Bài giảng cơ sở dữ liệu chương 4 ràng buộc toàn vẹn
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.03 MB, 37 trang )
CƠ SỞ DỮ LIỆU
( Databases )
Chương 4: Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
Nội dung
1.
2.
3.
4.
5.
Các vấn đề liên quan đến RBTV
Các loại RBTV
Phụ thuộc hàm
Khóa
Bài tập
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
2
4.1.1. Định nghĩa RBTV
Ràng buộc toàn vẹn (RBTV) là điều kiện không được
vi phạm trong CSDL. RBTV còn được gọi là các quy
tắc quản lý (Rules) được áp đặt lên các đối tượng
của thế giới thực.
Trong 1 CSDL, các RBTV được xem như 1 công cụ
để diễn đạt ngữ nghĩa của CSDL đó.
Trong quá trình khai thác CSDL, các RBTV phải được
thỏa mãn nhằm đảm bảo cho CSDL luôn ở trạng thái
an toàn và nhất quán.
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
3
4.1.1. Định nghĩa RBTV (tt)
Định nghĩa:
– RBTV là một quy tắc định nghĩa trên một hoặc nhiều quan
hệ do môi trường ứng dụng quy định
Đó chính là quy tắc
để đảm bảo tính nhất quán của dữ liệu
– Mỗi RBTV được định nghĩa bằng 1 thuật toán trong CSDL.
Ví dụ:
– R1: Mỗi Nhân viên có 1 mã số duy nhất để phân biệt với
nhân viên khác
– R2: Mỗi đề án phải do 1 Phòng/Ban nào đó chủ trì
– R3: Mỗi nhân viên có thể tham gia nhiều đề án khác nhau
– R4: Mỗi nhân viên có nhiều hoặc không có thân nhân nào
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
4
4.1.1. Định nghĩa RBTV (tt)
Khóa nội, Khóa ngoại, NOT NULL là những RBTV về
miền giá trị của thuộc tính trong quan hệ
Hệ quản trị CSDL có cơ chế tự động kiểm tra các
RBTV về miền trị của Khóa nội, Khóa ngoại, NOT
NULL qua khai báo cấu trúc của bảng.
Các RBTV được kiểm tra ngay khi thực hiện 1 thao
tác cập nhật CSDL (Thêm, Sửa, Xóa)
Thao tác cập nhật CSDL chỉ được xem là hợp lệ nếu
nó không vi phạm RBTV nào.
Nếu vi phạm RBTV, hệ thống sẽ hủy bỏ thao tác cập
nhật (hoặc hệ thống sẽ có 1 xử lý thích hợp nào đó)
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
5
4.1.1. Định nghĩa RBTV (tt)
Như vậy:
Phương pháp kiểm tra RBTV
– Kiểm tra tự động (qua khai báo của cấu trúc bảng)
– Thông qua những thủ tục kiểm tra và xử lý vi phạm
RBTV (do người phân tích thiết kế cài đặt)
Thời điểm kiểm tra RBTV
– Ngay sau khi thực hiện thao tác cập nhật CSDL
– Kiểm tra định kỳ hoặc đột xuất
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
6
4.1.2. Điều kiện của RBTV
Là sự mô tả và biểu diễn hình thức nội dung của nó
Có thể được biểu diễn bằng:
– Ngôn ngữ tự nhiên
– Thuật giải (bằng mã giả - Pseudo Code, ngôn ngữ tựa
Pascal)
– Ngôn ngữ đại số tập hợp, đại số quan hệ
– Các phụ thuộc hàm
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
7
4.1.2. Điều kiện của RBTV (tt)
Ví dụ: Cho CSDL quản lý hóa đơn bán hàng gồm các bảng:
HOADON(SoHD, SoMatHang, Tongtien)
DMHANG(MaH, TenH, DvTinh)
CHITIETHD(SoHD, MaH, SL, Dongia, Thanhtien)
R1: Mỗi hóa đơn có 1 số hóa đơn riêng biệt, không trùng với
hóa đơn khác
R2: Số mặt hàng bằng số bộ của của chi tiết hóa đơn có cùng
số hóa đơn
R3:Tổng các thành tiền của các mặt hàng trong CHITIETHD có
cùng số hóa đơn phảibằng Tổng tiền ghi trong HOADON
R4: Mỗi bộ của chi tiết hóa đơn phải có Mã Hàng thuộc về
Danh mục hàng.
