CSDL3

Chương 3
Mô hình dữ liệu quan hệ
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
2
Nội dung chi tiết
Giới thiệu
Các khái niệm của mô hình quan hệ
Ràng buộc toàn vẹn
Các đặc trưng của quan hệ
Chuyển lược đồ E/R sang thiết kế quan hệ

Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
3
Giới thiệu
Do tiến sĩ E. F. Codd đưa ra
“A Relation Model for Large Shared Data Banks”, Communications of ACM, 6/1970
Cung cấp một cấu trúc dữ liệu đơn giản và đồng bộ
Khái niệm quan hệ
Có nền tảng lý thuyết vững chắc
Lý thuyết tập hợp
Là cơ sở của các HQT CSDL thương mại
Oracle, DB2, SQL Server…
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
4
Nội dung chi tiết
Giới thiệu
Các khái niệm của mô hình quan hệ
Quan hệ (Relation)
Thuộc tính (Attribute)
Lược đồ (Schema)
Bộ (Tuple)
Miền giá trị (Domain)
Ràng buộc toàn vẹn
Các đặc trưng của quan hệ
Chuyển lược đồ E/R sang thiết kế quan hệ
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
5
Quan hệ
Các thông tin lưu trữ trong CSDL được tổ chức thành bảng (table) 2 chiều gọi là quan hệ
Tên quan hệ là NHANVIEN
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
6
Quan hệ (tt)
Quan hệ gồm
Tên
Tập hợp các cột
Cố định
Được đặt tên
Có kiểu dữ liệu
Tập hợp các dòng
Thay đổi theo thời gian

Một dòng ~ Một thực thể
Quan hệ ~ Tập thưc thể
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
7
Thuộc tính
Tên các cột của quan hệ
Mô tả ý nghĩa cho các giá trị tại cột đó






Tất cả các dữ liệu trong cùng 1 một cột đều có dùng kiểu dữ liệu
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
8
Lược đồ
Lược đồ quan hệ
Tên của quan hệ
Tên của tập thuộc tính
NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG, PHG)
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
9
Lược đồ (tt)
Lược đồ CSDL
Gồm nhiều lược đồ quan hệ
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
10
Bộ
Là các dòng của quan hệ (trừ dòng tiêu đề - tên của các thuộc tính)
Thể hiện dữ liệu cụ thể của các thuộc tính trong quan hệ

Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
11
Miền giá trị
Là tập các giá trị nguyên tố gắn liền với một thuộc tính
Kiểu dữ liệu cơ sở
Chuỗi ký tự (string)
Số (integer)
Các kiểu dữ liệu phức tạp
Tập hợp (set)
Danh sách (list)
Mảng (array)
Bản ghi (record)
Ví dụ
TENNV: string
LUONG: integer
Không được chấp nhận
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
12
Định nghĩa hình thức
Lược đồ quan hệ
Cho A1, A2, …, An là các thuộc tính
Có các miền giá trị D1, D2, …, Dn tương ứng
Ký hiệu R(A1:D1, A2:D2, …, An:Dn) là một lược đồ quan hệ

Bậc của lược đồ quan hệ là số lượng thuộc tính trong lược đồ

NHANVIEN(MANV:integer, TENNV:string, HONV:string, NGSINH:date, DCHI:string, PHAI:string, LUONG:integer, PHONG:integer)
NHANVIEN là một lược đồ bậc 8 mô tả đối tượng nhân viên
MANV là một thuộc tính có miền giá trị là số nguyên
TENNV là một thuộc tính có miền giá trị là chuỗi ký tự
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
13
Định nghĩa hình thức (tt)
Quan hệ (hay thể hiện quan hệ)
Một quan hệ r của lược đồ quan hệ R(A1, A2, …, An), ký hiệu r(R), là một tập các bộ r = {t1, t2, …, tk}
Trong đó mỗi ti là 1 danh sách có thứ tự của n giá trị ti=
Mỗi vj là một phần tử của miền giá trị DOM(Aj) hoặc giá trị rỗng
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
14
Tóm tắt các ký hiệu
Lược đồ quan hệ R bậc n
R(A1, A2, …, An)
Tập thuộc tính của R
R+
Quan hệ (thể hiện quan hệ)
R, S, P, Q
Bộ
t, u, v
Miền giá trị của thuộc tính A
DOM(A) hay MGT(A)
Giá trị tại thuộc tính A của bộ thứ t
t.A hay t[A]
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
15
Nội dung chi tiết
Giới thiệu
Các khái niệm của mô hình quan hệ
Ràng buộc toàn vẹn
Siêu khóa (Super key)
Khóa
Khóa chính (Primary key)
Tham chiếu
Khóa ngoại (Foreign key)
Các đặc trưng của quan hệ
Chuyển lược đồ E/R sang thiết kế quan hệ
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
16
Ràng buộc toàn vẹn
RBTV (Integrity Constraint)
Là những qui tắc, điều kiện, ràng buộc cần được thỏa mãn cho mọi thể thiện của CSDL quan hệ

RBTV được mô tả khi định nghĩa lược đồ quan hệ

RBTV được kiểm tra khi các quan hệ có thay đổi
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
17
Siêu khóa
Các bộ trong quan hệ phải khác nhau từng đôi một
Siêu khóa (Super Key)
Gọi SK là một tập con khác rỗng các thuộc tính của R
SK là siêu khóa khi


Siêu khóa là tập các thuộc tính dùng để xác định tính duy nhất của mỗi bộ trong quan hệ
Mọi lược đồ quan hệ có tối thiểu một siêu khóa
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
18
Khóa
Định nghĩa
Gọi K là một tập con khác rỗng các thuộc tính của R
K là khóa nếu thỏa đồng thời 2 điều kiện
K là một siêu khóa của R

Nhận xét
Giá trị của khóa dùng để nhận biết một bộ trong quan hệ
Khóa là một đặc trưng của lược đồ quan hệ, không phụ thuộc vào thể thiện quan hệ
Khóa được xây dựng dựa vào ý nghĩa của một số thuộc tính trong quan hệ
Lược đồ quan hệ có thể có nhiều khóa
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
19
Khóa chính
Xét quan hệ


Có 2 khóa
MANV
HONV, TENNV, NGSINH
Khi cài đặt quan hệ thành bảng (table)
Chọn 1 khóa làm cơ sở để nhận biết các bộ
Khóa có ít thuộc tính hơn
Khóa được chọn gọi là khóa chính (PK - primary key)
Các thuộc tính khóa chính phải có giá trị khác null
Các thuộc tính khóa chính thường được gạch dưới
NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG, PHONG)
NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG, PHONG)
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
20
Tham chiếu
Một bộ trong quan hệ R, tại thuộc tính A nếu nhận một giá trị từ một thuộc tính B của quan hệ S, ta gọi R tham chiếu S
Bộ được tham chiếu phải tồn tại trước
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
21
Khóa ngoại
Xét 2 lược đồ R và S
Gọi FK là tập thuộc tính khác rỗng của R
FK là khóa ngoại (Foreign Key) của R khi
Các thuộc tính trong FK phải có cùng miền giá trị với các thuộc tính khóa chính của S
Giá trị tại FK của một bộ t1R
Hoặc bằng giá trị tại khóa chính của một bộ t2S
Hoặc bằng giá trị rỗng
Ví dụ
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
22
Khóa ngoại (tt)
Nhận xét
Trong một lược đồ quan hệ, một thuộc tính vừa có thể tham gia vào khóa chính, vừa tham gia vào khóa ngoại
Khóa ngoại có thể tham chiếu đến khóa chính trên cùng 1 lược đồ quan hệ
Có thể có nhiều khóa ngoại tham chiếu đến cùng một khóa chính
Ràng buộc tham chiếu = Ràng buộc khóa ngoại
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
23
Khóa ngoại (tt)
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
24
Nội dung chi tiết
Giới thiệu
Các khái niệm của mô hình quan hệ
Ràng buộc toàn vẹn
Các đặc trưng của quan hệ
Chuyển lược đồ E/R sang thiết kế quan hệ
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
25
Các đặc trưng của quan hệ
Thứ tự các bộ trong quan hệ là không quan trọng





Thứ tự giữa các giá trị trong một bộ là quan trọng
Bộ
khác
Bộ
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
26
Các đặc trưng của quan hệ (tt)
Mỗi giá trị trong một bộ
Hoặc là một giá trị nguyên tố
Hoặc là một giá trị rỗng (null)

Không có bộ nào trùng nhau
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
27
Nội dung chi tiết
Giới thiệu
Các khái niệm của mô hình quan hệ
Ràng buộc toàn vẹn
Các đặc trưng của quan hệ
Chuyển lược đồ E/R sang thiết kế quan hệ
Các qui tắc chuyển đổi
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
28
Các qui tắc chuyển đổi
(1) Tập thực thể
Các tập thực thể (trừ tập thực thể yếu) chuyển thành các quan hệ có cùng tên và tập thuộc tính
NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG)
PHONGBAN(TENPHG, MAPHG)
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
29
Các qui tắc chuyển đổi (tt)
(2) Mối quan hệ
(2a) Nhiều-Nhiều
Tạo một quan hệ mới có
Tên quan hệ là tên của mối quan hệ
Thuộc tính là những thuộc tính khóa của các tập thực thể liên quan
PHANCONG(MANV, MADA, THOIGIAN)
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
30
Các qui tắc chuyển đổi (tt)
(2) Mối quan hệ
(2b) Một-Nhiều
Thêm vào quan-hệ-một thuộc tính khóa của quan-hệ-nhiều
NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG, MAPHG)
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
31
Các qui tắc chuyển đổi (tt)
(2) Mối quan hệ
(2c) Một-Một
Hoặc thêm vào quan hệ này thuộc tính khóa của quan hệ kia
Hoặc thêm thuộc tính khóa vào cả 2 quan hệ
PHONGBAN(MAPHG, TENPHG, MANV, NG_NHANCHUC)
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
32
Các qui tắc chuyển đổi (tt)
(3) Thực thể yếu
Chuyển thành một quan hệ
Có cùng tên với thực thể yếu
Thêm vào thuộc tính khóa của quan hệ liên quan
THANNHAN(MANV, TENTN, PHAI, NGSINH, QUANHE)
THANNHAN
TENTN
PHAI
NGSINH
QUANHE
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
33
Bài tập về nhà
Bài tập
3.1.7 / 64-65
3.3.1 a / 80-81
3.3.2 a / 81-82
Đọc
Codd E. F., “A Relation Model for Large Shared Data Banks”, Communications of ACM, pp377-387, 1970
Qui tắc chuyển mối quan hệ isa sang lược đồ quan hệ
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
34