Nội dung

Chương 2 MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU Nội dung 1. 2. 3. 4. 5. 6. 1. Khái niệm mô hình dữ liệu Khái niệm mô hình dữ liệu Quá trình thiết kế và cài đặt cơ sở dữ liệu Mô hình thực thể kết hợp Mô hình dữ liệu quan hệ Các khái niệm về khóa Chuyển đổi mô hình thực thể kết hợp sang mô hình quan hệ Mô hình dữ liệu là tập các khái niệm để mô tả cấu trúc của CSDL và các ràng buộc, các quan hệ trên CSDL đó. Là tập hợp kí hiệu, quy tắc cho phép mô tả dữ liệu, mối liên hệ trên dữ liệu, ngữ nghĩa và các ràng buộc Có nhiều loại mô hình dữ liệu khác nhau: đặc trưng cho từng phương pháp tiếp cận dữ liệu Khoa CNTT – Đại học Sài Gòn 3 Khoa CNTT – Đại học Sài Gòn 4 1 1.1. Các mức của mô hình dữ liệu 1.2. Các loại mô hình dữ liệu  Mô hình ở mức quan niệm (mức cao, ngữ nghĩa): cung cấp khái niệm gần gũi với người dùng. VD mô hình thực thể kết hợp, mô hình đối tượng,…  Mô hình ở mức cài đặt (logic): cung cấp các khái niệm người dùng có thể hiểu nhưng không quá khác với dữ liệu được lưu trên máy tính. Mô hình này không đề cập đến một HQT CSDL cụ thể. Ví dụ: Mô hình dữ liệu quan hệ.  Mô hình vật lý (mức thấp): đưa ra khái niệm, mô tả chi tiết về cách thức dữ liệu được lưu trên máy tính với một HQT CSDL cụ Mô hình mức cao (Mức khái niệm)  Mô hình thực thể kết hợp (Entity Relationship Model)  Mô hình hướng đối tượng (Object Oriented Model) Mô hình cài đặt  Mô hình quan hệ (Relational Data Model)  Mô hình mạng (Network Data Model)  Mô hình phân cấp (Hierachical Data Model) Mô hình mức thấp (mô hình vật lý) thể. Khoa CNTT – Đại học Sài Gòn Khoa CNTT – Đại học Sài Gòn 5 1.3. Một vài mô hình dữ liệu Mô hình phân cấp (Hierarchical data model)  Mô hình phân cấp Biểu diễn: bằng cây 6  Quan hệ cha/con  Mô hình mạng  Mỗi nút có một cha duy nhất  Mô hình quan hệ  1 CSDL = tập các cây  Mô hình thực thể - liên kết Các phép toán: GET, GET UNIQUE, GET NEXT, GET NEXT WITHIN PARENT, ...  … Khoa CNTT – Đại học Sài Gòn 7 Khoa CNTT – Đại học Sài Gòn 8 2 Mô hình phân cấp (Hierarchical data model) Mô hình phân cấp (Hierarchical data model) Ưu điểm LOPHOC MỨC 1  Dễ xây dựng và thao tác GIAOVIEN  Tương thích với các lĩnh vực tổ chức phân cấp (vd: tổ chức nhân SINHVIEN MONHOC MỨC 2 sự trong các đơn vị, ...) MONHOC  Ngôn ngữ thao tác đơn giản (duyệt cây) Nhược điểm KETQUA MỨC 3  Sự lặp lại của các kiểu bản ghi → dư thừa dữ liệu và dữ liệu không nhất quán  Hạn chế trong biểu diễn ngữ nghĩa của các móc nối giữa các bản ghi (chỉ cho phép quan hệ 1-n) Khoa CNTT – Đại học Sài Gòn Khoa CNTT – Đại học