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
8
4.1.2. Điều kiện của RBTV (tt)
Ví dụ - Biểu diễn bằng đại số tập hợp
R1: ∀ hđ1, hđ2 ∈ HOADON, hđ1 ≠ hđ2
⇒ hđ1.SoHD ≠ hđ2.SoHD.
R2: ∀ hđ ∈ HOADON thì:
⇒ hđ.SoMatHang = COUNT(cthđ ∈ CHITIETHD,
cthđ.SoHD = hđ.SoHD)
R3: ∀ hđ ∈ HOADON thì:
hđ.Tongtien = SUM(cthđ.Thanhtien) đối với các
cthđ ∈ CHITIETHD sao cho:
cthđ.SoHD= hđ.SoHD.
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
9
4.1.2. Điều kiện của RBTV (tt)
Ví dụ - Biểu diễn bằng đại số tập hợp (tt)
R4: CHITIETHD[MaH]∈ DMHANG[MaH]
hoặc biểu diễn bằng cách khác
∀ cthđ ∈ CHITIETHD, ∃ hh ∈ DMHANG
sao cho: cthđ.MaH=hh.MaH.
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
10
4.1.3. Bối cảnh của RBTV
Bối cảnh có thể định nghĩa trên một quan hệ cơ sở
hay nhiều quan hệ cơ sở.
Đó là những quan hệ mà RBTV áp dụng trên đó
Ví dụ:
– R1: có bối cảnh là 1 quan hệ HOADON
– R2, R3: có bối cảnh là 2 quan hệ HOADON và
CHITIEHD
– R4: có bối cảnh là 2 quan hệ CHITIETHD và DMHANG
11
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
4.1.4. Tầm ảnh hưởng của RBTV
Một RBTV có thể liên quan đến một số quan hệ, chi
khi có thao tác cập nhật (Thêm, Sửa, Xóa) mới xuất
hiện nguy cơ vi phạm RBTV
Cần phải xác định rõ
khi nào dẫn đến việc kiểm tra RBTV
Trong quá trình phân tích, thiết kế một CSDL, người
phân tích phải lập bảng xác định tầm ảnh hưởng cho
mỗi RBTV
nhằm xác định khi nào phải tiến hành
kiểm tra các RBTV đó
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
12
4.1.4. Tầm ảnh hưởng của RBTV (tt)
Bảng xác định tầm ảnh hưởng
– Gồm 4 cột:
• Cột 1: Tên các bảng (quan hệ) có liên quan đến RBTV
• Cột 2, 3, 4: Ứng với các thao tác Thêm/Sửa/Xóa 1 bộ
– Đánh dấu (+) tại ô mà RBTV có nguy cơ bị vi phạm. Có
thể ghi thêm các thuộc tính nào nếu được cập nhật mới
sẽ dẫn đến vi phạm RBTV bằng cách liệt kê chúng
dưới dấu (+)
– Đánh dấu (-) tại ô không có nguy cơ bị vi phạm.
– Đánh dấu (- (*) ) nếu không bị vi phạm vì không được
phép sửa đổi.
13
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
4.1.4. Tầm ảnh hưởng của RBTV (tt)
Ví dụ
– Bảng tầm ảnh hưởng của R1
Quan hệ
HOADON
Thêm
Sửa
Xóa
+ (SoHD)
- (*)
-
– Bảng tầm ảnh hưởng của R2
Quan hệ
Thêm
Sửa
Xóa
HOADON
+
+ (SoMatHang)
-
CHITIETHD
+
-
+
Thêm
Sửa
Xóa
HOADON
+
+ (Tongtien)
-
CHITIETHD
+
+ (Thanhtien)
+
– Bảng tầm ảnh hưởng của R3
Quan hệ
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
14
4.1.4. Tầm ảnh hưởng của RBTV (tt)
Ví dụ (tt)
– Bảng tầm ảnh hưởng của R4
Quan hệ
Thêm
Sửa
Xóa
CHITIETHD
+ (MaH)
- (*)
-
-
- (*)
+
DMHANG
15
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
4.1.4. Tầm ảnh hưởng của RBTV (tt)
Bảng tầm ảnh hưởng tổng hợp của R1, R2, R3, R4
Q.Hệ
HOADON
CHITIETHD
RBTV
Thêm
Sửa
Xóa
R1
+
(SoHD)
- (*)
-
R2
+
+
(SoMatHang)
R3
+
+
(Tongtien)
R4
DMHANG
Thêm
Sửa
Xóa
-
+
-
+
-
+
+
(Thanhtien)
+
+
(MaH)
- (*)
-
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
Thêm
-
Sửa Xóa
- (*)
+
16
4.1.5. Hành động khi RBTV bị vi phạm
Khi RBTV bị vi phạm, cần có hành động thích hợp
(gồm 2 phần):
– Thông báo: báo cho người dùng biết dữ liệu bị vi phạm
RBTV nào và cần sửa lại như thế nào.
