ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG NGUYỄN THỊ DUNG CÁC DẠNG BIỂU DIỄN KHÓA TRONG LƯỢC ĐỒ QUAN HỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH Thái Nguyên – 2012 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG NGUYỄN THỊ DUNG KEY REPRESENTATIONS IN RELATIONAL SCHEMATA Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số: 60 48 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS. TSKH NGUYỄN XUÂN HUY Thái Nguyên - 2012 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn i LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng cảm ơn và kính trọng sâu sắc đối với Thầy PGS.TSKH Nguyễn Xuân Huy, người đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình làm luận văn này. Thầy giúp em hiểu và tiếp cận những vấn đề khoa học rất lý thú, hướng em vào nghiên cứu các lĩnh vực rất thiết thực và bổ ích. Em đã học hỏi được rất nhiều ở Thầy cũng như phong cách làm việc, phương pháp tiếp cận tri thức Em luôn được Thầy chỉ bảo tận tình trong suốt quá trình làm luận văn. Em cũng xin thể hiện sự kính trọng và biết ơn đến Quý Thầy Cô trong ĐHCNTT-TT, trang bị cho chúng em đầy đủ về cơ sở vật chất cũng như tài liệu chuyên ngành Cuối cùng em xin cảm ơn các bạn học viên trong lớp Cao học K9A, những người luôn bên cạnh và cung cấp những thông tin quý báu trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu để hoàn thành luận văn này. Thái Nguyên, tháng 06 năm 2012 Học viên Nguyễn Thị Dung Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, luận văn là kết quả của tự bản thân tôi tìm hiểu, nghiên cứu. Các tài liệu tham khảo được trích dẫn và chú thích đầy đủ. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iii MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn i Lời cam đoan ii Mục lục iii Danh mục các kí hiệu, chữ cái viết tắt v Danh mục hình vẽ vi MỞ ĐẦU 1 Chƣơng I: CÁC KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU 5 1.1 Khái quát về cơ sở dữ liệu quan hệ 5 1.2 Lược đồ quan hệ 7 1.3 Phụ thuộc hàm 7 1.3.1 Định nghĩa phụ thuộc hàm 7 1.3.2 Hệ tiên đề Armstrong 8 1.3.3 Bao đóng của tập phụ thuộc hàm 8 1.4 Bao đóng của tập thuộc tính 8 1.5 Khóa của lược đồ quan hệ 11 1.5.1 Cách tính giao các khóa 14 1.5.2 Thuật toán tìm 2 khóa của LĐQH 15 1.5.3 Các ví dụ 16 Chƣơng II: THU GỌN LƢỢC ĐỒ QUAN HỆ 21 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iv 2.1 Định nghĩa kỹ thuật thu gọn LĐQH 22 2.2 Thuật toán thu gọn LĐQH 23 2.3 Các ví dụ 23 2.4 Bổ đề về siêu khóa trong phép thu gọn LĐQH 25 2.5 Hệ quả về siêu khóa trong phép thu gọn LĐQH 26 2.6 Bổ đề về khóa trong phép thu gọn LĐQH 27 Chƣơng III: CÁC DẠNG BIỂU DIỄN KHOÁ TRONG 29 LƢỢC ĐỒ QUAN HỆ 3.1 Dạng biểu diễn thứ nhất của khoá 29 3.1.1 Các ví dụ 30 3.1.2 Hệ quả về phép thu gọn LĐQH 35 3.2 Dạng biểu diễn thứ hai của khoá 35 3.2.1 Các ví dụ 36 3.2.2 Định nghĩa tập các vế trái cực tiểu 42 3.2.3 Bổ đề vế trái cực tiểu 42 3.2.4 Bổ đề các khóa sinh ra từ khóa của lược đồ 45 3.2.5 Bổ đề 48 3.3 Giới thiệu 50 3.4 Một số giao diện của chương trình 52 3.5 Các ví dụ 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 1. Kết luận 59 2. Kiến nghị 59 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn v DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT CSDL Cơ sở dữ liệu LĐQH Lược đồ quan hệ PTH Phụ thuộc hàm FD Phụ thuộc hàm  Thuộc  Là con  Chứa ╞ Suy dẫn logic ├ Suy dẫn theo quan hệ SAT(F) Là tập toàn thể các quan hệ trên U thỏa tập PTH F X + Bao đóng của tập thuộc tính X \ Phép trừ logic  Phép giao  Phép hợp ≡ Tương đương !≡ Không tương đương ≠ Khác  Với mọi LS(F) Tập các vế trái của phụ thuộc hàm F RS(F) Tập các vế phải của phụ thuộc hàm F Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vi DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 3.4.1 Giao diện chính 52 Hình 3.4.2 Giao diện nhập các thuộc tính 53 Hình 3.4.3 Giao diện nhập các PTH 53 Hình 3.4.4 Giao diện dạng thứ nhất biểu diễn khóa 54 Hình 3.4.5 Giao diện dạng thứ hai biểu diễn khóa 55 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vii Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn [...]