Upload
others
View
2
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
CHƢƠN V. THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ
Ở MỨC KHÁI NIỆM
TS. Nguyễn Thị Kim Ngân
Nội dung
Dư thừa và dị thường dữ liệu
Phụ thuộc hàm
Hệ tiên đề Armstrong
Bao đóng của tập thuộc tính
Phủ của một tập PTH
Xác định khóa của lược đồ quan hệ
Chuẩn hóa lược đồ quan hệ
Các phép tách lược đồ quan hệ
Chuyển đổi mô hình thực thể liên kết sang mô hình quan hệ
Các phép tách lược đồ quan hệ
Định nghĩa phép tách lược đồ quan hệ
Phép tách kết nối không tổn thất về BCNF
Phép tách bảo toàn phụ thuộc về 3NF
Các phép tách lược đồ quan hệ
Định nghĩa phép tách lược đồ quan hệ
Phép tách kết nối không tổn thất về chuẩn BCNF
Phép tách bảo toàn phụ thuộc về chuẩn 3NF
Định nghĩa phép tách lược đồ quan hệ
Cho lược đồ quan hệ R=<U, F>
U1, U2, …, Uk là các tập con của U sao cho U1 U2 … Uk=U
Fi= Ui(F)={{XY| XY F+, XYUi}, i=1,..,k
Phép tách lược đồ R là việc thay thế R=<U, F> bằng các lược đồ
con R1 =<U1 , F1>, R2 =<U2 , F2>, …, Rk=<Uk, Fk>
Kí hiệu phép tách: =(R1, R2, …, Rk) hoặc =(U1, U2, …, Uk)
Phép tách kết nối không tổn thất
Cho lược đồ quan hệ R=<U, F>
r là một quan hệ bất kỳ trên R thỏa mãn F
U1, U2, …, Uk là các tập con của U sao cho U=U1 U2 … Uk
Fi= Ui(F)={XY| XY F+, XYUi}, i=1,..,k
Ri=<Ui,Fi>, i=1,..,k
ri=Ui(r), i=1,..,k
Phép tách R thành {R1, R2, …, Rk} được gọi là tách kết nối không
tổn thất (Lossless Join Decomposition) đối với tập phụ thuộc hàm
F nếu r=r1 * r2 *…* rk
Phép tách kết nối không tổn thất
Bổ đề
Cho, R=<U,F> là một lược đồ quan hệ,
r là một quan hệ trên R thỏa F
U1, U2, …, Uk là các tập con của U sao cho U=U1 U2 … Uk
Fi= Ui(F)={XY| XY F+, XYUi}, i=1,..,k
Ri=<Ui,Fi>, i=1,..,k
=(R1, R2, …, Rk) là một phép tách của R
ri=Ui(r), i=1,..,k
m(r)=r1 * r2 *…* rk
Khi đó i) r m(r)
ii) Nếu s=m(r) thì Ui(s)=ri, i=1,..,k
iii) m(m(r))=m(r)
Kiểm tra tính kết nối không tổn thất của
một phép tách
Bài toán
Cho lược đồ R <U, F>, trong đó, U={A1, A2, …, An} là tập các thuộc
tính, F là tập các phụ thuộc hàm,
U1, U2, …, Uk là các tập con của U sao cho U1 U2 … Uk=U
Kiểm tra phép tách =(U1, U2, …, Uk) có phải là phép tách kết nối
không tổn thất hay không?
Kiểm tra tính kết nối không tổn thất của
một phép tách Thuật toán
Vào: U={A1, A2, …, An}, F, =(U1, U2, …, Uk)
Ra: Kết luận có phải là phép tách kết nối không tổn thất hay không?
Phƣơng pháp:
Bước 1: Lập bảng kxn,
Tại dòng i, cột j ta kí hiệu là aj nếu AjUi, ngược lại, ta kí hiệu là bij
Bước 2: Với mỗi XY F, xét các dòng có kí hiệu bằng nhau trên tập X. Các dòng này sẽ
được thay đổi kí hiệu để chúng mang giá trị bằng nhau trên tập Y, theo quy tắc:
- Nếu tồn tại một kí hiệu có dạng aj thì các kí hiệu còn lại được đổi thành aj
- Nếu không có giá trị nào có dạng aj thì lấy tùy ý một ký hiệu bij để làm bằng
Bước 2 được lặp lại cho đến khi không có thay đổi nào trên bảng nữa
Nếu tại bước kết thúc, bảng có một dòng gồm toàn ký hiệu dạng aj thì là phép tách kết nối
không tổn thất, ngược lại là phép tách kết nối tổn thất
Kiểm tra tính kết nối không tổn thất của
một phép tách
Ví dụ
Cho R=<U, F>, trong đó U={S, A, I, P} và F={SA, SI P}
Kiểm tra =(SA, SIP) có là phép tách không tổn thất hay không?
Bảng khởi tạo
S A I P
SA a1 a2 b13 b14
SIP a1 b22 a3 a4
Kiểm tra tính kết nối không tổn thất của
một phép tách
Ví dụ 1:
Cho U={S, A, I, P} và F={SA, SI P}
Kiểm tra =(SA, SIP) có là phép tách không tổn thất hay không?
Xét SA
S A I P
SA a1 a2 b13 b14
SIP a1 b22 a3 a4
S A I P
SA a1 a2 b13 b14
SIP a1 a2 a3 a4
Kiểm tra tính kết nối không tổn thất của
một phép tách
Ví dụ 1:
Cho U={S, A, I, P} và F={SA, SI P}
Kiểm tra =(SA, SIP) có là phép tách không tổn thất hay không?
