Bài giảng Hệ quản trị cơ sở dữ liệu: Chương 2 - Nguyễn Nhật Minh

Bài giảng "Hệ quản trị cơ sở dữ liệu - Chương 2: Mô hình quan hệ" trình bày các khái niệm của mô hình quan hệ; khái niệm về các dạng chuẩn; các ràng buộc quan hệ, lược đồ cơ sở dữ liệu quan hệ. Đây là một tài liệu rất hữu ích dành cho các bạn sinh viên ngành Công nghệ thông tin dùng làm tài liệu tham khảo phục vụ học tập và nghiên cứu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hệ quản trị cơ sở dữ liệu: Chương 2 - Nguyễn Nhật Minh CHƯƠNG II: MÔ HÌNH QUAN HỆ Mô hình quan hệ được Ted Codd đưa ra đầu tiên vào năm 1970 và gây được chú ý ngay tức khắc vì tính đơn giản và các cơ sở toán học của nó. Mô hình quan hệ sử dụng khái niệm quan hệ toán học như là khối xây dựng cơ sở và có cơ sở lý thuyết của nó trong lý thuyết tập hợp và logic vị từ bậc nhất. Trong chương này chúng ta sẽ nghiên cứu các khái niệm cơ bản về mô hình quan hệ 2.1 CÁC KHÁI NIỆM CỦA MÔ HÌNH QUAN HỆ Mô hình quan hệ là một cách tổ chức dữ liệu ở dạng bảng hay các quan hệ gồm ba thành phần sau: • A. Cấu trúc dữ liệu: được tổ chức dưới dạng bảng hay quan hệ • B. Thao tác dữ liệu: Những phép toán mạnh (ngôn ngữ truy vần - SQL) để thực hiện các thao tác trên dữ liệu • C. Tích hợp dữ liệu: các qui tắc nghiệp vụ nhằm duy trì tính toàn vẹn dữ liệu khi chúng được thao tác. 2.1.1 Quan hệ, thuộc tính, miền • Quan hệ: là một bảng dữ liệu hai chiều. Mỗi quan hệ là tập hợp các cột mỗi cột được đặt duy nhất một cái tên và một số tuỳ ý các hàng không được đặt tên. Một quan hệ là sự mô tả một tập hợp các đối tượng trong thế giới thực ta gọi là thực thể. • Thuộc tính:, các đối tượng được mô tả trong quan hệ có chung những đặc trưng nào đó. Các cột trong quan hệ nhằm mô tả các đặc trưng hay thuộc tính của các thực thể, mỗi cột biểu thị một đặc trưng. • Nhóm lặp là một hay một số thuộc tính có giá trị khác nhau trên các hàng nhưng các giá trị ở các thuộc tính khác lại trùng nhau • Bản ghi: Mỗi hàng trong quan hệ chứa dữ liệu biểu thị thông tin của một đối tượng cụ thể, mỗi hàng của một quan hệ được gọi là một bộ (tube) hay cũng gọi là bản ghi (record). Ví dụ Quan hệ SINHVIÊN SINHVIÊN Họtên Mã số Ngàysinh Giớitính Lớp Môn Điểm Lê Văn Vân 4515202 12/09/84 Nữ 49 KTLN Toán 7 Phạm Thế Anh 4610503 15/05/85 Nam 51 QTKD Toán 7 Hoàng Thanh Tùng 4516802 21/03/84 Nam 50 Kế toán Tin 9 Phạm Thế Anh 4610503 15/05/85 Nam 51 QTKD CSDL 8 Đỗ Trần Cung 4521402 20/01/84 Nam 50 Kế toán Triết 8 • Lược đồ quan hệ: Khi thay đổi dữ liệu trong bảng thì các tính chất của quan hệ không thay đổi, khi ta loại bỏ tất cả các hàng dữ liệu ra khỏi bảng, khi đó chúng ta có một bộ khung của quan hệ, bộ khung này được gọi là lược đồ quan hệ. • Để mô tả một lược đồ quan hệ ta qui ước viết tên của quan hệ bằng chữ in hoa và sau đó là danh sách các thuộc tính trong dấu ngoặc đơn, các thuộc tính được viết bằng chữ thường và phân tách bởi dấu