... dịch chuyển lược đồ quan hệ về kích thước càng nhỏ thì thuật toán càng phát huy hiệu quả Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu của đề tài có thể vận dụng cho các quy trình thiết kế các cơ sở dữ liệu quan hệ dùng trong hệ thống thông tin, cụ thể là: - Tính bao đóng của các tập thuộc tính - Tìm khóa của lược đồ quan hệ - Thu gọn lược đồ quan hệ - Các dạng biểu diễn khóa trong lược đồ quan hệ Phƣơng pháp... http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 biểu diễn bao đóng, khóa, phản khóa cùng một số dấu hiệu cần và đủ để nhận biết các đặc trưng tương quan giữa các đối tượng nói trên Mục tiêu và nhiệm vụ của luận văn Đề tài này tập trung vào tìm hiểu nghiên cứu cách biểu diễn khóa trong lược đồ quan hệ qua thuật toán thu gọn lược đồ quan hệ theo thuộc tính khóa hay giao các khóa cũng như tập các vế trái cực tiểu Như vậy... Một quan hệ rỗng là một quan hệ không chứa bộ nào Vì mỗi quan hệ là một tập các bộ, nên trong quan hệ không có 2 bộ trùng lặp Các kí hiệu và một số quy ƣớc Các thuộc tính được kí hiệu bằng các chữ LATINH HOA đầu bảng chữ A, B, C, D Tập thuộc tính được kí hiệu bằng các chữ LATINH HOA cuối bảng chữ X, Y, Z, Các phần tử trong một tập thường được liệt kê như một xâu kí tự, không có các ký hiệu biểu diễn. .. là giao các khóa Nếu m+ = U thì lược đồ chỉ có đúng một khóa, Nếu M+  U thì lược đồ có trên 1 khóa Gọi M là giao các khóa khi và chỉ khi: M+ = U Cho LĐQH p = (U,F) với n thuộc tính trong U và m PTH trong F Gọi M là giao các khóa của p Khi đó có thể xác định giao các khóa bằng một thuật toán tuyến tính theo mn qua công thức: M = U \  ( R \ L) L  RF  Thuật toán xác định giao các khóa trong LĐQH... Vậy khóa K1 của p là AC c p còn khóa khác ngoài khóa K1 vì: M+ = C+ = C  U nên lược đồ có hơn một khóa Dễ thấy rằng, ngoài khóa K1, lược đồ còn có khóa K2 = BC vì thỏa mãn hai điều kiện sau: (i) K+ = BC+ = ABCDE = U (ii) BC tối tiểu (theo nghĩa (K\{BC})+  U) Tương tự, ta còn tìm được khóa thứ 3 của lược đồ quan hệ p như sau: K3 = CD d Xác định tập các thuộc tính không khóa U0 của p - Thuộc tính khóa. .. hành, sử dụng và phát triển các phần mềm nói chung và các phần mềm toán học nói riêng để kiểm định và thể hiện các kết quả lý thuyết Phạm vi nghiên cứu Các kết quả thu được có thể vận dụng cho các quy trình thiết kế các cơ sở dữ liệu quan hệ dùng tong các hệ thống thông tin, cụ thể là: - Tính bao đóng của các tập thuộc tính - Tìm khóa của LĐQH - Thu gọn LĐQH - Các dạng biểu diễn khóa của LĐQH Cấu trúc của... Artr(S) 1.2 Lƣợc đồ quan hệ Lược đồ quan hệ (LĐQH) là một cặp p = (U, F) trong đó U là tập hữu hạn các thuộc tính, F là các PTH trên U Quy ước : Trong trường hợp không chỉ rõ tập PTH F, ta xem LĐQH chỉ là một tập hữu hạn các thuộc tính U 1.3 Phụ thuộc hàm 1.3.1 Định nghĩa phụ thuộc hàm R (X  Y )   u,v  R: u.X = v.X  u.Y = v.Y Cho quan hệ R(U) và tập PTH F trên tập thuộc tính U Ta nói quan hệ R thỏa tập... còn khóa thứ 2, đó là K = DE Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 14 Để trả lời cho câu hỏi: Lược đồ có trên một khóa hay không, ta đi tìm giao các khóa 1.5.1 Cách tính giao các khóa Những phần tử không xuất hiện ở vế phải thì nó có mặt ở mọi khóa, đó chính là giao các khóa Vậy giao các khóa chính là những thuộc tính không xuất hiện ở vế phải Giả sử M là giao các. .. E  BC} DỂ TÌM TẬP KHÓA Key (p) của lược đồ p chúng ta xây dựng một lược đồ q bằng cách xóa khỏi lược đồ p các thuộc tính A, D, H Ta thu gọn lược đồ q = (V,G) trong đó : V = U\ADH = ABCDEH \ ADH = BCE, G = {E  Ø (loại), BC  E, E  BC} = {BC  E, E  BC} Ta dễ dàng tìm được Key (q) = {BC, E} Để thu được Key (p) ta chỉ việc thêm thuộc tính AH (không thêm D) vào mỗi khóa của lược đồ q Vậy Key (p) =... thuộc tính không khóa (phi nguyên thủy hoặc thứ cấp ) nếu A không có mặt trong bất kì khóa nào Ký hiệu UK là tập các thuộc tính khóa của LĐQH p và U0 là tập các thuộc tính không khóa của p Chú ý : Trong một số tài liệu, thuật ngữ khóa được dùng theo nghĩa siêu khóa và thuật ngữ khóa tối tiểu được dùng theo nghĩa khóa  Thuật toán tìm khóa của LĐQH Tư tưởng: Xuất phát từ một số siêu khóa K tùy ý của . quan hệ dùng trong hệ thống thông tin, cụ thể là: - Tính bao đóng của các tập thuộc tính - Tìm khóa của lược đồ quan hệ - Thu gọn lược đồ quan hệ - Các dạng biểu diễn khóa trong lược đồ quan. trung vào tìm hiểu nghiên cứu cách biểu diễn khóa trong lược đồ quan hệ qua thuật toán thu gọn lược đồ quan hệ theo thuộc tính khóa hay giao các khóa cũng như tập các vế trái cực tiểu. Như vậy. DIỄN KHOÁ TRONG 29 LƢỢC ĐỒ QUAN HỆ 3.1 Dạng biểu diễn thứ nhất của khoá 29 3.1.1 Các ví dụ 30 3.1.2 Hệ quả về phép thu gọn LĐQH 35 3.2 Dạng biểu diễn thứ hai của khoá 35 3.2.1 Các ví dụ