Xét SI P
S A I P
SA a1 a2 b13 b14
SIP a1 b22 a3 a4
S A I P
SA a1 a2 b13 b14
SIP a1 a2 a3 a4
S A I P
SA a1 a2 b13 b14
SIP a1 a2 a3 a4
Kiểm tra tính kết nối không tổn thất của
một phép tách
Ví dụ 1:
Cho U={S, A, I, P} và F={SA, SI P}
Kiểm tra =(SA, SIP) có là phép tách không tổn thất hay không?
Xét SI P
=(SA, SIP) là phép tách kết nối không tổn thất
S A I P
SA a1 a2 b13 b14
SIP a1 b22 a3 a4
S A I P
SA a1 a2 b13 b14
SIP a1 a2 a3 a4
S A I P
SA a1 a2 b13 b14
SIP a1 a2 a3 a4
Kiểm tra tính kết nối không tổn thất của
một phép tách
Định lý
Giả sử =(U1, U2) là một phép tách của lược đồ quan hệ R=<U,F>.
Khi đó, là phép tách kết nối không tổn thất
FUUUU
FUUUU
1221
2121
\
\
Kiểm tra tính kết nối không tổn thất của
một phép tách
Chứng minh định lý
Giả sử U={A1, A2, …, Ai-1, Ai …, Aj, Aj+1…, An}
U1={A1, A2, …, Ai-1, Ai …, Aj}
U2={Ai , …, Aj,Aj+1 …, An}
Bảng khởi tạo
A1 A2 … Ai-1 Ai … Aj Aj+1 … An
U1 a1 a2 … ai-1 ai … aj b1j+1 … b1n
U2 b21 b22 … bi-1 ai … aj aj+1 … an
Kiểm tra tính kết nối không tổn thất của
một phép tách
Chứng minh định lý
Giả sử U={A1, A2, …, Ai-1, Ai …, Aj, Aj+1…, An}
U1={A1, A2, …, Ai-1, Ai …, Aj}
U2={Ai , …, Aj,Aj+1 …, An}
Nếu U1U2 U1\U2 F+ => Ai, Ai+1 …, Aj A1, A2, …, Ai-1 F+
A1 A2 … Ai-1 Ai … Aj Aj+1 … An
U1 a1 a2 … ai-1 ai … aj b1j+1 … b1n
U2 b21 b22 … bi-1 ai … aj aj+1 … an
A1 A2 … Ai-1 Ai … Aj Aj+1 … An
U1 a1 a2 … ai-1 ai … aj b1j+1 … b1n
U2 a1 a2 … ai-1 ai … aj aj+1 … an
Kiểm tra tính kết nối không tổn thất của
một phép tách
Chứng minh định lý
Giả sử U={A1, A2, …, Ai-1, Ai …, Aj, Aj+1…, An}
U1={A1, A2, …, Ai-1, Ai …, Aj}
U2={Ai , …, Aj,Aj+1 …, An}
Nếu U1U2 U1\U2 F+ => Ai, Ai+1 …, Aj A1, A2, …, Ai-1 F+
=(U1, U2) là phép tách kết nối không tổn thất
A1 A2 … Ai-1 Ai … Aj Aj+1 … An
U1 a1 a2 … ai-1 ai … aj b1j+1 … b1n
U2 b21 b22 … bi-1 ai … aj aj+1 … an
A1 A2 … Ai-1 Ai … Aj Aj+1 … An
U1 a1 a2 … ai-1 ai … aj b1j+1 … b1n
U2 a1 a2 … ai-1 ai … aj aj+1 … an
Kiểm tra tính kết nối không tổn thất của
một phép tách
Chứng minh định lý
Giả sử U={A1, A2, …, Ai-1, Ai …, Aj, Aj+1…, An}
U1={A1, A2, …, Ai-1, Ai …, Aj}
U2={Ai , …, Aj,Aj+1 …, An}
Nếu U1U2 U2\U1 F+ => Ai, Ai+1 …, Aj Aj+1,…, Ai-1 F+
A1 A2 … Ai-1 Ai … Aj Aj+1 … An
U1 a1 a2 … ai-1 ai … aj b1j+1 … b1n
U2 b21 b22 … bi-1 ai … aj aj+1 … an
A1 A2 … Ai-1 Ai … Aj Aj+1 … An
U1 a1 a2 … ai-1 ai … aj aj+1 … an
U2 b21 b22 … bi-1 ai … aj aj+1 … an
Kiểm tra tính kết nối không tổn thất của
một phép tách
Chứng minh định lý
Giả sử U={A1, A2, …, Ai-1, Ai …, Aj, Aj+1…, An}
U1={A1, A2, …, Ai-1, Ai …, Aj}
U2={Ai , …, Aj,Aj+1 …, An}
Nếu U1U2 U2\U1 F+ => Ai, Ai+1 …, Aj Aj+1,…, Ai-1 F+
=(U1, U2) là phép tách kết nối không tổn thất
A1 A2 … Ai-1 Ai … Aj Aj+1 … An
U1 a1 a2 … ai-1 ai … aj b1j+1 … b1n
U2 b21 b22 … bi-1 ai … aj aj+1 … an
A1 A2 … Ai-1 Ai … Aj Aj+1 … An
U1 a1 a2 … ai-1 ai … aj aj+1 … an
U2 b21 b22 … bi-1 ai … aj aj+1 … an
Kiểm tra tính kết nối không tổn thất của
một phép tách
Định lý
Giả sử =(U1, U2) là một phép tách của lược đồ quan hệ R=<U,F>.