– Xử lý: Đưa ra phương án xử lý khi RBTV bị vi phạm.
Có thể từ chối hoặc tiếp tục cho hiệu chỉnh dữ liệu
Thông thường có 2 giải pháp:
– (1) Đưa ra thông báo và yêu cầu sửa chữa dữ liệu cho
phù hợp với RBTV. TB này phải đầy đủ và dễ hiểu với
người dùng
giải pháp này phù hợp cho việc xử lý
thời gian thực
– (2) Từ chối thao tác cập nhật
giải pháp này phù hợp
với việc xử lý theo lô
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
17
4.2. Các loại RBTV
RBTV có bối cảnh là 1 bảng
– RBTV về miền trị của thuộc tính
– RBTV liên thuộc tính
– RBTV liên bộ
RBTV có bối cảnh là nhiều bảng
–
–
–
–
RBTV về phụ thuộc tồn tại
RBTV về liên thuộc tính – liên quan hệ
RBTV về liên bộ - liên quan hệ
RBTV có tính chu trình
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
18
4.2.1. RBTV về miền trị
Rất phổ biến trong các CSDL quan hệ.
Mỗi thuộc tính không chỉ đặc trưng bởi kiểu giá trị mà
còn bị giới hạn bởi miền giá trị trong kiểu dữ liệu đó
Khi cập nhật (thêm/sửa/xóa) giá trị cho 1 bộ trong
quan hệ, phải kiểm tra RBTV này
Ví dụ: DIEMTHI(MaSV, Lanthi, Diemthi)
– R1: ∀kq ∈ DIEMTHI thì 0 ≤ kq.Diemthi ≤ 10
– R2: ∀kq ∈ DIEMTHI thì 0 ≤ kq.Lanthi ≤ 2
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
19
4.2.2. RBTV Liên thuộc tính
Là loại RBTV liên quan đến nhiều thuộc tính của quan
hệ
Thông thường đó là các thuộc tính suy diễn từ 1 hoặc
nhiều thuộc tính trong cùng một bộ giá trị
Ví dụ:
– Trong quan hệ:
CHITIETHD(SoHD, MaH, SL, Dongia, Thanhtien)
– Có RBTV liên thuộc tính:
∀ cthđ ∈ CHITIETHD thì
cthđ.Thanhtien = cthđ.SL* cthđ.Đơn-giá
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
20
4.2.3. RBTV liên bộ, liên thuộc tính
Là loại RBTV có liên quan đến nhiều bộ và có thể tới
nhiều thuộc tính của các bộ giá trị trong một quan hệ
Ví dụ:
– Mã số sinh viên không được trùng nhau
∀sv1, sv2 ∈ SINHVIEN thì sv1.MaSV ≠ sv2.MaSV
– Điểm thi của sinh viên lần sau phải lớn hơn lần trước:
∀kq ∈ DIEMTHI
• Nếu kq.Lanthi = 1 thì 0 ≤ kq.Điểm ≤ 10 hoặc:
• Nếu kq.Lanthi > 1 thì ∃ kq’ ∈ DIEMTHI, sao cho
kq’.Lanthi = kq.Lanthi - 1 và kq.Diem ≥ kq’.Diem
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
21
4.2.4. RBTV về phụ thuộc tồn tại
Đây là loại RBTV phổ biến trong các CSDL quan hệ.
