Giáo trình Cơ sở dữ liệu (Nghề Công nghệ thông tin Trung cấp): Trường Trung cấp Trường Sơn, Đắk Lắk

SỞ LAO ĐỘNG, THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI ĐẮK LẮK

TRƯỜNG TRUNG CẤP TRƯỜNG SƠN

GIÁO TRÌNH

MÔN HỌC: CƠ SỞ DỮ LIỆU

NGHỀ: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP

Ban hành kèm theo Quyết định số: 00/QĐ-TCTS ngày 26 tháng 12 năm 2022

...........……… của …………………………………..

Đắk Lắk, năm 2022

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép

dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.

Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh

thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.

iii

LỜI GIỚI THIỆU

Giáo trình này có thể giúp các sinh viên trong việc học môn cơ sở dữ liệu ở bậc

trung cấp, cao đẳng và đại học cũng như trong các kỳ thi tốt nghiệp Đại Học, Cao

đẳng, trong các kỳ thi liên thông. Chúng tôi mong rằng các sinh viên tự tìm hiểu trước

mỗi vấn đề và kết hợp với bài giảng trên lớp của giáo viên để việc học môn này đạt

hiệu quả.

Giáo trình Khái niệm phụ thuộc hàm (Functional dependency) được E.F. Codd

đề xuất từ năm 1970 cho tới nay đã thu đuợc rất nhiều thành tựu to lớn và đóng vai trò

không thể thiếu trong việc thiết kế cơ sở dữ liệu quan hệ. Một trong những vấn đề

quan trọng của cơ sở dữ liệu là khai phá phụ thuộc hàm từ các quan hệ. Phụ thuộc hàm

(Functional dependency) là một công cụ dùng để biểu diễn một cách hình thức các

ràng buộc toàn vẹn. Phương pháp biểu diễn này có rất nhiều ưu điểm, là công cụ cực

kỳ quan trọng và hữu ích, gắn chặt với lý thuyết về phân tích, thiết kế cơ sở dữ liệu.

Các phụ thuộc hàm được ứng dụng trong việc giải quyết các bài toán tìm khóa, tìm

phủ tối tiểu, chuẩn hóa cơ sở dữ liệu và các vấn đề về nhất quán dữ liệu.... Khi thiết kế

một mô hình cơ sở dữ liệu, thì việc lập lược đồ cơ sở dữ liệu đạt đến một tiêu chuẩn

nhất định là một công việc hết sức quan trọng, vì vậy việc xác định chuẩn cho một

lược đồ quan hệ liên quan mật thiết đến thuật toán tìm khóa.

Do khả năng có hạn và giáo trình được biên soạn lần đầu nên không thể tránh

khỏi thiếu sót. Chúng tôi rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các đồng nghiệp

để giáo trình ngày càng được hoàn thiện hơn.

Xin chân thành cảm ơn!.

Đắk Lắk, ngày 26 tháng 12 năm 2022

Tham gia biên soạn

1. Phạm Hồng Quốc - Chủ biên

2. Đậu Nguyễn Thanh Nhàn

3. Nguyễn Thái Vương

MỤC LỤC

LỜI GIỚI THIỆU ...............................................................................................................................................III

GIÁO TRÌNH MÔN HỌC ................................................................................................................................. VI

CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU ............................................................................. 1

1. KHÁI NIỆM CƠ SỞ DỮ LIỆU ....................................................................................................................... 1

2. SỰ CẦN THIẾT CỦA CÁC HỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU. ...................................................................................... 2

3. MÔ HÌNH KIẾN TRÚC TỔNG QUÁT 3 MỨC HỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU ...................................................... 3

3.1 Mức trong ................................................................................................................................................ 3

3.2 Mô hnh d liu....................................................................................................................................... 3

3.3 Mức ngoài ............................................................................................................................................... 5

4 NGÔN NGỮ CON DỮ LIỆU VÀ HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU. .......................................................... 5

4.1 NGÔN NGỮ CON DỮ LIỆU: .................................................................................................... 5

4.2 HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU: ............................................................................................... 5

5 TỔ CHỨC LƯU TRỮ DỮ LIỆU. ..................................................................................................................... 5

6 CÁC MÔ HÌNH XỬ LÝ DỮ LIỆU ................................................................................................................... 5

CHƯƠNG II: MÔ HÌNH QUAN HỆ .................................................................................................................. 6

1. NGUYÊN NHÂN RA ĐỜI CỦA MÔ HÌNH QUAN HỆ .................................................................... 6

2. MÔ HÌNH QUAN HỆ .................................................................................................................. 6

2.1 Mô hình quan hệ là gì? ............................................................................................................................ 6