Sài Gòn 9 Mô hình dữ liệu mạng (Network data model) 10 Mô hình dữ liệu mạng (Network data model) Biểu diễn: bằng đồ thị có hướng Các khái niệm cơ bản  Tập bản ghi (record) MONHOC SINHVIEN Kiểu bản ghi (record type) MONHOC_SAU Các trường (field)  Móc nối (link) SINHVIEN_DIEM Tên của móc nối LOPHOC chủ (owner) – thành viên (member): theo hướng của móc nối MONHOC_TRUOC DIEUKIEN LOPHOC_DIEM Kiểu móc nối: 1-1, 1-n, đệ quy KETQUA  Các phép toán Duyệt: FIND, FIND member, FIND owner, FIND NEXT Thủ tục: GET Khoa CNTT – Đại học Sài Gòn 11 Khoa CNTT – Đại học Sài Gòn 12 3 Mô hình dữ liệu mạng (Network data model) 1.4. Lược đồ CSDL  Lược đồ CSDL (Database Schema): Là các mô tả về cấu trúc và ràng buộc trên CSDL Ưu điểm  Đơn giản  Có thể biểu diễn các ngữ nghĩa đa dạng với kiểu bản ghi và kiểu móc nối  Truy vấn thông qua phép duyệt đồ thị (navigation) Nhược điểm  Số lượng các con trỏ lớn  Hạn chế trong biểu diễn ngữ nghĩa của các móc nối giữa các bản ghi Khoa CNTT – Đại học Sài Gòn Khoa CNTT – Đại học Sài Gòn 13 1.4. Lược đồ CSDL 14 2. Quá trình thiết kế và cài đặt CSDL  Thể hiện CSDL (Database Instance)  Là dữ liệu được lưu trong CSDL tại một thời điểm xác định  Đây là trạng thái của CSDL Ý tưởng E/R thiết kế Lược đồ quan hệ HQT CSDL quan hệ  Lược đồ CSDL rất ít thay đổi, còn thể hiện CSDL thay đổi khi CSDL được cập nhật Khoa CNTT – Đại học Sài Gòn 15 Khoa CNTT – Đại học Sài Gòn 16 4 2. Quá trình thiết kế và cài đặt CSDL 2: THIẾT KẾ Mức quan niêm 1: PHÂN TÍCH Khảo sát yêu cầu Mô tả ứng dụng Mô hình DFD Phân tích yêu cầu Các yêu cầu về chức năng Các yêu cầu về dữ liệu Mô hình mức quan niệm MaHP Diem hoc (0,n) HPhan Hocky (0,n) Nam Lop (1,n) Svien Nganh MaMH TenMH Khoa Tinchi Phân tích chức năng Phân tích quan niệm Gvien Các đặc tả chức năng mo mhoctruoc MaSV Ten Lược đồ quan niệm (1,n) MHoc (0,n) dieukien (0,n) mhocsau 4: CÀI ĐẶT Thế giới thực Thiết kế mức logic Thiết kế chương trình ứng dụng Lược đồ logic 3: THIẾT KẾ Mức logic Thiết kế mức vật lý Mô hình dữ liệu vật lý Tin học hoá quản lý Độc lập HQT Phụ thuộc HQT cụ thể Chương trình ứng dụng Lược đồ trong 17 Khoa CNTT – Đại học Sài Gòn 18 3.1. Thực thể 3. Mô hình thực thể kết hợp  Đặc điểm:  Diễn tả các đối tượng trong thực tế  Mô hình thực thể kết hợp (Entity Relationship Diagram)  Có tên gọi riêng  Có danh sách thuộc tính mô tả đặc trưng của thực thể  Dùng để thiết kế CSDL ở mức quan niệm  Có khóa thực thể  Ví dụ: Ứng dụng quản lý sinh viên  Biểu diễn trừu tượng cấu trúc của CSDL (mô hình hóa thế giới thực)  1 SV  1 thực thể  ERD bao gồm:  1 lớp  1 thực thể • Tập thực thể (Entity sets) / Thực thể (Entity) Tập thực thể Entity set là tập hợp các thực thể có tính chất giống • Thuộc tính (Attributes) nhau.  