Bài giảng Cơ sở dữ liệu - Bài 1: Khái niệm căn bản về cơ sở dữ liệu

KHÁI NIỆM CĂN BẢN VỀCƠ SỞ DỮ LIỆU 
Đặt vấn đề 
Vai trò của việc quản lý dữ liệu, thông tin 
Phương pháp ghi nhận dữ liệu và thông tin 
Hình thức ghi nhận 
Hạn chế 
Cần phải có cách tiếp cận mới là “Cơ sở dữ liệu” 
Cơ sở dữ liệu 
Cơ sở dữ liệu là một tập hợp các dữ liệu dùng chung, có quan hệ logic với nhau. Cùng với mô tả, chúng được thiết kế cho nhu cầu thông tin của một tổ chức. 
Thuận lợi 
Kiểm soát dư thừa dữ liệu, tăng tính toàn vẹn, nhất quán, bảo mật 
Tăng hiệu quả khai thác và quản lý dữ liệu 
Tiện lợi cho việc chia sẻ, sao lưu và phục hồi 
Bất lợi 
Phức tạp 
Chí phí cao 
Cơ sở dữ liệu 
Hệ quản trị cơ sở dữ liệu 
Một hệ thống phần mềm cho phép người dùng quản trị một cơ sở dữ liệu cùng với nhiều tiện tích khác trên dữ liệu. 
Môi trường cơ sở dữ liệu 
Môi trường bao gồm: phần cứng, phần mềm, dữ liệu, con người và quy trình (thủ tục) 
Mô hình dữ liệu 
Là mô hình trừu tượng của dữ liệu, thể hiện cấu trúc (hay còn gọi là lược đồ). 
Cơ sở dữ liệu(Mô hình theo hướng quan niệm) 
Các mô hình theo hướng quan niệm gồm các mô hình: 
Mô hình thực thể kết hợp 
Mô hình hướng đồi tượng 
Trong một cơ sở dữ liệu, sự trừu tượng hóa chia làm 3 
Mức ngoài 
Mức quan niệm 
Mức trong 
MÔ HÌNH THỰC THỂ KẾT HỢP 
Tổng quátER: Entity-Relationship 
Để cho việc con người có thể hiểu rỏ và dể dàng về những đối tượng tồn tại thật (thực thể), những đặc tính của thực thể và cả những mối quan hệ, người ta xây dựng nên tập các quy ước hình để biểu diễn những điều trên. Mô hình này gọi là mô hình thực thể mối quan hệ (hay Thực thể kết hợp). 
Hiện tại có rất nhiều công cụ trong lập trình mô tả và hiểu mô hình này để tự sinh những cơ chế lưu trử vật lý dữ liệu trên máy tính. 
Khái niệm 
Thực thể (Entity): là những đối tượng tồn tại và có phân biệt được với các đối tượng khác. Như vậy nó mang tính định danh riêng của đối tượng đó. 
Ví dụ: sinh viên mã 10312345 tên Nguyễn Văn A là một thực thể. Hay một phòng ban có tên là phòng kế toán cũng là một thực thể. 
Tập thực thể (Entity set): là tập hợp các thực thể có cùng chung một quy cách mô tả. 
Ví dụ: tất cả các sinh viên trong trường được gọi là một tập các thực thể tên là SinhVien. Hay tập tất cả các phòng ban trong trường được gọi tên là PhongBan 
Khái niệm 
Mối quan hệ (relationship): Đó là sự kết hợp giữa các thực thể của những tập thực thể riêng biệt, mà mối quan hệ này mang trong nó một ý nghĩa. 
Ví dụ: Mỗi thực thể thuộc tập thực thể SinhVien đề có mối kết hợp với thực thể thuộc tập thực thể Khoa. Mối quan hệ này là quan hệ quản lý (Khoa quản lý SinhVien) 
Thuộc tính (Attribute): đó là những đặc tính của tập thực thể. 
Ví dụ: Mã sinh viên, tên sinh viên, ngày sinh có thể được xem là những đặc tính (thuộc tính) của tập thực thể SinhVien. 
Khái niệm 
Hình chử nhật một nét thể hiện cho một tập thực thể 
Hình ellipse thể hiện cho thuộc tính 
Hình thoi thể hiện cho mối quan hệ 
SinhVien 
Khoa 
Quản lý 
MaSV 
Ten 
Ngày sinh 
Ma Khoa 
Tên Khoa 
Khái niệm 
Thực thể mạnh: Là thực thể mà có thể tồn tại độc lập không lệ thuộc vào các thực thể khác. 
