HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN DẠNG CHUẨN 3NF

Chia sẻ: Nguyễn Đức Minh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:18

Thêm vào BST

Báo xấu

194
lượt xem 20
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'hướng dẫn thực hiện dạng chuẩn 3nf', công nghệ thông tin, kỹ thuật lập trình phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN DẠNG CHUẨN 3NF

1 Hư ng d n th c hi n d ng chu n 3NF Tác gi : Fred Coulson Copyright © Fred Coulson 2007 (last revised November 18, 2007) This tutorial may be freely copied and distributed, providing appropriate attribution to the author is given. Inquiries may be directed to http://phlonx.com/contact http://phlonx.com/resources/nf3/
2 M cl c M c l c...........................................................................................................................................................2 V b n d ch....................................................................................................................................................3 Gi i thi u........................................................................................................................................................4 Bài toán: Qu n lí Hóa đơn..............................................................................................................................5 D ng chu n th 1 (1NF): Không có ph n t /nhóm ph n t l p...................................................................7 D ng chu n th 2 (2NF): Không có ph thu c hàm không đ y đ vào khóa chính.....................................9 D ng chu n th 2 (2NF): Pha th II.............................................................................................................13 D ng chu n th 3 (3NF): Không có ph thu c hàm vào thu c tính không khóa........................................16 Tham kh o...................................................................................................................................................18
3 V b n d ch Ngư i d ch: Phan Anh Vũ. L p ĐT12.K49. Trư ng ĐH Bách Khoa HN. Email: virces931511@yahoo.com Website: http://cntt.tv Xin giành b n d ch này t ng anh em l p ĐT12.K49 nói riêng, bà con khoa Đi n t Vi n thông K49 trư ng ĐH Bách Khoa HN nói hơi riêng v i l i chúc anh em thi t t môn K thu t ph n m m (thi l i t n 5k đ y). V i ai không ôn thi môn KTPM nhưng quan tâm và bư c đ u tìm cách chu n hóa CSDL c a riêng mình, đây có l s là tài li u b t đ u t t nh t. Theo quan đi m c a tôi thì đây là m t tutorial r t thú v , đ c p đ n khá nhi u khía c nh l t léo trong quá trình chu n hóa. Tuy nhiên b n d ch vì nhi u lí do (tôi đang ôn thi Tư tư ng HCM l n 1 ch ng h n) nên ch t lư ng còn h n ch , mong nh n đư c góp ý đ hoàn thi n d n. C m ơn đ i ca Fred Coulson t t b ng đã đ ng ý cho d ch và phát tán tài li u này v i l i h a s host b n d ch trên trang c a đ i ca. Chúc đ i ca s c kh e, ch p nhi u nh đ p và vi t nhi u tutorial hay. Còn bây gi , nào mình cùng đi xe buýt, nào mình cùng đi thi nhé …
4 Gi i thi u Đây là m t hư ng d n r t ng n g n giành cho nh ng ngư i m i b t đ u bư c vào lĩnh v c chu n hóa cơ s d li u. Vì r t khó đ di n t b ng l i nên tôi dùng nhi u nh t có th các hình nh, bi u đ . Đ trình bày các qui t c chính trong quá trình chu n hóa, tôi d a theo ví d c đi n v Hóa đơn (Invoice) và chu n hóa nó v d ng 3NF (Third Normal Form). Trong quá trình đó, chúng ta s hình thành Sơ đ liên k t th c th (Entity Relationship Diagram - ERD) cho cơ s d li u. Chú ý: Đây không ph i là hư ng d n chi ti t đ thi t k và th c thi m t cơ s d li u th c t . B n không ph i làm theo tuy t đ i như các hình minh h a vì nó ch minh h a cho vi c các d li u thô đư c s p x p l i như th nào trong quá trình chu n hóa. Có th có ngư i không thích cách đó. Tôi cũng không trình bày các v n đ liên quan đ n đi m l i, h i c a vi c chu n hóa. Ai quan tâm đ n các ch đ đó, xin xem danh sách tham kh o cu i tài li u này. Thư ng thì khi ai đó b t tay vào thi t k CSDL, trong đ u anh/cô ta đã có m t mô hình chu n hóa ph n nào r i – chu n hóa là m t cách t nhiên đ nh n ra m i quan h c a d li u và không c n ki n th c đ c bi t v toán h c, t p h p … Trong th c t , nhi u khi còn ph i “phi chu n hóa” (de-normalize) CSDL – nhưng v n đ này n m ngoài n i dung bài vi t. Đ b t đ u: Trư c tiên, xin nh n m lòng 3 qui t c sau v các d ng chu n. Nh trư c, b n s hi u sau: 1. Không có ph n t /nhóm các ph n t l p. 2. Không có ph thu c hàm không đ y đ vào khóa ng c . 3. Không có ph thu c hàm vào các thu c tính không khóa.
