bài giảng cơ sở dữ liệu nâng cao (đồngthị bích thủy)

Buổi # 2
(lớp TH08/1)
C
ơ
s
ở
d
ữ
li
ệ
u nâng cao
Đồ
ng Th
ị
Bích th
ủ
y
14/9/2010
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
2
Nhắc lại ý chính tuần trước
THIẾT KẾ CSDL:
• quan niệm
• lô-gíc
• vật lý
Lựa chọn lược ñồ
Tiêu chí hiệu quả
Yêu cầu về
thông tin/dữ
liệu

Yêu cầu khai
thác/ xử lý
Đặc trưng
của Hệ quản
trị CSDL
Cấu trúc CSDL
hiệu quả, phù
hợp với ứng dụng
và môi trường
triển khai
Cấu hình phần cứng /
Đặc trưng của
hệ ñiều hành
THU THẬP-PHÂN
TÍCH NHU CẦU
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
3
Nhắc lại ý chính tuần trước (2)
Thi
ế
t k
ế
quan ni
ệ
m
Thi
ế
t k
ế

lô-gíc
Thi
ế
t k
ế
v
ậ
t lý
Lược ñồ CSDL vật lý
Yêu cầu về
thông tin/dữ
liệu
Yêu cầu
khai thác/
xử lý
Đặc trưng
của hệ
QTCSDL
Đặc trưng của
phần cứng
và HĐH
CHƯƠNG II:
Giai ñoạn thiết kế quan niệm
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
5
Nội dung tuần này
 II.1 Dẫn nhập
 Quy trình thiết kế quan niệm tổng thể
 Giả thuyết Quan h ph quát

 Pth trong vai trò RBTV - Cơ chế kiểm tra
pth
 II.2 Các mục tiêu của thiết kế quan niệm
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
6
II.1 Dẫn nhập
 Đu vào: kết quả của giai ñoạn phân tích
nhu cầu, có thể là:
 Sơ phác cấu trúc CSDL gồm các quan hệ con
Q’
1
, Q’
2
, …Q’
m
và các phụ thuộc dữ liệu ñịnh
nghĩa trên mỗi quan hệ con: D’
1
, D’
2
, … D’
m
:
C
0
’ = {<Q’
1
, D’
1

>, <Q’
2
, D’
2
>,…<Q’
m
, D’
m
>} (a)
 Hoặc một sơ phác tổng thể:
C
0
= <Q
0
, D
0
> (b)
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
7
II.1 Dẫn nhập (2)
 Thiết kế CSDL mức quan niệm:
Biến ñổi ñầu vào thành một cấu trúc CSDL quan
niệm chất lượng hơn, dựa trên một số tiêu
chuẩn thiết kế
(a) (b)
C
0
’ = {<Q’
i

,
D
’
i
>}
C
0
= <Q
0
,
D
0
>
Thiết kế CSDL mức
quan niệm
C
= <Q
j
,
D
j
>



tiêu chuẩn thiết kế
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
8
II.1 Dẫn nhập (3)

Gi thit quan h ph quát
 Là nền tảng của mô hình quan hệ và lý
thuyết phụ thuộc dữ liệu
 Khái niệm quan hệ phổ quát:
 Mỗi thế giới thực của ứng dụng 

 một quan
hệ duy nhất (= quan hệ phổ quát, ký hiệu U)
 Quan hệ phổ quát tập hợp tất cả các thuộc tính
của môi trường ứng dụng
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
9
II.1 Gi thuyt quan h ph quát (2)
 Nếu cấu trúc sơ phác CSDL là C
0
’ (trng
hp a), ngầm hiểu quan hệ phổ quát U như
sau:
 U chứa tất cả các thuộc tính của các quan hệ
con Q’
i
.
 Mỗi quan hệ con Q’
i
là kết quả của phép chiếu
của U lên Q’
i
+
:

∀
∀∀
∀i, Q’
i
= U[Q’
i
+
] (Q’
i
+
: tập thuộc tính của Q’
i
)
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
10
II.1 Gi thuyt quan h ph quát (3)
 Nếu cấu trúc sơ phác là C
0
(trng hp b),
khái niệm quan hệ phổ quát ñã ngầm ñược
sử dụng.
 H qu:
 Mỗi một thuộc tính có một ý nghĩa duy nhất.
Dù thuộc tính này hiện diện trong quan hệ con
hay quan hệ phổ quát, ý nghĩa của nó vẫn như
nhau.
 Giữa hai thuộc tính chỉ có một mối kết hợp vớ
i
một ý nghĩa duy nhất.

© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
11
II.1 Gi thuyt quan h ph quát (4)
 Ví dụ 2.1: Cho môi trường ứng dụng với 3
quan hệ con như sau:
<ĐẶT_HÀNG (Mã_ĐH, Ngày); F
ĐH
= {Mã_ĐH →
→→
→ Ngày}>
<TK_HG_GIAO(Mã_HG, Ngày, Lượng);
F
TKHG
= {Mã_HG, Ngày →
→→
→ Lượng }>
<CHI_TIẾT_ĐẶT_HÀNG (Mã_ĐH, Mã_HG, Lượng);
F
CTĐH
= {Mã_ĐH, Mã_HG →
→→
→ Lượng }>
Các thuc tính Ngày và Lng có ý nghĩa khác nhau
trong nhng quan h khác nhau.
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
12
II.1 Gi thuyt quan h ph quát (5)
 Ví dụ 2.1 (tt):

 Nhp nhng v ng nghĩa, dn ñn kt qu sai
khi áp dng lut dn cho pth trên toàn cc:
Mã_ĐH →
→→
→ Ngày (ĐH)
MãHG, Ngày (GH) →
→→
→ Lượng (GH)
 Phi ñt tên li cho các thuc tính:
Ngày trong ĐẶT_HÀNG thành Ngày_ĐH
Ngày trong TK_HG_GIAO thành Ngày_TK

MãHG, Mã_ĐH
→
→→
→ Lượng (ĐH)
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
13
II.1 Gi thuyt quan h ph quát (6)
 Ví dụ 2.2:
Cho quan hệ NHÂN_VIÊN( Mã_NV, Tên_NV, Ngày)
 Ý nghĩa mối kết hợp giữa Mã_NV và Ngày :
Ngày sinh của nhân viên
 Mối kết hợp này là duy nhất : nếu cần thêm
thông tin về ngày tuyển dụng, ta phải thêm một
thuộc tính mới Ngày_TD, không thể thêm một
ý nghĩa khác cho mối kết hợp giữa Mã_NV và
Ngày.
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin

Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
14
II.1 Dẫn nhập (4)
C ch kim tra pth
 Phụ thuộc hàm: một loại ràng buộc toàn
vẹn quan trọng trong CSDL quan hệ
 Cần chọn cấu trúc CSDL sao cho việc kiểm
tra pth hiệu quả nhất 

 tiêu chuẩn thiết kế
quan trọng
 Xem xét:
 Cơ chế kiểm tra pth nào ñược hệ quản trị
CSDL hỗ trợ?
 Thời ñiểm cần kiểm tra pth trong quá trình khai
thác CSDL? Lúc cập nhật? Lúc truy vấn?
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
15
II.1 C ch khóa – c ch ch
mc trong h QTCSDL
 Định nghĩa:
Cho một quan hệ Q, một khóa K của Q, và I, một
chỉ mục duy nhất ñịnh nghĩa trên Q
 Cơ chế khóa là một cơ chế có sẵn của hệ quản
trị CSDL nhằm ñảm bảo:
∀
∀∀
∀q, q’ ∈
∈∈

∈ Q sao cho q ≠
≠≠
≠ q’ , q.K ≠
≠≠
≠q’.K
 Cơ chế chỉ mục với giá trị duy nhất là một cài
ñặt khác ñảm bảo tình trạng tương tự như cơ
chế khóa:
∀
∀∀
∀q, q’ ∈
∈∈
∈ Q sao cho q ≠
≠≠
≠ q’ , q.I ≠
≠≠
≠q’.I
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
16
II.1 C ch kim tra ph thuc
hàm (3)
 Cơ chế khóa ñảm bảo kiểm tra hiệu quả
các phụ thuộc hàm dạng K→
→→
→A, với
A∈
∈∈
∈Q
+

và K là khóa chính của Q
(Không cần duyệt tuần tự qua tất cả các
bộ trong TQ)
 Cơ chế chỉ mục duy nhất ñược dùng ñể
kiểm tra hiệu quả K’→
→→
→A, với K’ là một
khóa khác của Q
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
17
II.1 Hp l hóa tình trng mt
quan h
 Cho Q(ABC) với khóa là A, và tập phụ thuộc
hàm ñược ñịnh nghĩa trên Q:
F = {B→
→→
→C, A →
→→
→BC}
 Cho một tình trạng của Q:
c
1
b
2
a
4
c
3
b

