bai 1 mo hinh quan he

MÔ HÌNH QUAN HỆVÀ

NGÔN NGỮ ðẠI SỐ QUAN HỆ

MÔ HÌNH QUAN HỆVÀ

NGÔN NGỮ ðẠI SỐ QUAN HỆGiáo viên: Tạ Thúc Nhu

Khoa CNTT trường ðH Lạc Hồng

ÔN THI CƠ SỞ DỮ LiỆU

Phần 1:

CSDL2

I- MÔ HÌNH QUAN HỆI- MÔ HÌNH QUAN HỆ

• Do ti ến s ĩ Edgar Frank Codd ñề xuất trong tài li ệu: “A Relation Model for Large Shared Data Banks”, Communications of ACM, 6/1970

• Các khái ni ệm trong mô hình: – Thuộc tính (Attribute)

– Quan hệ (Relation)

– Lược ñồ quan hệ (Relation Schema)

– Khóa (Key)

– Cơ sở dữ liệu (Database)

– Lược ñồ cơ sở dữ liệu (Database Schema)

CSDL3

1- Thuộc tính (Attribute | Field):1- Thuộc tính (Attribute | Field):

• Thuộc tính là thông tin ñặc tr ưngcần lưu tr ữ của các ñối tượngtrong th ực tế.

• Mỗi thu ộc tính có các thành ph ần : – Tên thuộc tính (Field Name):

– Kiểu dữ liệu (Data Type)

CSDL4

2- Quan hệ (Relation) :2- Quan hệ (Relation) :

• Là tập hợp các b ộ giá tr ị lưu tr ữ thông tin c ủa các ñốitượng có cùng t ập thu ộc tính.

• Thể hiện của quan h ệ là một bảng d ữ liệu, trong ñó:– Mỗi cột lưu trữ thông tin của một thuộc tính.

– Mỗi dòng là một bộ giá trị (Tuple) lưu trữ thông tin một ñối tượng.

Ví dụ: (03, Cơ sở dữ liệu, 4)

Qui ước ký hiệu:Qui ước ký hiệu:

• Quan h ệ: dùng các ký t ự in hoa Q, R, S.

• Quan h ệ Q có t ập thu ộc tính {A1,A2,..,An}: Q(A1,A2,..,An)

• Tập thu ộc tính {A1,A2,..,An} c ủa quan h ệ Q: Q+

• Bộ giá tr ị (a1,a2,.., an): dùng các ký t ự thường t, u, v

• Bộ t thu ộc quan h ệ Q : t ∈∈∈∈ Q

• Giá tr ị thu ộc tính A trên b ộ t : t.A

CSDL6

3- Lược ñồ quan h ệ:(Relation Schema)3- Lược ñồ quan h ệ:(Relation Schema)

• Lược ñồ quan h ệ là khái ni ệm dùng mô t ả cấu trúc c ủa quan hệ, cùng v ới các qui ñịnh v ề dữ liệu ñược lưu tr ữ.

• Lược ñồ quan h ệ ñược mô t ả với hai thành ph ần:– Tên và tập thuộc tính của quan hệ:

Lược ñồ quan hệ Q với tập thuộc tính {A1,..., An} ñược ký hiệu: Q(A1,..,An)

– Tân từ: dùng mô tả các thông tin của loại ñối tượng cần lưu trữ, các qui ñịnh ràng buộc giá trị ñược lưu trữ.

CSDL7

Ví dụ mô tả lược ñồ quan hệVí dụ mô tả lược ñồ quan hệ

1. KHOA(MaKhoa, TenKhoa)

Tân từ: Mỗi khoa có một mã số (MaKhoa) phân biệt với các khoa khác và có tên khoa (TenKhoa) cũng phân biệt.

2. LOP(TenLop, MaKhoa, KhoaHoc)

Tân từ: Mỗi lớp có tên lớp (TenLop) phân biệt, thuộc một khoa (MaKhoa) và khóa học (KhoaHoc) bắt ñầu từ năm ñến năm

4- Khóa của quan hệ4- Khóa của quan hệ

CSDL9

4.1- Siêu khóa (Super Key): 4.1- Siêu khóa (Super Key):

• X ⊆⊆⊆⊆ Q+ là Siêu khóa (Super Key) c ủa quan h ệ Q nếu giá tr ịtrên X phân bi ệt gi ữa các b ộ.

∀t1, t2 ∈ Q, t1 ≠ t2 � t1.X ≠ t2.X

Ví dụ: Xác ñịnh các siêu khóaVí dụ: Xác ñịnh các siêu khóa

MON_HOC(MãMôn, TênMôn, S ốTínCh ỉ)

Tân từ : Mỗi môn học có một mã số là một số nguyên phân biệt với các môn học khác (MãMôn), có tên môn học cũng phân biệt (TênMôn) và có một số tín chỉ (SốTínChỉ) là số nguyên dương.

