bảng câu vấn tin trên các quan hệ và xử lý câu vấn tin trên bảng

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG






NGÔ HUY THẮNG

BẢNG CÂU VẤN TIN TRÊN CÁC QUAN HỆ
VÀ XỬ LÝ CÂU VẤN TIN TRÊN BẢNG





LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

Thái Nguyên, năm 2012
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
I



LỜI CẢM ƠN
Những kiến thức căn bản trong luận văn này là kết quả của quá trình tự

nghiên cứu trong quá trình công tác và hai năm học Thạc sỹ (2010 - 2012) tại
Trường Đại học Công nghệ thông tin và Truyền thông Thái Nguyên. Dưới sự
giảng dạy, đào tạo và dìu dắt trực tiếp của các thầy cô trong trường và Viện
Công nghệ thông tin Việt Nam.
Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô trong Khoa Công
nghệ thông tin, Phòng Đào tạo, Phòng Công tác học sinh sinh viên, Phòng
Đào tạo sau đại học Trường Đại học Công nghệ thông tin và Truyền thông
Thái Nguyên, đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian học tập tại
trường.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành, lời cảm ơn sâu sắc nhất đối với
thầy giáo PGS.TS Lê Huy Thập đã trực tiếp hướng dẫn, định hướng cho tôi
giải quyết các vấn đề trong luận văn.

Tôi cũng xin cảm ơn đến các anh chị đồng nghiệp ở Sở Thông tin và
Truyền thông tỉnh Bắc Kạn, người thân, bạn bè và các bạn đồng môn lớp cao
học CH 9A, đã ủng hộ và giúp đỡ tôi trong quá trình làm luận văn tốt nghiệp.
Thái Nguyên, ngày 15 tháng 8 năm 2012
Học viên



Ngô Huy Thắng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
II

LỜI CAM ĐOAN
Với mục đích nghiên cứu, tìm hiểu để nâng cao kiến thức và trình độ
chuyên môn để áp dụng trong các bài toán cụ thể trong tương lai nên tôi đã
làm luận văn này một cách nghiêm túc và hoàn toàn trung thực. Nội dung
luận văn do tự tôi tìm hiểu và hoàn thành.
Trong luận văn, tôi có sử dụng tài liệu tham khảo của một số tác giả
trong và ngoài nước để hoàn thành luận văn được nêu ở phần tài liệu tham
khảo.

Tôi xin cam đoan và chịu trách nhiệm về nội dung, sự trung thực trong
luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ của mình.
Thái Nguyên, Ngày 15 tháng 8 năm 2012
Học viên



Ngô Huy Thắng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
III



MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN …………….………………….………………………………
I
LỜI CAM ĐOAN ………………….…………………………………………
II
MỤC LỤC ………………….…………………………………………………

III
BẢNG CÁC KÝ HIỆU …………………….……………………………….
V
BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT …….……………………………………
VI
DANH MỤC HÌNH VẼ ……………………………………………………
VII
DANH MỤC BẢNG BIỂU ……………………… ………………………
VIII
MỞ ĐẦU ……………………………………………… ……………………
10
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ ……

11
1.1.Khái quát về cơ sở dữ liệu …………………………………… ………
11
1.1.1. Những vấn đề mà CSDL cần phải giải quyết ……… ………
12
1.1.2. Ðịnh nghĩa Hệ thống cơ sở dữ liệu (Database Systems) .…
13
1.1.3. Cơ sở dữ liệu quan hệ và lược đồ cơ sở dữ liệu quan hệ ….
14
1.2.Các loại câu vấn tin SQL ………………………………………………
17
1.3.Phương pháp chuyển câu vấn tin SQL sang câu vấn tin đại số quan hệ AQL

19
1.3.1. Ngôn ngữ truy vấn đại số quan hệ (AQL) ……………….……
20
1.3.2. Các phép biến đổi tương đương trong đại số quan hệ …… …
22
1.3.3. Thuật toánchuyển câu vấn tin SQL sang câu vấn tin đại số quan hệ AQL
25
1.4.Kết luận chương 1 ………………………………….……………………
32
CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP TÁCH GỘP CÁC HÀNG – CỘT
33
2.1. Phương pháp chuyển câu vấn tin đại số quan hệ sang bảng .……

34
2.1.1. Mục tiêu của xử lý vấn tin …………………………….…………
35
2.1.2. Mô tả đặc trưng của xử lý vấn tin ………… …………………
35
2.2. Định nghĩa và cách thể hiện câu truy vấn bằng bảng … …
37
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
IV

2.2.1. Cách thể hiện bảng vấn tin đại số quan hệ ………… ………
38
2.2.2. Độ phức tạp của phép toán đại số quan hệ …………… ……
40
2.3. Phương pháp tách gộp hàng trong bảng vấn tin …………… ……
40
2.3.1.Kỹ thuật Gộp các hàng – cột ……………………… …………
41
2.3.2. Kỹ thuật Tách các hàng – cột ………………….………………
44
2.3. Kết luận chương 2 ………………………………………………………
51

CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG GIẢI BÀI TOÁN CỤ THỂ ……….……
52
3.1. Cách tính tải trên hàng và các phân hoạch của bảng vấn tin ……
52
3.1.1. Phân hoạch bảng vấn tin………………….……………………
53
3.1.2. Cách tính tải trên hàng ………………….…………………….…
53
3.2. Phương pháp tìm Cell có chi phí truyền thông lớn …….…………
56
3.3. Thuật toán tạo ra bảng vấn tin tiền xử lý ……………….… ………
58

3.4. Ví dụ minh họa ………………….…………………….…………………
61
3.4.1. Cây tối ưu cho truy vấn dạng ống có cân bằng tải …………
61
3.4.2. Thuật toán chia công việc ………………………………………
61
3.4.3. Mở rộng thuật toán nhát cắt cục bộ cho bài toán POM ……
62
3.5.Kết luận chương 3 ………………………………………………………
68
KẾT LUẬN ………………………………………………………… ………
69

HƯỚNG PHÁT TRIỂN ……………………………………………………
70
TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………………
71


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
V

BẢNG CÁC KÝ HIỆU

∩
Phép giao

Phép hợp

Ký hiệu thuộc
−
Phép trừ
×
Tích đề các


Phép nối

Phép chiếu

Tê ta
*
Kết nối tự nhiên
÷
Phép chia

Phép và


Phép hoặc

Phép chọn

Tập con
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
VI

BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT
SQL
Structured Query Language – Ngôn ngữ truy vấn dữ liệu
CSDL
Cơ sở dữ liệu
HQTCSDL
Database management system - Hệ quản trị Cơ Sở Dữ Liệu
AQL
Algebraic Query Language (Ngôn ngữ vấn tin đại số)
POT
Pipeline Operator Tree – Cây toán tử dạng ống
POM

Pipeline Operator Matrix – Ma trận toán tử dạng ống
QH
Quan hệ
QH
i

Quan hệ i, i = 1, 2,3,…
Ip
Isomorphous – Ma trận đặc trưng
Cell
Ô

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
VII

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Mô hình xử lí thông tin …………………………………………
11
Hình 1.2. Mô hình hệ thống cơ sở dữ liệu ………………………………
13
Hình 1.3. Cây đại số quan hệ ví dụ ………………………………………
31
Hình 2.1. Gộp hai đỉnh i và j thành đỉnh m ……………………………
43
Hình 2.2. Tách hai đỉnh i và j ……………………………………………
46

Hình 2.3. Cắt các cạnh của cây toán tử …………………………………
50
Hình 2.4. Gộp các đỉnh của cây toán tử …………………………………
50
Hình 3.1. Cây toán tử tổng quát …………………………………………
59
Hình 3.2. Cây toán tử đã được tiền xử lí ………………………………….
60
Hình 3.3. Thuật toán nhát cắt cục bộ ……………………………………
64
Hình 3.4. Cây toán tử gốc ………………………… ………………………
65

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
VIII



DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Bảng quan hệ NHANVIEN ……………………….….………
15
Bảng 1.2. Bảng quan hệ DONVI ……………………….…………………
16
Bảng 1.3. Bảng quan hệ DONVI_DIADIEM ……………….…………
16

Bảng 1.4. Bảng quan hệ DUAN ……………… …………………………
16
Bảng 1.5. Bảng quan hệ NHANVIEN_DUAN …… …………………
17
Bảng 2.1. Bảng vấn tin dạng đại số quan hệ …………………………
39
Bảng 2.2. Toán tử Collapse (i,j) gốc ………………………………………
42
Bảng 2.3. Toán tử Collapse (i,j) sau khi gộp i,j …………………………
42
Bảng 2.4. POM dữ liệu …………………………………………………….
43

Bảng 2.5. POM sau khi gộp ………………………………………………
44
Bảng 2.6. Toán tử cut(i,j) gốc ………………………………………………
45
Bảng 2.7.Toán tử cut(i,j) sau khi gộp i,j ………………………………
45
Bảng 2.8. Dữ liệu POM ……………………………………………………
46
Bảng 2.9 POM
1
………………………………………………………………

47
Bảng 2.9a. POM
1,1
………………………………………………………….

47
Bảng 2.9b. POM
1,2
……………………………… ………………………

47
Bảng 2.10. POM

4
…………………………………………………………….