5 Bài toán: Qu n lí Hóa đơn Cho m u hóa đơn như Hình A). Hình A: Hóa đơn Đây là m u hóa đơn quen thu c trong kinh doanh. T t c các thông tin trên đó đ u quan tr ng. Chúng ta đưa các thông tin đó vào CSDL như th nào đây? Ai đó chưa bi t v CSDL quan h có th đưa các thông tin đó vào spreadsheet trong Excel như sau: Hình A-1: B ng hóa đơn Không t i! Bàng này ghi l i t t c các đơn hàng đư c mua b i t t c các khách hàng. Nhưng đi u gì x y ra n u ta mu n l y các thông tin ph c t p như: • Có bao nhiêu 3" Red Freens mà Freens R Us đ t trong năm 2002?
6 T ng s 56" Blue Freens đư c bán Texas? • Nh ng s n ph m nào đư c bán vào ngày 14 tháng 7 năm 2003? • B ng trên càng nhi u thông tin thì vi c tr l i các câu h i trên càng khó khăn. Trong n l c đưa d li u v tr ng thái mong mu n đ tr l i các câu h i ki u như trên, chúng ta đang b t đ u vi c chu n hóa CSDL (normalization).
7 D ng chu n th 1 (1NF): Không có ph n t /nhóm ph n t l p Nhìn vào hàng 2, 3, 4 c a b ng trong Hình A-1, ta th y t t c các d li u liên quan đ n m t hóa đơn (Invoice #125). Theo thu t ng CSDL, nhóm các hàng này đư c g i là m t hàng đơn CSDL (a single database row). M t hàng đơn CSDL đây đư c t o b i ba hàng trong b ng Hình A-1. D ng chu n 1NF mu n chúng ta tri t tiêu các ph n t l p. Chúng là các ph n t nào? M t l n n a, đ ý hóa đơn đ u tiên (#125) trong Hình A-1. Ô H2, H3, và H4 ch a m t danh sách các s Item ID. Đây là m t c t trong hàng CSDL đ u tiên c a chúng ta. Tương t , I2-I4 hình thành m t c t khác; tương t v i J2-J4, K2-K4, L2-L4, và M2-M4. Các c t trong CSDL thư ng đư c g i là thu c tính (attributes) (hàng/c t có cách g i khác là b /thu c tính). Đ ý th y các c t này ch a danh sách các giá tr . Rõ ràng là các danh sách như th vi ph m lu t chu n 1NF: 1NF không cho phép danh sách hay chu i giá tr như v y t n t i trong m t c t CSDL. 1NF đòi h i tính nguyên t - t c là s không th phân chia m t thu c tính thành các ph n nh hơn. Vì th chúng ta c n ph i lo i b s l p l i thông tin v item trong hàng giành cho Hóa đơn #125. Trong Hình A-1, đó là các ô sau: • T H2 đ n M2 • T H3 đ n M3 • T H4 đ n M4 Tương t , chúng ta cũng th y hi n tư ng trùng l p d li u trong hàng giành cho Hóa đơn #126. Chúng ta có th chu n hóa sang d ng 1NF đ đ t đư c tính nguyên t m t cách d dàng như sau – cho m i item m t hàng riêng bi t (thư ng g i là cách làm ph ng). Hình A-2: làm ph ng b ng d li u Có th có ai đó ph n đ i: Chúng ta đang c g ng làm gi m s trùng l p d li u, nhưng đây th m chí chúng ta đang làm ngư c l i! D li u v Khách hàng b trùng l p! Xin đ ng lo l ng v đi u đó. S trùng l p đó s đư c gi i quy t khi chúng ta đi t i d ng chu n 3NF. Xin hãy kiên nh n; đây là m t bư c chúng ta c n ph i đi qua đ đ n k t qu cu i cùng.
