Bài giảng Cơ sở dữ liệu và quản trị cơ sở dữ liệu: Chương 3 - ThS. Nguyễn Vương Thịnh

Chia sẻ: Tomjerry | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:53

Thêm vào BST

Báo xấu

27
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Cơ sở dữ liệu và quản trị cơ sở dữ liệu: Chương 3 Mô hình dữ liệu quan hệ cung cấp cho người học các kiến thức: Mốt số khái niệm cơ bản; Các phép toán đại số quan hệ; Biểu diễn truy vấn bằng đại số quan hệ; Ánh xạ từ mô hình thực thể liên kết sang mô hình dữ liệu quan hệ.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Cơ sở dữ liệu và quản trị cơ sở dữ liệu: Chương 3 - ThS. Nguyễn Vương Thịnh

TRƢỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÀI GIẢNG HỌC PHẦN CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU Chương 3 MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ Giảng viên: ThS. Nguyễn Vƣơng Thịnh Bộ môn: Hệ thống thông tin Hải Phòng, 2013
Thông tin về giảng viên Họ và tên Nguyễn Vƣơng Thịnh Đơn vị công tác Bộ môn Hệ thống thông tin – Khoa Công nghệ thông tin Học vị Thạc sỹ Chuyên ngành Hệ thống thông tin Cơ sở đào tạo Trƣờng Đại học Công nghệ - Đại học Quốc Gia Hà Nội Năm tốt nghiệp 2012 Điện thoại 0983283791 Email thinhnv@vimaru.edu.vn 2
Tài liệu tham khảo 1. Elmasri, Navathe, Somayajulu, Gupta, Fundamentals of Database Systems (the 4th Edition), Pearson Education Inc, 2004. 2. Nguyễn Tuệ, Giáo trình Nhập môn Hệ Cơ sở dữ liệu, Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam, 2007. 3. Nguyễn Kim Anh, Nguyên lý của các hệ Cơ sở dữ liệu, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, 2004. 3
Tài liệu tham khảo 4
MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ 3.1. MỐT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN 3.2. CÁC PHÉP TOÁN ĐẠI SỐ QUAN HỆ 3.3. BIỂU DIỄN TRUY VẤN BẰNG ĐẠI SỐ QUAN HỆ 3.4. ÁNH XẠ TỪ MÔ HÌNH THỰC THỂ LIÊN KẾT SANG MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ 5
Edgar F. Codd 6 (1923 – 2003)
7
3.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN 3.1.1. LƢỢC ĐỒ QUAN HỆ (RELATION SCHEMA) Lược đồ quan hệ R, ký hiệu là R(A1,A2,...,An) được tạo thành từ một tên quan hệ R và một tập các thuộc tính {A1,A2,...,An}. Ví dụ:  Học Sinh(Mã HS, Tên HS, Xếp Loại).  Học Phần(Mã HP, Tên HP, Số TC, Loại HP). Tên quan hệ Tập thuộc tính (Relation Name) Tương ứng với mỗi thuộc tính Ai trong tập thuộc tính có một tập hợp các giá trị mà thuộc tính Ai có thể nhận. Người ta gọi đó là miền giá trị (domain) của Ai và ký hiệu là dom(Ai)  dom(Xếp Loại) = {Xuất Sắc, Giỏi, Khá, Trung Bình, Yếu, Kém} 8 dom(Loại HP) = {1, 2, 3} 