Ví dụ: thực thể SinhVien hay thực thể Khoa hay PhongBan 
Thực thể yếu: Là thực thể mà sự tồn tại của nó phụ thuộc vào sự tồn tại của thực thể khác. 
Ví dụ: Thực thể VayHocPhi là một thực thể yếu, vì thực thể này chỉ có khi phải tồn tại sinh viên. Không thể hình thành thực thể VayHocPhi nếu như không có một thực thể sinh viên cụ thể. 
Thực thể kết hợp: Là thực thể được hình thành do mối quan hệ của nhiều thực thể với nhau. 
Ví dụ: Quan hệ giữa SinhVien và MonHoc hình thành nên một thực thể mới (thực thể kết hợp, thực thể yếu) để thể hiện ý nghĩa điểm số. 
Các loại thuộc tính 
Thuộc tính đơn: Ví dụ: Thuộc tính tên trong thực thể SinhVien 
Thuộc tính đa trị: Ví dụ: Thực thể GiaoVien có thuộc tính ChuyenMon là một thuộc tính đa trị (Vì một giáo viên cùng lúc có chuyên môn có thể là tổ hợp các giá trị khác nhau như chuyên môn Toán, Hóa,  
Thuộc tính tổ hợp: Là thuộc tính mà bản thân nó bao gồm nhiều thuộc tính con bên trong. 
Ví dụ: Trong thực thể sinh viên, thuộc tính địa chỉ là một thuộc tính tổ hợp gồm thuộc tính con như: tên quốc gia, tên thành phố, quận, đường và địa chỉ. 
Các mức độ quan hệ 
Quan hệ chính bản thân: dùng mô tả quan hệ đệ quy. 
Ví dụ: Thực thể NhanVien có thông tin về những người là cấp trên của chính họ. Người cấp trên này cũng là một thực thể NhanVien. 
Quan hệ nhiều hơn 1: đó là những quan hệ mà số lượng thực thể tham gia vào hơn 1. 
Ví dụ: Mối quan hệ giữa thực thể GiaoVien và SinhVien là quan hệ giảng dạy. Hay mối quan hệ giữa SinhVien, MonHoc và GiangDuong là quan hệ đăng ký học. 
Các loại quan hệ 
Quan hệ 1 – n: 
Ví dụ: Một thực thể Khoa có sự kết hợp với nhiều thực thể SinhVien (Ý nói trong một khoa có nhiều có nhiều sinh viên) 
Quan hệ này được gọi là 1-n. Nhưng được chỉ rỏ: Một thực thể SinhVien chỉ có duy nhất 1 Khoa; Một Khoa có thể nhiều sinh viên nhưng cũng có thể không có sinh viên nào. 
SinhVien 
Khoa 
Quản lý 
0:n 
1:1 
Các loại quan hệ 
Quan hệ 1 – 1: 
Ví dụ: Một thực thể Khoa có sự kết hợp với nhiều thực thể GiaoVien (Ý nói trong một khoa có nhiều có nhiều giáo viên) 
Tuy nhiên, trong một mối quan hệ khác là quan hệ trưởng khoa giữa giáo viên và khoa. Ta thấy 1 thực thể Khoa chỉ có duy nhất 1 trưởng khoa là 1 thực thể GiaoVien, tương tự 1 thực thể giáo viên cũng chỉ làm được trưởng khoa có duy nhất 1 thực thể Khoa. 
GiaoVien 
Khoa 
Quản lý 
5:n 
1:1 
GiaoVien 
Khoa 
Trưởng Khoa 
1:1 
1:1 
Các loại quan hệ 
Quan hệ n – n: 
Ví dụ: Xét mối quan hệ giữa tập thực thể SinhVien và tập thực thể MonHoc, ta có phát biểu là một sinh viên có thể học nhiều môn, một môn thì có thể được học bởi nhiều sinh viên. 
Quan hệ này được gọi là quan hệ n-n, với quan hệ này thì phát sinh loại thực thể kết hợp, và được mô tả như sau 
SinhVien 
MonHoc 
Học 
1:n 
0 :n 
SinhVien 
MonHoc 
Học 
1:n 
0 :n 
Các loại quan hệ 
Quan hệ cha – con: 
Tập thực thể đóng vai trò cha là dạng tập thực thể tổng quát và có quan hệ với tập thực thể con. 
Ví dụ: Tập thực thể NhanVien trong trường bao gồm một vài tập thực thể con như sau: tập thực thể GiaoVien, tập thực thể NhanVienPhongBan, tập thực thể BaoVe. 