Khi đó, là phép tách kết nối không tổn thất
=> là phép tách kết nối tổn thất
FUUUU
FUUUU
1221
2121
\
\
FUUUU
FUUUU
1221
2121
\
\
Kiểm tra tính kết nối không tổn thất của
một phép tách
Ví dụ
Cho R=<U,F>, trong đó U={S, A, I, P} và F={SA, SI P}
Kiểm tra =(SA, SIP) có là phép tách không tổn thất hay không?
Đặt U1={S,A}, U2={S,I,P}
Ta có U1U2 U1\U2 S A
Vì S A F+ nên =(SA, SIP) là phép tách không tổn thất
Phép tách bảo toàn tập phụ thuộc hàm
Cho R=<U, F>
U1, U2, …, Uk là các tập con của U sao cho U=U1 U2 … Uk
Fi=Ui(F)={XY| XY F+, XYUi}, i=1,..,k
Ri=<Ui,Fi>, i=1,..,k
Phép tách =(R1, R2, …, Rk) được gọi là phép tách bảo toàn tập
phụ thuộc hàm F nếu phủ F
Chúng ta có thể viết phép tách =(U1, U2, …, Uk)
k
i
iF1
Phép tách bảo toàn tập phụ thuộc hàm
Ví dụ 1. Cho R=<ABCD, {AB, CD}>, =(AB, CD)
Phép tách có bảo toàn tập phụ thuộc hàm F không?
Đặt F={AB, CD}, U1=AB, U2=CD
F1= U1(F)= AB(AB,CD)={AB}
F2= U2(F)= CD(AB,CD)={CD}
=> F1 F2 = {AB, CD} = F
=> F1 F2 phủ F
=> =(AB, CD) là phép tách bảo toàn tập phụ thuộc hàm F
Phép tách bảo toàn phụ thuộc
Ví dụ 2. Cho R= <CSZ, {CS Z, Z C}>, =(CS,CZ)
Phép tách có bảo toàn tập phụ thuộc hàm F không?
Đặt F={CS Z, Z C}, U1=CS, U2=CZ
F1= U1(F)=CS(CS Z, Z C)=
F2= U2(F)= CZ(CS Z, Z C)={Z C}
=> F1 F2 = {Z C}
Ta có CS Z F
CS+(F1F2)=CS => Z CS+
(F1F2) => CS Z ∉ (F1 F2)+
=> F1 F2 không phủ F
=> =(CS, CZ) là phép tách không bảo toàn phụ thuộc
Các phép tách lược đồ quan hệ
Định nghĩa phép tách lược đồ quan hệ
Phép tách kết nối không tổn thất về chuẩn BCNF
Phép tách bảo toàn phụ thuộc về chuẩn 3NF
Bổ đề
Cho lược đồ quan hệ R=<U, F>
U1, U2, …, Uk là các tập con của U sao cho U1 U2 … Uk =U
Fi= Ui(F)={XY| XY F+, XYUi}, i=1,..,k
Ri=<Ui,Fi>, i=1,..,k
=(R1, R2, …, Rk) là một phép tách của R
i) Nếu =( S1, S2, …, Sm) là một phép tách của Ri, và là các phép tách kết
nối không tổn thất, thì =( R1, R2, …, Ri-1, S1, S2, …, Sm, Ri+1,…, Rk) là phép
tách kết nối không tổn thất
ii)Nếu là phép kết nối không tổn thất và Rk+1=Rk+2=…=Rm=R, thì =( R1, R2,
…, Rk, Rk+1, Rk+2, …, Rm) là phép tách kết nối không tổn thất
Bài toán
Cho lược đồ R=<U, F>. Hãy tách lược đồ R thành các lược đồ con
ở dạng chuẩn BCNF và đảm bảo tính kết nối không tổn thất
Thuật toán
Vào: R=<U, F>
Ra: =( R1, R2, …, Rk) là phép tách kết nối không tổn thất,
sao cho Ri BCNF, i=1, …, k.
Phương pháp
Bước 1: =(R)
Bước 2: Nếu mọi lược đồ trong đều thuộc BCNF thì chuyển sang bước 3.
Ngược lại, tìm lược đồ S=<US, FS> trong mà S ∉ BCNF. Chọn một phụ thuộc
hàm XA FS, X không phải là khóa của S, và A ∉X, thay thế S bởi hai lược
đồ XA và US\{A} với các tập phụ thuộc hàm tương ứng. Qay trở lại bước 2
Bước 3: Kết thúc
Ví dụ
Bài toán
Cho lược đồ R=<CTHRSG, {CT, HR C, HT R, CS G, HS R}>
Tìm phép tách kết nối không tổn thất của R thành những lược đồ BCNF?
Ví dụ
R có thuộc BCNF không?
