(RELATIONAL DATABASE MODEL)fit.hnue.edu.vn/~kienltt/HeCSDL/Chuong2-MoHinhQuanHe.pdfGiới thiệu Nhiều hệ quản trị cơ sở dữ liệu dùng mô hình CSDL quan hệ: Oracle,

CHƯƠN II. MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ

(RELATIONAL DATABASE MODEL)

Information Systems – FIT – HNUE

TS. Lê Thị Tú Kiên

[email protected]

http://fit.hnue.edu.vn/~kienltt/HeCSDL/

Dept. of IS - FIT - HNUE

mailto:[email protected]

http://fit.hnue.edu.vn/~kienltt/HeCSDL/

Giới thiệu

Nhiều hệ quản trị cơ sở dữ liệu dùng mô hình CSDL quan hệ:

Oracle, SQL server, …

Mô hình này dựa trên cơ sở bản ghi

CSDL là tập hợp các bảng, mỗi bảng là tập các bản ghi

Khuôn dạng của các bản ghi là cố định (hiếm khi thay đổi)

Dữ liệu được mô tả ở mức logic, không mô tả ở mức vật lý


Nội dung

1. Các khái niệm cơ bản

2. Khóa của quan hệ

3. Các thao tác cơ bản trên các quan hệ



Quan hệ (Relation)

Thuộc tính (Attribute)

Bộ (Tuple)

Miền (Domain)

Lược đồ quan hệ (Relation scheme)

Các tính chất đặc trưng của một quan hệ


Quan hệ (relation)

Mỗi quan hệ là một bảng giá trị gồm các hàng và cột

Hàng: biểu diễn thông tin của một thực thể hay một mối quan hệ

trong thế giới thực

Cột: thể hiện một thuộc tính của thực thể

Mỗi CSDL là một tập các quan hệ



Ví dụ quan hệ

MANV HO_TEN NGAY_SINH GIOI_TINH MADV LUONG CMND

1 Phạm Văn Bình 30/04/1975 Nam P1 1 500 000 1417589987

2 Hoàng Lê Chi 28/03/1961 Nam P2 2 300 000 1417894532

3 Nguyễn Thu Cúc 12/06/1955 Nữ P1 1 700 000 1563298211

4 Lê Trần Dũng 10/09/1978 Nam P4 3 100 000 1518987219

8 Phan Ái Khanh 15/08/1970 Nữ P3 3 100 000 1718897245

10 Thân Như Thơ 21/11/1974 Nam P1 2 500 000 1718987215

nhan_vien



Ví dụ quan hệ

MADV TEN_PHONG MATP

P1 Hành chính quản trị 10

P2 Nghiên cứu và phát triển 2

P3 Giám đốc 8

P4 Kĩ thuật 4

phong


Thuộc tính

Mỗi quan hệ có một số thuộc tính

Mỗi thuộc tính là tên của một cột

Mỗi thuộc tính có một Miền chỉ ra tập các giá trị của thuộc tính


Thuộc tính

Ví dụ, quan hệ phong có 3 thuộc tính: MADV, TEN_PHONG, MATP

Miền của MADV: tập các chuỗi có 2 kí tự, bắt đầu bằng chữ P

Miền của TEN_PHONG: tập các chuỗi có tối đa 30 kí tự

Miền của MATP: tập các số tự nhiên thuộc khoảng [0,1000]

Thuộc tính

phong

MADV TEN_PHONG MATP



P3 Giám đốc 8

P4 Kĩ thuật 4 Dept. of IS - FIT - HNUE

Bộ (tuple)

Mỗi dòng trong một quan hệ được gọi là một bộ

Kích thước cố định, là một danh sách có thứ tự của các giá trị

Một biến bộ có thể tham chiếu đến bất kì một bộ hợp lệ nào

trong quan hệ


Bộ (tuple)

Ví dụ

Biến bộ t tham chiếu đến bộ đầu tiên trong quan hệ phong

t[MADV]=P1, t[TEN_PHONG]=Hành chính quản trị, t[MATP]=10

Bộ

phong

MADV TEN_PHONG MATP



P3 Giám đốc 8

P4 Kĩ thuật 4


Miền

Miền của một thuộc tính là một tập hợp các giá trị nguyên tố,

mỗi giá trị trong miền không thể phân chia trong phạm vi mô

hình quan hệ

Để đặc tả một miền: cần chỉ ra tên miền, kiểu dữ liệu và khuôn

dạng dữ liệu

Miền của một thuộc tính có thể chứa giá trị null

Giá trị của một số bộ tại một số thuộc tính nào đó có thể chưa biết

Không có giá trị nào thích hợp cho một thuộc tính của bộ nào đó


Miền

Ví dụ, trong quan hệ phong Miền của MADV kí hiệu D1, là tập các chuỗi có 2 kí tự, bắt đầu bằng chữ P

Miền của TEN_PHONG kí hiệu là D2, là tập các chuỗi có tối đa 30 kí tự

Miền của MATP kí hiệu là D3, là tập các số tự nhiên trong khoảng [1,1000]

MADV TEN_PHONG MATP



P3 Giám đốc 8

P4 Kĩ thuật 4

phong


Miền

Ví dụ,

Miền giá trị của các thuộc tính DIEN_THOAI, DIA_CHI không phải là

tập hợp các giá trị nguyên tố

MAD

V TEN_PHONG MATP

DIEN_THOA

I

DIA_CHI

PHUON

G QUAN

P1 Hành chính quản trị 10 0249567100 Vĩnh Tuy Hoàng Mai

P2 Nghiên cứu và phát

triển

2 0247895562 Trung Liệt Đống Đa

P3 Giám đốc 8 0247567128 Mai Dịch Cầu Giấy

P4 Kĩ thuật 4 0247568528

,

0247568529

Mai Dịch Cầu Giấy

phong


Bộ và quan hệ

Một quan hệ trên một tập các thuộc tính là một tập con của tích

Descartes của một hay nhiều miền

Ví dụ,

D1 là miền của MADV

D2 là miền của TEN_PHONG

D3 là miền của MA_TP

PHONG D1D2 D3

Mỗi bộ trong quan hệ PHONG chỉ ra mối quan hệ giữa tập các giá trị

MADV TEN_PHONG MATP



P3 Giám đốc 8

P4 Kĩ thuật 4

phong


Bộ và quan hệ

Mỗi quan hệ là một tập các bộ

Mỗi bộ chỉ xuất hiện một lần

Nếu 2 bộ t1, t2 bằng nhau trên tất cả các thuộc tính thì t1, t2 là cùng một bộ

Thứ tự của các bộ trong một quan hệ là không quan trọng


Lược đồ quan hệ (relation schemas)

Quan hệ nào cũng có một lược đồ

Xác định kiểu thông tin cho các quan hệ

Nhiều quan hệ có thể có cùng một lược đồ

Một lược đồ quan hệ gồm:

Một tập các thuộc tính

Miền giá trị của mỗi thuộc tính

Cách viết

Tên của quan hệ được viết bằng chữ thường

Tên của lược đồ quan hệ được viết bằng chữ hoa

Cho quan hệ r và lược đồ quan hệ R:

Viết r(R) nghĩa là lược đồ của quan hệ r là R


Lược đồ quan hệ (relation schemas)

Ví dụ

Lược đồ: PHONG(MADV, TEN_PHONG, MA_TP)

Quan hệ: phong

MADV TEN_PHONG MATP



P3 Giám đốc 8

P4 Kĩ thuật 4

phong


Các tính chất đặc trưng của một quan hệ

Một quan hệ có một tên phân biệt với tên các quan hệ khác

Mỗi ô trong bảng (quan hệ) chứa một giá trị nguyên tố

Mỗi thuộc tính trong quan hệ có một tên phân biệt

Các giá trị của một thuộc tính thuộc cùng một miền

Thứ tự các thuộc tính là không quan trọng

Không có 2 bộ giống hệt nhau trong một quan hệ

Thứ tự của các bộ không quan trọng về mặt lý thuyết


Nội dung





Siêu khóa

Khóa được sử dụng để phân biệt các bộ trong một quan hệ

Một siêu khóa là một tập các thuộc tính cho phép xác định duy nhất

một bộ trong mỗi quan hệ

Thêm các thuộc tính vào một siêu khóa, ta sẽ được một siêu khóa

khác


Siêu khóa

Ví dụ, trong quan hệ nhan_vien

{MANV} là siêu khóa

{CMND} là siêu khóa

{MANV, HO_TEN} là siêu khóa

{CMND, HO_TEN, NGAY_SINH} là siêu khóa

{HO_TEN} không là siêu khóa

{HO_TEN, NGAY_SINH, GIOI_TINH, MADV_LUONG} không là siêu khóa



2 Hoàng Lê Chi 28/03/1961 Nam P2 2 300 000 1417894532


4 Lê Trần Dũng 10/09/1978 Nam P4 3 100 000 1518987219

8 Phan Ái Khanh 15/08/1970 Nữ P3 3 100 000 1718897245

10 Thân Như Thơ 21/11/1974 Nam P1 2 500 000 1718987215

nhan_vien


Khóa (khóa dự tuyển)

Khóa (khóa dự tuyển) của một lược đồ quan hệ là siêu khóa của

lược đồ này sao cho mọi tập con thực sự của nó không là siêu khóa

Khóa là thuộc tính của một lược đồ quan hệ chứ không phải cho từng

bộ riêng

Nghĩa là nó áp dụng cho tất cả các bộ trong các quan hệ của lược đồ


Khóa (khóa dự tuyển)


{MANV} là khóa (khóa dự tuyển)

{CMND} là khóa (khóa dự tuyển)

{MANV, HO_TEN} không là khóa

{MANV, HO_TEN, NGAY_SINH} là không là khóa



2 Hoàng Lê Chi 28/03/1961 Nam P2 2 300 000 1417894532


4 Lê Trần Dũng 10/09/1978 Nam P4 3 100 000 1518987219

8 Phan Ái Khanh 15/08/1970 Nữ P3 3 100 000 1718897245

10 Thân Như Thơ 21/11/1974 Nam P1 2 500 000 1718987215

nhan_vien


Khóa chính (primary key)

Một trong số các khóa dự tuyển được chọn làm khóa chính để xác

định tính duy nhất của các bộ trong một quan hệ

Việc chọn khóa dự tuyển nào làm khóa chính là tùy thuộc vào ngữ

nghĩa dữ liệu mà lược đồ mô tả và mục đích của người sử dụng

CSDL




Có 2 khóa dự tuyển:{MANV}, {CMND}

{MANV} được chọn làm khóa chính



2 Hoàng Lê Chi 28/03/1961 Nam P2 2 300 000 1417894532


4 Lê Trần Dũng 10/09/1978 Nam P4 3 100 000 1518987219

8 Phan Ái Khanh 15/08/1970 Nữ P3 3 100 000 1718897245

10 Thân Như Thơ 21/11/1974 Nam P1 2 500 000 1718987215

nhan_vien



Các thuộc tính của khóa chính thường được liệt kê ở đầu danh sách,

trong lược đồ quan hệ. Các thuộc tính thuộc khóa chính được gạch

chân

Những thuộc tính không thuộc khóa chính không được gạch chân

Ví dụ

NHAN_VIEN(MANV, HO_TEN, NGAY_SINH, GIOI_TINH, MADV,

LUONG, CMND)

PHONG(MADV, TEN_PHONG, MATP)



Trong một quan hệ, không có hai bộ bất kỳ có cùng khóa chính

Ví dụ (không vi phạm)



2 Hoàng Lê Chi 28/03/1961 Nam P2 2 300 000 1417894532


4 Lê Trần Dũng 10/09/1978 Nam P4 3 100 000 1518987219

8 Phan Ái Khanh 15/08/1970 Nữ P3 3 100 000 1718897245

10 Thân Như Thơ 21/11/1974 Nam P1 2 500 000 1718987215

nhan_vien



Trong một quan hệ, không có hai bộ bất kỳ có cùng khóa chính

Ví dụ (vi phạm)



2 Hoàng Lê Chi 28/03/1961 Nam P2 2 300 000 1417894532


4 Lê Trần Dũng 10/09/1978 Nam P4 3 100 000 1518987219

8 Phan Ái Khanh 15/08/1970 Nữ P3 3 100 000 1718897245

10 Thân Như Thơ 21/11/1974 Nam P1 2 500 000 1718987215

nhan_vien


Siêu khóa và quan hệ

Siêu khóa của một lược đồ là một tập thuộc tính cho phép xác định

duy nhất một bộ trong mỗi quan hệ trên lược đồ

U: tập thuộc tính, R(U): lược đồ quan hệ trên U, quan hệ r: một thể

hiện của lược đồ R(U), KU là một siêu khóa của R(U)

t1, t2 r, nếu t1[K]= t2[K] thì t1[U]= t2[U]


Khóa ngoài (foreign key)

Khóa ngoài của một lược đồ quan hệ là một tập hợp gồm một hay

nhiều thuộc tính là khóa chính của một lược đồ quan hệ khác



Ví dụ, NHAN_VIEN(MANV, HO_TEN, NGAY_SINH, GIOI_TINH, MADV,

LUONG, CMND)

Khóa ngoài là MADV

Thuộc tính MADV của lược đồ NHAN_VIEN tham chiếu đến khóa chính

(MADV) của lược đồ PHONG



2 Hoàng Lê Chi 28/03/1961 Nam P2 2 300 000 1417894532


4 Lê Trần Dũng 10/09/1978 Nam P4 3 100 000 1518987219

8 Phan Ái Khanh 15/08/1970 Nữ P3 3 100 000 1718897245

10 Thân Như Thơ 21/11/1974 Nam P1 2 500 000 1718987215

nhan_vien



Ví dụ, PHONG(MADV, TEN_PHONG, MATP)

Khóa ngoài là MATP

MATP tham chiếu đến khóa chính (MANV) của lược đồ NHAN_VIEN

MADV TEN_PHONG MATP



P3 Giám đốc 8

P4 Kĩ thuật 4

phong


Ràng buộc của khóa ngoài

Các giá trị của MADV trong quan hệ nhan_vien phải là tập con

của các giá trị của MADV trong quan hệ phong



2 Hoàng Lê Chi 28/03/1961 Nam P2 2 300 000 1417894532


4 Lê Trần Dũng 10/09/1978 Nam P4 3 100 000 1518987219

8 Phan Ái Khanh 15/08/1970 Nữ P3 3 100 000 1718897245

10 Thân Như Thơ 21/11/1974 Nam P1 2 500 000 1718987215

nhan_vien


Ràng buộc của khóa ngoài

Tập các giá trị của MATP trong quan hệ phong phải là tập con

của tập các giá trị MANV trong quan hệ nhan_vien

MADV TEN_PHONG MATP



P3 Giám đốc 8

P4 Kĩ thuật 4

phong


Nội dung





Các thao tác cập nhật dữ liệu trên các

quan hệ

Thêm bộ

Xóa bộ

Sửa đổi nội dung của bộ


Thêm bộ

Phép thêm bộ được dùng để thêm một hay nhiều bộ mới vào

một quan hệ

Một số ràng buộc có thể bị vi phạm khi thêm bộ

Ràng buộc khóa

Ràng buộc toàn vẹn thực thể

Ràng buộc về miền dữ liệu của thuộc tính

Ràng buộc toàn vẹn tham chiếu


Cách ứng xử khi phép thêm bộ vi phạm

ràng buộc

Loại bỏ phép thêm bộ nếu nó vi phạm một hay nhiều ràng buộc

Hệ quản trị CSDL kiểm tra nguyên nhân loại bỏ phép thêm bộ,

để thông báo cho người dùng. Từ đó, người dùng sẽ tự điều

chỉnh thông tin của bộ mới cho phù hợp


Ví dụ phép thêm bộ

INSERT(phong; “P5”, “Kinh doanh”, 3)

MADV TEN_PHONG MATP



P3 Giám đốc 8

P4 Kĩ thuật 4

phong MADV TEN_PHONG MATP



P3 Giám đốc 8

P4 Kĩ thuật 4

P5 Kinh doanh 3

phong


Vi phạm ràng buộc khóa

INSERT(phong; “P2”, “Kế toán”, 1)

MADV TEN_PHONG MATP



P3 Giám đốc 8

P4 Kĩ thuật 4

P5 Kinh doanh 3




P3 Giám đốc 8

P4 Kĩ thuật 4

P5 Kinh doanh 3

P2 Kế toán 1

phong


Vi phạm ràng buộc toàn vẹn thực thể

INSERT(phong; “null”, “Kế toán”, 1)

MADV TEN_PHONG MATP



P3 Giám đốc 8

P4 Kĩ thuật 4

P5 Kinh doanh 3




P3 Giám đốc 8

P4 Kĩ thuật 4

P5 Kinh doanh 3

null Kế toán 1

phong


Vi phạm ràng buộc về miền dữ liệu của

thuộc tính

INSERT(phong; 6, “Kế toán”, 1)

MADV TEN_PHONG MATP



P3 Giám đốc 8

P4 Kĩ thuật 4

P5 Kinh doanh 3




P3 Giám đốc 8

P4 Kĩ thuật 4

P5 Kinh doanh 3

6 Kế toán 1

phong


Vi phạm ràng buộc toàn vẹn tham chiếu

INSERT(phong; “P6”, “Kế toán”, 11)

MADV TEN_PHONG MATP



P3 Giám đốc 8

P4 Kĩ thuật 4

P5 Kinh doanh 3




P3 Giám đốc 8

P4 Kĩ thuật 4

P5 Kinh doanh 3

P2 Kế toán 11

phong


Xóa bộ

Phép xóa dùng để loại bỏ một hay nhiều bộ trong một quan hệ

Một số ràng buộc có thể bị vi phạm khi xóa bộ



Cách ứng xử khi phép xóa bộ vi phạm

ràng buộc toàn vẹn tham chiếu

Có 3 cách ứng xử:

Loại bỏ phép xóa bộ

Xóa lan truyền. Nghĩa là, xóa các bộ tham chiếu đến bộ được chỉ

định xóa ban đầu

Thay đổi giá trị của thuộc tính gây ra vi phạm


Ví dụ phép xóa bộ

DELETE<phong; TEN_PHONG=“Kinh doanh”>

MADV TEN_PHONG MATP



P3 Giám đốc 8

P4 Kĩ thuật 4

P5 Kinh doanh 3




P3 Giám đốc 8

P4 Kĩ thuật 4

phong


Phép xóa bộ vi phạm ràng buộc tham

chiếu

DELETE<phong; MADV=“P1”>

MADV TEN_PHON

G

MATP

P1 Hành chính

quản trị

10

P2 Nghiên cứu

và phát triển

2

P3 Giám đốc 8

P4 Kĩ thuật 4

phong


1 Phạm Văn

Bình

30/04/1975 Nam P1 1 500 000 1417589987

2 Hoàng Lê Chi 28/03/1961 Nam P2 2 300 000 1417894532

3 Nguyễn Thu

Cúc

12/06/1955 Nữ P1 1 700 000 1563298211

4 Lê Trần Dũng 10/09/1978 Nam P4 3 100 000 1518987219

8 Phan Ái

Khanh

15/08/1970 Nữ P3 3 100 000 1718897245

10 Thân Như

Thơ

21/11/1974 Nam P1 2 500 000 1718987215

nhan_vien


Sửa đổi nội dung của bộ

Phép sửa đổi được dùng để thay đổi các giá trị tại một số thuộc

tính của một số bộ

Một số ràng buộc có thể bị vi phạm khi sửa bộ

Ràng buộc khóa

Ràng buộc toàn vẹn thực thể

Ràng buộc về miền dữ liệu của thuộc tính



Cách ứng xử khi phép sửa đổi nội dung

bộ không phù hợp

Loại bỏ phép sửa đổi nội dung bộ nếu nó vi phạm một hay

nhiều ràng buộc

Hệ quản trị CSDL kiểm tra nguyên nhân loại bỏ phép sửa đổi

nội dung bộ, để thông báo cho người dùng. Từ đó, người dùng

sẽ tự điều chỉnh thông tin cập nhật cho phù hợp


Ví dụ phép sửa đổi nội dung bộ

MODIFY<phong; MADV=“P1”; TEN_PHONG=“Hành chính tổng hợp”>

MADV TEN_PHONG MATP



P3 Giám đốc 8

P4 Kĩ thuật 4


P1 Hành chính tổng hợp 10


P3 Giám đốc 8

P4 Kĩ thuật 4

phong


Phép sửa đổi nội dung bộ không hợp lệ

MODIFY<phong; TEN_PHONG=“Nghiên cứu và phát triển”;

MADV=“P1”>

MADV TEN_PHONG MATP



P3 Giám đốc 8

P4 Kĩ thuật 4




P3 Giám đốc 8

P4 Kĩ thuật 4

phong




MADV=“null”>

MADV TEN_PHONG MATP



P3 Giám đốc 8

P4 Kĩ thuật 4



null Nghiên cứu và phát triển 2

P3 Giám đốc 8

P4 Kĩ thuật 4

phong




MADV=8>

MADV TEN_PHONG MATP



P3 Giám đốc 8

P4 Kĩ thuật 4



null Nghiên cứu và phát triển 2

P3 Giám đốc 8

P4 Kĩ thuật 4

phong



MODIFY<phong; MADV=“P2”; MATP=11>

MADV TEN_PHONG MATP



P3 Giám đốc 8

P4 Kĩ thuật 4




P3 Giám đốc 8

P4 Kĩ thuật 4

phong


Tóm tắt Chương 3

Các nội dung của Chương 3:

Các khái niệm cơ bản của mô hình quan hệ

Khóa của quan hệ

Các thao tác cơ bản trên các quan hệ


Documents

(RELATIONAL DATABASE MODEL)fit.hnue.edu.vn/~kienltt/HeCSDL/Chuong2-MoHinhQuanHe.pdfGiới thiệu Nhiều hệ quản trị cơ sở dữ liệu dùng mô hình CSDL quan hệ: Oracle,