Cơ sở dữ liệu nâng cao - Buổi 2 - Chương 2: Giai đoạn thiết kế quan niệm

Buổi # 2 
(lớp TH08/1)
Cơ sở dữ liệu nâng cao
Đồng Thị Bích thủy
14/9/2010
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
2
Nhắc lại ý chính tuần trước
THIẾT KẾ CSDL:
• quan niệm
• lô-gíc
• vật lý
Lựa chọn lược ñồ
Tiêu chí hiệu quả
Yêu cầu về
thông tin/dữ
liệu
Yêu cầu khai 
thác/ xử lý
Đặc trưng 
của Hệ quản 
trị CSDL
Cấu trúc CSDL 
hiệu quả, phù
hợp với ứng dụng 
và môi trường 
triển khai
Cấu hình phần cứng / 
Đặc trưng của 
hệ ñiều hành
THU THẬP-PHÂN 
TÍCH NHU CẦU
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
3
Nhắc lại ý chính tuần trước (2)
Thiết kế quan niệm
Thiết kế lô-gíc
Thiết kế vật lý
Lược ñồ CSDL vật lý
Yêu cầu về
thông tin/dữ
liệu
Yêu cầu 
khai thác/ 
xử lý
Đặc trưng 
của hệ
QTCSDL
Đặc trưng của 
phần cứng 
và HĐH
CHƯƠNG II: 
Giai ñoạn thiết kế quan niệm
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
5
Nội dung tuần này

 II.1 Dẫn nhập
 Quy trình thiết kế quan niệm tổng thể
 Giả thuyết Quan h
 ph quát
 Pth trong vai trò RBTV - Cơ chế kiểm tra 
pth

 II.2 Các mục tiêu của thiết kế quan niệm
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
6
II.1 Dẫn nhập

 Đu vào: kết quả của giai ñoạn phân tích 
nhu cầu, có thể là:
 Sơ phác cấu trúc CSDL gồm các quan hệ con 
Q’1, Q’2, …Q’m và các phụ thuộc dữ liệu ñịnh 
nghĩa trên mỗi quan hệ con: D’1, D’2, … D’m :
C0’ = {, ,…} (a)
 Hoặc một sơ phác tổng thể:
C0 = (b)
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
7
II.1 Dẫn nhập (2)

 Thiết kế CSDL mức quan niệm:
Biến ñổi ñầu vào thành một cấu trúc CSDL quan 
niệm chất lượng hơn, dựa trên một số tiêu 
chuẩn thiết kế
(a) (b)
C0’ = {} C0 = 
Thiết kế CSDL mức 
quan niệm
C = 

 tiêu chuẩn thiết kế
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
8
II.1 Dẫn nhập (3) 
Gi thit quan h
 ph quát

 Là nền tảng của mô hình quan hệ và lý 
thuyết phụ thuộc dữ liệu 

 Khái niệm quan hệ phổ quát: 
 Mỗi thế giới thực của ứng dụng  một quan 
hệ duy nhất (= quan hệ phổ quát, ký hiệu U)
 Quan hệ phổ quát tập hợp tất cả các thuộc tính 
của môi trường ứng dụng
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
9
II.1 ...Gi thuyt quan h
 ph quát (2)

 Nếu cấu trúc sơ phác CSDL là C0’ (trng 
h	p a), ngầm hiểu quan hệ phổ quát U như 
sau:
 U chứa tất cả các thuộc tính của các quan hệ
con Q’i.
 Mỗi quan hệ con Q’i là kết quả của phép chiếu 
của U lên Q’i+: 
∀i, Q’i = U[Q’i+] (Q’i+ : tập thuộc tính của Q’i)
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
10
II.1 ... Gi thuyt quan h
 ph quát (3)

 Nếu cấu trúc sơ phác là C0 (trng h	p b), 
khái niệm quan hệ phổ quát ñã ngầm ñược 
sử dụng.