R=<CTHRSG, {CT, HR C, HT R, CS G, HS R}>
Đặt U= CTHRSG
F={CT, HR C, HT R, CS G, HS R}
Khóa của R là HS
Vì CT F và HS C, nên R ∉ BCNF
Ví dụ
Phép tách
U=CTHRSG
F={CT, HR C, HT R, CS G, HS R }
Khóa HS
Ví dụ
Phép tách
U=CTHRSG
F={CT, HR C, HT R, CS G, HS R }
Khóa HS
Ví dụ
Phép tách
U=CTHRSG
F={CT, HR C, HT R, CS G, HS R }
Khóa HS
U1=CSG
F1={CS G}
Khóa CS
V1=CTHRS
FV1={ C T, HR C, HT R, HS R}
Khóa HS
CS G
Ví dụ
Phép tách
U=CTHRSG
F={CT, HR C, HT R, CS G, HS R }
Khóa HS
U1=CSG
F1={CS G}
Khóa CS
V1=CTHRS
FV1={ C T, HR C, HT R, HS R}
Khóa HS
CS G
Ví dụ
Phép tách
U=CTHRSG
F={CT, HR C, HT R, CS G, HS R }
Khóa HS
U1=CSG
F1={CS G}
Khóa CS
V1=CTHRS
FV1={ C T, HR C, HT R, HS R}
Khóa HS
U2=CT
F2={C→T}
Khoá C
V2=CHRS
FV2={HR C, HC R, HS R}
Khoá HS
CS G
C T
Ví dụ
Phép tách
U=CTHRSG
F={CT, HR C, HT R, CS G, HS R }
Khóa HS
U1=CSG
F1={CS G}
Khóa CS
V1=CTHRS
FV1={ C T, HR C, HT R, HS R}
Khóa HS
U2=CT
F2={C→T}
Khoá C
V2=CHRS
FV2={HR C, HC R, HS R}
Khoá HS
CS G
C T
Ví dụ
Phép tách
U=CTHRSG
F={CT, HR C, HT R, CS G, HS R }
Khóa HS
U1=CSG
F1={CS G}
Khóa CS
V1=CTHRS
FV1={ C T, HR C, HT R, HS R}
Khóa HS
U2=CT
F2={C→T}
Khoá C
V2=CHRS
FV2={HR C, HC R, HS R}
Khoá HS
U3=HRC
F3={HR C, HC R}
Khoá HC hoặc HR
U4=CHS
F4={HS→C}
Khoá HS
CS G
C T
HC R
Ví dụ
Phép tách
=(U1,U2,U3,U4)
U=CTHRSG
F={CT, HR C, HT R, CS G, HS R }
Khóa HS
U1=CSG
F1={CS G}
Khóa CS
V1=CTHRS
FV1={ C T, HR C, HT R, HS R}
Khóa HS
U2=CT
F2={C→T}
Khoá C
V2=CHRS
FV2={HR C, HC R, HS R}
Khoá HS
U3=HRC
F3={HR C, HC R}
Khoá HC hoặc HR
U4=CHS
F4={HS→C}
Khoá HS
CS G
C T
HC R
Các phép tách lược đồ quan hệ
Định nghĩa phép tách lược đồ quan hệ
Phép tách kết nối không tổn thất về chuẩn BCNF
Phép tách bảo toàn tập phụ thuộc hàm về chuẩn 3NF
Bài toán
Cho lược đồ R=<U, F>. Hãy tách lược đồ R thành các lược đồ con
ở dạng chuẩn 3NF và bảo toàn tập phụ thuộc hàm F
Thuật toán
Đầu vào: R=<U, F>, F tối tiểu
Đầu ra: =(R1, R2, …, Rk) là phép tách bảo toàn tập phụ thuộc hàm F và Ri
3NF, i=1,…,k
Phương pháp:
- Nếu có những thuộc tính không xuất hiện trong bất kỳ một phụ thuộc hàm
nào của F, ở cả vế trái lẫn vế phải, thì ta xác định 1 lược đồ quan hệ gồm
những thuộc tính này và xoá chúng ra khỏi U
- Nếu 1 trong các phụ thuộc hàm của F chứa toàn thể các thuộc tính của U thì
phép tách chỉ gồm R
- Trường hợp còn lại, phép tách gồm các lược đồ tương ứng với tập thuộc tính
có dạng XA, với X→A F. Tuy nhiên, nếu trong F gồm các thuộc tính X→A1 ,
X→A2 , …, X→Am thì thay cho các lược đồ với tập thuộc tính có dạng XAi, ta
sử dụng lược đồ với tập thuộc tính: XA1 A2 …Am
Ví dụ
Bài toán
Cho R=<CTHRSG, {C→T, HR→C, HT→R, CS→G, HS→R}>.
Tìm phép tách bảo toàn phụ thuộc thành 3NF của R
Ví dụ
R có thuộc 3NF không?
R=<CTHRSG, {C→T, HR→C, HT→R, CS→G, HS→R}>
Đặt U= CTHRSG
F={CT, HR C, HT R, CS G, HS R}
Khóa của R là HS
Các thuộc tính không khóa: C,T,R,G
Vì HS → C F+(do HS là khóa của R) và C →T F
=> T phụ thuộc hàm bắc cầu vào khóa HS
=> R không thuộc 3NF
Ví dụ
F đã là tập phụ thuộc hàm tối thiểu chƣa?