Ví dụ: Xác ñịnh các siêu khóaVí dụ: Xác ñịnh các siêu khóa

KQHT(MaSV, MaMon, LanKT, Diem)

Tân từ: Mỗi môn học (MaMon) sinh viên (MaSV) ñược dự thi nhiềulần ñể cải thiện ñiểm, mỗi lần (LanKT) có một số thứ tự phânbiệt với các lần khác và có ñiểm thi của lần thi ñó (Diem).

CSDL12

4.2- Khóa chỉ ñịnh (Candidate Key): 4.2- Khóa chỉ ñịnh (Candidate Key):

• X là khóa ch ỉ ñịnh c ủa Q nếu:– X là siêu khóa– X không chứa bất kỳ một siêu khóa khác.

Ví dụ: Xác ñịnh khóa ch ỉ ñịnh c ủa lược ñồ MON_HOC từ các siêu khóa sau:

• X1 = { MaMon}

• X2 = { MaMon, TenMon}

• X3 = { MaMon, TenMon, SoTinChi }

• X4 = { TenMon }

• X5= {TenMon, SoTinChi}

CSDL13

Qui ước về Khóa chỉ ñịnh: Qui ước về Khóa chỉ ñịnh:

• Thuộc tính tham gia vào m ột bộ khóa ch ỉ ñịnh ñược gọi làthu ộc tính khóa.

• Thuộc tính khóa không ch ứa giá tr ị NULL

• Trong l ược ñồ quan h ệ, các thu ộc tính c ủa mỗi bộ khóañược gạch d ưới nối li ền nhau theo t ừng b ộ khóa.

Ví dụ

– MON_HOC(MaMon, TenMon , SoTinChi)

– KQHT(MaSV, MaMon, LanKT , Diem)

4.3 Khái niệm khóa trên các hệ quản trị CSDL:4.3 Khái niệm khóa trên các hệ quản trị CSDL:

1. Khóa chính (Primary Key) : Mỗi quan h ệ ch ỉ ñược khai báomột khóa chính. Các khóa ch ỉ ñịnh còn l ại ñược xem là cáckhóa ph ụ (Secondary key) hay khóa t ương ñương.

4.3 Khái niệm khóa trên các hệ quản trị CSDL:4.3 Khái niệm khóa trên các hệ quản trị CSDL:

2. Khóa ngo ại (Foreign Key) : Cho hai quan hệ R và S. Một tậpthuộc tính X của quan hệ R ñược gọi là khóa ngoại của quan hệR nếu X là chỉ chứa giá trị khóa của quan hệ S.

Tên thuộc tính trên khóa ngoại và khóa chính có thể khác nhau

CSDL16

5- Cơ sở dữ liệu - Database5- Cơ sở dữ liệu - Database

• Là tập hợp các quan h ệ chứa thông tin c ủa các ñối tượng cần qu ản lý trong ứng d ụng.

CSDL17

6- Lược ñồ cơ sở dữ liệu (Database Schema)6- Lược ñồ cơ sở dữ liệu (Database Schema)

• Một lược ñồ cơ sở dữ liệu của một ứng d ụng là 1 t ập hợp các l ược ñồ quan h ệ ñược sử dụng cho ứng d ụng ñó.

Ví dụ: Lược ñồ CSDL Quản lý sinh viên có các l ược ñồ quanhệ sau:

– KHOA(MaKhoa, TenKhoa)

– LOP(TenLop, MaKhoa, Khoahoc)

– SINHVIEN(MSSV, TenLop, HoTen, NgaySinh, NoiSinh, Nu)

– MONHOC(MaMon, TenMon, SoTinChi)

– KQHT(MaSV, MaMon, LanKT, Diem)

{ }n

ii 1=LDQH

CSDL18

Qui ước ký hiệuQui ước ký hiệu

Q, R, S Quan h ệ

Thành ph ần Ký hi ệu

Thuộc tính A, B, C hay Ai, B i, Ci

Giá tr ị thu ộc tính a, b, c hay ai, b i, c i

Bộ dữ liệu (a1, a2, .., an) t, u, v

Giá tr ị thu ộc tính A tại bộ t t.A hay t[A]

Q có t ập thu ộc tính {A1, A2,.., An} Q(A1, A2,.., An)

Tập thu ộc tính {A 1, A2,.., An} của Q Q+

Bộ t thu ộc quan h ệ Q t ∈∈∈∈ Q

Tập con X c ủa tập thu ộc tính Q +X ⊂⊂⊂⊂ Q+ hay X ⊆⊆⊆⊆ Q+

Lược ñồ cơ sở dữ liệu CCCC

CSDL19

II- NGÔN NGỮ ðẠI SỐ QUAN HỆII- NGÔN NGỮ ðẠI SỐ QUAN HỆ

• ðịnh ngh ĩa các phép toán trên các quan h ệ, nhằm th ể hiệncách th ức rút trích, t ổng h ợp dữ liệu từ các quan h ệ.

• Ngôn ng ữ này bao g ồm các nhóm phép toán:– Các phép toán tập hợp: Hợp, Giao, Hiệu .

– Các phép toán Kết hợp các quan hệ: Tích ðề-các, Kết

– Các phép toán rút trích trên quan hệ: Chọn, Chiếu

– Một số phép toán mở rộng khác: Gom nhóm

Ký hiệu các phép toán ðại số quan hệKý hiệu các phép toán ðại số quan hệ

• Trên t ập hợp– Hội ∪∪∪∪ (Union)– Giao ∩∩∩∩ (Intersect)– Trừ −−−− (Except)

• Rút trích 1 ph ần của quan h ệ

– Chọn σσσσ (Selection)

– Chiếu ππππ (Projection)

• Kết hợp các quan h ệ

– Tích Cartesian ×××× (Cartesian product)

– Kết ( Join)

• Phép gom nhóm: G

CSDL21

1- PHÉP HỢP: (Union)1- PHÉP HỢP: (Union)

SINHVIEN_1

MãSV Họ-tên Ngày-Sinh Phái

100 Nguyễn Văn Hạ 15/08/82 Nam

101 Hoàng Thị Xuân 18/05/81 Nữ

103 ðặng Ngọc Chiến 19/06/82 Nữ

105 Phan Kỳ Nam 20/06/81 Nam

SINHVIEN_2


210 Nguyễn Thị Cao 15/08/82 Nữ


221 ðỗ Hữu Thu 19/06/82 Nam

233 Hoàngðông 20/06/81 Nam

∪∪∪∪

=>

SINHVIEN_3









SinhVien_1 ∪∪∪∪ SinhVien_2

CSDL22

ðịnh nghĩa phép Hợp:ðịnh nghĩa phép Hợp:

• Hợp 2 quan h ệ R, S có cùng t ập thu ộc tính {A 1,A2,..,An}, ký hi ệu R ∪∪∪∪ S, tạo nên 1 quan h ệ mới :– Có cùng tập thuộc tính {A1,A2,..,An}

– Chứa tất cả các bộ của 2 quan hệ R và S.

R ∪∪∪∪ S = { t : t ∈∈∈∈ R ∨∨∨∨ t ∈∈∈∈ S}

• Phép h ợp có tính giao hoán và tính k ết hợp

CSDL23

2- PHÉP GIAO:(Intersect)2- PHÉP GIAO:(Intersect)

SINHVIEN_1






SINHVIEN_3



SINHVIEN_2






∩∩∩∩

=>

Ví dụ: ch ọn ra các sinh viên xu ất hi ện trên c ả 2 quan h ệ.

SinhVien_1 ∩∩∩∩ SinhVien_2

CSDL24

ðịnh nghĩa phép Giaoðịnh nghĩa phép Giao

• Giao 2 quan h ệ R, S có cùng t ập thu ộc tính {A 1, A2,..,An}, ký hi ệu R ∩∩∩∩ S, tạo nên 1 quan h ệ mới :

– Có cùng tập thuộc tính {A1, A2,..,An};

– Chứa các bộ vừa thuộc R vừa thuộc S.

R ∩∩∩∩ S = { t : t ∈∈∈∈ R ∧∧∧∧ t ∈∈∈∈ S }

• Phép giao có tính giao hoán và tính k ết hợp

CSDL25

3- PHÉP HIỆU: (Except)3- PHÉP HIỆU: (Except)

SINHVIEN_1






SINHVIEN_3





SINHVIEN_2






─

=>SinhVien_1 ─ SinhVien_2

CSDL26

ðịnh nghĩa phép Hiệu: (Minus)ðịnh nghĩa phép Hiệu: (Minus)

• Hiệu 2 quan h ệ R, S có cùng t ập thu ộc tính {A 1, A2,..,An}, ký hi ệu R – S, tạo nên quan h ệ mới:– Có cùng tập thuộc tính {A1,A2,..,An}

