Thu gọn lược đồ quan hệ và ứng dụng

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

NGUYỄN THỊ XUÂN THU

THU GỌN LƢỢC ĐỒ QUAN HỆ VÀ ỨNG DỤNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

Thái Nguyên - 2010

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên




ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

NGUYỄN THỊ XUÂN THU

THU GỌN LƢỢC ĐỒ QUAN HỆ VÀ ỨNG DỤNG
Chuyên ngành: Khoa học máy tính
Mã số: 60 48 01

LUẬN VĂN THẠC SỸ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TSKH NGUYỄN XUÂN HUY

Thái Nguyên – 2010

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên




LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan, luận văn là kết quả của tự bản thân tôi tìm hiểu, nghiên cứu.
Các tài liệu tham khảo được trích dẫn và chú thích đầy đủ.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên




LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, em xin chân thành bày tỏ lòng cảm ơn và kính trọng sâu
sắc đối với PGS.TS Nguyễn Xuân Huy, người đã tận tình hướng dẫn em
trong suốt quá trình hoàn thành luận văn này. Thầy đã mở ra cho em những
vấn đề khoa học rất lý thú, hướng em vào nghiên cứu các lĩnh vực hết sức
thiết thực và vô cùng bổ ích, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho em học tập
và nghiên cứu. Em đã học hỏi được rất nhiều ở Thầy phong cách làm việc,
cũng như phương pháp nghiên cứu khoa học… Em luôn được Thầy cung cấp
các tài liệu, các chỉ dẫn hết sức quý báu khi cần thiết trong suốt thời gian
thực hiện luận văn.
Em cũng xin thể hiện sự kính trọng và lòng biết ơn đến Quý Thầy Cô
trong Khoa Công nghệ thông tin - ĐHTN, những người đã trang bị cho em
rất nhiều kiến thức chuyên ngành, cũng như sự chỉ bảo, giúp đỡ tận tình của
quý Thầy cô đối với em trong suốt quá trình học tập. Tất cả các kiến thức mà
em lĩnh hội được từ bài giảng của các Thầy cô là vô cùng quý giá.
Cuối cùng, em xin được cảm ơn các bạn học viên trong lớp Cao học

K7, những người đã cung cấp và chia sẻ những tài liệu, thông tin quý báu
trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu để hoàn thành luận văn này.
Thái Nguyên, tháng 10 năm 2010
Học viên

Nguyễn Thị Xuân Thu
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên




MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa ...........................................................................................
Lời cam đoan ...........................................................................................
Lời cảm ơn ...............................................................................................
Mục lục .................................................................................................... i
Danh mục các ký hiệu, chữ cái viết tắt ..................................................... ii
Danh mục hình vẽ .................................................................................... iii
MỞ ĐẦU ................................................................................................ 1
Chƣơng 1
CÁC KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU
1.1. Khái quát về cơ sở dữ liệu ................................................................ 2
1.2. Phụ thuộc hàm .................................................................................. 3
1.3. Lược đồ quan hệ ............................................................................... 7
1.4. Bao đóng của tập thuộc tính .............................................................. 7
1.5. Phủ của tập phụ thuộc hàm ................................................................ 9
1.6. Khoá của lược đồ quan hệ ................................................................. 14
1.7. Chuẩn hoá LĐQH trên cơ sở PTH ..................................................... 20
Chƣơng 2

KỸ THUẬT THU GỌN LƢỢC ĐỒ QUAN HỆ
2.1. Định nghĩa kỹ thuật thu gọn LĐQH ................................................... 25
2.2. Thuật toán thu gọn LĐQH ................................................................ 25
2.3. Định lý thiết lập công thức biểu diễn bao đóng ................................. 29
2.4. Bổ đề về siêu khoá trong phép thu gọn ............................................. 32
2.5. Hệ quả về siêu khoá trong phép thu gọn ........................................... 33
2.6. Bổ đề về khoá trong phép thu gọn ..................................................... 34
2.7. Định lý thứ nhất về cách biểu diễn khoá ............................................ 35
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên




2.8. Định lý thứ hai về cách biểu diễn khoá .............................................. 38
2.9. Lược đồ cân bằng .............................................................................. 45
Chƣơng 3
CÀI ĐẶT CHƢƠNG TRÌNH
ỨNG DỤNG KỸ THUẬT THU GỌN LƢỢC ĐỒ QUAN HỆ TRONG
THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU
3.1. Giới thiệu .......................................................................................... 52
3.2. Một số giao diện của chương trình..................................................... 53
3.3. Hướng dẫn sử dụng ........................................................................... 59
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận ................................................................................................ 61
2. Kiến nghị .............................................................................................. 61
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................... 62

