BẢNG ĐIỂM HỌC PHẦN SQL – LỚP CT15

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.32 MB, 40 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên 
Khoa Công nghệ Thông tin

Bộ môn Hệ thống Thông tin

Chương 3: Cơ bản về thiết kế cơ sở

dữ liệu

Phạm Nguyên Thảo

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

2

Nội dung

• Khái niệm về phụ thuộc hàm

• Khái niệm về dạng chuẩn

• Chuẩn bị cài đặt CSDL

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

3 
Khái niệm phụ thuộc hàm

• Phụ thuộc hàm (PTH) – functional dependency

thể hiện sự phụ thuộc của một tập thuộc tính

(Y) đối với một tập thuộc tính khác(X)

– Định nghĩa dựa trên những ngữ nghĩa, qui tắc tìm
hiểu được từ mơi trường ứng dụng

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

4

Khái niệm PTH (tt)

• Cho quan hệ Q(X, Y, Z), với X, Y, Z là các tập

thuộc tính, X





, Y





– Một thể hiện TQ của Q thỏa PTH XY nếu:

q,q’TQ, q.X = q’.X =>q.Y = q’.Y
– TQ vi phạm PTH XY nếu:

q,q’ TQ: q.X = q’.X và q.Y  q’.Y

– PTH XY được gọi là định nghĩa trên Q nếu TQ là
thể hiện của Q, TQ thỏa PTH này

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

5

PTH – ví dụ

• Xét lịch xếp lớp của một cơ sở giảng dạy trong

một ngày, ta có các phụ thuộc hàm sau:

– (1) GV, Giờ  Lớp

( nếu biết giảng viên và giờ dạy, ta sẽ biết được lớp mà giảng 
viên dạy vào giờ đó)

– (2) Giờ, Lớp  Phòng

(Cho một giờ học và lớp học cụ thể, ta sẽ biết được lớp đang

học phòng nào vào giờ đó)

 Nếu biết giảng viên và giờ dạy, ta sẽ biết Phòng 
mà giảng viên dạy vào giờ đó

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

6

Hệ tiên đề Amstrong để suy dẫn PTH

• Luật phản xạ:

Y X, XY

• Luật cộng:

Nếu X Y và Z  W thì X,W Y,Z

• Luật bắc cầu:

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

7

Một số luật dẫn thơng dụng khác

• Từ các luật dẫn trong tiên đề Amstrong ta có

thể suy ra các luật dẫn khác, một số sau đây

thường được sử dụng:

– Luật bắc cầu giả:

Nếu X Y và Y,W  Z thì X,W  Z
– Luật hội:

Nếu X Y và X Z thì X Y,Z

– Luật phân rã:

Nếu X Y và Z Y thì X Z

</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

8

Khái niệm khóa dựa trên PTH

• Cho quan hệ Q và

F

là tập PTH định nghĩa trên

Q

• K



Q

+

là một khóa của Q nếu:

i. f: K Q+  F+ (K xác định tất cả các thuộc

tính cịn lại trong Q+)

ii. K’  K | K’  Q+

</div>
(9)<div class='page_container' data-page=9>

9

Nội dung

• Khái niệm về phụ thuộc hàm

• Khái niệm về dạng chuẩn

• Chuẩn bị cài đặt CSDL

</div>
(10)<div class='page_container' data-page=10>

10

Tình trạng trùng lắp thơng tin

• Phụ thuộc hàm là một loại ràng buộc tồn vẹn

• Khi thêm, xóa, cập nhật dữ liệu phải đảm bảo

không vi phạm PTH

– Các PTH mà vế trái là một khóa: được kiểm tra
hiệu quả bằng cơ chế khóa của HQT

</div>
(11)<div class='page_container' data-page=11>

11

Tình trạng trùng lắp thơng tin (tt)

• Ví dụ:

MON_KT(N,G,P,M,GV); F2 = {N,G,PM; M GV} 
Với một thể hiện:

– Nhận xét về sự trùng lắp thông tin và bất tiện khi 
thêm/ xóa/ sửa dữ liệu?

N G P M GV

2 8:00 – 10:00 101 Giải thuật X
2 10:00 – 12:00 101 CSDL Y
2 8:00 – 10:00 103 Giải thuật X

</div>
(12)<div class='page_container' data-page=12>

12

Tình trạng trùng lắp thơng tin (tt)

• Các bất tiện gây ra do trùng lắp thông tin:

– Bất tiện khi thêm/cập nhật : để đảm bảo dữ liệu

nhất quán, phải kiểm tra và cập nhật hàng loạt trên
các thông tin trùng lắp

</div>
(13)<div class='page_container' data-page=13>

13

Khái niệm dạng chuẩn

• Dạng chuẩn là một tiêu chuẩn được đưa ra để

đánh giá chất lượng của một lược đồ CSDL

• Mục tiêu khi nâng cấp dạng chuẩn của một

</div>
(14)<div class='page_container' data-page=14>

14

Định nghĩa các dạng chuẩn

• Dạng chuẩn 1:

– Một quan hệ ở dạng chuẩn 1 khơng có các trường lặp và các
trường kép, còn được gọi là cấu trúc phẳng.