8 Đ n đây chúng ta m i ch đi đư c m t n a ch ng đư ng đ đ t đư c d ng chu n 1NF. D ng chu n 1NF gi i quy t 2 v n đ : 1. M i hàng ph i không ch a nhóm l p (Tính nguyên t ). 2. M i hàng ph i có m t thu c tính nh n d ng duy nh t (Khóa chính) Chúng ta đã gi i quy t xong tính nguyên t . Đ gi i quy t v n đ Khóa Chinh, chúng ta c n ph i chuy n toàn b d li u sang m t h qu n tr CSDL quan h (RDBMS). đây, tôi dùng Microsoft Access đ t o b ng orders như Hình B: Hình B: B ng orders B ng này cũng khá gi ng b ng trong Excel nhưng đi m khác là trong RDBMS, chúng ta có th t o m t khóa chính. Khóa chính là m t c t (ho c nhóm c t) giúp xác đ nh duy nh t m t hàng. Như nhìn th y trong hình B, không có m t c t đơn nào có th dùng đ xác đ nh duy nh t các hàng. Tuy nhiên, n u chúng ta k t h p 2 c t order_id và item_id thì đư c: không có hai hàng nào có giá tr order_id và item_id gi ng nhau. Vì th , k h p hai c t đó v i nhau, chúng ta có khóa chính c a b ng Orders. Chúng ta g i hai c t đó là khóa g p (concatened key). M t giá tr , giúp xác đ nh duy nh t m t hàng g i là khóa chính. Khi giá tr đó đư c t o b i hơn m t c t thì ta g i chúng là concatenated primary key. C u trúc c a b ng Order có th đư c bi u di n trong Hình C bên: Hai thu c tính hình thành nên khóa chính đư c kí hi u PK. Hình C cũng chính là Lư c đ liên k t th c th (Entity Relationship Diagram - or ERD). CSDL c a chúng ta bây gi đã th a mãn hai yêu c u c a 1NF: tính nguyên t và tính duy nh t. Đó là hai đi u ki n cơ b n nh t c a CSDL quan h . Ti p theo là gì?
9 D ng chu n th 2 (2NF): Không có ph thu c hàm không y vào khóa chính. B y gi , chúng ta tìm các ph thu c hàm không đ y đ vào khóa chính đ lo i b chúng. V i các b ng có khóa chính đư c t o b i hơn m t thu c tính, các thu c tính không n m trong khóa chính ph i ph thu c hàm đ y đ vào khóa chính mà không đư c phép t n t i các thu c tính ch ph thu c vào m t ph n c a khóa chính. N u có thu c tính nào ch ph thu c m t ph n vào khóa chính thì b ng đó chưa đ t d ng chu n 2NF. Đ hi u rõ, chúng ta xem xét t ng thu c tính c a b ng Orders. V i m i thu c tính, chúng ta s đ t câu h i: Li u thu c tính này có th t n t i mà không c n m t hay nhi u thu c tính nào đó n m trong khóa chính không? N u câu tr l i là “có” – dù ch m t – thì b ng chưa đ t chu n 2NF. Xem l i Hình C bên đ nh l i c u trúc b ng. Đ u tiên, nh c l i ý nghĩa c a hai thu c tính làm nên khóa chính: • order_id xác đ nh duy nh t m t hóa đơn. • item_id xác đ nh duy nh t m t item trong kho. Đây có th là mã s c a linh ki n, mã s hàng trong kho, s SKU, sô UPC, … Chúng ta s không phân tích hai thu c tính đó (vì chúng là thành ph n c a khóa chính). Bây gi , ta s xem xét các thu c tính còn l i. order_date là ngày l p hóa đơn. Rõ ràng là thu c tính này ph thu c vào order_id; ngày l p hóa đơn thì ph i liên quan đ n hóa đơn, n u không nó ch là m t ngày bình thư ng. Nhưng ngày l p hóa đơn có th t n t i mà