R=<U, F>
U= CTHRSG
F={CT, HR C, HT R, CS G, HS R}
F thỏa mãn các điều kiện sau:
i) Vế phải của mỗi phụ thuộc hàm chỉ có 1 thuộc tính
ii) Không có phụ thuộc hàm dư thừa
iii) Không có thuộc tính dư thừa ở vế trái của bất kỳ phụ thuộc hàm nào
=> F là tập phụ thuộc hàm tối thiểu
Ví dụ
Phép tách
R=<U, F>
U= CTHRSG
F={CT, HR C, HT R, CS G, HS R}
- Không có thuộc tính nào trong U mà không xuất hiện trong bất kỳ một phụ
thuộc hàm nào của F
- Không có phụ thuộc hàm nào chứa toàn thể các thuộc tính trong U
- Mỗi phụ thuộc hàm trong F có thể tách thành một lược đồ như sau:
R1=<CT, {C→T}> R3=<HTR, {HT→R}> R5=<HSR, {HS→R}>
R2=<HRC, {HR→C}> R4=<CSG, {CS→G}>
=(R1,R2,R3,R4,R5) là một phép tách bảo toàn phụ thuộc thành 3NF của R
Phép tách kết nối không tổn thất và bảo
toàn phụ thuộc thành các lược đồ 3NF
Định lý
Cho lược đồ R=<U, F>
=(R1, R2, …, Rk) là một phép tách bảo toàn phụ thuộc thành
các lược đồ thuộc 3NF của R
K là một khóa của R
Khi đó phép tách =(R1, R2, …, Rk,K) thỏa mãn:
i) Là phép tách bảo toàn thông tin
ii) Là phép tách bảo toàn tập F
iii) Các lược đồ con trong đều thuộc 3NF
Nội dung
Dư thừa và dị thường dữ liệu
Phụ thuộc hàm
Hệ tiên đề Armstrong
Bao đóng của tập thuộc tính
Phủ của một tập PTH
Xác định khóa của lược đồ quan hệ
Chuẩn hóa lược đồ quan hệ
Các phép tách lược đồ quan hệ
Chuyển đổi mô hình thực thể liên kết sang mô hình quan hệ
Mô tả bài toán quản lý
Một công ti cần thiết kế CSDL để quản lý các thông tin sau:
1. Các phòng: Mỗi phòng có 1 tên duy nhất, 1 mã số duy nhất, 1 trưởng phòng và có thể có nhiều
địa điểm. Ngày mà nhân viên được bổ nhiệm làm trưởng phòng được lưu trữ
2. Các dự án: Mỗi dự án có 1 mã số duy nhất, 1 tên duy nhất và 1 địa điểm. Một phòng quản lí
một số dự án
3. Các nhân viên: Mỗi nhân viên cần lưu các thông tin: mã nhân viên, họ tên, ngày sinh, giới tính,
bậc lương, lương, địa chỉ (phân chia thành số nhà, đường phố, xã, huyện, tỉnh). Mỗi nhân viên
có 1 mã nhân viên duy nhất, phân biệt với các nhân viên khác. Một nhân viên thuộc vào một
phòng nào đó, và có thể tham gia nhiều dự án (không bắt buộc các dự án này phải thuộc
phòng làm việc của nhân viên). Số giờ làm việc của mỗi nhân viên cho mỗi dự án được lưu
trữ. Một nhân viên có thể là người hướng dẫn công việc cho một số nhân viên khác
4. Các người phụ thuộc: Những người phụ thuộc của mỗi nhân viên gồm: con, vợ/chồng, bố, mẹ.
Thông tin về người phụ thuộc gồm: họ tên, gới tính, ngày sinh và mối quan hệ với nhân viên
Biểu đồ thực thể liên kết
Địa chỉ Huyện
Đường
phố
Xã Số nhà
Tỉnh
NHÂN VIÊN
Họ tên
Mã nhân
viên
Bậc
lương Lương
Ngày
sinh
Giới
tính
PHÒNG
Mã phòng
Tên
phòng Địa
điểm
DỰ ÁN
Mã dự án
Tên dự
án
Địa
điểm
PHỤ THUỘC
Họ tên Ngày
sinh
Giới
tính
Quan
hệ
LÀM VIỆC
CHO
PHỤ
THUỘC
VÀO
HƯỚNG
DẪN
ĐIỀU
HÀNH
QUẢN LÍ
Ngày bổ
nhiệm
THAM
GIA
Số giờ
1
N
1
1
1
N
M
N 1
N
1 N
hd tt
Bước 1. Chuyển kiểu thực thể thành
lược đồ quan hệ
Mỗi thực thể trong biểu đồ ER chuyển thành một lược đồ quan
hệ. Nguyên tắc:
Các thuộc tính đơn của thực thể -> các thuộc tính của lược đồ
Các thuộc tính phức hợp thì chỉ lấy thành phần đơn -> các thuộc
tính của lược đồ
Chọn một khóa của thực thể làm khóa chính của lược đồ
Ví dụ
NHÂN_VIÊN(Mã_nhân_viên, Họ_tên, Ngày_sinh, Giới_tính,
Bậc_lương, Lương, Số_nhà, Đường_phố, Xã, Huyện, Tỉnh)
Địa chỉ Huyện
Đường
phố
Xã Số nhà
Tỉnh
NHÂN VIÊN
Họ tên
Mã nhân
viên
Bậc
lương Lương
Ngày
sinh
Giới
tính
Ví dụ
NHÂN_VIÊN(Mã_nhân_viên, Họ_tên, Ngày_sinh, Giới_tính,
Bậc_lương, Lương, Số_nhà, Đường_phố, Xã, Huyện, Tỉnh)
Địa chỉ Huyện