3.1.2. QUAN HỆ (RELATION)  Quan hệ r trên lƣợc đồ quan hệ R(A1,A2,...,An) còn đƣợc ký hiệu là r(R) là tập hợp các bộ t có dạng t = trong đó vi là một phần tử nào đó thuộc dom(Ai): 𝒓 𝑹 = 𝒕|𝒕 = 𝒗𝟏 , 𝒗𝟐 , … , 𝒗𝒏 , 𝒗𝒊 ∈ 𝒅𝒐𝒎(𝑨𝒊 )(𝟏 ≤ 𝒊 ≤ 𝒏)  Quan hệ r trên lƣợc đồ quan hệ R(A1,A2,...,An) có thể đƣợc xem là tập con của tích Đề Các n miền giá trị dom(A1), dom(A2),..., dom(An): 𝒓 𝑹 ⊆ 𝒅𝒐𝒎 𝑨𝟏 × 𝒅𝒐𝒎 𝑨𝟐 × ⋯ × 𝒅𝒐𝒎(𝑨𝒏 ) Chú ý: Miền giá trị của quan hệ r(R) ký hiệu là dom(r(R)) đƣợc định nghĩa 𝒅𝒐𝒎 𝒓 𝑹 = 𝒅𝒐𝒎 𝑨𝟏 × 𝒅𝒐𝒎 𝑨𝟐 × ⋯ × 𝒅𝒐𝒎(𝑨𝒏 ) Hiển nhiên: 9 𝒅𝒐𝒎 𝒓 𝑹 = 𝒅𝒐𝒎 𝑨𝟏 . 𝒅𝒐𝒎 𝑨𝟐 … 𝒅𝒐𝒎(𝑨𝒏 )
𝑅 𝐴1 , 𝐴2 : 𝑑𝑜𝑚 𝐴1 = *𝑎, 𝑏+ 𝑑𝑜𝑚 𝐴2 = *1,2+ 𝑑𝑜𝑚 𝐴1 × 𝑑𝑜𝑚(𝐴2 ) = * 𝑎, 1 , 𝑎, 2 , 𝑏, 1 , (𝑏, 2)+ A1 A2 𝑟1 𝑅 = 𝑎, 1 , 𝑏, 2 = a 1 b 2 A1 A2 𝑟2 𝑅 = 𝑎, 1 , 𝑎, 2 , 𝑏, 2 = a 1 a 2 b 2 A1 A2 𝑟3 𝑅 = 𝑎, 2 , 𝑏, 1 , 𝑏, 2 = a 2 b 1 10 b 2
3.1.3. QUAN HỆ KHẢ HỢP  Quan hệ r và quan hệ s đƣợc gọi là khả hợp nếu chúng đƣợc xác định trên cùng miền giá trị: Cụ thể: 𝒅𝒐𝒎 𝒓 = 𝒅𝒐𝒎 𝑨𝟏 × 𝒅𝒐𝒎 𝑨𝟐 × ⋯ × 𝒅𝒐𝒎(𝑨𝒏 ) 𝒅𝒐𝒎 𝒔 = 𝒅𝒐𝒎 𝑩𝟏 × 𝒅𝒐𝒎 𝑩𝟐 × ⋯ × 𝒅𝒐𝒎(𝑩𝒎 ) Quan hệ r và quan hệ s đƣợc gọi là khả hợp nếu: 𝒅𝒐𝒎𝒓 = 𝒅𝒐𝒎(𝐬) Tức là: 𝒏=𝒎 và 𝒅𝒐𝒎(𝑨𝒊 ) = 𝒅𝒐𝒎(𝑩𝒊 )(∀𝒊 = 𝟏, . . , 𝒏) 11
𝑅 𝐴1 , 𝐴2 : 𝑑𝑜𝑚 𝐴1 = *𝑎, 𝑏+ 𝑑𝑜𝑚 𝐴2 = *1,2+ 𝑆 𝐵1 , 𝐵2 : 𝑑𝑜𝑚 𝐵1 = *𝑎, 𝑏+ 𝑑𝑜𝑚 𝐵2 = *1,2+ A1 A2 𝑟1 𝑅 = 𝑎, 1 , 𝑏, 2 = a 1 b 2 B1 B2 𝑟2 𝑆 = 𝑎, 1 , 𝑎, 2 , 𝑏, 2 = a 1 a 2 b 2 12
3.2. CÁC PHÉP TOÁN ĐẠI SỐ QUAN HỆ 3.2.1. PHÉP HỢP (UNION) Kết quả phép hợp của 2 quan hệ khả hợp r và s là tập tất cả các bộ t hoặc thuộc r hoặc thuộc s hoặc thuộc đồng thời cả r và s: 𝒓 ∪ 𝒔 = 𝒕|(𝒕 ∈ 𝒓)⋁(𝒕 ∈ 𝒔) A B C A B C A B C 𝑟1 = a1 b1 c1 𝑟2 = a b c 𝑟1 ∪ 𝑟2 = a1 b1 c1 1 1 1 a2 b2 c2 a2 b2 c2 a2 b2 c2 a3 b3 c3 a4 b4 c4 a3 b3 c3 a5 b5 c5 a4 b4 c4 a5 b5 c5 13
3.2.2. PHÉP GIAO (INTERSECTION) Kết quả phép giao giữa 2 quan hệ khả hợp r và s là tập tất cả các bộ thuộc đồng thời cả r và s: 𝒓 ∩ 𝒔 = 𝒕|(𝒕 ∈ 𝒓)⋀(𝒕 ∈ 𝒔) A B C A B C A B C 𝑟1 = a1 b1 c1 𝑟2 = a b c 𝑟1 ∩ 𝑟2 = a b c 1 1 1 1 1 1 a2 b2 c2 a2 b2 c2 a2 b2 c2 a3 b3 c3 a4 b4 c4 a5 b5 c5 14
3.2.3. PHÉP TRỪ (MINUS) Kết quả phép trừ giữa 2 quan hệ khả hợp r và s là tập tất cả các bộ thuộc r nhưng không thuộc s: 𝒓 − 𝒔 = 𝒕|(𝒕 ∈ 𝒓)⋀(𝒕 ∉ 𝒔) A B C A B C A B C 𝑟1 = a1 b1 c1 𝑟2 = a b c 𝑟2 − 𝑟1 = a b c 1 1 1 4 4 4 a2 b2 c2 a2 b2 c2 a5 b5 c5 a3 b3 c3 a4 b4 c4 a5 b5 c5 15
