Bài giảng Cơ sở dữ liệu - Chương 1: Các khái niệm cơ bản (tt)

CƠ SỞ DỮ LIỆU
( Databases )

Chương 1: Tổng quan về CSDL
Mô hình thực thể liên kết (ER)


Mục tiêu bài giảng
 Phát triển hệ thống và mô hình quan niệm dữ liệu
 Các khái niệm của mô hình thực thể-liên kết
–
–
–
–

Lớp thực thể
Thuộc tính
Lớp quan hệ
Các ràng buộc cấu trúc

 Các ví dụ mở rộng
 Các vấn đề của mô hình thực thể - liên kết
 Mô hình thực thể liên kết mở rộng
– Tổng quát hóa / chuyên biệt hóa
– Thừa kế thuộc tính
– Các ràng buộc và chuyên biệt hóa / tổng quát hóa
Chương 1b - Database - Mô hình ER

2

Tại sao phải có mô hình quan niệm

Ngôn ngữ
nghiệp vụ

Người phân tích nghiệp vụ

Chuyển đổi
Trực tiếp ?

Độc lập hệ
quản trị; Độc
lập mô hình DL

Chương 1b - Database - Mô hình ER

Ngôn ngữ cơ
sở dữ liệu SQL

Lập trình viên

3


Các kỹ thuật phát triển hệ thống
 Có nhiều kỹ thuật khác nhau để phát triển hệ thống
 Các ký thuật được chia thành 3 loại:
– Mô hình hóa chức năng
– Mô hình thông tin
– Tham chiếu chéo

Chương 1b - Database - Mô hình ER

4


Mô hình quan niệm (logic) và Vật lý
 Thông tin và xử lý được mô hình hóa tách biệt sau
đó sẽ kiểm tra chéo
 Kết quả phát triển là CSDL lưu trữ dữ liệu và các ứng
dụng truy xuất chúng
Bussiness requirements
Information

Function
Cross checking

Cross checking
Database

Application
Operational System

Chương 1b - Database - Mô hình ER

5


Mô hình quan niệm, logic, vật lý
 Mô hình quan niệm:

– Các mô hình hình thức, trừu tượng của thông tin và
các yêu cầu xử lý

 Mô hình logic
– Chuyển các mô hình quan niệm sang dạng đặc tả phù
hợp với môi trường xử lý

 Mô hình vật lý
– Sử dụng ngôn ngữ truy vấn (SQL) để tạo các đối tượng
vật lý

Chương 1b - Database - Mô hình ER

6


Mô hình quan niệm, logic, vật lý
Bussiness requirements
Information
Conceptual
Modeling

Data modeling

Logical
Modeling

Database design

Physical

implementing

Database build

Function
Cross checking

Function modeling

Analysis

Application design

Design

Application build

Build

Cross checking

Database

Application
Operational System

Chương 1b - Database - Mô hình ER

7

Mô hình hóa dữ liệu (Data modeling)
 Cố gắng tạo ra một biểu diễn của thế giới thực
– Bỏ qua một số ít sự phức tạp của thế giới thực
– Sự đơn giản dựa vào một tập nhỏ các ký hiệu

 Cố gắng rút gọn tổ chức dữ liệu thành sự mô tả của các
thực thể và các mối liên hệ giữa chúng
– Sự mô tả của các yêu cầu thông tin mà máy tính có thể sử
dụng

 Tiến trình mô hình hóa độc lập với nền tảng phát triển
(phần mềm)
 Mô hình được sử dụng để trao đổi giữa người thiết kế
CSDL và người sử dụng CSLD đó
Chương 1b - Database - Mô hình ER

8


Quá trình thiết kế CSDL

Ý tưởng

thiết kế E/R

Lược đồ
quan hệ

Chương 1b - Database - Mô hình ER

HQT CSDL
quan hệ

9


Quá trình thiết kế CSDL (tt)
 Thu thập và phân tích yêu cầu
– Các yêu cầu về CSDL
– Các yêu cầu về chức năng (thao tác trên CSDL)

 Thiết kế quan niệm và phân tích chức năng
– Tạo một sơ đồ quan niệm (cấp cao), ví dụ: ERD
– Đặc tả giao tác cấp cao tương ứng với các thao tác
trên CSDL