Kí hiệu: • Mối quan hệ (Relationship) Khoa CNTT – Đại học Sài Gòn 19 E , tên: danh từ hoặc cụm danh từ Khoa CNTT – Đại học Sài Gòn 20 5 3.1. Thực thể 3.2. Thuộc tính  Ví dụ “Quản lý đề án công ty”  Kí hiệu:  Đặc điểm:  Một nhân viên là một thực thể A1  Diễn tả các thuộc tính thành phần của thực thể hay mối kết  Tập hợp các nhân viên là tập thực thể hợp  Các thông tin mở rộng  thuộc tính  Một đề án là một thực thể  Thuộc tính là những giá trị nguyên số: Kiểu chuỗi, kiểu số  Tập hợp các đề án là tập thực thể nguyên, kiểu số thực  Tên thuộc tính: Danh từ hoặc cụm danh từ  Một phòng ban là một thực thể  Tập hợp các phòng ban là tập thực thể Khoa CNTT – Đại học Sài Gòn Khoa CNTT – Đại học Sài Gòn 21 3.2. Thuộc tính 22 3.2. Thuộc tính Các loại thuộc tính:  Thuộc tính đơn trị: Vd: Họ tên, ngày sinh…  Thuộc tính đơn trị: chỉ nhận 1 giá trị đơn đối với 1 thực thể cụ thể.  Thuộc tính đa trị. VD: số điện thoại, địa chỉ…  Thuộc tính đa trị: nhận nhiều giá trị đơn đối với 1 thực thể cụ thể.  Thuộc tính kết hợp: là thuộc tính gồm nhiều thành phần nhỏ hơn. Điện thoại  Thuộc tính suy diễn: là thuộc tính mà giá trị của nó được tính toán từ Địa chỉ  Thuộc tính suy diễn: giá trị được tính toán từ thuộc tính khác. giá trị của các thuộc tính khác. Vd: tuổi Họ Tuổi SINH VIÊN Họ tên Chữ lót Tên Khoa CNTT – Đại học Sài Gòn 23 Khoa CNTT – Đại học Sài Gòn 24 6 3.3. Thuộc tính khóa 3.3. Thuộc tính khóa Ví dụ:  Khóa chính Các thực thể trong tập thực thể cần phân biệt Khóa K của tập thực thể E là 1 hay nhiều thuộc tính: • Lấy ra 2 thực thể e1, e2 bất kì trong E • e1, e2 không thể có các giá trị giống nhau tại các thuộc tính trong K Chú ý: • Mỗi tập thực thể phải có 1 khóa • 1 khóa có thể có 1 hay nhiều thuộc tính Khoa CNTT – Đại học Sài Gòn 26 3.4. Mối kết hợp 3.4. Mối kết hợp  Kí hiệu:  Đặc điểm: Khoa CNTT – Đại học Sài Gòn 25 Ví dụ: R  1 NV (làm việc) ở 1 phòng ban nào đó  Diễn tả mối liên kết giữa ít nhất 2 thực thể khác nhau  1 phòng ban có 1 NV (là trưởng phòng) • Quan hệ giữa 2 thực thể  kết hợp nhị phân • Quan hệ nhiều thực thể  kết hợp đa phân  Có tên gọi riêng  Số ngôi thuộc mối kết hợp: 2 ngôi / n ngôi  Có thuộc tính riêng của mối kết hợp Khoa CNTT – Đại học Sài Gòn 27 Khoa CNTT – Đại học Sài Gòn 28 7 3.5. Bản số các mối kết hợp 3.5. Bản số các mối kết hợp Phân loại:  Một – một (1 – 1)  Một – nhiều (1 – n) hay Nhiều – một (n – 1)  Nhiều – nhiều (n – n)  (min, max) chỉ định mỗi thực thể e thuộc tập các thực thể E tham gia ít nhất và nhiều nhất vào thể hiện của R  Giải thích – – – – (0,1): (1,1): (0,n): (1,n): không hoặc một duy nhất một không hoặc nhiều một hoặc nhiều Khoa CNTT – Đại học Sài Gòn Khoa CNTT – Đại học Sài Gòn 29 30 Mối kết hợp 1 – 1 Mỗi cá thể của thực thể A có liên kết với 0 hay 1 cá thể trong thực thể B và ngược lại. R: tên của quan hệ giữa hai cá thể trong 2 thực thể A và B. Độc giả 1 1 Độc giả A 1 1 B A Y,1 VD: Sinh viên có thể có (0,1) tài khoản. Tài khoản thuộc về (1,1) sinh viên. Sinh viên (0,1) Có (1,1) 0,1 B R X,1 Sách Đọc 1,1 Sách Trưởng phòng Trưởng phòng Tài khoản 1 1 0,1 Lãnh đạo Phòng Phòng 0,1 32 Khoa CNTT – Đại học Sài Gòn 31 8 Mối kết hợp 1 – n Mỗi cá thể của thực thể A có liên kết với 0 hay n cá thể trong thực thể B. Tuy nhiên, 1 thực thể trong B chỉ kết hợp được với 1 thực thể trong A 1 A n A n Khách hàng B Hoá đơn Hoá đơn Có 0,n 1,1 B R 1,1 1 Khách hàng 1,n 1 Phòng n Nhân viên Ví dụ: Một sinh viên có thể thuộc về (1,1) khoa. Một khoa có thể có (0,n) sinh viên. Sinh viên (1,1) (0,n) Thuộc về Phòng Nhân viên Có 1,n Khoa 0,1 34 Khoa CNTT – Đại học Sài Gòn 33 Mối kết hợp n – n Mối kết hợp vòng Mỗi cá thể của thực thể A có liên kết với 0 hay n cá thể trong thực thể B và ngược lại. Một loại thực thể có thể tham gia nhiều lần vào một quan hệ với nhiều vai trò khác nhau A n n A B A VD: B R X,n Y,n VD: Một sinh viên có thể học (0,n) môn học. Một môn học có thể được học bởi (0,n) sinh viên. Sinh viên (0,n) R Học (0,n) 0,1 Môn học Khoa CNTT – Đại học Sài Gòn La nguoi quan ly NhanVien 35 0,n QuanLy Duoc quan ly bởi Khoa CNTT – Đại học Sài Gòn 36 9 3.6. Thực Thể Yếu MAHD NGAYHD Là thực thể mà khóa có được từ những thuộc tính của tập thực thể khác TONGTIEN HOA_DON (1,n) Thực thể yếu (weak entity set) phải tham gia vào mối quan hệ mà trong đó có một tập thực thể chính HD_CT (1,1) Tên thực thể SL_HH CHI_TIET SOTIEN MANV (1,1) NGSINH LUONG DCHI HH_CT HONV TENNV NHAN_VIEN PHAI (1,n) (1,n) Co_than_nhan HANG_HOA NGSINH (1,1) TENHH QUANHE PHAI DGIA MAHH THAN_NHAN TENTN 38 Khoa CNTT – Đại học Sài Gòn 37 3.7. Lược đồ ER 3.7. Lược đồ ER Là đồ thị biểu diễn các tập thực thể, thuộc tính và mối quan hệ  Đỉnh Entity Relation Diagram  Cạnh là đường nối giữa:  Thực thể - thuộc tính Thực thể (Entity) Attribute (Thuộc tính)  Mối quan hệ - thuộc tính Relationship (mối quan hệ)  Thực thể - mối quan hệ Attribute (Thuộc tính) Primary Key (Thuộc tính khoá) Khoa CNTT – Đại học Sài Gòn 39 Khoa CNTT – Đại học Sài Gòn 40 10