Còn được gọi là RBTV phụ thuộc về khóa ngoại
Bộ giá trị của quan hệ này được thêm vào một cách
hợp lệ nếu tồn tại một bộ tương ứng trên một quan
hệ khác
RBTV phụ thuộc tồn tại xảy ra nếu có một trong hai
trường hợp sau:
– Có sự hiện diện của khóa ngoại
– Có sự lồng khóa giữa các quan hệ
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
22
4.2.4. RBTV về phụ thuộc tồn tại (tt)
Ví dụ:
– Mỗi sinh viên phải thuộc 1 lớp
– Mỗi lớp phải thuộc 1 khoa
– Mỗi Điểm phải của 1 sinh viên, 1 môn
– Mỗi nhân viên phải thuộc 1 Phòng
– Mỗi Mã hàng trong CHITIETHD phải tồn tại trong
DMHANG
– Mỗi Số Hóa đơn trong CHITIETHD phải tồn tại trong
HOADON
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
23
4.2.5. RBTV liên thuộc tính - liên quan hệ
Một thuộc tính trong quan hệ này cố mối liên hệ với
một thuộc tính trong quan hệ khác
Ví dụ:
– Ngày giao hàng phải sau ngày đặt
HOADON.Ngaygiao ≥ CHITIETHD.Ngaydat
– Trưởng phòng phải có tuổi trên 40
YEAR(PHONGBAN.NgayBD) – YEAR(NHANVIEN.Ngaysinh) ≥ 40
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
24
4.2.5. RBTV liên bộ - liên quan hệ
Một thuộc tính của quan hệ này có mối liên hệ với các
bộ của quan hệ khác.
Ví dụ:
– Mỗi GV phải dạy ít nhất 1 lớp
– HOADON.SoMatHang = Số bộ của CHITIETHD có
cùng số hóa đơn
– Mỗi phiếu mượn chỉ mượn được tối đa 3 cuốn sách.
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
25
4.2.6. RBTV do có chu trình
Biểu diễn cấu trúc CSDL dưới dạng đồ thị như sau:
mỗi nút của đồ thị biểu diễn 1quan hệ hoặc 1 thuộc
tính
– Quan hệ được biểu diễn bằng nút tròn trắng
– Thuộc tính được biểu diễn bằng nút tròn đen
Các nút được chỉ rõ bằng tên của quan hệ hoặc thuộc
tính. Thuộc tính thuộc một quan hệ được biểu diễn
bằng 1 cung nối giữa nút tròn trắng và nút tròn đen đó
Nếu trên đồ thị xuất hiện 1 đường kép kín thì ta nói
trong lược đồ CSLD có sự hiện diện của chu trình
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
26
4.2.6. RBTV do có chu trình
Ví dụ
–
–
–
–
Q1 (MaNV, MaPhong)
Q2 (MaPhong, MaDean)
Q3 (MaDean, TenDean)
Q4 (MaDean, MaNV)
MaNV
MaPhong
Q1
Q2
MaDean
Q4
TenDean
Q3
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
27
4.2.6. RBTV do có chu trình (tt)
Giả thiết 1: Mỗi nhân viên được phân công vào tất cả
các đề án do phòng đóphụ trách.
– 2 con đường mang ý nghĩa giống nhau. Đường dài hơn
Q1 kết nối với Q2 (ký hiệu là Q1 I>ngắn hơn Q4 khi cùng xác định 1 đề án mà 1 nhân viên
tham gia vào.
– Nếu vẫn muốn giữ lại quan hệ Q4, tức là không hủy bỏ
chu trình, thì phải có một RBTV với thuật toán sau:
Q1 I>
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
28
4.2.6. RBTV do có chu trình (tt)
Giả thiết 2: Mỗi nhân viên được phân công vào 1 số
đề án do phòng phụ trách
– Con đường ngắn Q4 phụ thuộc vào con đường dài
Q1 |><| Q2 vì 1 nhân viên có thể không tham gia vào
tất cả các đề án do phòng mình phụ trách.
