Bài giảng Cơ sở dữ liệu: Chương 1 - ThS. Trần Quang Hải Bằng (tt)

CƠ SỞ DỮ LIỆU
( Databases )

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



Mục tiêu bài giảng
Phát triển hệ thống và mơ hình quan niệm dữ liệu
Các khái niệm của mơ 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 mơ hình thực thể - liên kết
Mơ hình thực thể liên kết mở rộng
– Tổng qt hóa / chun biệt hóa
– Thừa kế thuộc tính
– Các ràng buộc và chuyên biệt hóa / tổng quát hóa


Chương 1b - Database - Mơ hình ER

2


Tại sao phải có mơ hình quan niệm

Chuyển đổi

Ngơn ngữ
nghiệp vụ

Trực tiếp ?

Độc lập hệ
quản trị; Độc
lập mơ hình DL

Người phân tích nghiệp vụ



Ngơn ngữ cơ
sở dữ liệu SQL

Lập trình viên

Chương 1b - Database - Mơ hình ER

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:
– Mơ hình hóa chức năng
– Mơ hình thơng tin
– Tham chiếu chéo



Chương 1b - Database - Mơ hình ER

4


Mơ hình quan niệm (logic) và Vật lý
Thơng tin và xử lý được mơ 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 - Mơ hình ER

5

Mơ hình quan niệm, logic, vật lý
Mơ hình quan niệm:
– Các mơ hình hình thức, trừu tượng của thơng tin và
các u cầu xử lý

Mơ hình logic
– Chuyển các mơ hình quan niệm sang dạng đặc tả phù
hợp với môi trường xử lý

Mơ hình vật lý
– Sử dụng ngơn ngữ truy vấn (SQL) để tạo các đối tượng
vật lý



Chương 1b - Database - Mơ hình ER

6


Mơ 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 - Mơ hình ER

7

Mơ 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 thơng tin mà máy tính có thể sử
dụng

Tiến trình mơ hình hóa độc lập với nền tảng phát triển
(phần mềm)
Mơ hình được sử dụng để trao đổi giữa người thiết kế
CSDL và người sử dụng CSLD đó


Chương 1b - Database - Mơ hình ER

8


Quá trình thiết kế CSDL

Ý tưởng

thiết kế E/R



Lược đồ
quan hệ

HQT CSDL
quan hệ

9

Chương 1b - Database - Mơ hình ER

Q 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: mơ
hình quan hệ

Thiết kết chương trình ứng dụng và
Cài đặt các giao tác


Chương 1b - Database - Mơ hình ER

Song song với
TK logic
10


Q trình thiết kế CSDL (tt)
Thế giới
thực
Phân tích u 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
11

Chương 1b - Database - Mơ hình ER

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 - Mơ 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)
Mơ hình ER

Mơ 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)



13

Chương 1b - Database - Mơ hình ER

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

Hồi
Oanh

NHÂN VIÊN

Nhung

Tồn

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



Chương 1b - Database - Mơ hình ER

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 mơ tả gắn gọn của thuộc tính



Chương 1b - Database - Mơ hình ER

15

Các loại thuộc tính
Thuộc tính đơn
– khơng 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 - Mơ 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 phịng ban nào đó
– Một phịng ban có một nhân viên làm trưởng phòng
Lam_viec

NHANVIEN

PHONGBAN

La_truong_phong

Tập các quan hệ: là tập hợp các mối quan hệ giống
nhau


Chương 1b - Database - Mơ 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 - Mơ 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 - Mơ hình ER

19

Thể hiện của lược đồ ER
Một CSDL được mơ 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 - Mơ 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 (e1, e2, …,
en)
– Trong đó ei là các giá trị được chọn từ các tập thực thể
Ei

Xét mối quan hệ
NHANVIEN
NHANVIEN



PHONGBAN

Tung

Nghien cuu

Hang

Dieu hanh

Vinh

Quan ly

Lam_viec

PHONGBAN

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

Chương 1b - Database - Mơ hình ER

21

Ràng buộc trên kiểu liên kết (tt)



Chương 1b - Database - Mơ 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

23

Chương 1b - Database - Mơ hình ER

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
E

•
•
•
•

(min, max)