không c n item_id? Câu tr l i đơn gi n là có th : ngày hóa đơn ch ph thu c vào order_id, không ph thu c vào item_id. M t s có th ph n đ i, cho r ng làm như th t c là có th t o ra m t hóa đơn mà không có item nào (m t hóa đơn r ng). Nhưng đó không ph i là v n đ c a chúng ta. Chúng ta đang xem xét đây là li u m t hóa đơn nào đó, l p vào m t ngày nào đó có ph thu c vào m t item nào đó không? Rõ ràng là không. V n đ làm sao đ không t n t i hóa đơn r ng là m t “qui t c nghi p v ” (business rule) đư c th c hi n, ki m tra m chương trình; đó không ph i v n đ mà chu n hóa gi i quy t. Như v y, order_date không th a mãn d ng chu n 2NF. Do đó, b ng Orders không đ t 2NF. Bây gi hãy xem xét các thu c tính còn l i. Chúng ta c n tìm t t c các thu c tính không th a mãn 2NF đ x lí.
10 customer_id là s ID c a khách hàng. Nó có ph thu c vào order_id? Không: m t khách hàng có th t n t i mà không c n mua hàng. Nó có ph thu c vào item_id? Không: v i cùng lí do. Đây là m t đi u thú v : customer_id (cùng v i các thu c tính customer_* khác) không ph thu c vào customer_id l n order_id, t c là không ph thu c vào b t c thu c tính nào c a khóa chính). Chúng ta s làm gì v i chúng? Chúng ta ch quan tâm t i chúng khi xem xét d ng chu n 3NF. Bây gi chúng ta đánh d u chúng là “không rõ ràng” (unknown). ? item_description là miêu t v hàng hóa. Rõ rang là nó ph thu c vào item_id. Nhưng nó có th t n t i mà không c n order_id? Có! M t item có th t n t i trong kho mãi mãi, mà không bao gi đư c bán … Nó đ c l p v i hóa đơn. Như v y, item_description không th a đi u ki n c a 2NF. item_qty là s lư ng m t m t hàng đư c yêu c u trong m t hóa đơn. Rõ rang thu c tính này ph thu c vào c hai thu c tính c a khóa chính. Chúng ta ch có th nói “5 cái máy tính” hay “6 cái TV” ch không th nói “10 cái không gì c ” (ít nh t là trong thi t k CSDL). S lư ng m t hàng hóa đư c yêu c u trong m t hóa đơn không th t n t i không có hóa đơn. Như v y thu c tính này th a mãn 2NF. item_price tương t như item_description. Nó ch ph thu c vào item_id mà không ph thu c vào order_id, nên nó không th a mãn 2NF. item_total_price hơi đ c bi t. M t m t, nó có v như ph thu c vào c order_id l n item_id, t c là th a mãn 2NF. M t khác, nó là m t giá tr rút ra t item_qty và item_price. Chúng ta s x lí th nào? Trong th c t , trư ng này không liên quan đ n CSDL c a chúng ta. Nó có th d dàng đư c t o ra ben ngoài CSDL; thêm nó vào CSDL s gây dư th a. Do đó chúng ta s b nó đi. order_total_price, là t ng t t c các item_total_price l i là m t giá tr rút ra n a nên chúng ta s b thu c tính này. Đây là b ng phân tích 2NF c a chúng ta: Chúng ta s làm gì v i m t b ng không th a mãn 2NF như th ? Trư c tiên, l y ra n a sau c a khóa chính (item_id) và đưa nó vào m t b ng khác. Các thu c tính khác ph thu c vào item_id – đ y đ ho c không đ y đ - cũng đưa luôn vào b ng m i này. Chúng ta s g i b ng m i này là order_items (xem Hình D).
Edited by Foxit Reader Copyright(C) by Foxit Software Company,2005-2008 11 Evaluation Only. For Các thu c tính còn l i – g m các thu c tính ch ph thu c vào n a đ u c a khóa chính (order_id) và các thu c tính chưa xác đ nh – gi nguyên. Hình D: Bàng orders và b ng m i: order_items Có m t vài đi m c n chú ý: 1. Chúng ta ph i đưa thu c tính order_id vào b ng order_items (đ xác đ nh xem m i order_item thu c v order nào. 2. B ng orders có ít thu c tính hơn trư c. 3. Khóa chính c a b ng orders ch g m m t thu c tính: order_id. 4. Khóa chính c a b ng order_items g m hai thu c tính. Sau đây là c u trúc các b ng (Hình E): Hình E: C u trúc b ng orders và order_items table N u b n chưa quen đ c Lư c đ liên k t th c th thì xin đ ý vào đư ng n i gi a hai b ng. Đư ng n i này
12 có nghĩa là: • M i order có th có m t ho c nhi u order-item, nhưng ph i có ít nh t m t; • M i order-item có th thu c v m t và ch m t order.
13 D ng chu n th 2 (2NF): Pha th II N u b n nghĩ r ng chúng ta đã đ t chu n 2NF thì ch đã, v n còn! Nh r ng d ng chu n 2NF áp d ng cho các b ng có khóa chính h p thành b i hơn m t thu c tính. Bây gi b ng orders có khóa chính là khóa đơn, b ng này đã d t d ng chu n 2NF. Xin chúc m ng! Tuy nhiên, bây gi , b ng order_items l i có khóa chính t o b i hai thu c tính. Chúng ta l i ph i phân tích xem nó đã đ t 2NF chưa. Chúng ta l i làm theo cách cũ, v i m i thu c tính, đ t ra câu h i: Li u thu c tính này có th t n t i mà không c n m t hay nhi u thu c tính nào đó n m trong khóa chính không? Bên c nh là Hình F, bi u di n c u trúc c a b ng order_items. Bây gi chúng ta l n lư t xem xét các thu c tính không khóa. item_description ph thu c vào item_id, nhưng không ph thu c vào order_id. Do đó, thu c tính này không đ t chu n 2NF (ng c nhiên?) item_qty ph thu c vào c hai thu c tính c a khóa chính nên thu c tính này th a mãn chu n 2NF. item_price ch ph thu c vào item_id mà không ph thu c vào order_id, nên nó vi ph m đi u ki n c a chu n 2NF. Chúng ta có b ng phân tích như sau: Bây gi , chúng ta l y ra các thu c tính không th a mãn đi u ki n c a chu n 2NF và đưa vào m t b ng m i. Chúng ta g i b ng m i này là b ng items: Hình G: B ng order_items và b ng items
14 Khoan đã, có gì đó không n. Lúc trư c, sau khi ki m tra các đi u ki n c a chu n 2NF, chúng ta l y ra t t c các thu c tính ph thu c vào item_id và đưa vào m t b ng m i. L n này, chúng ta l i l y ra các thu c tính không đ t chu n 2NF: nói cách khác, gi a nguyên item_qty. T i sao? L n này có gì khác mà l i làm như v y? Đi m khác nhau là ch : trong l n trư c, chúng ta đưa thu c tính khóa item_id ra kh i b ng orders, là do quan h m t-nhi u gi a orders và order-items. Do đó, thu c tính item_qty ph i đi cùng item_id vào b ng m i. L n này, item_id không đư c đưa ra kh i b ng order_items là do quan h nhi u-m t gi a order-items và items. Do đó, vì item_qty không vi ph m chu n 2NF nên nó đư c gi l i b ng có khóa chính g m hai thu c tính. Đ hi u rõ hơn, có th xem ERD m i: Hình H: Đư ng n i gi a b ng items và b ng order_items nghĩa là: • M i item có th n m trong m t s hóa đơn ho c không n m trong hóa đơn nào. • M i order-item có th liên quan đ n m t và ch m t item. Hai quan h trên là ví d cho quan h m t-nhi u. Ba b ng này, xem xét m t cách toàn di n, là cách chúng ta bi u di n quan h nhi u-nhi u: M t order nào đó có th có nhi u item; m t item nào đó có th thu c v nhi u order. Nh r ng l n này, chúng ta không đưa thu c tính khóa order_id vào b ng m i. Lí do là m i item c th , không c n ph i bi t nó thu c v order nào. B ng order_items lưu tr