47
Bảng 2.11. Ma trận Ip truy vấn …………………………………………
48
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
IX



Bảng 2.12. Ma trận Ip truy vấn mảnh F1 ………………………………

48
Bảng 2.13. Ma trận Ip truy vấn mảnh F2 ……………………………….
48
Bảng 2.14. Ma trận Ip truy vấn mảnh F3 ……………………………
49
Bảng 2.15. Ma trận Ip truy vấn lớp mảnh F1 …………………………
49
Bảng 2.16. Ma trận Ip truy vấn lớp mảnh F2 …………………………
49
Bảng 2.17. Ma trận Ip truy vấn lớp mảnh F3 …………………………
49
Bảng 3.1. Bảng truy vấn Ip với các phép toán đại số quan hệ ……

54
Bảng 3.2. Các t
i
và cell
ij
của Ip ……………………………………………
55
Bảng 3.3. Ma trận Ip tương ứng với cây toán tử gốc …………………
58
Bảng 3.4. Gộp các cạnh có trọng số lớn đã qua tiền xử lí …………
60
Bảng 3.5. Ip truy vấn tương ứng với cây toán tử gốc ………… ………

65
Bảng 3.6. Phân hoạch F1 ………… ………………………………………
66
Bảng 3.7. Phân hoạch F2 ………… ………………………………………
66
Bảng 3.8. Phân hoạch F3 ………… ………………………………………
67
Bảng 3.9. Phân hoạch F4 ………… ………………………………………
67
Bảng 3.10. Phân hoạch F5 ………… ……………………….……………
67
Bảng 3.11. Phân hoạch F6 ………… ……………………………………

68


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
10



MỞ ĐẦU
Để thể hiện câu vấn tin SQL bằng bảng trước hết chúng ta chuyển nó sang
câu vấn tin đại số quan hệ, sau đó thể hiện câu vấn tin này bằng một bảng gọi là
bảng truy vấn. Các tiêu đề hàng và cột sẽ là tên các quan hệ cơ sở, các quan hệ

trung gian hoặc kết qủa thực hiện câu vấn tin. Các Cell sẽ là các toán tử để thực
hiện các phép toán đại số quan hệ nhằm sinh ra các quan hệ trung gian. Cùng với
tiêu đề hàng và cột ta sẽ gán một trọng số nào đó - là chi phí xử lý phép toán trên
quan hệ đó; các Cell cũng được gán trọng số là chi phí chuyển số liệu từ toán tử
nằm trên hàng đến toán tử nằm trên cột. Minh họa xử lý câu vấn tin bằng bảng
truy vấn sẽ được thực hiện cho việc tìm cây toán tử tiền xử lý. Tức là phân chia
các toán tử cho các bộ xử lý để thời gian trả lời truy vấn nhỏ nhất.
Nội dung của luận văn gồm 3 chương:
Chương I: Tổng quan về cơ sở dữ liệu quan hệ. Trong chương này
cung cấp các kiến thức lý thuyết cơ bản những khái niệm về CSDL quan hệ,
các loại câu vấn tin và phương pháp chuyển đổi câu vấn tin SQL sang câu vấn
tin đại số quan hệ.

Chương II: Phương pháp tách – gộp hàng, cột trong bảng vấn tin.
Với những nội dung chính như: Phương pháp chuyển câu vấn tin đại số quan
hệ sang bảng và phương pháp tách gộp hàng, cột trong bảng vấn tin.
Chương III: Ứng dụng giải một số bài toán thực tế. Dựa vào những
cơ sở lý thuyết đã nghiên cứu, một số bài toán đã được ứng dụng giải quyết
như: Cách tính tải trên hàng và các phân hoạch của bảng vấn tin, phương pháp
tìm ô có chi phí truyền thông lớn và thuật toán tạo ra bảng vấn tin tiền xử lý.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
11

CHƯƠNG I:
TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ
1.1.Khái quát về cơ sở dữ liệu
Ð liu: Dữ liệu là các sự kiện, văn bản, đồ họa, hình ảnh,
âm thanh và các đoạn phim video có ý nghĩa trong môi trường người dùng.
Ðnh ng Thông tin là dữ liệu được xử lý theo các cách để
làm tăng hiểu biết của người đang sử dụng dữ liệu này.
Thông thường đối với việc thiết kế xây dựng một hệ thống tin quản lý,
chúng ta cần xử lý một hệ thống các file dữ liệu. Mỗi file này có cấu trúc bản
ghi khác nhau nhưng về nội dung có quan hệ với nhau tạo thành một cơ sở dữ
liệu (Database _ vit tt CSDL).
 D Liu là tập hợp thông tin (d liu) có tổ chức nhằm thỏa mãn

một hay nhiều mục đích quản lý thông tin của con người. Hệ các chương trình
nhằm quản lý khai thác dữ liệu này là Hệ quản trị Cơ Sở Dữ Liệu (vit tt
HQTCSDL, Database management system). (ví d Access, SQL server,
Oracle ) Hệ thống thông tin gồm bộ phận xử lý thông tin, kênh thông tin vào
ra.(Xem hình 1.1)