Quan_hệ

(min, max)

F

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



Chương 1b - Database - Mơ hình ER

24

Ràng buộc trên kiểu liên kết(tt)
Ví dụ
– Một phịng ban có nhiều nhân viên
NV

Lam_viec

(1,n)

PB

– Một nhân viên chỉ thuộc 1 phịng ban
(1,1)

NV

PB

Lam_viec

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

(0,n)

DA

Phan_cong

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


(0,1)

La_truong_phong

PB
25

Chương 1b - Database - Mơ hình ER

Ràng buộc trên kiểu liên kết(tt)
Một loại thực thể có thể tham gia nhiều lần vào một
quan hệ với nhiều vai trò khác nhau
Còn gọi là Mối quan hệ phản xạ hoặc Mối quan hệ đệ
quy
La nguoi quan ly

NHANVIEN

Quan_ly

(0,n)

CITIZEN
Duoc quan ly boi

Married

(1, 1)

(0,1)

(0,1)


Chương 1b - Database - Mô hình ER

26


Bài tập ví dụ:
Xác định mối quan hệ và ràng buộc bản số cho các
tập thực thể sau:
Thuộc

(1, 1)

(2 , n)

SINH VIÊN

LỚP C.NGÀNH
(1, 1)

(0, 1)
Là lớp trưởng

GIẢNG VIÊN

THẺ SV
MÔN HỌC



27

Chương 1b - Database - Mơ hình ER

Thuộc tính trên mối quan hệ
Thuộc tính trên mối quan hệ mơ tả tính chất cho mối
quan hệ đó
Thuộc tính này khơng thể gắn liền với những thực thể
tham gia vào mối quan hệ

NHANVIEN

(0,n)

Lam_viec

(1, n)

DUAN

THGIAN

Chương 1b - Database - Mơ hình ER

28


Thuộc tính khóa
Cịn được gọi là thuộc tính định danh của tập thực thể
Dùng để phân biệt giữa các thực thể khác nhau trong tập
thực thể
Khóa K của tập thực thể E là một hay nhiều thuộc tính sao
cho
– Lấy ra 2 thực thể bất kỳ e1, và e2 trong E
– Thì e1 và e2 khơng thể có các giá trị giống nhau tại các thuộc
tính trong K

Chú ý
– Mỗi tập thực thể phải có 1 khóa
– Một khóa có thể có 1 hay nhiều thuộc tính
– Có thể có nhiều khóa trong 1 tập thực thể, ta sẽ chọn ra 1
khóa làm khóa chính cho tập thực thể đó
– Thuộc tính khóa có thể đã có thực HOẶC chưa tồn tại


29

Chương 1b - Database - Mơ hình ER

Ví dụ thuộc tính khóa
MANV

NGSINH

LUONG

DCHI

MAPHG

TENPB

HONV
TENNV

NHANVIEN

Lam_viec

PHONGBAN

GT

La_truong_phong
Phu_trach
DDIEM_DA

Phan_cong

DUAN
TENDA

MADA



Chương 1b - Database - Mơ hình ER

30


Tập thực thể yếu
Là thực thể mà có khóa được từ những thuộc tính
của tập thực thể khác
Thực thể yếu (weak entity set) phải tham gia vào mối
quan hệ mà trong đó có một tập thực thể chính (kiểu
thực thể chủ)
Mơ tả kiểu thực thể yếu bằng hình chữ nhật nét đơi
NHANVIEN



1

có

n

CON

31

Chương 1b - Database - Mơ hình ER

Tập thực thể yếu (tt)
Ví dụ 1
MANV

NS

LUONG

DCHI

HONV
TENNV
GT

NHANVIEN

(1,n)

Co_than_nhan
(1,1)

QUANHE

NS
GT

THANNHAN

Chương 1b - Database - Mơ hình ER

TENTN

32


Tập thực thể yếu (tt)
Ví dụ 2

MAHD
NGAYHD
TONGTIEN

HOA_DON
(1,n)

HD_CT
(1,1)

CHI_TIET

SL_HH
SOTIEN

(1,1)

HH_CT

(1,n)

HANG_HOA

TENHH
DGIA
MAHH



Chương 1b - Database - Mơ hình ER

33

Các bước thiết kế
(1) Xác định tập thực thể
(2) Xác định mối quan hệ
(3) Xác định thuộc tính và gắn thuộc tính cho tập thực
thể và mối quan hệ
(4) Quyết định miền giá trị cho thuộc tính
(5) Quyết định thuộc tính khóa
(6) Quyết định (min, max) cho mối quan hệ



Chương 1b - Database - Mơ hình ER

34

Qui tắc thiết kế
Chính xác
Tránh trùng lặp
Dễ hiểu
Chọn đúng mối quan hệ
Chọn đúng kiểu thuộc tính



35

Chương 1b - Database - Mơ hình ER

Các ký hiệu chuẩn trong lược đồ ER
Tập thực thể

Tên thuộc tính

Tên
quan hệ

Tập thực thể yếu

Tên thuộc tính
dẫn xuất

Tên thuộc tính
Khóa

Tên thuộc tính

đa trị

Tên thuộc tính
kết hợp

Tên thuộc
tính



Chương 1b - Database - Mơ hình ER

Tên thuộc
tính

Tên thuộc
tính

36


Ví dụ ‘Quản lý đề án cơng ty’
CSDL đề án công ty theo dõi các thông tin liên quan
đến nhân viên, phịng ban và đề án
– Cty có nhiều đơn vị, mỗi đơn vị có tên duy nhất, mã
đơn vị duy nhất, một trưởng phòng và ngày nhận chức.
Mỗi đơn vị có thể ở nhiều địa điểm khác nhau.
– Dự án có tên duy nhất, mã duy nhất, do 1 một phịng
ban chủ trì và được triển khai ở 1 địa điểm.
– Nhân viên có mã số, tên, địa chỉ, ngày sinh, giới tính và

lương. Mỗi nhân viên làm việc ở 1 phòng ban, tham gia
vào các đề án với số giờ làm việc khác nhau. Mỗi nhân
viên đều có một người quản lý trực tiếp.
– Một nhân viên có thể có những người con được hưởng
bảo hiểm theo nhân viên. Mỗi người con của nhân viên
có tên, giới tính, ngày sinh.


37

Chương 1b - Database - Mơ hình ER

Ví dụ (tt)
Họđệm

Tên
Ngàysinh

Giớitính

Lương

Ngày bắt đầu

Địachỉ

Họtên

Tên

Mãsố

Địađiểm

Quảnlý
Mã số

ĐƠNVỊ

NHÂNVIÊN

Làmviệccho

Giám sát

Có

Kiểm sốt

Sốgiờ

Làmviệc
trên

DỰÁN

CON

Tên
Tên

Ngàysinh

Mãsố

Địađiểm

Giớitính

Chương 1b - Database - Mơ hình ER

38


Ví dụ (tt)
Họđệm

Tên
Ngàysinh

Giớitính

Ngày bắt đầu

Địachỉ

Lương

Họtên

Tên

Mãsố

Địađiểm

Quảnlý

(0,1)
Mã số

ĐƠNVỊ

NHÂNVIÊN
(0,N)

(1,N)

(0,1)

(0,N)

(1,1)
(1,N)

Làmviệccho

(0,N)

Giám sát

Có

Kiểm sốt

Sốgiờ

trên

DỰÁN

CON

Tên
Tên





Ngàysinh

(1,1)

(1,N)

Làmviệc

(1,1)

Mãsố

Địađiểm

Giớitính

Chương 1b - Database - Mơ hình ER

39


Bài làm tại nhà
Cơng cụ:
– Online:
•
•
•

– Offline:
• Rational Rose
• Microsoft Office

– Thủ cơng
• Bút + thước + máy chụp hình

Đặt tên file bài làm:
– BTxx-MaSV.JPG/PNG/GIF/BMP/DOC/PDF
– Trong nội dung file góc trên bên trái ghi rõ Họ tên và Mã SV

Chương 1b - Database - Mơ hình ER

41

Bài tập (tt)
1. Hãy vẽ sơ sơ đồ ER cho ứng dụng CSDL sau:
–
–

–

–

Một Cơng ty BĐS có một số văn phịng tại nhiều địa điểm.
Mỗi văn phịng có mã số văn phịng và địa điểm
Mỗi văn phịng có 1 số nhân viên. Mỗi nhân viên có mã số
nhân viên và tên. Với mỗi văn phịng có một nhân viên làm
trưởng văn phịng. Một nhân viên có một hay nhiều thân
nhân (vợ/con). Thông tin về nhân thân gồm tên, ngày sinh
và mối liên hệ với nhân viên
Cơng ty có danh sách các BĐS cần bán. Thông tin về BĐS
làm mã số BĐS và địa chỉ. Mỗi BĐS được rao bán tại 1 và
chỉ một văn phịng. Mỗi văn phịng có nhiều BĐS rao bán
và có thể khơng có BĐS nào rao bán
Mỗi BĐS có một chủ nhân. Chủ nhân được xác định bởi
mã số chủ nhân. Một chủ nhân có thể có nhiều BĐS.
Thơng tin về chủ nhân cịn có tên, địa chỉ và số điện thoại

Chương 1b - Database - Mơ hình ER

42


Bài tập
2. Hãy vẽ sơ sơ đồ ER cho ứng dụng CSDL sau:
–

–

Một mùa hịa nhạc có tổ chức nhiều buổi hòa nhạc.
Một buổi hòa nhạc thường rơi vào một mùa hịa nhạc
nào đó. Thuộc tính xác định của mùa hòa nhạc là
ngày khai mạc – gồm 3 thành phần là ngày, tháng,
năm.
Một buổi hòa nhạc thường biểu diễn một hay nhiều
bản nhạc hòa tấu. Một bản nhạc hòa tấu được trình
diễn tại một hay nhiều buổi hịa nhạc, hoặc khơng
được trình diễn tại buổi hịa nhạc nào. Thuộc tính của
buổi hòa nhạc gồm mã số buổi hòa nhạc,ngày diễn ra
buổi hịa nhạc. Do buổi hịa nhạc có thể lặp lại nhiêu
hơn 1 lần nên một buổi hịa nhạc có thể có nhiều hơn
1 ngày diễn ra buổi hịa nhạc.



Chương 1b - Database - Mơ hình ER

43

Bài tập (tt)
2. Hãy vẽ sơ sơ đồ ER (tiếp theo)
–

–

–

Mỗi buổi hòa nhạc có thể trình diễn nhiều bản nhạc hịa
tấu. Mỗi bản nhạc hịa tấu có các thơng tin: tên bản nhạc,
tên giả. Mỗi bản nhạc hịa tấu có thể gồm nhiều hơn một
chương khúc. Thuộc tính của một chương khúc gồm mã
số chương khúc và tên chương khúc.
Mỗi buổi hòa nhạc cần có một nhạc trưởng. Một nhạc
trưởng có thể điều khiển cho nhiều buổi hịa nhạc hoặc
khơng điều khiển buổi hịa nhạc nào cả. Thuộc tính của
nhạc trưởng gồm mã số nhạc trưởng và ten nhạc trưởng.
Một bản nhạc hòa tấu cần một hay nhiều nhạc công độc
tấu hoặc chẳng cần nhạc cơng độc tấu nào cả. Thuộc tính
về nhạc công độc tấu gồm: mã số nhạc công và tên nhạc
cơng. Một nhạc cơng độc tấu có thể chơi cho nhiều bản
nhạc trong một buổi hịa tấu, hoặc có thể không chơi bản
nhạc nào cả. CSDL ghi lại ngày cuối cùng mà một nhạc
cơng độc tấu trình diễn bản nhạc đó.

Chương 1b - Database - Mơ hình ER

44


Bài tập (tt)
3. Vẽ sơ đồ ER cho ứng dụng CSDL nghiệp vụ
–
–

Quản lý đồ ăn/uống của quán Coffee PHỐ XANH –
Đường 449 Lê Văn Việt Quận 9 Tp. Hồ chí minh
Lưu ý:
• Phải có giải thích cụ thể cho các ký hiệu trong sơ đồ
(VD: loại TU = Loại thức uống….v.v)



Chương 1b - Database - Mơ hình ER

45

Chương 1b - Database - Mơ hình ER

46

Deadline
Bài 1
Bài 2
Bài 3