– Ví dụ:

LỊCH_COI_THI (GV_CT, N,G,P,M,GV)

F = {f1: GV_CTN,G,P: một giảng viên coi thi chỉ coi vào

một ngày(N), một giờ (G) và

trong một phòng(P) duy nhất
f2: M  GV : mỗi môn thi (M) có một giảng

viên (GV) duy nhất phụ trách

</div>
(15)<div class='page_container' data-page=15>

15

Định nghĩa các dạng chuẩn (tt)

• Dạng chuẩn 2:

– Một quan hệ Q ở dạng chuẩn 2 nếu và chỉ nếu tất
cả thuộc tính khơng khóa đều phụ thuộc đầy đủ vào
khóa, tức là:

(f: XY)  F, không tồn tại X’  X sao cho 
(X’Y)  F+

– Ví dụ:

MON_KT(N,G,P,M,GV);

</div>
(16)<div class='page_container' data-page=16>

16

Định nghĩa các dạng chuẩn (tt)

• Dạng chuẩn 3:

– Q ở DC3 nếu và chỉ nếu với mỗi phụ thuộc hàm
XA không hiển nhiên định nghĩa trên Q (A là

thuộc tính đơn, X là tập thuộc tính), một trong hai
điều kiện sau được thỏa:

i. Hoặc X chứa một khóa của Q

ii. Hoặc A là một thuộc tính trong khóa của Q

– Ví dụ:

</div>
(17)<div class='page_container' data-page=17>

17

Định nghĩa các dạng chuẩn (tt)

• Dạng chuẩn BCK (Boyce_Codd_Kent)

– Q ở DC BCK nếu và chỉ nếu: với mỗi PTH không
hiển nhiên X  A định nghĩa trên Q thì B  Q+, ta

ln có (XB) là một PTH thuộc F+. Hay nói cách
khác, X chứa một khóa của Q

– Ví dụ:

LICH_KT_1(M,P) ; F1 = {M P}
LICH_KT_2(M,N,G); F2 = 

</div>
(18)<div class='page_container' data-page=18>

18

Tính lồng nhau của các dạng chuẩn

DC 1

DC 2

DC 3

</div>
(19)<div class='page_container' data-page=19>

19

Dạng chuẩn của lược đồ CSDL

• Định nghĩa:

Cho một lược đồ CSDL C = {<Qi, Fi>}, i = 1..n

</div>
(20)<div class='page_container' data-page=20>

20

Nâng cấp lược đồ - Thuật tốn phân rã

• Mục tiêu: Đưa lược đồ về dạng chuẩn cao hơn.

• Thuật tốn:

Với mọi quan hệ Q trong lược đồ đạt dạng chuẩn
thấp:

– Chọn một PTH XY gây ra dạng chuẩn thấp cho
quan hệ Q

– Phân rã Q thành Q1(XY) và Q2(Q+ - Y)

</div>
(21)<div class='page_container' data-page=21>

21

Nâng cấp lược đồ - Thuật tốn phân rã (tt)

• Ví dụ:

LỊCH_COI_THI (GV_CT, N,G,P,M,GV)

F = {f1: GV_CTN,G,P: một giảng viên coi thi chỉ coi vào

một ngày(N), một giờ (G) và
trong một phòng(P) duy nhất

f2: M  GV : mỗi mơn thi (M) có một giảng
viên (GV) duy nhất phụ trách

f3: N,G,P  M : mỗi ngày, vào một giờ, trong một

phòng, chỉ có một mơn thi duy nhất
}

</div>
(22)<div class='page_container' data-page=22>

22

Dạng chuẩn – nhận xét

– Dạng chuẩn càng cao thì càng giảm được trùng lắp
thông tin. Lược đồ ở dạng chuẩn BCK khơng cịn
trùng lắp thơng tin.