– Chứa các bộ thuộc R nhưng không thuộc S

R – S = { t : t ∈∈∈∈ R ∧∧∧∧ t ∈∈∈∈ S }

• Phép hi ệu ch ỉ có tính k ết hợp, không có tính giao hoán

CSDL27

4- PHÉP TÍCH CARTESIAN: (Cartesian Product)

4- PHÉP TÍCH CARTESIAN: (Cartesian Product)

X

=>

CSDL28

ðịnh nghĩa phép Tích Cartesian ðịnh nghĩa phép Tích Cartesian

• Tích Cartesian c ủa quan h ệ R(A1, A2,..,An)và quan h ệ S(B1, B2,..,Bm), ký hi ệu R x S, hình thành 1 quanhệ mới có: – Tập thuộc tính là {A1, A2,..,An, B1, B2,..,Bm}

– Chứa các bộ t = (u, v) trong ñó bộ u ∈ R và bộ v ∈ S

R x S = { (u, v) : u ∈∈∈∈ R ∧∧∧∧ v ∈∈∈∈ S}

• Phép tích có tính k ết hợp và tính giao hoán

CSDL29

5- PHÉP KẾT (Join Operator)5- PHÉP KẾT (Join Operator)

• Dùng k ết nối 2 bộ có liên quan trên 2 quan h ệ thành m ột bộ

CSDL30

Phân loại phép KếtPhân loại phép Kết

1. Phép k ết trong (Inner Join)– Phép kết tự nhiên (Natural Join)

2. Phép k ết ngoài (Outer Join)– Phép kết trái (Left Join)

– Phép kết phải (Right Join)

– Phép kết ñầy ñủ (Full Join)

CSDL31

5.1 PHÉP KẾT TRONG (Inner Join) 5.1 PHÉP KẾT TRONG (Inner Join)

• Kết 2 quan h ệ R(A1,..,An) và S(B1,..,Bm) d ựa trên bi ểu th ứcñiều ki ện E trên các thu ộc tính c ủa 2 quan h ệ tạo thành m ộtquan h ệ có:– Tập thuộc tính {A1,..,An, B1,..,Bm}

– Chứa các bộ (u, v) sao cho E(u, v) = True (với u ∈R, v∈S).

• Ký hi ệu: R S E

CSDL32

Biểu thức luận lý E ñược tạo bởi:Biểu thức luận lý E ñược tạo bởi:

• Các phép toán so sánh có d ạng:

<thu ộc tính> = <thu ộc tính>

.. ≠≠≠≠ ..

.. > ..

.. ≥≥≥≥ ..

.. < ..

.. ≤≤≤≤ ..

• Các phép toán logic:

∧∧∧∧ (and) ∨∨∨∨ (or) ¬¬¬¬ (not)

CSDL33

Ví dụ: Liệt kê khu vực và thông tin nhân viênquản lý khu vựcVí dụ: Liệt kê khu vực và thông tin nhân viênquản lý khu vực

MaNVQL=MaNV

CSDL34

PHÉP KẾT TỰ NHIÊNPHÉP KẾT TỰ NHIÊN

• Là phép k ết trong th ực hi ện phép so sánh b ằng trên haithu ộc tính trùng tên.

• Ký hi ệu: R S

CSDL35

Tính chất của phép kết trongTính chất của phép kết trong

• Tính giao hoán: R S = S R

• Tính k ết hợp: (R S) Q = R (S Q)

CSDL36

5.2- PHÉP KẾT TRÁI (LEFT JOIN)5.2- PHÉP KẾT TRÁI (LEFT JOIN)

• Liệt kê danh sách khu v ực (KV) và thông tin nhân viên qu ảnlý khu v ực, kể cả những khu v ực có mã s ố nhân viên qu ảnlý không có trong danh sách nhân viên

MaNVQL=MaNV

CSDL37

5.3- PHÉP KẾT PHẢI (RIGHT JOIN)5.3- PHÉP KẾT PHẢI (RIGHT JOIN)

• Liệt kê danh sách nhân viên, n ếu là nhân viên qu ản lý thìcho bi ết thêm thông tin khu v ực ph ụ trách

MaNVQL=MaNV

CSDL38

5.4- PHÉP KẾT ðẦY ðỦ (FULL JOIN)5.4- PHÉP KẾT ðẦY ðỦ (FULL JOIN)

MaNVQL=MaNV

CSDL39

6- PHÉP CHỌN: (Seclection )6- PHÉP CHỌN: (Seclection )

Yêu cầu: Li ệt kê sinh viên l ớp “09CD111”

CSDL40

ðịnh nghĩa phép Chọn: ðịnh nghĩa phép Chọn:

• Phép ch ọn trên quan h ệ Q theo ñiều ki ện ch ọn E,

ký hi ệu σσσσE(Q), sẽ hình thành 1 quan h ệ mới :

– Có cùng tập thuộc tính với Q

– và chứa các bộ thuộc Q thỏa mãn ñiều kiện chọn E

σE(Q) = { t : t ∈ Q ∧ E( t ) }

CSDL41

Biểu thức luận lý E ñược tạo bởi:Biểu thức luận lý E ñược tạo bởi:

• Các phép toán so sánh có d ạng:

<thu ộc tính> = <thu ộc tính> hoặc <hằng>

.. ≠≠≠≠ ..