– RBTV được thể hiện bởi thuật toán sau:
Q4[MaNV, MaDean] ⊆ Q1 |><| Q2 [MaNV, MaDean]
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
29
4.2.6. RBTV do có chu trình (tt)
Giả thiết 3: Mỗi nhân viên được phân công vào 1 số
đề án bất kỳ
– Lúc này 2 con đường hoàn toàn độc lập nhau, mang ý
nghĩa khác nhau.
– Không có RBTV
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
30
4.3. Phụ thuộc hàm
Cho quan hệ Q(A, B, C). Phụ thuộc hàm A xác
định B. Ký hiệu là A → B nếu:
∀q1,q2∈Q: Nếu q1.A=q2.A thì q1.B=q2.B
(Nghĩa là: ứng với 1 giá trị của A thì có duy nhất một giá
trị của B)
– A → B được gọi là phụ thuộc hàm hiển nhiên nếu B⊆A
– A → B được gọi là phụ thuộc hàm nguyên tố hay B phụ
thuộc hàm đầy đủ vào A
nếu ∀A’ ⊂ A đều không có A’→ B
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
31
4.3.1. Định nghĩa Phụ thuộc hàm
Ví dụ:
HOADON(SoHD, SoMatHang, Tongtien)
DMHANG(MaH, TenH, DvTinh)
CHITIETHD(SoHD, MaH, SL, Dongia, Thanhtien)
Trong quan hệ DMHANG Có các phụ thuộc hàm:
– f1: MaH
– f2: MaH
TenH
DvTinh
Trong quan hệ CHITIETHD có các phụ thuộc hàm
–
–
–
–
–
f1: SoHD, MaH
SL
f2: SoHD, MaH
Dongia
f3: SoHD, MaH
Thanhtien
f4: SL, Dongia
Thanhtien
f5: MaH
Dongia
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
32
4.3.2. Bao đóng tập phụ thuộc hàm và hệ luật
dẫn Amstrong
Bao đóng của tập phụ thuộc hàm
– Trên lược đồ quan hệ R với tập thuộc tính U; F là tập
các phụ thuộc hàm; cho X Y là một phụ thuộc hàm;
X, Y ⊆ U.
– Ta nói X Y được suy diễn lôgic từ F nếu R thỏa mãn
các phụ thuộc hàm của F thì cũng thỏa X Y. Ký hiệu
là: F |= X Y
– Bao đóng (closure) của F (ký hiệu là F+) là tập các phụ
thuộc hàm được suy diễn logic từ F.
– Nếu F=F+ thì ta nói F là họ đầy đủ (Full family) của các
phụ thuộc hàm
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
33
4.3.2. Bao đóng tập phụ thuộc hàm và hệ luật
dẫn Amstrong (tt)
Hệ luật dẫn Amstrong
– Cho quan hệ hệ R với tập thuộc tính U;
– Cho X, Y, Z, W ⊆ U
Ba luật của tiên đề Amstrong:
1. Luật phản xạ (reflexive rule):
Nếu Y ⊂ X thì X → Y
2. Luật tăng trưởng(augmentation rule):
Nếu Z ⊂ U và X → Y thì XZ → YZ
3. Luật bắc cầu (Transivity Rule)
Nếu X → Y và Y → Z thì X → Z
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
34
Hệ luật dẫn Amstrong
Ba hệ quả của tiên đề Amstrong:
1. Luật hợp (Union Rule)
Nếu X → Y và X → Z thì X → YZ
2. Luật bắc cầu giả (Pseudotransivity Rule)
Nếu X → Y và WY → Z thì XW → Z
3. Luật phân rã (Decomposition Rule)
Nếu X → Y và Z ⊂ Y thì X → Z
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
35
Hệ luật dẫn Amstrong
Ví dụ 1:
– Cho lược đồ quan hệ R(U), U=ABCDEGH và tập các
phụ thuộc hàm: F = {AB C, B D, CD E, CE GH,
G A}. Hãy áp dụng hệ tiên đề Amstrong tìm chuỗi suy
diễn AB E
– Giải:
1. AB C
2. AB
AB
3. AB
B
4. B
D
5. AB
D
6. AB
CD
7. CD
E
8. AB
E
(phụ thuộc hàm f1)
(luật phản xạ vì AB )
(luật phân rã)
(phụ thuộc hàm f2)
(luật bắc cầu từ 3, 4)
(luật hợp từ 1 và 5)
(phụ thuộc hàm f3)
(luật bắc cầu từ 6, 7)
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
36
Hệ luật dẫn Amstrong (tt)
Ví dụ 2:
– Cho lược đồ quan hệ R(U), U=ABCDEGHIJ và tập các
phụ thuộc hàm: F = {AB E, AG J, BE I, E G,
GI H}. Hãy áp dụng hệ tiên đề Amstrong tìm chuỗi
suy diễn AB GH
– Giải:
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
37
4.3.3. Bao đóng của tập thuộc tính
Định nghĩa:
– Bao đóng của tập thuộc tính X đối với tập các phụ
thuộc hàm F (ký hiệu là XF+ hoặc X+) lầ tập các thuộc
tính A có thể duy dẫn từ X nhờ tập bao đóng của các
phụ thuộc hàm F+
Thuật toán tìm bao đóng của X
– Tính liên tiếp tập các tập thuộc tính X0,X1,X2,... theo
phương pháp sau:
– Bước 1: X0 = X
– Bước 2: lần lượt xét các phụ thuộc hàm của F
• Nếu Y→Z có Y ⊆ Xi thì Xi+1 = Xi ∪Z
• Loại phụ thuộc hàm Y → Z khỏi F
– Bước 3: Nếu ở bước 2 không tính được Xi+1 thì Xi
chính là bao đóng của X. Ngược lại lặp lại bước 2
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
38
4.3.3. Bao đóng của tập thuộc tính (tt)
Ví dụ1:
– Cho F = {A BC, I K, GB H, CG I, B H} của
quan hệ R(A, B, C, D, E, G, H, I, K)
– Hãy tìm bao đóng của tập thuộc tính X = {A, G}
Giải:
•
•
•
•
•
X(0) = {A, G}, A BC
X(1) = {A, B, C, G}, GB H
X(2) = {A, B, C, G, H}, GC I
X(3) = {A, B, C, G, H, I}, I K
X(4) = {A, B, C, G, H, I, K}
Vậy (AG)+ = ABCGHIK
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
39
4.3.3. Bao đóng của tập thuộc tính (tt)
Ví dụ2:
– Cho lược đồ quan hệ R(A,B,C,D,E,G,H) và tập phụ
thuộc hàm F={B→A; DA→CE; D→H; GH→ C;
AC→D}. Tìm bao đóng của X = {AC} trên F
X(0) = {A,C} , AC→D
X(1) = {A,C,D}, AD→CE
X(2) = {A,C,D,E}, D→H
X(3) = {A,C,D,E,H}
Vậy X+= X(3) = ACDEH
Ví dụ3: Tìm bao đóng của tập thuộc tính X = {B, D}
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
40
4.3.3. Bao đóng của tập thuộc tính (tt)
Ví du 4: cho lược đồ quan hệ: R(A,B,C,D,E,G)
F = { f1: A → C;
f2: A → EG;
f3: B → D;
f4: G → E }
– Tìm bao đóng của X+ và Y+ của
X = {A,B}; Y = {C,G,D}
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
41
Sử dụng bao đóng của tập thuộc tính
Kiểm tra siêu khóa
– Nếu tập X có X+ chứa tất cả các thuộc tính của quan hệ R
thì X là siêu khóa
– X là khóa dự tuyển nếu không có tập con nào của X là khóa
Kiểm tra phụ thuộc hàm X Y có được suy dẫn từ tập
phụ thuộc hàm F cho trước ?
– Nếu X Y thuộc F+ ⇔ Y ⊆ X+
Kiểm tra 2 tập phụ thuộc hàm tương đương F+ = G+
– ∀ phụ thuộc hàm X
ngược lại
– ∀ phụ thuộc hàm X
Y trong G, nếu Y ⊆ XF+ thì F phủ G và
Y trong F, nếu Y ⊆ XG+ thì G phủ F
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
42
4.3.4. Phủ và tương đương
Định nghĩa
– Hai tập phụ thuộc hàm F và G trên quan hệ Q được gọi
là tương đương (ký hiệu F≡G) nếu F+ = G+
– F≡G thì F được gọi là 1 phủ của G hoặc G là một phủ
của F
Thuật toán: Kiểm tra F và G có tương đương không?
