Chương1:Tổng quan về cơ sở dữ liệu
I.Khái niệm cơ bản(Câu 1)
1.1.CSDL
a.Định nghĩa:
DL:Phản ánh một sự vật hiện tượng trong thế giới khách quan đc lưu trữ trong máy tính dưới dạng cấu trúc bản ghi or không có cấu trúc( hình nảh , âm thanh)
CSDL:tập hợp dl tương quan có tổ chức đc lưu trữ trên phương tiện lưu trữ như đĩa tuừ, hăng từ nhằm thoả mãn yêu cầu thông tin của nhiều người sử dụng& nhiều chương trình ứng dụng
Vd:trước khi có cơ sở dl thì mọi chương trình ( lương, tính lương, bảo hiểm)… đều phải lấy thông tin ra từ 1 tập tin giống nhau ( tập tin nhân viên , cái mà mỗi chương trình đều phải có) nhưng không đc trao đổi qua lại lẫn nhau.Nhờ cơ sở dl ngày nay chỉ cần thông qua csdl đc tích hợp đầy đủ moi chưong trình đều làm đcmà trách đc các phiền phức về trênh lệch hay sai sót dl.
Đặc tính:
Chia sẻ:cho phép nhiều người dùng, nhiều ứng dụng
Bền vững:dl lưu trữ đc ổn định cho phép sd nhiều lần
CSDL trong các ứng dụng
Thông dụng:csdl trong các ứng dụng qlý nguồn nhân lực, đv công cộng
TMĐT:csdl khách hàng , sp ..của các của hàng trực tuyến, sàn jao dịch
Chuyên biệt:csdl lưu trữ dl của các ứng dụng chuyên biệt hệ thống thông tin địa lý( dl bản đồ, dl thuộc tính)
Tiêu chuẩn csdl:
Giảm việc dư thừa mỗi ứng dụng ko cần phải có các tập tin dl của riêng nó
Tránh đc sự không nhất quán dl
Dl đc chia sẻ
Áp dụng các chuẩn nghiêm ngặt
Áp dụng các biện pháp an toàn bảo mật
Các ràng buộc phải đc duy trì
b.Hệ quản trị csdl
Kn:là một phần mềm cho phép tạo lập csdl & điều khiển mọi truy cập đối với csdl đó
Đặc điểm
Quản lý dl lâu dài
Hỗ trợ truy nhập dữ liệu lớn một cách hiệu quả
Chức năng:
Hỗ trợ ít nhất 1 cách tổ chức dl
Lưu trữ truy xuất & cập nhật dl
Quản li giao dịch
Điều khiển tương tranh
Chép lưu & phục hồi dl
Bảo mật dl
Duy trì tính toàn vẹn nhất quán của dl
Cung cấp các tiện ích
Hỗ trợ truyền thông dl
Vd: trong 1 công ty tất cả các phòng ban ( kế toán , kinh doanh, nhân sự ) đều có thể truy cậo vào 1 ứng dụng của công ty ma trong đó có thể khai thác tất cả các thông tinc cần thiết cho mình
c.Hệ csdl(câu 2)
Kn:là hệ thống gồm 4 thành phần , người sd, hệ qtri csdl, csdl& phần cứng( máy tính ổ đĩa, băng từ dùng để lư trữ)
IIKiến trúc hệ cơ sở dl
a.Các mức trừu tượng
Mức khung nhì:mô tả 1 phần của toàn bộ csdl.hệ thống có thể cung cấp nhiều khung nhìn đối với cùng 1 csdl
Mức khái niệm:mô tả dl nào đc lưu trữ trong csdl & các mqh nào tồn tại jũă các dl này
Mức vật lý:mô tả dl đc lưu trữ ntn .taị mức vật lý các cấu trúc dl mức thấp, phức tạp đc mô tả chi tiết
b.Lựơc đồ csdl
Một thiết kế tổng thể của csdl đc goi là lược đồ csdl.Lươcj đồ khái niệm là khung của csdl mức khái niệm, lược đồ vlý là khung của csdl mức vlý, lược đồ khung nhìn gọi là lược đồ con
c.Tính độc lập dl
Kn:Khả năng thay đổi 1 định nghĩa lược đồ trong 1 mức mà ko làm ảnh hưởng đến đn lược đồ mức cao hơn tiếp theo đc gọi là tính độc lập dl
Phân loại:độc lập dl mức vlý là khả năng thay đổi lược đồ mức vlý mà không dẫn đến các chương trình ứng dụng phải viết lại.Các thay đổi tại mức vlý đôi khi là cần thiết để tăng hiệu quả hệ thống.