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT

CSDL

Cơ sở dữ liệu

LĐQH

Lược đồ quan hệ

LĐCB

Lược đồ cân bằng

PTH

Phụ thuộc hàm

LS(F)

Tập các vế trái của phụ thuộc hàm

RS(F)

Tập các vế phải của phụ thuộc hàm

1NF

1st normal form - Dạng chuẩn 1

2NF

2nd normal form - Dạng chuẩn 2

3NF

3rd normal form - Dạng chuẩn 3

FD

Phụ thuộc hàm

╞

Suy dẫn lgic

├

Suy dẫn theo quan hệ



Là con



Chứa



Thuộc



Không thuộc



Với mọi

X+

Bao đóng của tập thuộc tính X



Tương đương

!

Không tương đương



Phép giao



Phép hợp

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên




DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 3.1. Giao diện chính......................................................................... 53
Hình 3.2. Giao diện tạo LĐQH mới.......................................................... 54
Hình 3.3. Giao diện ghi dữ liệu ................................................................ 55
Hình 3.4. Giao diện mở dữ liệu ................................................................ 56
Hình 3.5. Giao diện xử lý ......................................................................... 57
Hình 3.6. Giao diện help .......................................................................... 58

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên




MỞ ĐẦU
Thiết kế các cơ sở dữ liệu lớn và phức tạp đòi hỏi nhiều thuật toán hữu
hiệu để tính toán các đối tượng như bao đóng, khoá, phản khoá…Một số thuật
toán tốt theo nghĩa độ phức tạp giới hạn ở các hàm tuyến tính như : Thuật toán
tìm một khoá, thuật toán xác định thành viên, hay thuật toán xác định PTH suy
dẫn, thuật toán tìm giao các khoá, thuật toán xác định một lược đồ quan hệ có
một khoá duy nhất hay không …
Một nhận xét hết sức tự nhiên là nếu kích thước của LĐQH càng nhỏ thì
hiệu quả xử lý hay tính toán càng cao. Một số hướng nghiên cứu cho phép tinh

giản lược đồ cơ sở dữ liệu đã được thực hiện thông qua phép biến đổi tương
đương như đưa tập PTH về dạng thu gọn hoặc thu gọn tự nhiên, dạng không dư,
dạng tối ưu…
Trong luận văn này, em xin trình bày một kỹ thuật tinh giản khác, đó là
“Kỹ thuật thu gọn lược đồ quan hệ”. Bản chất của kỹ thuật này là loại bỏ khỏi
LĐQH ban đầu một số thuộc tính không quan trọng theo nghĩa chúng không làm
ảnh hưởng đến kết quả tính toán của các đối tượng đang quan tâm như bao đóng,
khoá, phản khoá… Mặc dù LĐQH thu được qua phép thu gọn không tương
đương với LĐQH ban đầu, nhưng ta có thể thu được các đối tượng cần tìm bằng
những phép toán đơn giản như loại bỏ hoặc thêm vào một số thuộc tính.
Đặc biệt là sau khi loại bỏ một số thuộc tính thì một số phụ thuộc hàm sẽ
được loại bỏ theo, vì chúng trở thành các phụ thuộc hàm tầm thường (có vế trái
chứa vế phải) hoặc mang thông tin tiền định. Kỹ thuật này có thể được ứng dụng
để giải quyết các bài toán cơ sở dữ liệu phức tạp. Đây là hướng nghiên cứu chính
của đề tài.
Luận văn được trình bày trong 3 chương:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên




Chương 1: Trình bày các kiến thức cơ bản về cơ sở dữ liệu.
Chương 2: Tìm hiểu về kỹ thuật thu gọn lược đồ quan hệ, các định lý cơ
bản của phép thu gọn và các dạng biểu diễn khoá thông qua phép thu gọn.
Chương 3: Cài đặt chương trình. Ứng dụng kỹ thuật thu gọn lược đồ quan
hệ trong thiết kế cơ sở dữ liệu.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - Đại học Thái Nguyên

data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....



data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....

data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....

data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....

data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....

data error !!! can't not
read....