 Thiết kế logic
– Ánh xạ lược đồ quan niệm thành lược đồ logic: vd: mô
hình quan hệ

 Thiết kết chương trình ứng dụng và
 Cài đặt các giao tác
Chương 1b - Database - Mô hình ER

Song song với
TK logic
10

Quá trình thiết kế CSDL (tt)
Thế giới
thực

Phân tích yêu cầu

Các yêu cầu về chức năng

Các yêu cầu về dữ liệu

Phân tích chức năng

TK quan niệm
Các đặc tả chức năng
Lược đồ quan niệm

Độc lập HQT

Thiết kế mức logic

Thiết kế
chương trình ứng dụng

Lược đồ logic

Phụ thuộc
HQT cụ thể

Thiết kế mức vật lý
Lược đồ trong

Chương trình ứng dụng
Chương 1b - Database - Mô hình ER

11


Các hướng tiếp cận CSDL
 Tiếp cận từ trên xuống – Top Down
– Xác định các thực thể dữ liệu
– Xác định các thuộc tính thực thể
– Xác định các mối liên hệ giữa các thực thể

Tính trừu
tượng cao khó

 Tiếp cận từ dưới lên – Buttom Up
– Tập hợp các yếu tố dữ liệu từ thực tế
– Gom thành các thực thể
– Xác định mối quan hệ giữa các thực thể

Chương 1b - Database - Mô hình ER

Xuất phát từ
thực tế - dễ

12


Thực thể - Tập thực thể

 Một thực thể (entity) là một đối tượng của thế giới
thực, có thể trừu tượng hoặc cụ thể và tồn tại độc lập
 Tập hợp các thực thể giống nhau tạo thành 1 tập
thực thể (entity set)
Mô hình ER

Mô hình OOP

Thực thể (Entity)

Đối tượng (Object)

Tập thực thể (Entity set)

Lớp đối tượng (Class of Object)

Thành phần:
- Thuộc tính/Dữ liệu (attributes)

Thành phần:
- Thuộc tính (Attribute)
- Thao tác trên dữ liệu (method)

Chương 1b - Database - Mô hình ER

13


Thực thể - Tập thực thể (VD)
 Ví dụ “Quản lý đề án công ty”

– Một nhân viên là một thực thể
– Tập hợp các nhân viên là tập thực thể
– Một đề án là một thực thể
– Tập hợp các đề án là tập thực thể

Hoài
Oanh

NHÂN VIÊN

Toàn

– Một phòng ban là một thực thể
– Tập hợp các phòng ban là tập thực thể

Chương 1b - Database - Mô hình ER

Nhung
Tuấn

14


Thuộc tính
 Là những đặc tính riêng biệt của tập thực thể
 Là tính chất của thực thể cần được quản lý

 Chỉ quan tâm tới những tính chất có liên quan tới ứng dụng
 Ví dụ tập thực thể NHANVIEN có các thuộc tính
– Họ tên

– Ngày sinh
– Trình độ

– Địa chỉ
– …

 Nên có 1 mô tả gắn gọn của thuộc tính

Chương 1b - Database - Mô hình ER

15


Các loại thuộc tính
 Thuộc tính đơn
– không thể tách nhỏ ra được

 Thuộc tính kết hợp
– Có thể tách thành nhiều thuộc tính nhỏ hơn

 Thuộc tính đơn trị
– Có giá trị duy nhất cho một thực thể (vd: số CMND)

 Thuộc tính đa trị
– Có thể nhiều giá trị khác nhau ở cùng 1 thực thể (vd:
số đt)

 Thuộc tính suy diễn
– Giá trị của nó được suy ra từ thuộc tính khác (vd: Năm
sinh  tuổi)

Chương 1b - Database - Mô hình ER

16


Mối quan hệ
 Quan hệ: Là sự liên kết giữa 2 hay nhiều tập thực thể

 Ví dụ giữa tập thực thể NHANVIEN và PHONGBAN
có các liên kết
– Một nhân viên thuộc một phòng ban nào đó
– Một phòng ban có một nhân viên làm trưởng phòng
NHANVIEN

Lam_viec

PHONGBAN

La_truong_phong

 Tập các quan hệ: là tập hợp các mối quan hệ giống
nhau
Chương 1b - Database - Mô hình ER