– Bước 1: Với mỗi phụ thuộc hàm X Y của F xác định
xem X Y có là thành viên của G không?
– Bước 2: Với mỗi phụ thuộc hàm X Y của G xác định
xem X Y có là thành viên của F không?
– Bước 3: Nếu cả 2 bước trên đều đúng thì F ≡ G
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
43
4.3.4. Phủ và tương đương (tt)
Ví dụ: Cho lược đồ quan hệ Q(ABCE) hai tập phụ
thuộc hàm:
F = {A→BC, A→D, C→E}
G = {A→BCE, A→ABD, C→E}
a) F có tương đương với G không?
b) F có tương đương với G’={A→BCE} không?
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
44
4.3.4. Phủ và tương đương (tt)
Giải:
a)
– Tính A+ dựa trên G
• AG+=ABCDE ⇒ trong G+ có A→BC và A→D
⇒ F ⊆ G+ ⇒ F+ ⊆ G+ (1).
– Tính A+ dựa trên tập F
• AF+=ABCDE ⇒ trong F+ có A→BCE và A→ABD
⇒ F+ ⊇ G ⇒ F+ ⊇ G+ (2)
• (1) và (2) ⇒ F+ = G+ ⇒ F ≡ G.
b)
– AG’+ = ABCE ⇒ A → D ∉ G’+
Vậy F và G’ không tương đương
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
45
Phụ thuộc hàm có vế trái dư thừa
F là tập các phụ thuộc hàm trên lược đồ quan
hệ Q.
Z→Y ∈ F
Phụ thuộc hàm Z → Y có vế trái dư thừa nếu có A
∈ Z sao cho: F ≡ F- {Z → Y} ∪ { (Z-A) → Y}
Ví dụ 1: Q (A, B, C), F= {AB→C; B→C}
F ≡ F- {AB→C} ∪ { (AB-A)→C}={B→C}
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
46
Phụ thuộc hàm có vế trái dư thừa
Ví dụ 2: Cho tập phụ thuộc hàm
F = { A→BC , B → C, AB → D}.
Phụ thuộc hàm AB → D có vế trái dư thừa B vì PTH
AB D được suy diễn từ {A BC, B C, A D}
Cụ thể:
A BC, A D ⇒ A
BCD (luật hợp)
A BCD ⇒ A
D (luật phân rã)
Nói cách khác:
F = F – {AB → D} ∪ {A → D} = {A → BC, B → C, A → D}
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
47
Loại bỏ PTH có vế trái dư thừa
Thuật toán
– Xét lần lượt các PTH có dạng X → Y (vế trái có nhiều
hơn 1 thuộc tính)
– ∀ X’ ⊂ X và X’ ≠ ∅, Nếu X’ → Y ∈ F+ thì thay thế X→Y
bằng X’ → Y
Ví dụ:
F = {A →BC, B → C, AB → D},
Xét Phụ thuộc hàm AB → D
+ Tính B+ = BC (không chứa A) nên A không dư thừa
+ Tính A+ = ABC (chứa B) nên B là dư thừa
Vậy: F = {A→BC, B→C, A→D}
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
48
Phụ thuộc hàm dư thừa
F là tập phụ thuộc hàm không dư thừa nếu không
tồn tại F’⊂ F sao cho F’≡ F. Ngược lại F là tập phụ
thuộc hàm dư thừa.
Ví dụ:
Cho F = {A → BC, B → D, AB → D}
thì F dư thừa vì F ≡ F’= {A→BC, B→D}
Chứng minh:
B → D ⇒ AB → AD (luật tăng trưởng)
AB → AD ⇒ AB → D (luật phân rã)
Như vậy AB → D được suy diễn từ B→D nên nó dư thừa
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
49
Phủ tối thiểu (Minimal cover)
Tập F được gọi là tập phụ thuộc hàm tối thiểu
(hay phủ tối thiểu) nếu nó thỏa mãn đồng thời 3
điều kiện
– F là tập phụ thuộc hàm có vế trái không dư thừa
– Các PTH trong F có vế phải chỉ gồm 1 thuộc tính
– F là tập phụ thuộc hàm không dư thừa
Chương 4 - Ràng buộc toàn vẹn (RBTV)
50