Độc lập dl ở mức logic là khả năng thay đổi lược đồ mức logic mà không dẫn đến các chương trình ứng dụng phải viết lại.Các thay đổi tại mức logic là cần thiết bất kể khi nào cấu trúc logic của csdl bị sửa đổi
III.Mô hình dl(câu 3)
KN:là 1 mô tả của việc tổ chức dl trong csdl: dl, ràng buộc đc định nghĩa cho dl cùng quan hệ jữa các dl
Phân loại:mô hình dl trên đối tượng(mô hình thực thể lien kết ER)
Mô hình dl dựa trên bản ghi(mô hình dl phân cấp,mô hình dl mạng, mô hình dl quan hệ)
1.Mô hình thực thể liên kết:dựa trên cơ sở nhận thức của thế giới thực bao gồm 1 tập các đối tượng cơ sở đc gọi là thực thể & 1 tập các liên kết jữa các đối tượng này
(Tại sao dùng mh ER)Dùng mô hinh ER là cách tiếp cận chính để mô hình hoá dk theo khái niệm.Là công cụ joa tiếp jữa người sdụng cuối cùng & người thiết kế csdl để xd csdl trong jai đoạn phân tích.Dùng để xd mô hình dl theo khái niệm nhằm biểu diễn cấu trúc & các ràng buộc của csdl
a.Thực thể liên kết
Thực thể liên kết là 1 đối tượng có thể đc định nghĩa & dl về nó có thể đc lưu trữ(đặc tính của thực thể là thuộc tính của nó)
Một liên kết là sự kết hợp jữa 1 số thực thể: liên kết 1_1. 1_n,n_n, là một
*Biểu diễn tập thực thể ở dạng mức sở đồ:nhóm bao gồm tập thực thể giống nhau(ít nhất cần có 1 tập các thuộc tính chung)đc gọi là 1 tập thực thể )
Nviên
Các dạng thuộc tính
Thuộc tính định danh/thuộc tính khoá:xác định thực thể 1 cách duy nhất.mô tả đc gạch chân để phân biệt với các thuộc tính khác.giá tị rỗng & thành phần không chứa các thông tin thay đổi.Khoá đơn khoá phức, khoá dự tuyến , khoá chính.
Thuộc tính mo tả:cung cấp thông tin làm rõ thêm về thực thể.Chỉ nêu xuất hiện trong 1 kiểu thực thể tránh dư thừa dl.
Thuộc tính phức hợp:hợp thành của 1 số thành phần thông tin, thuộc tính của thực thể.Phân rã thành thuộc tính đơn tuỳ thuộc nhu cầu xử lý.
Thuộc tính đa trị:nhận nhiều hơn 1 giá trị
b.Các bước xd sơ đồ ER
B1:xác định các kiểu thực thể liên kết chính
B2:xác định các thuộc tính cho các kiểu thực thể này
B3:xác định các thuộc tính khoá
B4:xác định các mối liên kết
B5:xây dựng lược đồ
Câu 4 mối quan hệ trong CSDL
2.Mô hình quan hệ :biểu diễn mọi dl dưới dạng các bảng, bảng đc định dạng gồm các hàng &cột.mô tả việc tổ chức dl trong hệ quản trị csdl.