Đường
phố
Xã Số nhà
Tỉnh
NHÂN VIÊN
Họ tên
Mã nhân
viên
Bậc
lương Lương
Ngày
sinh
Giới
tính
Bước 2. Chuyển kiểu thực thể yếu
thành lược đồ quan hệ
Mỗi thực thể yếu trong biểu đồ ER chuyển thành một lược đồ
quan hệ. Nguyên tắc:
Thuộc tính đơn của thực thể-> Thuộc tính của lược đồ
Thuộc tính phức hợp thì chỉ lấy thành phần đơn -> Các thuộc tính
của lược đồ
Khóa chính của thực thể chủ -> Khóa ngoài của lược đồ
Tổ hợp khóa bộ phận của kiểu thực thể yếu và các khóa chính của
các kiểu thực thể chủ liên kết với nó -> Khóa chính của lược đồ
Ví dụ
PHỤ_THUỘC(Mã_nhân_viên, Họ_tên, Ngày_sinh, Giới_tính,
Quan_hệ)
Địa chỉ Huyện
Đường
phố
Xã Số nhà
Tỉnh
NHÂN VIÊN
Họ tên
Mã nhân
viên
Bậc
lương Lương
Ngày
sinh
Giới
tính
PHỤ THUỘC
Họ tên Ngày
sinh
Giới
tính
Quan
hệ
PHỤ
THUỘC
VÀO
1 N
Bước 3. Chuyển thuộc tính đa trị thành
lược đồ quan hệ
Mỗi thuộc tính đa trị A tạo ra một lược đồ quan hệ mới R
Nguyên tắc:
Các thuộc tính đơn (hoặc các thành phần đơn của thuộc tính phức
hợp) của A -> Các thuộc tính của R
Các thuộc tính khóa (K) của lược đồ quan hệ hoặc kiểu liên kết có
chứa A -> Các thuộc tính của R
Tổ hợp các thuộc tính của A và K -> Khóa chính của R
Ví dụ
ĐỊA_ĐIỂM(Mã_phòng, địa_chỉ)
PHÒNG
Mã phòng
Tên
phòng Địa
điểm
Bước 4. Chuyển kiểu liên kết cấp 2, tỉ số
liên kết 1:1 thành lược đồ quan hệ
Nguyên tắc:
Giả sử, các lược đồ tương ứng với các thực thể tham gia vào liên
kết này là S và T. Chọn một lược đồ (S)
Khóa chính của T -> Khóa ngoài của S
Các thuộc tính đơn (hoặc các thành phần đơn của các thuộc tính phức
hợp) của kiểu liên kết -> các thuộc tính của S
Ví dụ
PHÒNG(Mã phòng, Tên_phòng, Mã_nhân_viên, Ngày_bổ_nhiệm)
ĐỊA_ĐIỂM(Mã_phòng, địa_chỉ)
Địa chỉ Huyện
Đường
phố
Xã Số nhà
Tỉnh
NHÂN VIÊN
Họ tên
Mã nhân
viên
Bậc
lương Lương
Ngày
sinh
Giới
tính
PHÒNG
Mã phòng
Tên
phòng Địa
điểm
QUẢN LÍ
Ngày bổ
nhiệm
1 1
Bước 5. Chuyển kiểu liên kết cấp 2, tỉ số
liên kết 1:N thành lược đồ quan hệ
Nguyên tắc:
Giả sử, lược đồ quan hệ S tương ứng với thực thể tham gia ở phía
N, lược đồ quan hệ T tương ứng với thực thể tham gia ở phía 1 của
kiểu liên kết.
Khóa chính của T -> Khóa ngoài của S
Các thuộc tính đơn (hoặc các thành phần đơn của các thuộc tính phức
hợp) của kiểu liên kết -> các thuộc tính của S
Ví dụ
NHÂN_VIÊN(Mã_nhân_viên, Họ_tên, Ngày_sinh, Giới_tính, Bậc_lương,
Lương, Số_nhà, Đường_phố, Xã, Huyện, Tỉnh, Mã_phòng)
Địa chỉ Huyện
Đường
phố
Xã Số nhà
Tỉnh
NHÂN VIÊN
Họ tên
Mã nhân
viên
Bậc
lương Lương
Ngày
sinh
Giới
tính
PHÒNG
Mã phòng
Tên
phòng Địa
điểm
LÀM VIỆC
CHO
N 1
Bước 6. Chuyển kiểu liên kết cấp 2, tỉ số
liên kết N:M thành lược đồ quan hệ
Nguyên tắc:
Giả sử, lược đồ quan hệ S tương ứng với thực thể tham gia ở phía
N, lược đồ quan hệ T tương ứng với thực thể tham gia ở phía M
của kiểu liên kết.
Khóa chính của S và T -> Khóa ngoài của lược đồ mới
Các thuộc tính đơn (các thành phần đơn của các thuộc tính phức hợp) của
kiểu liên kết -> Các thuộc tính của của lược đồ mới
Hợp của khóa chính của S và T -> Khóa chính của lược đồ mới
Ví dụ
THAM_GIA(Mã_nhân_viên, Mã_dự_án, Số_giờ)
Địa chỉ Huyện
Đường
phố
Xã Số nhà
Tỉnh
NHÂN VIÊN
Họ tên
Mã nhân
viên
Bậc
lương Lương
Ngày
sinh
Giới
tính
DỰ ÁN
Mã dự án
Tên dự
án
Địa
điểm
THAM
GIA
Số giờ
M N
Cách thiết kế các lược đồ cơ sở dữ liệu
cho một bài toán quản lí
Cách 1: Chuyển biểu đồ ER thành các lược đồ quan hệ
Cách 2: Dùng các phép tách
Chuyển biểu đồ ER thành các lược đồ
quan hệ
Bước 1: Xây dựng biểu đồ thực thể liên kết (ER) của bài toán
quản lí
Bước 2: ER -> Các lược đồ quan hệ.