3
a
3
c
1
b
2
a
2
c
1
b
1
a
1
CBA
TQ:
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
18
II.1 Hp l hóa tình trng ca
mt quan h (tt)
 Tình trạng TQ ñược xem là hợp lệ ñối với F
nếu TQ thỏa tt c các pth của F.
 Kiểm tra B →
→→
→ C, ñảm bảo:
∀
∀∀
∀q, q’ ∈

∈∈
∈ Q, nếu q.B = q’.B thì q.C = q’.C
 Cần duyệt qua tất cả các bộ của TQ ñể kiểm tra
 Tốn kém và mất thời gian khi TQ lớn
 Kiểm tra A→
→→
→ BC: nhờ cơ chế khóa của
HQT CSDL, việc kiểm tra pth này sẽ hiệu
quả hơn.
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
19
II.1 Hp l hoá mt bin ñi
tình trng ca Q
 Cho một tình trạng TQ1 ñã hợp lệ
 TQ1 ñược biến ñổi thành TQ2 sau một vài
thao tác:
 Các thao tác biến TQ1 thành TQ2 có thể gây
ra tình trạng không hợp lệ cho TQ2 

 cần
phải hợp lệ hóa TQ2 (= kiểm tra lại xem F có
còn ñược thỏa trong TQ2)
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
20
II.1 Hp l hoá mt bin ñi
tình trng ca Q (tt)
 Các thao tác có thể xảy ra trên TQ1:
 Thêm một bộ: phải kiểm tra lại các pth trong F .

 Xóa một bộ: không cần kiểm tra lại pth (nhưng
có nguy cơ bị mất thông tin)
 Sửa một bộ: phải kiểm tra lại pth và có nguy cơ
bị mất thông tin (Sửa = Xoá + Thêm)
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
21
II.2 Các mục tiêu thiết kế quan
niệm
 Hai tiêu chuẩn quan trọng cần ñạt ñược
trong quá trình thiết kế CSDL ở mức quan
niệm:
 Cấu trúc CSDL kết quả (ñầu ra của giai ñoạn
thiết kế mức quan niệm) cần ñạt dạng chuẩn
cao nhất
 Cấu trúc CSDL kết quả phải tương ñương với
cấu trúc ban ñầu
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
22
II.2 Các mục tiêu thiết kế (2)
 Tiêu chuẩn về dạng chuẩn:
 Giảm tối ña sự trùng lắp thông tin 

 tránh
ñược một số bất tiện khi cập nhật CSDL
 Các phụ thuộc dữ liệu ñược kiểm tra dễ
dàng, ñơn giản và tương ñối ít tốn kém nhất
 Tiêu chuẩn tương ñương:
 Đảm bảo các thông tin trong quan hệ phổ

quát sẽ ñược tìm thấy ñầy ñủ trong CSDL của
cấu trúc kết quả (gồm nhiều quan hệ con).
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
23
II.2 Các mục tiêu thiết kế (3)
 Một CSDL thỏa mãn hai tiêu chuẩn về DC và tính
tương ñương, ñảm bảo cho việc khai thác nó
ñược thuận lợi trên cả ba phương diện:

Truy v

n: tiêu chu
ẩ
n t
ươ
ng
ñươ
ng
ñả
m b
ả
o các
thông tin
ñượ
c truy xu
ấ
t t
ừ
CSDL là nh

ữ
ng thông
tin
ñ
ã
ñượ
c phân tích.

C

p nh

t: Tiêu chu
ẩ
n d
ạ
ng chu
ẩ
n gi
ả
m b
ớ
t các
tình hu
ố
ng thông tin mâu thu
ẩ
n sau khi c
ậ
p nh

ậ
t.

Ki

m tra RBTV: c
ả
hai tiêu chu
ẩ
n
ñề
u h
ướ
ng
ñế
n
m
ụ
c tiêu là ki
ể
m tra RBTV d
ạ
ng ph
ụ
thu
ộ
c d
ữ
li
ệ

u
ñượ
c thu
ậ
n l
ợ
i.
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
24
Câu hỏi?
Buổi #3
(lớp TH2008/1)
C
ơ
s
ở
d
ữ
li
ệ
u nâng cao
Đồ
ng Th
ị
Bích th
ủ
y
21/9/2010