Hình 1.1. Mô hình xử lý thông tin
m c d liu: Giảm sự trùng lắp thông tin xuống mức thấp
nhất và do đó bảo đảm được tính nhất quán và toàn vẹn dữ liệu. Đảm bảo dữ
liệu có thể truy xuất theo nhiều cách khác nhau. Khả năng chia sẻ thông tin
cho nhiều người sử dụng.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

12



1.1.1.Những vấn đề mà CSDL cần phải giải quyết
: Tính chủ quyền của dữ liệu được thể hiện ở
phương diện an toàn dữ liệu, khả năng biểu diễn các mối liên hệ ngữ nghĩa
của dữ liệu và tính chính xác của dữ liệu. Điều này có nghĩa là người khai
thác CSDL phải có nhiệm vụ cập nhật các thông tin mới nhất của CSDL.
: Do có
nhiều người được phép khai thác dữ liệu một cách đồng thời, nên cần thiết phải
có một cơ chế bảo mật và phân quyền hạn khai thác CSDL. Các hệ điều hành

nhiều người sử dụng hay hệ điều hành mạng cục bộ đều có cung cấp cơ chế này.
: Nhiều người được phép truy nhập cùng một lúc vào
tài nguyên dữ liệu của CSDL với những mục đích khác nhau, do đó cần thiết
phải có một cơ chế ưu tiên khi truy nhập dữ liệu. Cơ chế ưu tiên có thể được
thực hiện bằng việc cấp quyền ưu tiên cho từng người khai thác.
: Việc quản lý dữ liệu tập trung có
thể làm tăng khả năng mất mát hoặc sai lệch thông tin khi có sự cố như mất
điện đột xuất, hay một phần đĩa lưu trữ CSDL bị hư hỏng,… một số hệ điều
hành mạng có cung cấp dịch vụ sao lưu ảnh đĩa cứng, tự động kiểm tra và
khắc phục lỗi khi có sự cố. Tuy nhiên, bên cạnh dịch vụ của hệ điều hành, để
đảm bảo CSDL luôn ổn định, một CSDL nhất thiết phải có một cơ chế khôi
phục dữ liệu khi có các sự cố bất ngờ xảy ra.

      Những người sử dụng CSDL không
chuyên về lĩnh vực tin học và CSDL. Các chuyên viên CSDL biết khai thác
CSDL, những người này có thể xây dựng các ứng dụng khác nhau, phục vụ
cho các mục đích khác nhau trên CSDL.
Những người quản trị CSDL, đó là những người hiểu biết về tin học, về
các hệ quản trị CSDL và hệ thống máy tính. Họ là người tổ chức CSDL, do
đó họ phải nắm rõ các vấn đề kỹ thuật về CSDL để có thể phục hồi CSDL khi
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
13

có sự cố. Họ là những người cấp quyền hạn khai thác CSDL, do vậy họ có thể
giải quyết được các vấn đề tranh chấp dữ liệu nếu có.
1.1.2. Ðịnh nghĩa Hệ thống cơ sở dữ liệu (Database Systems)
Hệ thống cơ sở dữ liệu là hệ thống thông tin, cho phép người ta dùng
chung các dữ liệu có trong hệ thống.
Để giải quyết tốt những vấn đề mà cách tổ chức CSDL đặt ra như đã nói
ở trên, cần thiết phải có những phần mềm chuyên dùng để khai thác chúng.
Những phần mềm này được gọi là các hệ quản trị CSDL. Các hệ quản trị
CSDL có nhiệm vụ hỗ trợ cho các nhà phân tích thiết kế CSDL cũng như
những người khai thác CSDL. Hiện nay trên thị trường phần mềm đã có
những hệ quản trị CSDL hỗ trợ được nhiều tiện ích như: MS Access, Visual
Foxpro, SQL Server, Oracle,…(Xem hình 1.2)

Hình 1.2 Mô hình hệ thống cơ sở dữ liệu
Mỗi hệ quản trị CSDL đều được cài đặt dựa trên một mô hình dữ liệu cụ

thể. Dù là dựa trên mô hình dữ liệu nào, một hệ quản trị CSDL cũng phải hội
đủ các yếu tố sau:

Ngôn
ngữ
hỏi
cơ sở
dữ
liệu
CSDL
CSDL
CSDL

Hệ
cơ
sở
dữ
liệu
user
1
user
1
user

1
user
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
14



: Cho phép khai báo cấu trúc của CSDL, khai báo
các mối liên hệ của dữ liệu và các quy tắc quản lý áp đặt lên các dữ liệu đó.
: Cho phép người sử dụng có thể cập nhật dữ
liệu (th).
: Cho phép người khai thác sử dụng để truy

vấn các thông tin cần thiết trong CSDL.
lý : Cho phép những người quản trị hệ thống thay
đổi cấu trúc của các bảng dữ liệu, khai báo bảo mật thông tin và cấp quyền
hạn khai thác CSDL cho người sử dụng.,…
: Dùng để mô tả các ánh xạ liên kết, ghi nhận các thành
phần cấu trúc của CSDL, các chương trình ứng dụng, mật mã, quyền hạn sử
dụng,…
        : Mỗi hệ quản trị CSDL
cũng có thể cài đặt một cơ chế riêng để giải quyết các vấn đề này. Một số cơ
chế thường dùng sau đây:
- Cấp quyền ưu tiên cho từng người sử dụng;
- Đánh dấu yêu cầu truy xuất dữ liệu, phân chia thời gian, người nào có

yêu cầu trước thì có quyền truy xuất dữ liệu trước,…
Hệ quản trị CSDL cũng phải có cơ chế sao lưu (Backup) và phục hồi
(Recovery) dữ liệu khi có sự cố xảy ra. Điều này có thể thực hiện sau một thời
gian nhất định hệ quản trị CSDL sẽ tự động tạo ra một bản sao CSDL, cách
này hơi tốn kém, nhất là đối với CSDL lớn.
Hệ quản trị CSDL phải cung cấp một giao diện thân thiện, dễ sử dụng.
1.1.3.Cơ sở dữ liệu quan hệ và lược đồ cơ sở dữ liệu quan hệ
Một cơ sở dữ liệu quan hệ thường gồm nhiều quan hệ với các bộ giá trị
trong các quan hệ được liên kết với nhau theo nhiều cách. Một lược đồ cơ sở
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
15

dữ liệu quan hệ S là một tập hợp các lược đồ quan hệ S = {R
1
, R
2
,…, R
n
} và
một tập các ràng buộc toàn vẹn.
Một trạng thái cơ sở dữ liệu quan hệ () R
của S là một tập hợp các trạng thái quan hệ:

R = {r
1
, r
2
, …, r
n
}
sao cho mỗi r
i
là một trạng thái của R
i
và sao cho các trạng thái quan hệ r

i

thoả mãn các ràng buộc toàn vẹn chỉ ra trong tập các ràng buộc toàn vẹn.
Ví dụ: Trình bày một lược đồ cơ sở dữ liệu CONGTY như sau:
NHANVIEN(MaNV, TenNV, NgaySinh, DiaChi, GioiTinh, Luong, MaDV)
DONVI(MaDV, TenDV, Ngay_Bat_Dau)
DONVI_DIADIEM(MaDV, Dia_Diem_DV)
DUAN(MaDA, TenDA, Dia_Diem_DA, MaDV)
NHANVIEN_DUAN(MaNV, MaDA, ThoiGian_LV)
Và cơ sở dữ liệu CONGTY bao gồm các bảng:

MaNV

TenNV
NgaySinh
DiaChi
GioiTinh
Luong
MaDV
NV0001
Lê Duy
19/09/1980
Bắc Kạn
Nam
5.000

DV02
NV0002
Vũ Thị Bé
20/07/1983
Hà Nội
Nữ
4.500
DV01
NV0003
Lê Ba
23/05/1985
Phú Thọ

Nam
4.000
DV01
NV0004
Phạm Hà
09/09/1969
Sơn La
Nam
6.000
DV03
NV005
Trần Bá Tí

09/05/1960
Hà Nội
Nam
7.000
DV02
NV006
Vũ Hùng
12/12/1987
Hà Nội
Nam
4.500
DV02


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
16



MaDV
TenDV
Ngay_Bat_Dau
DV01
Phòng Kế hoạch
15/06/2000

DV02
Phòng Kế toán
10/10/2003
DV03
Phòng phát triển CN
20/07/2002

MaDV
Dia_Diem_DV
DV01
Thái Nguyên
DV02

Bắc Kạn
DV03
Bắc Kạn

MaDA
TenDA
Dia_Diem_DA
MaDV
DA001
Đào tạo
Thái Nguyên
DV02

DA002
Quản lý
Bắc Kạn
DV03
DA003
Xây dựng HT
Bắc Kạn
DV03
DA004
Lập trình PHP
Thái Nguyên
DV02

DA005
Thiết kế Web
Hà Nội
DV01
DA006
Lập trình Java
Hà Nội
DV01
DA007
Lập trình ASP
Thái Nguyên
DV02