Bước 3: Xây dựng tập phụ thuộc hàm của mỗi lược đồ. Kiểm
tra dạng chuẩn của mỗi lược đồ. Lược đồ nào chưa thuộc
dạng chuẩn tốt thì dùng các phép tách để tách lược đồ này
thành các lược đồ con thuộc dạng chuẩn tốt
Ví dụ
Một công ti cần thiết kế CSDL để quản lý các thông tin sau:
1. Các phòng: Mỗi phòng có 1 tên duy nhất, 1 mã số duy nhất, 1 trưởng phòng và có thể có nhiều
địa điểm. Ngày mà nhân viên được bổ nhiệm làm trưởng phòng được lưu trữ
2. Các dự án: Mỗi dự án có 1 mã số duy nhất, 1 tên duy nhất và 1 địa điểm. Một phòng quản lí
một số dự án
3. Các nhân viên: Mỗi nhân viên cần lưu các thông tin: mã nhân viên, họ tên, ngày sinh, giới tính,
bậc lương, lương, địa chỉ (phân chia thành số nhà, đường phố, xã, huyện, tỉnh). Mỗi nhân viên
có 1 mã nhân viên duy nhất, phân biệt với các nhân viên khác. Một nhân viên thuộc vào một
phòng nào đó, và có thể tham gia nhiều dự án (không bắt buộc các dự án này phải thuộc
phòng làm việc của nhân viên). Số giờ làm việc của mỗi nhân viên cho mỗi dự án được lưu
trữ. Một nhân viên có thể là người hướng dẫn công việc cho một số nhân viên khác
4. Các người phụ thuộc: Những người phụ thuộc của mỗi nhân viên gồm: con, vợ/chồng, bố, mẹ.
Thông tin về người phụ thuộc gồm: họ tên, gới tính, ngày sinh và mối quan hệ với nhân viên
Bước 1. Xây dựng biểu đồ ER
Địa chỉ Huyện
Đường
phố
Xã Số nhà
Tỉnh
NHÂN VIÊN
Họ tên
Mã nhân
viên
Bậc
lương Lương
Ngày
sinh
Giới
tính
PHÒNG
Mã phòng
Tên
phòng Địa
điểm
DỰ ÁN
Mã dự án
Tên dự
án
Địa
điểm
PHỤ THUỘC
Họ tên Ngày
sinh
Giới
tính
Quan
hệ
LÀM VIỆC
CHO
PHỤ
THUỘC
VÀO
HƯỚNG
DẪN
ĐIỀU
HÀNH
QUẢN LÍ
Ngày bổ
nhiệm
THAM
GIA
Số giờ
1
N
1
1
1
N
M
N 1
N
1 N
hd tt
Bước 2. Xây dựng các lược đồ quan hệ
NHÂN_VIÊN(Mã_nhân_viên, Họ_tên, Ngày_sinh, Giới_tính, Bậc_lương,
Lương, Số_nhà, Đường_phố, Xã, Huyện, Tỉnh, Mã_phòng)
PHỤ_THUỘC(Mã_nhân_viên, Họ_tên, Ngày_sinh, Giới_tính, Quan_hệ)
PHÒNG(Mã phòng, Tên_phòng, Mã_nhân_viên, Ngày_bổ_nhiệm)
ĐỊA_ĐIỂM(Mã_phòng, Địa_chỉ)
DỰ_ÁN(Mã_dự_án, Tên_dự_án, Địa_điểm, Mã_phòng)
THAM_GIA(Mã_nhân_viên, Mã_dự_án, Số_giờ)
Bước 3. Kiểm tra dạng chuẩn của lược
đồ
NHÂN_VIÊN(Mã_nhân_viên, Họ_tên, Ngày_sinh, Giới_tính, Bậc_lương,
Lương, Số_nhà, Đường_phố, Xã, Huyện, Tỉnh, Mã_phòng)
F1= {Mã_nhân_viên {Họ_tên, Ngày_sinh, Giới_tính, Bậc_lương, Lương,
Số_nhà, Đường_phố, Xã, Huyện, Tỉnh, Mã_phòng}}
=>NHÂN_VIÊN BCNF
PHỤ_THUỘC(Mã_nhân_viên, Họ_tên, Ngày_sinh, Giới_tính, Quan_hệ)
F2= {Mã_nhân_viên, Họ_tên {Ngày_sinh, Giới_tính, Quan_hệ}}
=>PHỤ_THUỘC BCNF
Bước 3. Kiểm tra dạng chuẩn của lược
đồ
PHÒNG(Mã phòng, Tên_phòng, Mã_nhân_viên, Ngày_bổ_nhiệm)
F3 ={Mã_phòng {Tên_phòng, Mã_nhân_viên, Ngày_bổ_nhiệm}}
=>PHÒNG BCNF
ĐỊA_ĐIỂM(Mã_phòng, Địa_chỉ)
F4={}
=>ĐỊA_ĐIỂM BCNF
Bước 3. Kiểm tra dạng chuẩn của lược
đồ
DỰ_ÁN(Mã_dự_án, Tên_dự_án, Địa_điểm, Mã_phòng)
F5={Mã_dự_án {Tên_dự_án, Địa_điểm, Mã_phòng}}
=>DỰ_ÁN BCNF
THAM_GIA(Mã_nhân_viên, Mã_dự_án, Số_giờ)
F6={{Mã_nhân_viên, Mã_dự_án} Số_giờ}
=>THAM_GIA BCNF
Tập các lược đồ quan hệ của bài toán
NHÂN_VIÊN(Mã_nhân_viên, Họ_tên, Ngày_sinh, Giới_tính, Bậc_lương, Lương, Số_nhà,
Đường_phố, Xã, Huyện, Tỉnh, Mã_phòng)
F1= {Mã_nhân_viên {Họ_tên, Ngày_sinh, Giới_tính, Bậc_lương, Lương, Số_nhà,
Đường_phố, Xã, Huyện, Tỉnh, Mã_phòng}}
PHỤ_THUỘC(Mã_nhân_viên, Họ_tên, Ngày_sinh, Giới_tính, Quan_hệ)
F2= {Mã_nhân_viên, Họ_tên {Ngày_sinh, Giới_tính, Quan_hệ}}
PHÒNG(Mã phòng, Tên_phòng, Mã_nhân_viên, Ngày_bổ_nhiệm)
F3 ={Mã_phòng {Tên_phòng, Mã_nhân_viên, Ngày_bổ_nhiệm}}
ĐỊA_ĐIỂM(Mã_phòng, Địa_chỉ)
F4={}
DỰ_ÁN(Mã_dự_án, Tên_dự_án, Địa_điểm, Mã_phòng)
F5={Mã_dự_án {Tên_dự_án, Địa_điểm, Mã_phòng}}
THAM_GIA(Mã_nhân_viên, Mã_dự_án, Số_giờ)
F6={{Mã_nhân_viên, Mã_dự_án} Số_giờ}
Dùng các phép tách
Bƣớc 1: Xây dựng lược đồ ban đầu bao gồm tất cả các thuộc
tính và tất cả các phụ thuộc hàm. Kiểm tra dạng chuẩn của
lược đồ quan hệ
Bƣớc 2: Nếu lược đồ chưa thuộc dạng chuẩn tốt, dùng các
phép tách để tách thành các lược đồ con ở dạng chuẩn tốt
Ví dụ
Một công ti cần thiết kế CSDL để quản lý các thông tin sau:
1. Các phòng: Mỗi phòng có 1 tên duy nhất, 1 mã số duy nhất, 1 trưởng phòng và có thể có nhiều
địa điểm. Ngày mà nhân viên được bổ nhiệm làm trưởng phòng được lưu trữ
2. Các dự án: Mỗi dự án có 1 mã số duy nhất, 1 tên duy nhất và 1 địa điểm. Một phòng quản lí
một số dự án
3. Các nhân viên: Mỗi nhân viên cần lưu các thông tin: mã nhân viên, họ tên, ngày sinh, giới tính,
bậc lương, lương, địa chỉ (phân chia thành số nhà, đường phố, xã, huyện, tỉnh). Mỗi nhân viên
có 1 mã nhân viên duy nhất, phân biệt với các nhân viên khác. Một nhân viên thuộc vào một
phòng nào đó, và có thể tham gia nhiều dự án (không bắt buộc các dự án này phải thuộc
phòng làm việc của nhân viên). Số giờ làm việc của mỗi nhân viên cho mỗi dự án được lưu
trữ. Một nhân viên có thể là người hướng dẫn công việc cho một số nhân viên khác
4. Các người phụ thuộc: Những người phụ thuộc của mỗi nhân viên gồm: con, vợ/chồng, bố, mẹ.
Thông tin về người phụ thuộc gồm: họ tên, gới tính, ngày sinh và mối quan hệ với nhân viên
Bước 1
R(Mã_nhân_viên, Họ_tên_nv, Ngày_sinh, Giới_tính, Bậc_lương, Lương, Số_nhà,
Đường_phố, Xã, Huyện, Tỉnh, Họ_tên_pt, Ngày_sinh, Giới_tính, Quan_hệ, Mã phòng,
Tên_phòng, Mã_nhân_viên_tp, Ngày_bổ_nhiệm, Mã_địa_điểm, Địa_chỉ_phòng, Mã_dự_án,
Tên_dự_án, Địa_điểm, Số_giờ)
F= {Mã_nhân_viên {Họ_tên_nv, Ngày_sinh, Giới_tính, Bậc_lương, Lương, Số_nhà,
Đường_phố, Xã, Huyện, Tỉnh, Mã_phòng}, {Mã_nhân_viên, Họ_tên_pt} {Ngày_sinh,
Giới_tính, Quan_hệ}, Mã_phòng {Tên_phòng, Mã_nhân_viên_tp, Ngày_bổ_nhiệm},
Mã_nhân_viên_tp Mã_nhân_viên, Mã_địa_điểm {Mã_phòng, Địa_chỉ_phòng}, Mã_dự_án
{Tên_dự_án, Địa_điểm, Mã_phòng}, Mã_nhân_viên, Mã_dự_án} Số_giờ}}
R 1NF
Bước 2
Dùng phép tách kết nối không tổn thất thành BCNF ta có các lược đồ
NHÂN_VIÊN(Mã_nhân_viên, Họ_tên, Ngày_sinh, Giới_tính, Bậc_lương, Lương, Số_nhà, Đường_phố,
Xã, Huyện, Tỉnh, Mã_phòng)
F1= {Mã_nhân_viên {Họ_tên, Ngày_sinh, Giới_tính, Bậc_lương, Lương, Số_nhà, Đường_phố, Xã,
Huyện, Tỉnh, Mã_phòng}}
PHỤ_THUỘC(Mã_nhân_viên, Họ_tên, Ngày_sinh, Giới_tính, Quan_hệ)
F2= {Mã_nhân_viên, Họ_tên {Ngày_sinh, Giới_tính, Quan_hệ}}
PHÒNG(Mã phòng, Tên_phòng, Mã_nhân_viên, Ngày_bổ_nhiệm)
F3 ={Mã_phòng {Tên_phòng, Mã_nhân_viên, Ngày_bổ_nhiệm}}
ĐỊA_ĐIỂM(Mã_phòng, Địa_chỉ)
F4={}
DỰ_ÁN(Mã_dự_án, Tên_dự_án, Địa_điểm, Mã_phòng)
F5={Mã_dự_án {Tên_dự_án, Địa_điểm, Mã_phòng}}
THAM_GIA(Mã_nhân_viên, Mã_dự_án, Số_giờ)
F6={{Mã_nhân_viên, Mã_dự_án} Số_giờ}