Bài giảng môn CSDL

NHẬP MÔN CSDL VÀ HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU

Trần Văn Chung Tổ Tin học
khoa tự nhiên
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CSDL & HQTCSDL
I.1. Khái niệm CSDL:Cơ sở dữ liệu (CSDL) là một hệ thống các thông tin có cấu trúc được lưu trữ trên các thiết bị như băng từ, đĩa từ…

I. CSDL và HQTCSDL
HỆ QUẢN TRỊ CSDL GIẢI QUYẾT NHỮNG VẤ ĐỀ SAU
Hệ quản trị CSDL: Để giải quyết tốt những vấn đề mà cách tổ chức CSDL đặt ra như đã nói ở trên, cần thiết phải có những phần mềm chuyên dùng để khai thác chúng. Những phần mềm này được gọi là các hệ quản trị CSDL
Ví Dụ: HQTCSDL FOXPRO, Access…..
+ Mục đích thương mại
+ Mục đích lưu trữ, bảo mật và quản lý thông tin
+ Mục đích tin học hóa các thông tin về quản lý trong các cơ quan doanh nghiệp….
+ Đưa lại độ chính xác cao khi quản lý thông tin, giải phóng sức lao động của con người

I.2 Mục đích của HTQCSDL
Là người khai thác CSDL thông qua hệ QTCSDL có thể phân thành 3 nhóm người dùng
+ Người quản trị CSDL
+ Người phát triển ứng dụng và lập trình
+ Người dùng cuối

I.3 Người dùng:
a. Thực Thể (entity)
Thực thể là một sự vật tồn tại và phân biệt được được với một sự vật khác
Ví dụ: Sinh viên Trần Văn A, học lớp kỹ thuật viên năm 1.
II. MÔ HÌNH THỰC THỂ KẾT HỢP
II.1.Giới thiệu mô hình thực thể kết hợp
b. Thuộc tính (attribute)
Các đặc điểm riêng của thực thể gọi là các thuộc tính.
Vi du: Sinh vien Tran Van A co MASV la: TH003C, Que o Khanh Hoa

c. Loại thực thể (entity type)
Là tập hợp các thực thể có cùng thuộc tính.
Ví dụ: Trần Văn A, có MASV là: HT003, 10/12/1987
Trần Văn B có MASV là: TH004, 11/11/1987