DA 008
Lập trình .NET
Thái Nguyên
DV02

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
17



MaNV
MaDA

ThoiGian_LV
NV0001
DA001
100
NV0002
DA002
80
NV0003
DA003
110
NV0004
DA008

200
NV005
DA007
90
NV006
DA005
150
NV007
DA006
230

Trong một lược đồ cơ sở dữ liệu quan hệ, các thuộc tính biểu diễn cùng

một khái niệm thế giới thực có thể () có cùng tên như nhau trong
các quan hệ khác nhau. Ngược lại, các thuộc tính biểu diễn các khái niệm
khác nhau có thể có tên như nhau trong các quan hệ khác nhau.
1.2. Các loại câu vấn tin SQL.
Câu lệnh tạo cơ sở dữ liệu
Cú pháp của câu lệnh CREATE DATABASE
Create Database Ten_CSDL
Sau câu lệnh này, một CSDL có tên là Ten_CSDL được tạo ra.
Câu lệnh tạo bảng dữ liệu
Câu lệnh tạo quan hệ có cú pháp như sau
CREATE TABLE Ten_Quanhe
( ten_cot ten_thuoc_tinh_cot cac_rang_buoc [, ] )

Ràng buộc PRIMARY KEY được sử dụng để định nghĩa khoá chính của bảng.
FOREIGN KEY là khóa ngoại, nó là khóa chính của bảng được quan hệ.
FOREIGN KEY có thể tham chiếu vào PRIMARY KEY hay cột có ràng buộc
duy nhất.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
18



Sửa bảng (ALTER TABLE)
Cú pháp của câu lệnh ALTER TABLE như sau:
ALTER TABLE Ten_Bang

inh_nghia_cot | ALTER COLUMN ten_cot kieu_du_lieu [NULL
|NOT NULL] DROP COLUMN ten_cot | ADD CONSTRAINT ten_rang_buoc
inh_nghia_rang_buoc DROP CONSTRAINT ten_rang_buoc
Xóa bảng (DROP TABLE)
Khi một bảng không còn cần thiết, ta có thể xoá nó ra khỏi cơ sở dữ liệu
bằng câu lệnh DROP TABLE. Câu lệnh này cũng đồng thời xoá tất cả những
ràng buộc, chỉ mục, trigger liên quan đến bảng đó. Câu lệnh có cú pháp như sau:
DROP TABLE Ten_Bang
Sau câu lệnh này, bảng có tên là Ten_Bang sẽ bị xóa khỏi CSDL.
Thêm bản ghi mới (INSERT)
Để bổ sung một dòng dữ liệu mới vào bảng, ta sử dụng câu lệnh
INSERT với cú pháp như sau:

INSERT TABLE Ten_Bang[(danh_sach_cot)]VALUES (danh_sach_gia_tri)
Thêm một tập các dòng dữ liệu vào bảng
Cú pháp câu lệnh INSERT có dạng như sau:
INSERT INTO Ten_Bang (danh_sach_cot)] câu_lệnh_SELECT
Cập nhật bản ghi (UPDATE)
Câu lệnh UPDATE trong SQL được sử dụng để cập nhật dữ liệu trong
các bảng. Câu lệnh này có cú pháp như sau:
UPDATE Ten_Bang
Set ten_cot = bieu_thuc
[, , ten_cot_k = bieu_thuc_k]
[From danh_sach_bang]
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

19



[Where dieu_kien]
Xoá bản ghi (DELETE)
Để xoá dữ liệu trong một bảng, ta sử dụng câu lệnh DELETE. Cú pháp
của câu lệnh này như sau:
DELETE FROM Ten_Bang
[FROM danh_sach_bang]
[WHERE dieu_kien]
Sau lệnh này, dữ liệu sẽ bị xóa trong bảng Ten_Bang theo danh sách và

điều kiện xóa trong mệnh đề FROM và WHERE
Truy vấn cơ sở dữ liệu (SELECT)
Cú pháp chung của câu lệnh SELECT có dạng:
SELECT [ALL | DISTINCT][TOP n] danh_sach_chon
[INTO ten_bang_moi]
FROM danh_sach_bang/khung_nhin
[WHERE dieu_kien]
[GROUP BY danh_sach_cot]
[HAVING dieu_kien]
[ORDER BY cot_sap_xep]
[COMPUTE danh_sach_ham_gop [BY danh_sach_cot]]
Câu lệnh SELECT được sử dụng để tác động lên các bảng dữ liệu và kết quả

của câu lệnh cũng được hiển thị dưới dạng bảng, tức là một tập hợp các dòng và các
cột ().
1.3. Phương pháp chuyển câu vấn tin SQL sang câu vấn tin đại số quan hệ AQL.
Từ câu vấn tin SQL, chúng ta chuyển sang câu vấn tin đại số quan hệ
bằng cách sử dụng các phép toán đại số quan hệ AQL như: phép chiếu, phép
chọn và phép kết nối.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
20