3.2.4. PHÉP TÍCH ĐỀ CÁC Kết quả của phép tích Đề Các giữa 2 quan hệ r và s bất kỳ là tập tất cả các bộ t được tạo thành từ việc kết nối một bộ ti bất kỳ thuộc r với một bộ tj bất kỳ thuộc s: 𝒓 × 𝒔 = 𝒕 = 𝒕𝒊 + 𝒕𝒋 |(𝒕𝒊 ∈ 𝒓)⋀(𝒕𝒋 ∈ 𝒔) Kết nối 02 bộ: 𝒕𝒊 = 𝒂𝟏 , 𝒂𝟐 , … , 𝒂𝒏 , 𝒕𝒋 = 𝒃𝟏 , 𝒃𝟐 , … , 𝒃𝒎 𝒕 = 𝒕𝒊 + 𝒕𝒋 = 𝒂𝟏 , 𝒂𝟐 , … , 𝒂𝒏 , 𝒃𝟏 , 𝒃𝟐 , … , 𝒃𝒎 A B C D E A B C D E 𝑟1 = a b c 𝑟2 = d e 𝑟1 × 𝑟2 = a1 b1 c1 d1 e1 1 1 1 1 1 a2 b2 c2 d2 e2 a1 b1 c1 d2 e2 d3 e 3 a1 b1 c1 d3 e3 Hệ quả: a2 b2 c2 d1 e1 𝒓×𝒔 = 𝒓 . 𝒔 a2 b2 c2 d2 e2 16 a2 b2 c2 d3 e3
3.2.5. PHÉP CHIẾU (PROJECT) Phép chiếu của quan hệ r xác định trên tập thuộc tính X là tập các bộ của r với giá trị được xác định trên tập thuộc tính X: 𝚷𝑿 (𝒓) = 𝒕 𝑿 |𝒕 ∈ 𝒓 Phép chiếu trên một quan hệ giúp loại bỏ đi các giá trị tương ứng với một số thuộc tính của quan hệ. A B C D A B C D A B D 𝑟= a b c d Π𝑋 𝑟 = = 1 1 1 1 a1 b1 c1 d1 a1 b1 d1 a2 b2 c2 d2 a2 b2 c2 d2 a2 b2 d2 a3 b3 c3 d3 a3 b3 c3 d3 a3 b3 d3 𝑋 = 𝐴, 𝐵, 𝐷 17
3.2.6. PHÉP CHỌN (SELECTION) Cho quan hệ r và biểu thức logic F xác định trên các thuộc tính của r. Phép chọn trên quan hệ r với biểu thức chọn F là tập tất cả các bộ của r thỏa mãn F: 𝝈𝑭 (𝒓) = 𝒕|(𝒕 ∈ 𝒓)⋀(𝑭 𝒕 = 𝑻𝒓𝒖𝒆) Phép chọn giúp lọc ra các bộ của quan hệ thỏa mãn điều kiện nhất định. ID Type Quantity ID Type Quantity 𝜎𝑇𝑦𝑝𝑒=𝐴 𝑟 = 1 A 10 𝑟= 1 A 10 6 A 4 2 C 15 3 B 20 ID Type Quantity 4 B 15 𝜎𝑄𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑡𝑦>10 𝑟 = 2 C 15 5 C 5 3 B 20 6 A 4 4 B 15
A B C D E A B C D E 𝑟 = a1 b1 c1 a 1 𝜎𝐷=𝑎 𝑟 = a1 b1 c1 a 1 a2 b2 c2 b 2 a3 b3 c3 a 2 a3 b3 c3 a 2 a4 b4 c4 a 4 a4 b4 c4 a 4 A B C D E a5 b5 c5 b 4 𝜎𝐸=4 𝑟 = a4 b4 c4 a 4 a6 b6 c6 b 5 a5 b5 c5 b 4 A B C D E 𝜎(𝐷=𝑎)⋀(𝐸>1) 𝑟 = a3 b3 c3 a 2 a4 b4 c4 a 4 19
3.2.7. PHÉP KẾT NỐI (JOIN)  Phép kết nối 2 quan hệ là phép kết nối các bộ của 2 quan hệ thỏa mãn một điều kiện nào đó trên chúng. Điều kiện kết nối thường được thể hiện bằng một biểu thức logic F gọi là biểu thức kết nối.  Phép nối của r với s với biểu thức kết nối F được định nghĩa như sau: 𝒓 ⋈ 𝒔 = 𝒕 = 𝒕𝒊 + 𝒕𝒋 |(𝒕𝒊 ∈ 𝒓)⋀(𝒕𝒋 ∈ 𝒔)⋀(𝑭 𝒕𝒊 , 𝒕𝒋 = 𝑻𝒓𝒖𝒆) 𝑭 Chú ý: Khi F chứa các phép so sánh bằng thì gọi là kết nối bằng 𝑟= A B C1 𝑠= D E C2 𝑟⋈𝑠 A B C1 D E C2 𝐶1 = 𝐶2 = a1 b1 1 d1 e1 1 a1 b1 1 d1 e1 1 a2 b2 2 d2 e2 2 a2 b2 2 d2 e2 2 a3 b3 2 d3 e3 3 a3 b3 2 d2 e2 2 a4 b4 5 d4 e4 4