– Tuy nhiên, dạng chuẩn cao có thể gây ra khó khăn
khi truy vấn (các quan hệ bị tách nhỏ nên phải thực
hiện nhiều phép kết hơn)

– Đôi khi dạng chuẩn cao gây khó khăn trong kiểm

tra một số PTH (trong ví dụ về DC BCK, để kiểm tra
PTH N,G,PM, ta phải kết LICH_KT_1 và

</div>
(23)<div class='page_container' data-page=23>

23

Nội dung

• Khái niệm về phụ thuộc hàm

• Khái niệm về dạng chuẩn

• Chuẩn bị cài đặt CSDL

</div>
(24)<div class='page_container' data-page=24>

24

Các vấn đề chính

• Cân nhắc các thơng tin về khối lượng dữ liệu

và tần suất khai thác:

– Quyết định gộp – tách bảng (Thông thường các
quan hệ nên đạt DC 3 trở lên, tuy nhiên đôi khi

chấp nhận dạng chuẩn thấp hơn để truy vấn thuận
lợi hơn)

– Lựa chọn khố chính cho bảng (trường hợp bảng
có nhiều khóa, chọn một khố làm khố chính, các

khóa cịn lại dùng ràng buộc unique để cài đặt)

</div>
(25)<div class='page_container' data-page=25>

25

Lựa chọn chỉ mục (index)

• Khơng có chỉ mục, HQT thực hiện truy vấn

bằng cách duyệt qua từng dòng trong bảng

• Cài đặt các chỉ mục cho bảng giúp truy vấn

thơng tin nhanh hơn (tìm kiếm trên B-Tree)

• Khóa chính và các ràng buộc unique : hiển

nhiên là các chỉ mục của bảng

</div>
(26)<div class='page_container' data-page=26>

26

Lựa chọn chỉ mục (tt)

• Nghĩ đến việc cài đặt chỉ mục cho các trường

hợp sau:

– Trường hợp 1: Có nhu cầu truy vấn thường xuyên
các bộ của bảng Q theo một số (tập)thuộc tính nào
đó

Ví dụ: GiaoDich(MãGD, …,NgàyGD)

Có nhu cầu truy xuất thường xuyên các bộ của giao dịch
trong một ngày hoặc trong một khoảng thời gian nhất

</div>
(27)<div class='page_container' data-page=27>

27

Lựa chọn chỉ mục (tt)

– Trường hợp 2: tập thuộc tính tham gia vào phép kết
của một câu truy vấn xảy ra thường xuyên

Ví dụ:

HocSinh(STT, Lop, HoTen,…)

KetQua(STTHS, Lop, Mon, Diem)

Thường xuyên có nhu cầu truy vấn: cho biết kết quả học
tập của một học sinh

select hs.STT, hs.Lop, hs.HoTen, kq.Mon, kq.Diem
from HocSinh hs join KetQua kq on hs.STT = kq.STT
and hs.Lop = kq.Lop

</div>
(28)<div class='page_container' data-page=28>

28

Lựa chọn chỉ mục (tt)

– Trường hợp 2 (tt)

Tổng qt: trên mơ hình quan hệ, xác định các con đường
truy xuất thường xuyên:

 Từ một bộ của Q1(có một giá trị cụ thể của A là a) có nhu
cầu truy xuất thường xuyên các bộ của Q2 tương ứng (tìm
kiếm các bộ của Q2 với A = a) : khai báo chỉ mục (A) cho Q2

Truy xuất thường xuyên có ngữ nghĩa tương tự phép kết
Lưu ý: một chỉ mục (AB) khác với hai chỉ mục (A) và (B)

1 2 Q

2(ABY)

</div>
(29)<div class='page_container' data-page=29>

29

Các loại chỉ mục

• Có hai loại chỉ mục:

– Clustered index

</div>
(30)<div class='page_container' data-page=30>

30

Clustered index

• Các bộ được sắp xếp vật lý theo chỉ mục (thật

sự nằm ở nút lá của cây)

</div>
(31)<div class='page_container' data-page=31>

31

Nonclustered index:

• Chỉ mục logic, dữ liệu thật sự khơng được sắp

xếp vật lý theo chỉ mục

</div>
(32)<div class='page_container' data-page=32>

32

Nonclustered index (tt):

</div>
(33)<div class='page_container' data-page=33>

33

Nonclustered index (tt)

</div>
(34)<div class='page_container' data-page=34>

34

Lựa chọn chỉ mục (tt)

• Một số cân nhắc khi chọn chỉ mục:

– Sử dụng nhiều chỉ mục tăng tốc độ truy vấn, nhưng
làm giảm hiệu quả của các thao tác thêm/xố/ cập
nhật dữ liệu

– Khơng nên tạo chỉ mục trên các bảng quá nhỏ (vài
trăm dòng) .

</div>
(35)<div class='page_container' data-page=35>

35

Một số cân nhắc khi chọn chỉ mục (tt)

– Các giá trị chỉ mục phải phân bố đều các bộ trong
bảng.