Nhiệm vụ chính của xử lý vấn tin là biến đổi câu vấn tin cấp cao ( dng

phép tính quan h) thành câu vấn tin cấp thấp hơn (dng i s quan h). Câu
vấn tin phải đạt được cả tính đúng lẫn tính hiệu quả.
Một biến đổi được xem là đúng đắn, nếu câu vấn tin cấp thấp có cùng
ngữ nghĩa với câu vấn tin gốc – tức là cả hai cùng cho ra một kết quả. Có
nhiều cách để biến đổi tương đương một câu vấn tin dạng phép tính quan hệ
thành đại số quan hệ. Do có nhiều cách biến đổi như vậy, nên có nhiều chiến
lược thực thi câu vấn tin cùng sử dụng tài nguyên. Cần phải chọn một chiến
lược hạ thấp nhất việc sử dụng tài nguyên.
Ví dụ: Cho một quan hệ CONGTY bao gồm
NhanVien(MaNV, TenNV, Ghi_Chu)
DuAn(MaDA,TenDA, Ngan_Sach, Vi_Tri)
NhanVien_DuAn(MaNV, MaDA , Chuc_Vu , Thoi_Gian).

Câu vấn tin “ Cho biết tên các nhân viên đang là người quản lý dự án”
Câu truy vấn SQL:
SELECT TenNV
FROM NhanVien, NhanVien_DuAn
WHERE NhanVien.MaNV = NhanVien_DuAn.MaNV
AND NhanVien_DuAn.Chuc_Vu = “Quản lý dự án”
Câu truy vấn AQL tương ứng với SQL trên là:
π
TenNV
(σ
Chuc_Vu=”Quản lý dự án”
∧

NhanVien.MaNV=NhanVien_DuAn.MaNV
(NhanVien ×
NhanVien_DuAn)) hoặc
π
TenNV
(NhanVien ⋈
MaNV
(σ
Chuc_Vu=”Quản lý dự án”
(NhanVien_DuAn)))
1.3.1. Ngôn ngữ truy vấn đại số quan hệ (AQL)
Gọi r là quan hệ trên tập thuộc tính R={ A

1
,….,A
n
}. Ta luôn giả thiết
rằng quan hệ r là tập hữu hạn các bộ. Đối với các phép hợp () phép
giao (ký hiu ), phép trừ ( -) hai quan hệ tham gia phải khả hợp.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
21



AQL (Algebraic Query Language) là ngôn ngữ truy vấn đại số quan

hệ. Để truy vấn dữ liệu, thay vì sử dụng câu truy vấn SQL thông thường,
câu truy vấn AQL sử dụng các phép toán đại số quan hệ để truy vấn dữ
liệu thông qua các phép toán trên các mảnh con như: Phép chọn, phép
chiếu, phép kết nối trên cây toán tử và các phép hợp, phép giao, phép trừ,
phép Tích Đềcác,… trên bảng Ip (Isomorphous) truy vấn. Cụ thể chúng ta
tham khảo một số phép toán đại số quan hệ như dưới đây:
Phép hợp: Ký hiệu 
Hợp của hai quan hệ r và s ký hiệu là r  s là tập các bộ hợp thuộc r
hoặc thuộc s hoặc thuộc r lẫn thuộc s:
r  s = { t: t  r hoặc t  s hoặc t r và t  s }
Phép giao: Ký hiệu 
Giao của hai quan hệ r và s ký hiệu là r  s là tập các bộ phải vừa thuộc r

phải vừa thuộc s:
r  s = {t: t  r vàt s}
Phép trừ: Ký hiệu -
Hiệu của hai quan hệ r và s ký hiệu là r - s là tập các bộ thuộc r nhưng
không thuộc s :
r-s = { t : t

r và t

s }
Phép chiếu (Projection)
Phép chiếu trên một quan hệ thực chất là giữ lại một số thuộc tính, còn

các thuộc tính khác loại bỏ đi.
Giả sử r là quan hệ n ngôi trên tập thuộc tính R = {A
l
, ,A
n
} và giả sử t
là một bộ của r, AR. Ký hiệu t[A] là giá trị của bộ t tại thuộc tính A. Như
vậy nếu X = {B
l
, ,B
m
} thì t[X]=(t[B

l
],t[B
2
],; ,t[B
m
]).
Gọi X là một tập con của tập thuộc tính R = {A
l
, ,A
n
}. Phép chiếu π
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

22



trên tập X của quan hệ r được định nghĩa như sau:
π
x
(r)={t[x] | t  r}
Phép chọn (Selection)
Phép chọn dùng để tạo một tập con các bộ trong quan hệ r thoả mãn biểu
thức F nào đó. Các phép toán trong biểu thức F là <, =, >, <=, >= và ≠ cùng
với các phép toán logic là  (và),  (hoặc), ¬ (phủ định) định nghĩa phép chọn

σ như sau:
σ
F(r)
= {t  r | F(t) = .T.} ()
1.3.2. Các phép biến đổi tương đương trong đại số quan hệ
Xét r,s và T là những quan hệ, E là mệnh đề logic, với quan hệ r được
định nghĩa trên các thuộc tính {A
1
, A
2
,…, A
n