d. Khoá của thực thể (key)
Khoá của loại thực thể E là một hay một tập các thuộc tính của E có thể dùng để phân biệt hai thực thể bất kỳ của thực thể E.
Ví dụ: Trong loại thực thể sinh viên thì bất kỳ 2 sinh viên nào cũng phân biệt được qua MASV.
e. Mối Kết Hợp (relationship)
Mối kết hợp diễn tả sự liên hệ giữa các loại thực thể trong một ứng dụng tin học.
Bản số:
Là cặp số biểu diễn quan hệ về số lượng của loại thực thể của nhánh này với thực thể của nhánh khác thông qua mối kết hợp đó
Ví dụ : các loại bản số: (1,1), và (1,n), (n,n)
1-1
1-n
Ví dụ 1.1:
Bài toán quản lý điểm của sinh viên được phát biểu sơ bộ như sau:
Mỗi sinh viên cần quản lý các thông tin như: họ và tên (HOTENSV),ngày
tháng năm sinh(NGAYSINH), giới tính (NU), nơi sinh(NƠISINH), hộ khẩu
thường trú (TINH). Mỗi sinh viên được cấp một mã số sinh viên duy nhất
(MASV) để phân biệt với mọi sinh viên khác của trường, mỗi sinh viên chỉ thuộc về một lớp nào đó.
Mỗi lớp học có một mã số lớp (MALOP)duy nhất để phân biệt với tất cả
các lớp học khác trong trường: có một tên gọi (TENLOP) của lớp, mỗi lớp chỉ
thuộc về một khoa.
Mỗi khoa có một tên gọi (TENKHOA) và một mã số duy nhất (MAKHOA)
để phân biệt với các khoa khác.
Mỗi môn học có một tên gọi (TENMH) cụ thể, được học trong một số
đơn vị học trình (DONVIHT) )và ứng với môn học là một mã số duy nhất
(MAMH) để phân biệt với các môn học khác.
Mỗi giảng viên cần quản lý các thông tin: họ và tên(HOTENGV), cấp học vị (HOCVI), thuộc một chuyên ngành (CHUYENNGANH) và được gán cho một mã số duy nhất gọi là mã giảng viên(MAGV) để phân biệt với các giảng viên khác. Mỗi giảng viên có thể dạy nhiều môn ở nhiều khoa, nhưng chỉ thuộc về sự quản lý hành chính của một khoa.
Mỗi sinh viên với một môn học được phép thi tối đa 3 lần, mỗi lần thi
(LANTHI), điểm thi (DIEMTHI).
Mỗi môn học ở mỗi lớp học chỉ phân công cho một giảng viên dạy (tất
nhiên là một giảng viên thì có thể dạy nhiều môn ở một lớp).
Với bài toán trên thì các loại thực thể cần quản lý như: Sinhviên,
Mônhọc, Khoa, Lớp, Giảngviên.
Mô hình thực thể cho bài toán quản lý sinh viên
a. Khái niệm:
Mô hình dữ liệu quan hệ (Ralational Data Model)- gọi tắt là mô hình quan hệ, do EF.Codd đề xuất năm 1970. Nền tảng lý thuyết của nó là khái niệm lý thuyết tập hợp trên các quan hệ tức là tập của các bộ giá trị.
II.2. MÔ HÌNH QUAN HỆ
a. Thuộc tính:
Thuộc tính là các đặc điểm riêng của một đối tượng (đối tượng được hiểu như là một loại thực thể ở mô hình thực thể kết hợp), mỗi thuộc tính có một tên gọi và phải thuộc về một kiểu dữ liệu nhất định.

II.3. Các khái niệm cơ bản của mô hình quan hệ
b. Kiểu dữ liệu (data type)
Các thuộc tính được phân biệt qua tên gọi và phải thuộc một kiểu dữ liệu nhất định
Ví dụ: Họ tên sinh viên : TEXT, điểm thi: Interger, ngày sinh: Date…..
c. Miền giá trị (domain of values)
Mỗi thuộc tính chỉ chọn lấy giá trị trong một tập con của kiểu dữ liệu và tập hợp con đó gọi là miền giá trị của thuộc tính đó.
Ví dụ: Điểm thi: [1….10]
Định nghĩa: Lược Đồ Quan Hệ (relation schema)
Tập tất cả các thuộc tính cần quản lý của một đối tượng cùng với các mối liên hệ giữa chúng được gọi là lược đồ quan hệ. Lược đồ quan hệ Q với tập thuộc tính {A1,A2,...,An} được viết là Q(A1,A2,...,An), ký hiệu Q = {A1,A2,...,An}.
II.4. Lược đồ quan hệ
b. Quan Hệ (relation)
Sự thể hiện của lược đồ quan hệ ở một thời điểm nào đó được gọi là quan hệ.
c. Bộ ( Tuple)
Mỗi bộ là những thông tin về một đối tượng thuộc một quan hệ, bộ cũng còn được gọi là mẫu tin.Thường người ta dùng các chữ cái thường (như t,,…)

d. Siêu Khoá – Khoá (super key- key)
S là siêu khoá (super key) của Q nếu với r là quan hệ bất kỳ trên Q, t1,t2 là hai bộ bất kỳ thuộc r thì t1.S  t2.S. Một lược đồ quan hệ có thể có một hoặc nhiều siêu khoá.
{MASV,HOTENSV},{MASV,HOTENSV,NU}, MASV,HOTENSV,NU,TINH },…
Khóa là một thuộc tính dùng để phân biệt với bất kỳ thuộc tính khác
Ví dụ: Trong lược đồ Sinhvien(MASV, HOTENSV, NU, NGAYSINH, NOISINH,TINH, MALOP) thì khoá ở đây là MASV
Quy tắc 1:
Chuyển đổi mỗi loại thực thể thành một lược đồ quan hệ, các thuộc tính của loại thực thể thành các thuộc tính của lược đồ quan hệ, thuộc tính khoá của loại thực thể là thuộc tính khoá của lược đồ quan hệ.
Loại thực thể Sinhvien ở ví dụ trên khi áp dụng quy tắc 1 thì sẽ được chuyển thành lược đồ quan hệ Sinhvien như sau: Sinhvien(MASV, HOTENSV, NU, NGAYSINH, TINH,….)
III. Chuyển mô hình thực thể sang mô hình quan hệ
Quy tắc 2:
Nếu mối kết hợp mà cả hai nhánh của nó đều có bản số max là n thì mối kết hợp này sẽ được chuyển thành một lược đồ quan hệ K’ gồm các thuộc tính của mối kết hợp K, cộng thêm các thuộc tính khoá của hai lược đồ quan hệ A, B tương ứng với hai thực thể tham gia vào mối kết hợp. Khoá của lược đồ quan hệ K’ gồm cả hai khoá của hai lược đồ quan hệ A và B.

Mối kết hợp Phancong giữa ba loại thực thể Giangvien, Monhoc và Lop được chuyển thành lược đồ quan hệ Phancong và có tập khoá là {MAGV,MAMH,MALOP}
như sau: Phancong(MAGV,MAMH,MALOP)
Quy tắc 3:
Mối kết hợp thuộc giữa hai loại thực thể Sinhvien và Lop nên lược đồ quan hệ Sinhvien được sửa thành như sau:
Sinhvien(MASV,HOTENSV,NU,NGAYSINH,TINH,MALOP)
Quy tắc 4:
Nếu mối kết hợp mà cả hai nhánh đều có bản số max là 1 thì áp dụng quy tắc 3 cho một trong hai nhánh tuỳ chọn.
Mô hình quan hệ cho bài toán quản lý sinh viên như sau
Sinhvien(MASV, HOTENSV, NU, NGAYSINH, NOISINH,TINH, MALOP)
Lop(MALOP,TENLOP,MAKHOA)
Khoa(MAKHOA,TENKHOA)
Monhoc(MAMH,TENMH,DONVIHT)
Giangvien(MAGV,HOTENGV,HOCVI,CHUYENNGANH,MAKHOA)
Ketqua(MASV, MAMH, LANTHI,DIEMTHI)
Phancong(MALOP,MAMH,MAGV)
a. Phép Hợp 2 quan hệ (Union)
Cho hai quan hệ r1, r2 phép hợp của r1 và r2 là một quan hệ r3=r1 r2
r3={t,t  r1 hoặc t  r2}
IV. Các phép toán trong đại số quan hệ
Ví dụ: Cho hai quan hệ r1 và r2 như sau
R1
R2
Kết quả của phép hợp r1 và r2 là: R1 R2
r1, r2 là hai quan hệ trên Q giao của hai quan hệ r1 và r2 là một quan hệ
Ký hiệu: r3= r1  r2 = { t / t  r1 và t  r2}
Vi dụ trên ta có: r3= r1  r2
b. Phép giao hai quan hệ:(Intersection)
Vi dụ trên ta có: r3= r1  r2
Cho hai quan hệ tương thích r1 và r2 có tập thuộc tính Q(A1,A2,..,An ). Ký hiệu là r1 – r2 là một quan hệ trên Q
nghĩa là r1 - r2 = {t  r1 và t  r2}
c. Phép trừ hai quan hệ
r3=r1-r2