 H
 qu:
 Mỗi một thuộc tính có một ý nghĩa duy nhất. 
Dù thuộc tính này hiện diện trong quan hệ con 
hay quan hệ phổ quát, ý nghĩa của nó vẫn như 
nhau.
 Giữa hai thuộc tính chỉ có một mối kết hợp với 
một ý nghĩa duy nhất.
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
11
II.1 ... Gi thuyt quan h
 ph quát (4)

 Ví dụ 2.1: Cho môi trường ứng dụng với 3 
quan hệ con như sau:
<TK_HG_GIAO(Mã_HG, Ngày, Lượng);
FTKHG = {Mã_HG, Ngày → Lượng }>
<CHI_TIẾT_ĐẶT_HÀNG (Mã_ĐH, Mã_HG, Lượng);
FCTĐH = {Mã_ĐH, Mã_HG → Lượng }>
Các thu
c tính Ngày và L	ng có ý nghĩa khác nhau 
trong nhng quan h
 khác nhau.
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
12
II.1 ... Gi thuyt quan h
 ph quát (5)

 Ví dụ 2.1 (tt):
 Nhp nhng v ng nghĩa, dn ñn kt qu sai 
khi áp dng lut dn cho pth trên toàn cc: 
Mã_ĐH → Ngày (ĐH)
MãHG, Ngày (GH) → Lượng (GH)
 Phi ñt tên li cho các thu
c tính: 

Ngày trong ĐẶT_HÀNG thành Ngày_ĐH

Ngày trong TK_HG_GIAO thành Ngày_TK

...
MãHG, Mã_ĐH 
→ Lượng (ĐH)
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
13
II.1 ... Gi thuyt quan h
 ph quát (6)

 Ví dụ 2.2:
Cho quan hệ NHÂN_VIÊN( Mã_NV, Tên_NV, Ngày)
 Ý nghĩa mối kết hợp giữa Mã_NV và Ngày : 
Ngày sinh của nhân viên
 Mối kết hợp này là duy nhất : nếu cần thêm 
thông tin về ngày tuyển dụng, ta phải thêm một 
thuộc tính mới Ngày_TD, không thể thêm một 
ý nghĩa khác cho mối kết hợp giữa Mã_NV và
Ngày.
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
14
II.1 Dẫn nhập (4) 
C ch kim tra pth

 Phụ thuộc hàm: một loại ràng buộc toàn 
vẹn quan trọng trong CSDL quan hệ

 Cần chọn cấu trúc CSDL sao cho việc kiểm 
tra pth hiệu quả nhất  tiêu chuẩn thiết kế
quan trọng

 Xem xét:
 Cơ chế kiểm tra pth nào ñược hệ quản trị
CSDL hỗ trợ?
 Thời ñiểm cần kiểm tra pth trong quá trình khai 
thác CSDL? Lúc cập nhật? Lúc truy vấn?
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
15
II.1 ... C ch khóa – c ch ch
mc trong h
 QTCSDL

 Định nghĩa:
Cho một quan hệ Q, một khóa K của Q, và I, một 
chỉ mục duy nhất ñịnh nghĩa trên Q
 Cơ chế khóa là một cơ chế có sẵn của hệ quản 
trị CSDL nhằm ñảm bảo:
∀q, q’ ∈ Q sao cho q ≠ q’ , q.K ≠q’.K
 Cơ chế chỉ mục với giá trị duy nhất là một cài 
ñặt khác ñảm bảo tình trạng tương tự như cơ 
chế khóa:
∀q, q’ ∈ Q sao cho q ≠ q’ , q.I ≠q’.I
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
16
II.1 ... C ch kim tra ph thu
c 
hàm (3)

 Cơ chế khóa ñảm bảo kiểm tra hiệu quả
các phụ thuộc hàm dạng K→A, với 
A∈Q+ và K là khóa chính của Q 
(Không cần duyệt tuần tự qua tất cả các 
bộ trong TQ)

 Cơ chế chỉ mục duy nhất ñược dùng ñể
kiểm tra hiệu quả K’→A, với K’ là một 
khóa khác của Q
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
17
II.1 ... H	p l
 hóa tình trng m
t 
quan h


 Cho Q(ABC) với khóa là A, và tập phụ thuộc 
hàm ñược ñịnh nghĩa trên Q: 
F = {B→C, A →BC}

 Cho một tình trạng của Q:
c1b2a4
c3b3a3
c1b2a2
c1b1a1
CBATQ:
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
18
II.1 ... H	p l
 hóa tình trng ca 
m
t quan h
 (tt)

 Tình trạng TQ ñược xem là hợp lệ ñối với F 
nếu TQ thỏa tt c các pth của F. 

 Kiểm tra B → C, ñảm bảo:
∀q, q’ ∈ Q, nếu q.B = q’.B thì q.C = q’.C
 Cần duyệt qua tất cả các bộ của TQ ñể kiểm tra
 Tốn kém và mất thời gian khi TQ lớn

 Kiểm tra A→ BC: nhờ cơ chế khóa của 
HQT CSDL, việc kiểm tra pth này sẽ hiệu 
quả hơn.
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
19
II.1 ... H	p l
 hoá m
t bin ñi 
tình trng ca Q

 Cho một tình trạng TQ1 ñã hợp lệ

 TQ1 ñược biến ñổi thành TQ2 sau một vài 
thao tác:
 Các thao tác biến TQ1 thành TQ2 có thể gây 
ra tình trạng không hợp lệ cho TQ2  cần 
phải hợp lệ hóa TQ2 (= kiểm tra lại xem F có 
còn ñược thỏa trong TQ2)
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
20
II.1 ... H	p l
 hoá m
t bin ñi 
tình trng ca Q (tt)
 Các thao tác có thể xảy ra trên TQ1:

 Thêm một bộ: phải kiểm tra lại các pth trong F .

 Xóa một bộ: không cần kiểm tra lại pth (nhưng 
có nguy cơ bị mất thông tin)

 Sửa một bộ: phải kiểm tra lại pth và có nguy cơ 
bị mất thông tin (Sửa = Xoá + Thêm)
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
21
II.2 Các mục tiêu thiết kế quan 
niệm

 Hai tiêu chuẩn quan trọng cần ñạt ñược 
trong quá trình thiết kế CSDL ở mức quan 
niệm:
 Cấu trúc CSDL kết quả (ñầu ra của giai ñoạn 
thiết kế mức quan niệm) cần ñạt dạng chuẩn 
cao nhất
 Cấu trúc CSDL kết quả phải tương ñương với 
cấu trúc ban ñầu
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
22
II.2 Các mục tiêu thiết kế (2)

 Tiêu chuẩn về dạng chuẩn:
 Giảm tối ña sự trùng lắp thông tin  tránh 
ñược một số bất tiện khi cập nhật CSDL
 Các phụ thuộc dữ liệu ñược kiểm tra dễ
dàng, ñơn giản và tương ñối ít tốn kém nhất

 Tiêu chuẩn tương ñương:
 Đảm bảo các thông tin trong quan hệ phổ
quát sẽ ñược tìm thấy ñầy ñủ trong CSDL của 
cấu trúc kết quả (gồm nhiều quan hệ con).
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
23
II.2 Các mục tiêu thiết kế (3)

 Một CSDL thỏa mãn hai tiêu chuẩn về DC và tính 
tương ñương, ñảm bảo cho việc khai thác nó 
ñược thuận lợi trên cả ba phương diện:
 Truy vn: tiêu chuẩn tương ñương ñảm bảo các 
thông tin ñược truy xuất từ CSDL là những thông 
tin ñã ñược phân tích.
 Cp nht: Tiêu chuẩn dạng chuẩn giảm bớt các 
tình huống thông tin mâu thuẩn sau khi cập nhật.
 Kim tra RBTV: cả hai tiêu chuẩn ñều hướng ñến 
mục tiêu là kiểm tra RBTV dạng phụ thuộc dữ liệu 
ñược thuận lợi.
© Đồng Thị Bích Thủy Bộ môn Hệ Thống Thông Tin
Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên - HCM
24
Câu hỏi?