a.Quan hệ:1 quan hệ là 1 bảng, mỗi hàng biểu diễn 1 bộ já trị của quan hệ.Số các bộ đc gọi là lực lượng của quan hệ.Mỗi cột biểu diễn 1 thuộc tính/thành phần của các bộ.Số các thành phần đc gọi là bậc của quan hệ
b.thuộc tính:là 1 tính chất riêng biệt của 1 đối tượng cần đc lưu trữ trong csdl để phục vụ cho vviệc khai thác dl về đối tượng(vd: các thuộc tính đối tượng nhà cugn câpd ahngf háo tên là Ten NCC, Diachi…
Thuộc tính đc đặc trưng bởi tên gọi, kiểu dl, miền já trị
c.Bộ giá trị:một bộ là các thông tin của 1 đối tượng thuộc quan hệ
Đặc điểm:2 bộ bất kì trong quan hệ là khác nhau ở ít nhất giá trị của 1 thuộc tính.Một bộ không thể đc xđịnh các nhờ vị trí của nó trong qh(bộ phận nhận diện nhờ khoá)
d.Khoá:khoá của quan hệ là 1 hay 1 tập hợp các thuộc tính mà giá trị của nó xđịnh duy nhất 1 bộ trong 1 qhệ( khoá nội)
Khoá đơn là khoá chỉ có 1 thuộc tính khoá, khoá kép là khoá có 2 thuộc tính trở lên
Khoá tối thiểu là khoá chứa tối thiểu các thuộc tính để có thể tạo thành 1 khoá cho quan hệ.Khoá chính là 1 khoá tối thiểu tốt nhất cho quan hệ,c ác khoa còn lại gọi là khoá dự bị
Một tập thuộc tính của qh mà giá trị của nó khớp với khoá chính của 1 qh khác thì nó đc gọi là khoá ngoại của qh đó
e.Lược đồ qhệ:đc mô tả thông qua 1 tân từ( lược đồ CUNG_UNG(TenNCC,SanPham,Gia)
VD: Lược đồ CUNG_UNG(TenNCC,SanPham,Gia)
Tân từ:mỗi sự cung ứng sẽ đc thực hiện bởi 1 nhà cung cấp, tương ứng với 1 sản phẩm.mỗi sản phẩm dc cung ứng bởi 1 nhà cugn cấp sẽ có 1 giá
f.Thể hiện của quan hệ:thể hiện của qh R, kí hiệu TR là tập hợp các bộ já trị của qhệ R vào 1 thời điểm.Tại những thời điểm khác nhau thì qh sẽ có những thể hiện khác nhau
*Cách biến đổi sơ đồ ER sang lược đồ csdl quan hệ
B1:biến đổi các tập thực thể
Một tâp thực thể E đc biêna thành 1 quan hệ R mà lược đồ của bao gồm các thuộc tính của E.mỗi bộ của R là 1 thực thể trong E
Vd:tập thực thể CUSTOMERS->CUSTOMERS(NAME, CADDR,BALANCE)
Nếu các thực thể trong E đc xác định thông qua 1 liên kết với 1 tập thực thể F nào đó thì lược đồ R tương ứng là các thuộc tính là các thuộc tính trong khoa chính của F
Vd:tập thực thể MANAGERS chỉ có một thuộc tính ENAME là khoá của EMPS
B2.biến đổi liên kết
Một liên kết jữa các tập thực thể E1,E2…Ek đc biến thành lược đồ R trong đó thuộc tính của R là tập tất cả các thuộc tính trong khoá của mỗi E1,E2,….Ek
Vd:ta có quan hệ WORKS IM (ENAME, DNAME) trong đó ENAME là nhân viên trong phòng DNAME, còn qh MANAGERS(ENAME, DNAME) thì ENAME là quản lý của phòng DNAME.
B3.Tìm khoá cho lược đồ
Nếu 1 lược đồ qh đc biến đổi từ 1 tập các thực thể , khoá của luợc đồ qh chính là khoá của tập thực thể
Nếu 1 lược đồ qh đc biến đổi từ 1 liên kết n_n thì khoá của qh là tất cả các thuộc tính(khóa) của quan hệ
Nếu 1 lược đồ qh đc biến đổi từ 1 liên kết 1_1 jữa 2 tập thực thể F &E thì khoá của lược đồ qh là khoá của E or F
Nếu 1 lược đồ qh đc biến đổi từ 1 liên kết n_1 từ E1,E2….Ek thì khoá thường là hợp các khoá của E1,E2…..Ek-1
B4.giản ước lược đồ csdl
Khi 2 lược đồ qh có khoá chung có thể tổ hợp các thuộc tính của 2 lược đồ này bằng 1 lựoc đồ qh mới với tập thuọc tính là hợp của 2 tập thuộc tính của 2lược đồ qh ban đầu
Câu5:trình bày các phép toán trên mô hình quan hệ
Phép hợp:của 2 qhệ khả hợp r&s kí hiệu r U s, là tập hợp tất cả các bộ thuộc r hoặc thuộc cả 2 qhệ
Phép giao:của 2 qh khả hợp r& s kí hiệu r n s, là các tập tất cả các bộ thuộc cả 2 qh r & s
Phép trừ:của 2 qh khả hợp r & s kí hiệu r-s là tập tất cả các bộ thuộc r nhưng không thuộc s
Phép tích Đề các:cho qhr xđịnh trên tập thuộc tính {A1…An} & qhệ s xđịnh trên tập thuộc tính {B1…..Bn}.Tích đề các của 2 qhệ r&s kí hiệu là r x s là tập tất cả các (m+n) – bộ có n thành phần đầu tiên là 1 bộ thuộc r &m thành phần sau là các bộ thuộc s
Phép chiếu:cho qhệ r xác định trên tập phụ thuộc tính U={ A1…..An} .X thuộc U.Phép chiếu của r trên tập thuộc tính X, kí hiệu là Πx ( r ) là tập các bộ của r xác định trên X
Phép chọn:cho r là 1qhệ , F là 1 biểu thức đk.Phép chọn trên r với biểu thức chọn F, kí hiệu σf ( r ) là tập tất cả các bộ của r thoả mãn đk F
Phép chia:cho 2 qh r xác định trên n thuộc tính, s xác định trên m thuộc tính (n>m, s khác rỗng) phép chia qh r cho qh s là các bộ t sao cho với mọi bộ v thuộc s thì t ghép với v thuộc r
Phép kết nối:2 qh r, s là phép ghép các cặp bộ của qh thhoả mãn 1 đk kết nối hay 1 biểu htức kết nối F
Chương2: Thiết kế CSDL quan hệ
I.Phụ thuộc hàm(Câu 6)
1.Kn:cho qh R , thuộc tính B của quan hệ R đc gọi là phụ thuộc hàm vào thuộc tính A của qh R nếu với mỗi já trị của A xác định duy nhất 1 já trị của B.A gọi là xác định hàm của B( kí hiệu A->B)
Tập các phụ thuọc hàm F của 1 lược đồ qh R là 1 tập gồm các phụ thuộc hàm xác dịnh trên R
Vd: tập phụ thuộc hàm F=(A->B,B->C) của R(A.B.C)
Tập tất cả các thuộc tính của qh phải phụ thuộc hàm vào khoá
MaNCC->tenNCC,MaNCC->SoNV,MaNCC->DiaChi,MaNCC:khoá vậy F=(MaNCC->TenNCC,MANCC->SoNV,MaNCC->DiaChi)
Bao đóng &phủ của tập các phụ thuộc hàm
Cho tập các phụ thuộc hàm F xđinh trên R :Bao đóng F+ của tập các phụ thuộc hàm F là tập hợp các phụ thuộc hàm đc suy diễn logic từ F.Vd:F=(AB->C,B->D,CD->E,CE->G,G->A) ->F+=F U(AB->CG,AB->E,BC->E)
Phủ G của tập các phụ thuộc hàm là tập các phụ thuộc hàm xác ssịnh trên R sao cho G+=F+
Bao đóng X+ của thuộc tính X đối với tập phụ thuộc hàm F là tất cả thuộc tính A mà phụ thuộc hàm X->A có thể đc suy diễn logic từ hệ tiên đề Amstrong
Một phụ thuộc hàm X->Y thuộc F+ nếu Y thuộc X+, kt X->Y có thuộc F+
*Ý nghĩa của phụ thuộc hàm :chỉ ra cá phụ thuộc dl/ràng buộc có thể xảy ra jữa tập thuộc tính của 1 lược đồ qh.Giúp xđịnh khoá tối thiểu , khoá chính của qh.giúp chuẩn hoá lược đồ qh
II.Chuẩn hoá lược đồ qh(câu 8)
Kn:Là qt phân tích tách các lược đồ qh thành các lược đồ qh nhỏ hơn theo 1 số tiêu chuẩn nhằm loại bỏ việc lưu trữu dư thừa dl.Phép tách thành các lược đồ qh đơn jản hơn, nhỏ hơn phải bảo đảm không làm mất mát thông tin
1.Các dạng chuẩn
a1.Dạng chuẩn 1(1NF)
Kn:một lược đồ qh R ở dạng chuẩn 1 khi & chỉ khi toàn bộ các miền já trị của các thuộc tính trong R đều chỉ chứa các já trị nguyên tố.Một qh xđịnh trên lược đồ qh ở dạng chuẩn 1 đc gọi là qh ở dạng chuẩn 1. Một qh thuộc dạng chuẩn 1 là 1 qh trong đó mỗi miền já trị của 1 thuộc tính chỉ chứa những já trị nguyên tố .Một qh thuộc dạng chuẩn 1 nếu 1 ô trong bảng chỉ chứa duy nhất 1 giá trị(Dạng chuẩn +phụ thuộc hàm không đầy đủ vào khoá)
Vd:phieumuon(soothe,maso,hoten,diachi,tensach,ngaymuon, ngaytra)ta có soothe,masach-> hoten,diachi , nhưng soothe->hocten, diachi .Vậy phieumuon ở dạng chuẩn hoá và tồn tại phị thuộc hàm , phụ thuộc không đầy đủ vào khoá nên nó là chuẩn 1NF
b.Dạng chuẩn 2
KN:1 lược đồ qh R đc gọi là ở dạng chuẩn 2 nếu nó đã ở dạng chuẩn1 & mọi thuộc tính không khoá đều phụ thuộc hàm đầy đủ vào khoá chính.Một qh xđịnh trên lược đồ quan hệ ở dạng chuẩn 2 dc nói là qh ở dạng chuẩn 2 .(1NF + phụ thuộc hàm đầy đủ có thể kèm phụ thuộc hàm ján tiếp)
Vd:phieuthu(sophieu,masv,hoten,ngaynop)ta có sophieu->hoten nhưng sophieu->masv->hoten .Vậy phieuthu tồn tại phị thuọc hàm đầy đủ &phụ thuộc hàm gián tiếp nên nó là chuẩn 2NF
c.Dạng chuẩn 3
KN:một lựơc đồ qh R đc gọi là ở dạng chuẩn 3 nếu nó đã ở dạng chuẩn 2 & mọi thuộc tính không khoá của R đều chỉ phụ thuộc hàm duy nhất vào khoá chính.Một qh xđịnh trên lược đồ qh ở dạng chuẩn 3 đc gọi là qh ở dạng chuẩn 3(2NF- phụ thuộc hàm ján tiếp)
Vd:sv-monhoc(masv,mamonhoc,giaovien,diem)gs mỗi giáo viên dạy 1 môn học ta có giaovien-> mamonhoc, nó tồn tại phụ thuộc hàm đầy đủ và không có phụ thuộc hàm jans tiếp nên là chuẩn 3
d.Dạng chuẩn Boye-Codd
Chuẩn 3 không đáp ứng đc lược đồ qh: nhiều hơn 1 khoá tối thiểu, các khoá tối thiểu là khoá kép,các khoá tối thiểu jao nhau khác rỗng
Kn:1 lược đồ qh R thuọc dạng chuẩn Boye_codd khi & chỉ khi mọi xđịnh hàm đều là 1 khoá
Vd:sinhvien(masv,tensv,ngaysinh, gioitinh) ta có masv-> tensv,ngáyinnh,gioitinh vậy nó là chuẩn BCNF
Câu 9:các bc cơ bản trong thiết kế csdl:
Các phương pháp thiết kế:
1.thiết kế dưới lên(bottom up) mô tả thôg tin về dl tùe thực tế, mô hình hóa thành lược đồ ER, biến đổi từ các lược đồ ER thành các bảng qhệ
B1.Xét csdl của 1 dn với các mô tả như sau
Có 1 tập hợp các hãng cung cấp cần lưu các thông tin Ten hang,dia chi………mỗi hàng cung cấp 1 tập hợp các mặt hàng bao gồm tenhang,giaca……
B2.Xây dựng lược đồ ER
Có 2 tập thực thể ;hangcung cap& mathang
Hangcungcap co thuộc tính:tenhang & diachi
Mathang có các thuộc tính:ma mathang,ten mathang, mỗi mặt hàng có giá do nhà cung cấp đưa ra
Liên kết mỗi hãng cung cấp nhiều mặt hàng ,mỗi mặt hàng lại cũng có nhiều hãng xung cấp,mỗi mặt hàng của hãng có 1 gtrị duy nhất do hãng đưa ra
B3.Biến đổi từ lược đồ ER sang mô hình quan hệ
2.thiết kế trên xuống(top down):xây dựng các lược đồ qh ban đầu từ bản mô tả , dựa vò các chuẩn & phép tách để tách thành lược đồ nhỏ hơn.Ktra các dị thường & sự dư thừa dữ liệu
B1.xây dựng các bảng từ bản mô tả
Một tập hợp các chức năng cung cấp cần lưu các thông tin tenhang,diachi.Một hãng cung cấp cần 1 tập hợp các mặt hàng bao gồm ten hanghao, gia ca
B2.dựa vào các chuẩn & phép tách để tách
Câu10:dị thường là gì?vì sao chúng đc xem là ko tốt với csdl?cho vd về dị thường đối với các thao tác chèn xoá sửa csdl.
Một nhà cung cấp cung cấp nhiều mặt ahngf thì dl về nhà cung cấp sẽ trùng lặp
DL không nhất quán chính là kiểu dị thường khi sửa đổi dl
Dị thường khi thêm bộ là những bất thường khi thêm các bộ dữ liệu vào các quan hệ.Nếu 1 hãng chưa cung cấp bất kì 1 mặt hàng nào thì khi thêm bộ já trị về hãngc này ta sẽ không thể đưa mặt ahngf và giá của mặt hang
Dị thường khi xoá bộ xuất hiện khi chúng ta xoá dl về mặt hàng của hãng cung cấp mà hãng chỉ cung cấp 1 loại mặt hàng thì việc xoá đó làm mất cả dl về hang
Cách khắc phục là ta nên tách lược đồ quan hệ thành các luợc đồ con sao cho trong lược đồ con khi ta lưu nó sẽ hiện đc đầy đủ thông tin hay khi xoá se ko bịmất dữ liệu
Chọn cách thiết kế csdl theo mo hình quan hệ vì:nó có nền tảng toán hoc vững chắc, thiết kế csdl theo mô hình tnày thu đc nhiều kết quả tốt trọn vẹn.Các kq thu đc có thể cho phép tự động hoá qtrình thết kế csdl qhệ.Rất nhiều hệ quản trị csdl hỗ trợ qtrình thiết kế csdl cho mô hình này
Câu 12:tính chất kết nối không mất mát& bảo toàn tập phụ thuộc hàm của 1 phép tách lược đồ qh là j?
Kn:phép tách lược đồ quan hệ là qtrình phân tách lược đồ qhệ R thành các lược đồ con nhỏ hơn dựa trên 1 quy tắc cho trước
Mục đích:đưa lược đồ về các dạng chuẩn, loại bỏ dư thừa & hạn chế dị thường,Tăng hiệu quả lưu trữ , tìm kiếm & truy vấn
1.Tách không mất mát thông tin:tách 1 lược đồ qh thành ácc lược đồ côn mà sau khi kết nối tự nhiên các lựơc đồ con này với nhau thì ta thu đc lược đồ ban đầu.Tất cả các phép tách đều bảo toàn thông tin cho tất cả các qhệ
2.Tách bảo toàn phụ thuộc hàm:Là phép tách mà các phụ thuộc hàm ban đầu có thể suy diễn đc từ các phụ thuộc hàm của lược đồ con.Các phụ thuộc hàm ở dạng lựơc đồ con ko cần phụ thuộc F
Mục đích là bảo đảm các ràng buộc toàn ven đối với lược đồ qhệ
Câu 14:
Bao đóng của phụ thuộc hàm là gì? Cho ví dụ minh hoạ
Bao đóng của tập FTH F đối với quan hệ R là tập tất cả các FTH mà được suy dẫn logic từ F nhờ hệ tiên đề amstrong. Kí hiệu: F+
VD: F={ABèC, BèD, CDèE, CEè G, GèA} có F+={ABèCG, ABèE, BCèE,...}
Bạn đang đọc truyện trên: Truyen2U.Pro