁, t₂, …, t_k}

- Trong đó mỗi t_ilà 1 danh sá ch có thứ tự của n giá trị

t_i=<v₁, v₂, …, v_n>

 Mỗi v_jlà một phần tử của miền giá trị DOM(A_j) hoặc giá trị rỗng

TENNV

HONV

NGSINH

DCHI

PHAI

LUONG

PHG

t₁

t₂

t₃

t₄

Tung

Hang

Nhu

Nguyen

Bui

12/08/1955

07/19/1968

638 NVC Q5

332 NTH Q1

Nam

Nu

40000

25000

43000

38000

5

4

5

Le

06/20/1951 291 HVH QPN

09/15/1962 null

Nu

Hung

Nguyen

Nam

v_i

Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM

13

Tóm tắt các ký hiệu

 Lược đồ quan hệ R bậc n

- R(A₁, A₂, …, A_n)

 Tập thuộc tí nh của R

- R⁺

 Quan hệ (thể hiện quan hệ)

- R, S, P, Q

 Bộ

- t, u, v

 Miền giá trị của thuộc tí nh A

- DOM(A) hay MGT(A)

 Giá trị tại thuộc tí nh A của bộ thứ t

- t.A hay t[A]

Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM

14

Nội dung chi tiết

 Giới thiệu

 Cá c khá i niệm của mô hì nh quan hệ

 Ràng buộc toàn vẹn

- Siêu khó a (Super key)

- Khó a

- Khó a chí nh (Primary key)

- Tham chiếu

- Khó a ngoại (Foreign key)

 Cá c đặc trưng của quan hệ

 Chuyển lược đồ E/R sang thiết kế quan hệ

Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM

15

Ràng buộc toàn vẹn

 RBTV (Integrity Constraint)

- Là những qui tắc, điều kiện, ràng buộc cần được thỏa

mã n cho mọi thể thiện của CSDL quan hệ

 RBTV được mô tả khi định nghĩa lược đồ quan hệ

 RBTV được kiểm tra khi cá c quan hệ có thay đổi

Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM

16

Siêu khóa

 Cá c bộ trong quan hệ phải khá c nhau từng đôi một

 Siêu khó a (Super Key)

- Gọi SK là một tập con khá c rỗng cá c thuộc tí nh của R

- SK là siêu khó a khi

_r,_t1,t2_{r, t1}_t2



t2[SK]

t1[SK]

- Siêu khó a là tập cá c thuộc tí nh dùng để xá c định tí nh

duy nhất của mỗi bộ trong quan hệ

- Mọi lược đồ quan hệ có tối thiểu một siêu khó a

Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM

17

Khóa

 Định nghĩa

- Gọi K là một tập con khá c rỗng cá c thuộc tí nh của R

- K là khó a nếu thỏa đồng thời 2 điều kiện

 K là một siêu khó a của R

_K’ _K



, K’

K

, K’

không phải là siêu khóa của R



 Nhận xé t

- Giá trị của khó a dùng để nhận biết một bộ trong quan hệ

- Khó a là một đặc trưng của lược đồ quan hệ, khô ng phụ

thuộc vào thể thiện quan hệ

- Khó a được xâ y dựng dựa vào ý nghĩa của một số thuộc

tí nh trong quan hệ

- Lược đồ quan hệ có thể có nhiều khó a

Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM

18

Khóa chính

 Xé t quan hệ

NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG, PHONG)

- Có 2 khó a

 MANV

 HONV, TENNV, NGSINH

- Khi cài đặt quan hệ thành bảng (table)

 Chọn 1 khó a làm cơ sở để nhận biết cá c bộ

 Khó a có í t thuộc tí nh hơn

 Khó a được chọn gọi là khó a chí nh (PK - primary key)

 Cá c thuộc tí nh khó a chí nh phải có giá trị khá c null

 Cá c thuộc tí nh khó a chí nh thường được gạch dưới

NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG, PHONG)

Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM

19

Tham chiếu

 Một bộ trong quan hệ R, tại thuộc tí nh A nếu nhận

một giá trị từ một thuộc tí nh B của quan hệ S, ta gọi

R tham chiếu S

- Bộ được tham chiếu phải tồn tại trước

TENPHG

MAPHG

Nghien cuu

Dieu hanh

Quan ly

5

4

1

S

TENNV

HONV

NGSINH

DCHI

PHAI

LUONG

PHG

Tung

Hang

Nhu

Nguyen

Bui

12/08/1955

07/19/1968

638 NVC Q5

332 NTH Q1

Nam

Nu

40000

25000

43000

38000

5

4

5

R

Le

06/20/1951 291 HVH QPN

09/15/1962 Ba Ria VT

Nu

Hung

Nguyen

Nam

Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM

20