.. > ..

.. ≥≥≥≥ ..

.. < ..

.. ≤≤≤≤ ..

• Các phép toán logic:

∧∧∧∧ (and) ∨∨∨∨ (or) ¬¬¬¬ (not)

CSDL42

Tìm sinh viên lớp 09CD111 có nơi sinh tạiðồng NaiTìm sinh viên lớp 09CD111 có nơi sinh tạiðồng Nai

CSDL43

Yêu cầu: Liệt kê danh sách các lớp thuộckhóa CNTT có thêm cột tên khoa.Yêu cầu: Liệt kê danh sách các lớp thuộckhóa CNTT có thêm cột tên khoa.

=>

CSDL44

7- PHÉP CHIẾU (PROJECT)7- PHÉP CHIẾU (PROJECT)

ΠMASV, TenLop, HoTen(SINHVIEN) Π TenLop, NoiSinh (SINHVIEN)

CSDL45

ðịnh nghĩa phép Chiếuðịnh nghĩa phép Chiếu

• Chiếu quan h ệ Q(A1, A2,..,An) lên t ập thu ộc tính X ⊆⊆⊆⊆ Q+ sẽ tạothành m ột quan h ệ mới bằng cách lo ại bỏ:– Các cột trong quan hệ Q không có trong tập X

– Các bộ trùng nhau trong quan hệ Q.

• Ký hi ệu: ∏∏∏∏ A1, A2,..,AK (Q) hay Q[A1, A2,..,AK]

CSDL46

Cho biết mã số sinh viên và họ tên sinh viên lớp09CD111 có nơi sinh tại ðồng NaiCho biết mã số sinh viên và họ tên sinh viên lớp09CD111 có nơi sinh tại ðồng Nai

CSDL47

Yêu cầu: Li ệt kê danh sách l ớp thu ộc khoaCNTT gồm các c ột: tên khoa, tên l ớp, khóa h ọcYêu cầu: Li ệt kê danh sách l ớp thu ộc khoaCNTT gồm các c ột: tên khoa, tên l ớp, khóa h ọc

=>

CSDL48

8- PHÉP GOM NHÓM (Aggregate Operator)8- PHÉP GOM NHÓM (Aggregate Operator)

• Phân chia các b ộ thành nhi ều nhóm d ựa trên giá tr ị của mộttập thu ộc tính ñiều ki ện gom nhóm, t ổng h ợp dữ liệu trêntừng nhóm ñể ñược một quan h ệ chứa các b ộ tổng h ợp.

CSDL49

HÀM KẾT HỢPHÀM KẾT HỢP

• AVG(bi ểu_th ức)

• MIN(biểu_th ức)

• MAX(bi ểu_th ức)

• SUM(biểu_th ức)

• COUNT(biểu_th ức)

A B

1

R

3

2

4

1

1

2

2

SUM(B) = 10

AVG(A) = 1.5

MIN(A) = 1

MAX(B) = 4

COUNT(A) = 4

CSDL50

Khái ni ệm phép Gom nhóm:Khái ni ệm phép Gom nhóm:

• Ký hi ệu gom nhóm t ất cả mẫu tin

• Ký hi ệu gom nhóm theo t ập thu ộc tính

– R là quan hệ

– A1, A2, …, An là các thuộc tính gom nhóm

– F1, F2, …, Fn là các hàm kết hợp

GF1, F2, …, Fn( R )

A1, A2, …, AnGF1, F2, …, Fn( R )

CSDL51

Câu hỏi:

Cho bi ết số sản ph ẩmtrong t ừng lo ại sảnphẩm, ñơn giá s ảnphẩm lớn nh ất, nh ỏnhất, ñơn giá trungbình c ủa các s ản ph ẩmtrong m ỗi lo ại ?

CSDL52

Câu hỏi:

Cho bi ết số sản ph ẩmhiện có, ñơn giá s ảnphẩm lớn nh ất, nh ỏnhất, ñơn giá trungbình c ủa các s ảnphẩm và t ổng ñơn giácủa các s ản ph ẩm?

bai 1 mo hinh quan he

Documents