NhanVien 
BaoVe 
NhanVienPhongBan 
GiaoVien 
Các loại quan hệ(Disjoint - Overlap) 
Quan hệ cha – con không giao và chồng lấp: 
Xét quan hệ cha con giữa thực thể cha là NhanVien và 2 thực thể con là GiaoVien và NhanVienPhongBan. 
Nếu một người giáo viên cũng có thể là Nhân viên phòng ban thì đây là loại chồng lắp ( O verlap) 
Nếu mỗi một nhân viên chỉ có thể là 1 trong giáo viên hay nhân viên phòng ban ( D isjoint) 
NhanVien 
NhanVienPhongBan 
GiaoVien 
O 
NhanVien 
NhanVienPhongBan 
GiaoVien 
D 
Chuyển từ mô hình thực thể kết hợp sang dạng bảng và mô hình quan hệ 
Mỗi tập thực thể mạnh sẽ được chuyển thành 1 bảng. 
Mỗi thuộc tính của thực thể thành các cột. 
Với thuộc tính tổ hợp thì ta dựng các cột tương ứng thuộc tính con. 
SinhVien 
MaSV 
Ten 
Ngày sinh 
SinhVien 
MaSV 
Ten 
Ngày sinh 
Quốc gia 
Thành phố 
Quận 
Đường 
Số nhà 
Địa chỉ 
Quốc gia 
Số nhà 
Thành phố 
Quận 
Đường 
Chuyển từ mô hình thực thể kết hợp sang dạng bảng và mô hình quan hệ 
Với thuộc tính đa trị. Ta hình thành thực thể mới (Chuyên môn ghi nhận các môn học 
GiaoVien 
MaGV 
Ten 
Ngày sinh 
GiaoVien 
MaGV 
Ten 
Ngày sinh 
Chuyên môn 
GiaoVien 
ChuyenMon 
MaGV 
Chuyên môn 
1 
n 
Chuyển từ mô hình thực thể kết hợp sang dạng bảng và mô hình quan hệ 
Với quan hệ 1-1 
GiaoVien 
MaGV 
Ten 
Ngày sinh 
Khoa 
MaKhoa 
Tên khoa 
MaGVTruong 
1 
1 
GiaoVien 
Khoa 
Trưởng Khoa 
1:1 
1:1 
Cách làm này buộc phải 
đặt ràng buộc là cột 
MaGVTruong phải có giá trị 
mang tính duy nhất 
GiaoVien 
MaGV 
Ten 
Ngày sinh 
MaKhoaLaTruong 
Khoa 
MaKhoa 
Tên khoa 
1 
1 
Cách làm này buộc phải 
đặt ràng buộc là cột 
MaKhoaLaTruong phải có giá trị 
mang tính duy nhất 
Chuyển từ mô hình thực thể kết hợp sang dạng bảng và mô hình quan hệ 
Với quan hệ 1-n 
GiaoVien 
MaGV 
Ten 
Ngày sinh 
MaKhoa 
Khoa 
MaKhoa 
Tên khoa 
GiaoVien 
Khoa 
Quản lý 
1:1 
1:n 
n 
1 
Chuyển từ mô hình thực thể kết hợp sang dạng bảng và mô hình quan hệ 
Với quan hệ n-n 
SinhVien 
MaSV 
Ten 
Ngày sinh 
MonHoc 
MaMon 
Tên môn 
1 
SinhVien 
MonHoc 
Học và điểm 
1:n 
0 :n 
DiemHoc 
MaMon 
MaSV 
Diem 
n 
1 
n 
Chuyển từ mô hình thực thể kết hợp sang dạng bảng và mô hình quan hệ 
Với quan hệ đệ quy 
NhanVien 
MaNV 
Ten 
Ngày sinh 
MaNV 
CapTren 
NhanVien 
n 
Cấp trên 
1:1 
1:n 
1 
NhanVien 
MaNV 
Ten 
Ngày sinh 
MaNV 
CapTren 
NhanVien (As CapTren) 
MaNV 
Ten 
Ngày sinh 
MaNV 
CapTren 
1 
n 
Xác định các phụ thuộc hàm cảm biến từ mối quan hệ thực thể 
Phụ thuộc hàm sinh từ khóa 
Phụ thuộc hàm sinh từ quan hệ 1 – n 
Phụ thuộc hàm sinh từ quan hệ n – n 
Bước 1: Xác định các phụ thuộc hàm cảm biến 
Bước 2: Xây dựng được lược đồ cơ sở dữ liệu 
Bước 3: Dùng những thuật toán phân rả để xây dựng mô hình quan hệ dữ liệu.