} và quan hệ s được định nghĩa
trên các thuộc tính {B
1
,B
2
,…, B
n
} và X là tập thuộc tính.
- Tính giao hoán của phép toán hai ngôi
Tích Đềcác của hai quan hệ r và s có tính giao hoán: r × s = s × r
Nối của hai quan hệ có tính giao hoán: r ⋈ s = s ⋈ r
Quy tắc này áp dụng được cho phép hợp nhưng không áp dụng cho phép

tập hợp hay nối nửa.
- Tính kết hợp của các phép toán hai ngôi
Tích Đềcác và nối là phép toán có tính kết hợp
(r × s) × T ⟺ r × (s × T)
(r ⋈ s) ⋈ T ⟺ r ⋈ (s ⋈ T)
- Tính lũy đẳng của các phép toán đơn ngôi
Nhiều phép chiếu liên tiếp trên cùng một quan hệ có thể được nhóm lại,
ngược lại một phép chiếu trên nhiều thuộc tính có thể được tách ra thành
nhiều phép chiếu liên tiếp nhau. Nếu r được định nghĩa trên tập thuộc tính A
và A
’
⊆ A, A” ⊆ A’ thì: (r.(A’)).A” =r.A”

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
23



Nhiều phép chọn liên tiếp theo thứ tự p
1
, p
2
,…. p
k
trên cùng một quan hệ

r, trong đó p
i
là một vị từ được áp dụng cho thuộc tính A
i
có thể được nhóm
lại như sau: r.p
1
A
1
(r.p
2
A

2
) ⟺ r.p
1
A
1
∧
p
2
A
2

Ngược lại, một phép chọn qua một hội các vị từ có thể được tách ra

thành nhiều phép chọn liên tiếp nhau.
- Giao hoán chọn với chiếu
Phép chọn và phép chiếu trên cùng một quan hệ có thể được giao hoán
như sau: Chiếu xong chọn bằng chọn xong chiếu (r.X)(E) = (r(E).X) với E là
mệnh đề logic có các thuộc tính ra khỏi tập thuộc tính X thì phép chọn đầu ở
vế trái của hệ thức không có tác dụng.
- Giao hoán phép chọn với phép toán hai ngôi
Phép chọn và Tích Đềcác có thể giao hoán bằng các quy tắc sau:
(r × s)(E) ⟺ r(E) × s(E) nếu E thỏa mãn trong r và s
Chọn và nối cũng có thể giao hoán
(r ⋈ s)(E) ⟺ r(E) ⋈ s(E)
Chọn và hợp có thể giao hoán nếu r và T có lược đồ giống nhau

(r + T)(E) ⟺ r(E) + T(E)
Chọn và hiệu cũng có phép toán tương tự
(r - T)(E) ⟺ r(E) – T(E)
- Giao hoán phép chiếu với phép toán hai ngôi
Phép chiếu và Tích Đềcác có thể được giao hoán nếu C= A’ ∪ B’ trong đó
A’ ⊆ A, B’ ⊆B và A,B là các tập thuộc tính tương ứng với các quan hệ r, s ta
có: (r × s).C ⟺ r.C × s.C
Chiếu và nối có thể giao hoán
(r ⋈ s).C ⟺ r.C ⋈ s.C
Chiếu và hợp có thể giao hoán
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
24

(r + s).C = r.C + s.C
Chiếu và hiệu cũng có thể giao hoán tương tự
(r - s). C = r.C – s.C
 Biến đổi thứ tự thực hiện
các phép toán của biểu thức đại số quan hệ sao cho các phép toán một ngôi
được thực hiện trước các phép toán hai ngôi, do các phép toán chiếu, chọn thì
có chi phí nhỏ hơn so với các phép kết nối, tích đề các.
Một số phép biến đổi tương đương khác:


σ
c1
∧
c2
(E) = σ
c1
(σ
c2
(E))

σ
c1

(σ
c2
(E)) = σ
c2
(σ
c1
(E))

π
L1
(π
L2

(…(π
Ln
(E))…)) π
L1
(E), L
1
⊆ L
2
…⊆ L
n
- 
σ

θ
(E
1
× E
2
) = E
1
⋈
θ
E
2

σ
θ1
(E
1
⋈
θ2
E
2
) = E
1
⋈
θ1

∧
θ2
E
2

E
1
⋈
θ
E
2
= E

2
⋈
θ
E
1


E
1
* E
2
= E

2
* E
1
Tính cht kt hp ca phép kt ni t nhiên
(E
1
* E
2
) * E
3
= E
1

* (E
2
* E
3
)
Tính cht kt hp ca phép ni
(E
1
⋈
θ1
E
2

) ⋈
θ2
∧
θ3
E
3
= E
1
⋈
θ1
∧
θ3

( E
2
⋈
θ2
E
3
), nếu các thuộc tính
trong
2
chỉ thuộc E
2
và E

3
.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên