Bài giảng Kỹ thuật phần mềm ứng dụng - Chương 3: Mô hình dữ liệu quan hệ (Phần 3)

Kꢀ thuꢁt phꢂn mꢃm

ꢄng dꢅng

Chương 3

Mô hꢀnh dữ liꢁu quan hệ

(Phꢀn 3)

9/6/2017

Mꢅc đích

Nắm được các vấn đề và khái niệm

. Các bất thường trong một quan hệ (Anomalies)

. Phụ thuộc hàm (Functional Dependencies)

. Khóa

. Sự tách lược đồ quan hệ (Decomposition)

2/26

Các nội dung chính

1. Giới thiệu về các bất thường trong một quan hệ

2. Các phụ thuộc hàm

3. Khái niệm các khóa

4. Các nguyên nhân gây ra các bất thường

5. Phép tách lược đồ QH

3/26

1. Các bất thường trong quan hệ

. Hãy quan sát bảng Student

ID

Name

Class Department

Subject

Mark

1

2

3

4

5

6

7

E1-001 Nguyen Van A E1

Electronics Electronic Circuit

Electronics Digital Technique

Electronics Electronic Circuit

Electronics Digital Technique

8

7

E1-002 Tran Thi B

E2-001 Nguyen Ho C

IT1-001 Tran Thi B

IT1-002 Le Van D

E1

9

E1

8

E2

6

IT1

IT

Electronic Circuit

Digital Technique

10

8

4/26

1. Các bất thường trong quan hệ

Từ bảng trên có thể nhận thấy một số bất thường:

. Dư thừa (Redundancy): giá trị của một số thành phꢀn

trong các bộ bị lặp lại không cꢀn thiết như : Name, Class,

Department

. Bất thường khi cập nhật (Update Anomalie): xuất

hiện khi cập nhật giá trị cho một bộ hiện có, vì thực tế

thực hiện của thao tác có vẻ phức tạp hơn rất nhiều so với

logic của thao tác đó.

. Bất thường khi bổ sung (Insertion Anomalie): xuất

hiện khi bổ sung thêm một bộ mới.

. Bất thường khi xóa (Deletion Anomalie): xuất hiện

khi xóa một bộ hiện có trong quan hệ.

5/26

1. Các bất thường trong quan hệ

Hậu quả của các bất thường trên

. Sự không nhất quán dữ liệu có nguy cơ rất cao

. Tốn chỗ lưu trữ do dư thừa

. Các thao tác cơ bản trên CSDL không hiệu quả

6/26

1. Các bất thường trong quan hệ

. Vậy nguyên nhân của các bất thường này là gì?

 Khái niệm Phụ thuộc hàm có thể giúp chúng ta

hiểu nguyên nhân, cũng như giúp tìm ra giải pháp

cho vấn đề trên.

7/26

2. Phꢅ thuộc hàm

. Định nghĩa

. Ý nghĩa của PTH

. Hệ tiên đề Amstrong

. Một số loại PTH đặc biệt

. Khóa và thuộc tính khóa

8/26

2. Phꢅ thuộc hàm

. Định nghĩa về PTH (Functional Dependency)

– Cho lược đồ quan hệ R(A₁,A₂,…A_n), và A = A₁A₂ …

A_n, và 2 tập các thuộc tính X và Y  A. Chúng ta nói

rằng:

 X  Y (X xác định hàm Y, hay Y phụ thuộc hàm

vào X), nếu  thể hiện r của R, thì không tồn tại 2

bộ t₁, t₂, sao cho t₁[X]=t₂[X] và t₁[Y]  t₂[Y]

 Nói cách khác: tập các thuộc tính Y phụ thuộc

hàm vào tập các thuộc tính X khi và chỉ khi ứng

với mỗi bộ giá trị của X trong R chỉ xác định đúng

một giá trị của Y tại mọi thời điểm

– X được gọi là Quyết định (determinant)

của PTH.

9/26

2. Phꢅ thuộc hàm – ví dꢅ

– Một số PTH từ bảng Student:

 ID  Name;

 ID  Class;

 Class  Department;

 ID,Subject  Mark

10/26

2. Phꢅ thuộc hàm – Ý nghĩa

. Ý nghĩa của một PTH X  Y trong lược đồ R:  thể

hiện r của R thì:

– Hoặc không có bất kỳ 2 bộ t₁, t₂nào, sao cho t₁[X]=t₂[X]

– Hoặc nếu tồn tại 2 bộ t₁, t₂mà t₁[X]=t₂[X], thì t₁[Y]=t₂[Y]

Trong cả hai trường hợp,  bộ t, với mỗi giá trị của t[X] thì chỉ

có một giá trị của t[Y], do đó nếu biết trước giá trị t[X], thì có

thể xác định giá trị t[Y].

11/26

2. Phꢅ thuộc hàm – Ý nghĩa

. Ý nghĩa của PTH X  Y:

– Thế thì PTH đến từ đâu?

 Nó xuất phát các quy tắc nghiꢁp vụ (hay

logic nghiꢁp vụ) của cơ sở dữ liệu. Các quy tắc

nghiệp vụ này sẽ quy định các phụ thuộc giữa

các thuộc tính, và từ đó sẽ tạo ra các phụ thuộc

hàm.

12/26

2. Phꢅ thuộc hàm – Ý nghĩa

. Ví dụ: một số quy tắc nghiệp vụ trong lược đồ

Student:

– r1: Mỗi sinh viên có một ID duy nhất.

– r2: Mỗi sinh viên chỉ có duy nhất 1 tên và chỉ thuộc về một

lớp.

 Từ r1 và r2, ta có các PTH sau:

ID  Name; ID  Class

– r3: Với mỗi môn học, mỗi sinh viên chỉ thi một lꢀn

 Từ r3, ta có PTH: (ID, Subject)  Mark;

13/26

2. Phꢅ thuộc hàm

. Hệ tiên đề Amstrong

– Tính phản xạ:  Y  X thì X  Y (PTH tꢀm

thường)

– Tính tăng trưởng:  X, Y, Z, nếu X  Y thì XZ 

YZ (XZ = X  Z)

– Tính bắc cꢀu:  X, Y, Z, nếu X  Y và Y  Z thì X

 Z

. Các hệ quả:

– Tính hợp : nếu X  Y và X  Z thì X  YZ

– Tính tách: nếu X  Y và Z  Y thì X  Z

– Tính tựa bắc cꢀu: nếu X  Y và YW  Z thì XW

 Z

14/26

2. Phꢅ thuộc hàm

. Một số loại PTH đặc biệt

– PTH bộ phận và PTH đầy đủ: X  Y được gọi là PTH bộ

phận nếu X’  X sao cho X’  Y. Trái lại, nếu không tồn tại

X’ như trên thì PTH này là đầy đủ.

– PTH bắc cầu và PTH trực tiếp: X  Y được gọi là PTH

bắc cầu (hay gián tiếp) nếu  Z  XY sao cho X Z và Z 

Y. Trái lại, nếu không tồn tại Z như trên thì PTH này là

trực tiếp.

15/26

3. Khꢀa

Có một số loại khóa như sau:

– Siêu khóa (Super Keys).

– Khóa ứng viên (Candidate Kyes).

– Khóa chính (Primary Kyes).

– Khóa nói chung (Keys).

– Khóa ngoại.

1

6

3. Khꢀa

Siêu khꢀa

. Là một hay một tập các cột xác định duy nhất một hàng trong

bảng

. SK là siêu khóa của R khi với mọi t1, t2 thuộc bất kỳ thể hiện r

của R ta luôn có t1[SK] ≠ t2[SK]

. SK là siêu khóa củaR <=> SK xác định hàm mọi thuộc tính của

R (SK -> R).

Ví dụ: Ta có lược đồ DMSV(MaSV, SoCMTND, Ho_ten_sv,

Ngay_Sinh, Dia_chi, Que_quan). Ta có thể có siêu khóa sau

(DMDV(MaSV, SoCMTND, Ho_ten_sv), khi đó một khóa

nói chung là thành phꢀn tối thiểu của siêu khóa.

1

7

3 Khóa (tiếp)

.

Khóa ứng viên (khóa ứng cử): Là một tập con của siêu khóa (cũng là một siêu

khóa), nhưng không thể thu lại thành một siêu khóa khác được gọi là khóa

ứng viên hay khóa dự tuyển, Ví dụ ta có tập các khóa ứng viên{

(MaSV),(SoCMTND)}.

.

Khóa chính:Là một khóa được lựa chọn một cách tùy ý từ tập các khóa ứng

viên, và được sử dụng trong các chỉ mục của bảng đó.



Khóa ngoại: Một thuộc tính của quan hꢁ R1 được gọi là một

khoá ngoại lai nếu nó không phải là khoá chính của quan hꢁ

R1 nhưng các giá trị của nó là các giá trị của khoá chính

trong một quan hꢁ R2 nào đó (quan hệ R1 và R2 không nhất thiết

phải khác nhau).

Khóa ngoại lai dùng để chứa dữ liệu dùng cho việc liên kết với các bảng khác

trong CSDL.

1

8

Ví dꢅ

1

9

3. Khóa (tiếp)

–

Thuộc tính khóa (Prime attribute): 1 thuộc tính A là

thuộc tính khóa nếu nó tham gia vào thành phꢀn của

khóa chính hoặc khóa ứng cử. Trái lại, thì nó là thuộc

tính không khóa (hay thuộc tính mô tả)

20/26