2.2 Các khái niệm cơ bản của mô hình quan hệ ............................................................................................ 6

2.3 Các phép toán tập hợp ............................................................................................................................. 6

2.4 Các phép toán quan hệ ............................................................................................................................ 6

3. MÔ HÌNH THỰC THỂ KẾT HỢP ................................................................................................ 6

CHƯƠNG III: RÀNG BUỘC TOÀN VẸN QUAN HỆ ................................................................................... 12

1. 1. RÀNG BUỘC TOÀN VẸN - CÁC YẾU TỐ CỦA RÀNG BUỘC TOÀN VẸN: ............................. 12

1.1 Ràng buộc toàn vẹn............................................................................................................................... 12

1.2 Các yếu tố của ràng buộc toàn vẹn: ..................................................................................................... 12

2. 2. PHÂN LOẠI RÀNG BUỘC TOÀN VẸN: ................................................................................. 13

2.1 Ràng buộc toàn vẹn liên bộ .................................................................................................................... 14

2.2 Ràng buộc toàn vẹn về phụ thuộc tồn tại ............................................................................................... 14

2.3 Ràng buộc toàn vẹn về miền giá trị ........................................................................................................ 14

2.4 Ràng buộc toàn vẹn liên thuộc tính...................................................................................................... 14

2.5 Ràng buộc toàn vẹn liên thuộc tính liên quan h ................................................................................ 15

2.6 Ràng buộc toàn vẹn về thuộc tính tổng hợp ......................................................................................... 15

CHƯƠNG IV: PHỤ THUỘC HÀM .................................................................................................................. 16

1. KHÁI NIỆM PHỤ THUỘC HÀM ............................................................................................... 16

1.1 Định nghĩa phụ thuộc hàm................................................................................................................... 16

1.2 Phụ thuộc hàm hiển nhiên ................................................................................................................... 17

1.3 Thuật toán Satifies ............................................................................................................................ 17

1.4 Các phụ thuộc hàm có thể có ............................................................................................................... 17

2. HỆ LUẬT DẪN ARMSTRONG .................................................................................................. 17

2.1 Phụ thuộc hàm được suy diễn logic từ F ............................................................................................. 17

2.2 H luật dẫn Armstrong ......................................................................................................................... 17

CHƯƠNG V: PHỦ CỦA TẬP PHỤ THUỘC HÀM ........................................................................................ 20

1. BAO ĐÓNG VÀ THUẬT TOÁN XÁC ĐỊNH BAO ĐÓNG CÁC THUỘC TÍNH ............................... 20

1.1 Định nghĩa: ............................................................................................................................................ 20

1.2 Thuật toán xác định bao đóng các thuộc tính ..................................................................................... 21

2. CÁC LOẠI PHỤ THUỘC HÀM .................................................................................................. 22

2.1 Phụ thuộc hàm có vế trái dư thừa ........................................................................................................ 22

2.2 Phụ thuộc hàm có vế phải một thuộc tính ........................................................................................... 22

2.3 Tập phụ thuộc hàm không dư thừa ...................................................................................................... 22

2.4. Tập phụ thuộc hàm tối thiểu ............................................................................................................... 22

3. THUẬT TOÁN TÌM PHỦ TỐI THIỂU TỐI THIỂU ...................................................................... 22

4. KHÓA CỦA LƯỢC ĐỒ QUAN HỆ ............................................................................................. 23

4.1 Định nghĩa ............................................................................................................................................ 23

4.2 Thuật toán tm tất cả các khóa ............................................................................................................. 23

CHƯƠNG VI: NGÔN NGỮ THAO TÁC DỮ LIỆU ....................................................................................... 25

CHƯƠNG VII: CHUẨN HÓA CƠ SỞ DỮ LIỆU ............................................................................................ 42

1. DẠNG CHUẨN CỦA LƯỢC ĐỒ QUAN HỆ ................................................................................ 42

1.1 Dạng chuẩn một .................................................................................................................................... 42

1.2 Dạng chuẩn hai ..................................................................................................................................... 42

1.3 Dạng chuẩn ba ...................................................................................................................................... 44

1.4 Dạng chuẩn Boyce – Codd ................................................................................................................... 47

2. PHÉP TÁCH KẾT NỐI BẢO TOÀN............................................................................................ 48

2.1 Phép tách kết nối bảo toàn thông tin .................................................................................................... 48

2.2 Phép tách kết nối bảo toàn phụ thuộc hàm .......................................................................................... 49

3 THIẾT KẾ CSDL BẰNG CÁCH PHÂN RÃ ................................................................................ 50

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................................................... 51