15 nh ng thông tin dó thông qua hai thu c tính order_id và item_id. Hai thu c tính này khi đ ng k t h p v i nhau thì t o thành khóa chính cho b ng order_items, nhưng khi đ ng riêng r , chúng là các khóa ngo i (foreign keys) tr t i các hàng trong các b ng khác. Chúng ta s nói nhi u hơn v khóa ngo i trong ph n 3NF. Cũng chú ý r ng, b ng m i không có khóa chính h p thành b i nhi u thu c tính nên nó th a mãn đi u ki n c a d ng chu n 2NF. Đ n đây, CSDL c a chúng ta đã đ t d ng chu n 2NF!
16 D ng chu n th 3 (3NF): Không có ph thu c hàm vào thu c tính không khóa. Cu i cùng, chúng ta tr l i v n đ liên quan đ n thông tin v Khách hàng. V i CSDL hi n t i, n u m t khách hàng có hơn m t order, chúng ta s ph i nh p thông tin v khách hàng đó nhi u l n. X y ra hi n tư ng này là do trong b ng order có t n t i các thu c tính ph thu c vào m t thu c tính không khóa. Đ hi u rõ hơn khái ni m này, xem xét thu c tính order_date. Nó có th t n t i đ c l p v i thu c tính order_id? Không: m t "order date" s là vô nghĩa n u không có order. Khi đó, order_date đư c g i là ph thu c vào thu c tính khóa (vì order_id là m t thu c tính khóa). Còn thu c tính customer_name thì sao— li u nó có th t n t i m t mình bên ngoài b ng orders? Có. V n có nghĩa khi nói v m t khách hàng mà không đ c p t i yêu c u mua hàng hay hóa đơn. Tương t v i các thu c tính customer_address, customer_city, và customer_state. B n thu c tính này ch ph thu c vào customer_id – m t thu c tính không khóa. Các trư ng này s thu c v m t b ng khác, c a riêng chúng, v i customer_id làm khóa chính (xem Hình I). Hình I: Tuy nhiên, đ ý trong Hình I, chúng ta đã c t đ t m i quan h gi a b ng Orders v i các thông tin v khách hàng. Do v y, chúng ta ph i khôi ph c m i quan h b ng cách t o ra m t khóa ngo i (Foreign key - FK) trong b ng Orders. Khóa ngo i v b n ch t là m t thu c tính tr t i khóa chính c a m t b ng khác. Hình J là ERD hoàn thi n c a chúng ta:
17 Hình J: ERD hoàn ch nh Quan h gi a orders và customers có th đư c di n gi i như sau: • M t order đư c t o b i m t và ch m t customer; • M t customer có th có nhi u order ho c không có order nào c . Cu i cung, đây là d li u trong b n b ng c a chúng ta. Nh r ng, 3NF tách các c t, không ph i tách hàng. Hình K:
18 Tham kh o Sau đây là m t s tài li u tham kh o h u ích: The Art of Analysis, by Dr. Art Langer, devotes considerable space to • normalization. Springer-Verlag Telos (January 15, 1997) ISBN: 0387949720 Báo cáo khoa h c năm 1969 c a Dr. Codd's v chu n hóa CSDL: • www.acm.org/classics/nov95 The Wikipedia article on normalization bàn v 5 d ng chu n hóa: • en.wikipedia.org/wiki/Database_normalization