phẩy. • Ví dụ quan hệ SINHVIEN trên ta có lược đồ quan hệ SINHVIEN(Họtên, Mãsố, Ngàysinh, Giớitính, Lớp, Môn, Điểm) • Miền giá trị: Mỗi thuộc tính trong lược đồ quan hệ có thể nhận những giá trị dữ liệu trên một tập nào đó, tập đó gọi là miền giá trị (nói vắn tắt là miền trị) của thuộc tính. • Ví dụ: Trong quan hệ SINHVIEN thì thuộc tính Họtên là tập dẫy chữ cái có độ dài nhỏ hơn 25; Giớitính là tập hai giá trị “nam”, “nữ”; Điểm là tập hợp các số nguyên từ 0 đến 10. 2.1.2 Các đặc trưng của các quan hệ • A. Giá trị đưa vào mỗi cột là đơn nhất: Giá trị dữ liệu đưa vào một cột tương ứng với một hàng là đơn nhất thuộc miền trị của thuộc tính. • B. Các giá trị đưa vào một cột phải thuộc cùng một miền dữ liệu • Ví dụ các dữ liệu đưa vào cột điểm phải là các số nguyên từ 0 đến 10, không thể đưa vào các chữ như ”chín” hay ”bảy” • C. Mỗi dòng là duy nhất trong bảng • D. Thứ tự các cột là không quan trọng: Các cột có thể đổi chỗ cho nhau mà không làm thay đổi ý nghĩa của chúng, cột được xác định bằng tên chứ không phải bởi thứ tự của nó. • E. Thứ tự các hàng không quan trọng: Các hàng đưa vào bảng có thể có thứ tự tuỳ ý Ví dụ về bảng không phải là một quan hệ SINHVIÊN Họtên Mã số Ngàysinh Giớitính Lớp Môn Điểm Lê Văn Vân 4515202 12/09/84 Nữ 49 KTLN Toán 7 Hoàng Thanh Tùng 4516802 21/03/84 Nam 50 Kế toán Tin 9 Phạm Thế Anh 4610503 15/05/85 Nam 51 QTKD CSDL, 8, 7 Toán Đỗ Trần Cung 4521402 20/01/84 Nam 50 Kế toán Triết 8 2.2 KHÁI NIỆM VỀ CÁC DẠNG CHUẨN 2.2.1. Quan hệ có cấu trúc tốt • Một quan hệ có cấu trúc tốt là quan hệ có chứa số dư thừa dữ liệu ít nhất và cho phép người dùng thêm, xoá, hay sửa đổi những hàng trong bảng mà không gây ra lỗi hoặc sự không nhất quán. Một quan hệ không có cấu trúc tốt: SINHVIÊN Họtên Mã số Ngàysinh Giớitính Lớp Môn Điểm Lê Văn Vân 4515202 12/09/84 Nữ 49 KTLN Toán 7 Phạm Thế Anh 4610503 15/05/85 Nam 51 QTKD Toán 7 Hoàng Thanh Tùng 4516802 21/03/84 Nam 50 Kế toán Tin 9 Phạm Thế Anh 4610503 15/05/85 Nam 51 QTKD CSDL 8 Đỗ Trần Cung 4521402 20/01/84 Nam 50 Kế toán Triết 8 2.2.2. Khái niệm về các dạng chuẩn • Một dạng chuẩn của một quan hệ là một trạng thái của nó có thể xác định được nhờ một số qui tắc nhất định. Các qui tắc này liên quan đến việc kiểm tra sự phụ thuộc giữa các thuộc tính trong một quan hệ. Sự tồn tại một số quan hệ phụ thuộc đặc biệt là nguyên nhân gây ra các dị thường. Chuẩn hoá là việc đưa các lược đồ quan hệ về các dạng chuẩn có cấu trúc tốt để tránh các dị thường. Người ta đã xác định được một số các dạng chuẩn mà chúng ta sẽ xem xét sau đây. Trước hết ta cần một số khái niệm liên quan. a. Phụ thuộc hàm • Cho quan hệ R và hai tập con khác nhau A và B của tập thuộc tính. Ta nói rằng tập thuộc tính B phụ thuộc hàm vào tập thuộc tính A hay A xác đinh B nếu với mỗi hàng của quan hệ R các giá trị của A xác định duy nhất các giá trị của B và được ký hiệu A  B. Ta có thể định nghĩa ...