– Cố gắng dùng các chỉ mục với số thuộc tính ít

(chiếm ít không gian và cần ít chi phí duy trì hơn chỉ
mục với số thuộc tính lớn)

– Clustered index phải nhỏ (số thuộc tính ít, kích

</div>
(36)<div class='page_container' data-page=36>

36

Nội dung

• Khái niệm về phụ thuộc hàm

• Khái niệm về dạng chuẩn

• Chuẩn bị cài đặt CSDL

</div>
(37)<div class='page_container' data-page=37>

37

Một số qui định

• Một bảng có tối đa 249 nonclustered index

(bao gồm cả những index ngầm định khi khai

báo khố chính và chỉ mục)

• Kích thước tối đa của một chỉ mục (tổng kích

thước các thuộc tính tham gia vào chỉ mục)

khơng quá 900 bytes

</div>
(38)<div class='page_container' data-page=38>

38

Cú pháp khai báo chỉ mục

Create [ Unique ][ Cluster| Nonclustered] Index index_name

</div>
(39)<div class='page_container' data-page=39>

39

Cài đặt chỉ mục – Ví dụ

Create nonclustered index idx_STTHS_Lop

</div>
(40)<div class='page_container' data-page=40>

40

</div>

BẢNG ĐIỂM HỌC PHẦN SQL – LỚP CT15

<i><b>Chương 3: Cơ bản về thiết kế cơ sở </b></i>

<i><b>dữ liệu </b></i>

<b>Phạm Nguyên Thảo </b>

<i><b>Nội dung </b></i>

•

<b>Khái niệm về phụ thuộc hàm </b>

•

<b>Khái niệm về dạng chuẩn </b>

•

<b>Chuẩn bị cài đặt CSDL </b>

•

<b>Phụ thuộc hàm (PTH) – functional dependency </b>

<b>thể hiện sự phụ thuộc của một tập thuộc tính </b>

<b>(Y) đối với một tập thuộc tính khác(X) </b>

<i><b>Khái niệm PTH (tt) </b></i>

•

<b>Cho quan hệ Q(X, Y, Z), với X, Y, Z là các tập </b>

<b>thuộc tính, X </b>





<b>, Y </b>





<i><b>PTH – ví dụ </b></i>

•

<b>Xét lịch xếp lớp của một cơ sở giảng dạy trong </b>

<b>một ngày, ta có các phụ thuộc hàm sau: </b>

<i><b>Hệ tiên đề Amstrong để suy dẫn PTH </b></i>

•

<b>Luật phản xạ: </b>

•

<b>Luật cộng: </b>

•

<b>Luật bắc cầu: </b>

<i><b>Một số luật dẫn thơng dụng khác </b></i>

•

<b>Từ các luật dẫn trong tiên đề Amstrong ta có </b>

<b>thể suy ra các luật dẫn khác, một số sau đây </b>

<b>thường được sử dụng: </b>

<i><b>Khái niệm khóa dựa trên PTH </b></i>

•

<b>Cho quan hệ Q và </b>

<sub>F</sub>

<b> là tập PTH định nghĩa trên </b>

<b>Q </b>

•

<b>K </b>



<b> Q</b>

<b> là một khóa của Q nếu: </b>

<i><b>Nội dung </b></i>

•

<b>Khái niệm về phụ thuộc hàm </b>

•

<b>Khái niệm về dạng chuẩn </b>

•

<b>Chuẩn bị cài đặt CSDL </b>

<i><b>Tình trạng trùng lắp thơng tin </b></i>

•

<b>Phụ thuộc hàm là một loại ràng buộc tồn vẹn </b>

•

<b>Khi thêm, xóa, cập nhật dữ liệu phải đảm bảo </b>

<b>không vi phạm PTH </b>

<i><b>Tình trạng trùng lắp thơng tin (tt) </b></i>

•

<b>Ví dụ: </b>

<i><b>Tình trạng trùng lắp thơng tin (tt) </b></i>

•

<b>Các bất tiện gây ra do trùng lắp thông tin: </b>

<i><b>Khái niệm dạng chuẩn </b></i>

•

<b>Dạng chuẩn là một tiêu chuẩn được đưa ra để </b>

<b>đánh giá chất lượng của một lược đồ CSDL </b>

•

<b>Mục tiêu khi nâng cấp dạng chuẩn của một </b>

<i><b>Định nghĩa các dạng chuẩn </b></i>

<i><b>Định nghĩa các dạng chuẩn (tt) </b></i>

•

<b>Dạng chuẩn 2: </b>