17


Lược đồ ER
 Là đồ thị biểu diễn các tập thực thể, thuộc tính và mối
quan hệ giữa chúng

– Đỉnh
Tên tập thực thể

Tập thực thể

Tên thuộc tính

Thuộc tính

Tên quan hệ

Quan hệ

– Cung là đường nối giữa
• Tập thực thể và thuộc tính
• Mối quan hệ và tập thực thể
Chương 1b - Database - Mô hình ER

18


Ví dụ lược đồ ER
NGSINH

LUONG

DCHI

TENPHG

HONV
TENNV

NHANVIEN

Lam_viec

PHONGBAN

PHAI
La_truong_phong

Phu_trach

DDIEM_DA

Phan_cong

DEAN
TENDA

Chương 1b - Database - Mô hình ER

19


Thể hiện của lược đồ ER
 Một CSDL được mô tả bằng lược đồ ER sẽ chứa
đựng những dữ liệu cụ thể gọi là thể hiện CSDL
– Mỗi tập thực thể một tập hữu hạn các thực thể

• Giả sử tập thực thể NHANVIEN có các thực thể NV1,
NV2, NV3….NVn

– Mỗi thực thể sẽ có 1 giá trị cụ thể tại mỗi thuộc tính
• NV1 có TENNV=“Tùng”, NGSINH=“10/3/1987”,…
• NV2 có TENNV=“Yến”, NGSINH=“30/12/1980”,…

 Chú ý:
– Không lưu trữ lược đồ ER trong CSDL (đây là khái
niệm trừu tượng)
– Lược đồ ER chỉ giúp thiết kế CSDL trước khi chuyển
các quan hệ xuống mức vật lý
Chương 1b - Database - Mô hình ER

20


Ràng buộc trên kiểu liên kết
 Thể hiện CSDL còn chứa các mối quan hệ cụ thể
– Cho mối quan hệ R kết nối n tập thực thể E1, E2, …, En
– Thể hiện của R là tập hữu hạn các danh sách (e 1, e2, …,
en)
– Trong đó ei là các giá trị được chọn từ các tập thực thể
Ei

 Xét mối quan hệ
NHANVIEN
NHANVIEN

Lam_viec

PHONGBAN

PHONGBAN

Tung

Nghien cuu

Hang

Dieu hanh

Vinh

Quan ly

(Tung, Nghien cuu)
(Hang, Dieu hanh)
(Vinh, Quan ly)

Chương 1b - Database - Mô hình ER

21


Ràng buộc trên kiểu liên kết (tt)

Chương 1b - Database - Mô hình ER

22


Ràng buộc trên kiểu liên kết(tt)
 Xét mối quan hệ nhị phân R (binary relationship) giữa 2 tập thực
thể A và B, ràng buộc liên kết bao gồm

– Một-Nhiều

A

– Một-Một

A

– Nhiều-Một

A

– Nhiều-Nhiều

A

1

1

n

n

Quan_hệ

Quan_hệ

Quan_hệ

Quan_hệ

n

1

1

m

B

B

B

B

Chương 1b - Database - Mô hình ER

23

Ràng buộc trên kiểu liên kết(tt)
 (min, max) chỉ định mỗi thực thể e  E tham gia ít
nhất và nhiều nhất vào thể hiện của R
(min, max)

E

•
•
•
•

Quan_hệ

(min, max)

F

(0,1) – không hoặc 1
(1,1) – duy nhất 1
(0,n) – không hoặc nhiều
(1,n) – một hoặc nhiều

Chương 1b - Database - Mô hình ER

24


Ràng buộc trên kiểu liên kết(tt)
 Ví dụ

– Một phòng ban có nhiều nhân viên
(1,n)

NV

Lam_viec

PB

– Một nhân viên chỉ thuộc 1 phòng ban
NV

(1,1)
Lam_viec

PB

– Một nhân viên có thể được phân công vào nhiều đề án hoặc
không được phân công vào đề án nào
NV

(0,n)

Phan_cong

DA

– Một nhân viên có thể là trưởng phòng của 1 phòng ban nào đó
NV

(0,1)
La_truong_phong

PB

Chương 1b - Database - Mô hình ER

25