CHƯƠNG 3: CHUẨN HOÁ CSDL    MỘT SỐ KHÁI NIỆM CÁC DẠNG CHUẨN CỦA LƯỢC ĐỒ QUAN HỆ CHUẨN HỐ LƯỢC ĐỒ CSDL THƠNG QUA PHÉP TÁCH Thursday, July 03, 2014 ThS Lê Ngọ Ngọc Lãm Cơ Sở Sở Dữ Liệ Liệu MỘT SỐ KHÁI NIỆM Lược đồ sở liệu:  Lược đồ sở liệu tập quan hệ phụ thuộc hàm liên quan đến ứng dụng  Có nhiều cách để lưu trữ, tổ chức thông tin ứng dụng cụ thể( xây dựng nhiều quan hệ để mơ tả nội dung) Do để quản lý, lưu trữ thông tin không bị dư thừa, dễ dàng truy xuất, thêm, bớt việc chuẩn hóa lược đồ quan hệ cần thiết  Chuẩn hóa quan hệ q trình biến đổi liệu cập nhật( thêm, xóa, sửa) gây nên dị thường cho quan hệ thành dạng phù hợp Thursday, July 03, 2014 ThS Lê Ngọ Ngọc Lãm Cơ Sở Sở Dữ Liệ Liệu MỘT SỐ KHÁI NIỆM Thursday, July 03, 2014 ThS Lê Ngọ Ngọc Lãm Cơ Sở Sở Dữ Liệ Liệu MỘT SỐ KHÁI NIỆM Thuộc tính khóa (primary key) - Thuộc tính khơng khóa (nonprimary key)  Cho lược đồ quan hệ Q (Q+), K Q+ khóa định Q nếu:  Thuộc tính AK  A thuộc tính khóa  Thuộc tính A K A thuộc tính khơng khóa Thursday, July 03, 2014 ThS Lê Ngọ Ngọc Lãm Cơ Sở Sở Dữ Liệ Liệu MỘT SỐ KHÁI NIỆM Phụ thuộc hàm đầy đủ (Fully functional dependency)  Cho lược đồ quan hệ Q với tập thuộc tính Q+  X,Y hai tập khác Q+, Y gọi phụ thuộc hàm đầy đủ vào X có phụ thuộc hàm khơng hiển nhiên X Y Y không phụ thuộc hàm vào tập X Ghi chú: Để chứng minh tập thuộc tính Y khơng phụ thuộc đầy đủ vào tập thuộc tính X ta cần chứng minh   X Y XY  X'X : X'Y Thursday, July 03, 2014 ThS Lê Ngọ Ngọc Lãm Cơ Sở Sở Dữ Liệ Liệu MỘT SỐ KHÁI NIỆM Phụ thuộc bắc cầu tập thuộc tính vào tập thuộc tính khác  Cho lược đồ quan hệ Q với tập thuộc tính Q+  X Y hai tập Q+,X  Y, ta nói Y phụ thuộc bắt cầu vào tập thuộc tính X tồn tập thuộc tính A  Q+ cho X A A Y A X (A không xác định X) Thursday, July 03, 2014 ThS Lê Ngọ Ngọc Lãm Cơ Sở Sở Dữ Liệ Liệu CÁC DẠNG CHUẨN CỦA LƯỢC ĐỒ QUAN HỆ    Quan hệ chuẩn hóa quan hệ miền thuộc tính chứa giá trị nguyên tố (atomic), tức không phân nhỏ đó, giá trị quan hệ nguyên tố Quan hệ có chứa miền giá trị không nguyên tố gọi quan hệ không chuẩn hóa Một quan hệ chuẩn hóa thành nhiều quan hệ chuẩn hóa khác khơng làm mát thông tin Để đánh giá chất lượng lược đồ quan hệ người ta đưa tiêu chuẩn gọi dạng chuẩn Lược đồ sở liệu dạng chuẩn cao chất lượng tốt Thông thường thiết kế sở liệu ta cố gắng đưa quan hệ dạng chuẩn tốt dạng chuẩn BC Thursday, July 03, 2014 ThS Lê Ngọ Ngọc Lãm Cơ Sở Sở Dữ Liệ Liệu Dạng chuẩn – 1NF (First Normal Form)   Một lược đồ quan hệ Q gọi đạt dạng chuẩn tịan miền ( thuộc tính) có mặt Q chứa giá trị nguyên tố( thuộc tính đơn) Định nghĩa cho thấy quan hệ chuẩn hóa dạng chuẩn 1NF quan hệ khơng có thuộc tính gộp Do mơ tả bảng nên giữ giá trị đơn tránh dùng miền thuộc tính giá trị kép tên bao gồm họ tên Trong trường hợp quan hệ không thuộc 1NF người ta tách thuộc tính kép thành thuộc tính đơn tách quan hệ ban đầu thành hai nhiều quan hệ khác Thursday, July 03, 2014 ThS Lê Ngọ Ngọc Lãm Cơ Sở Sở Dữ Liệ Liệu Dạng chuẫn – ví dụ Thursday, July 03, 2014 ThS Lê Ngọ Ngọc Lãm Cơ Sở Sở Dữ Liệ Liệu Dạng chuẩn – 2NF (Second Normal Form)     Cho lược đồ quan hệ Q với tập thuộc tính Q+, Q gọi đạt dạng chuẩn nếu: Q đạt dạng chuẩn Các thuộc tính khơng khóa phụ thuộc đầy đủ vào khóa Một bảng thuộc dạng chuẩn ln tách thành bảng tương đương thuộc dạng chuẩn hai Vì khơng có thơng tin bị việc tách quan hệ, thông tin suy từ cấu trúc ban đầu nhận từ quan hệ theo cấu trúc Dạng chuẩn hai cho phép loại trừ dư thừa khóa thuộc tính Thursday, July 03, 2014 ThS Lê Ngọ Ngọc Lãm Cơ Sở Sở Dữ Liệ Liệu 10 Dạng chuẩn – 2NF (Second Normal Form) Ví dụ: Cho lược đồ quan hệ SINHVIEN(MA_SV, MON_HOC, TEN_SV, DIA_CHI, DIEM) , Với phụ thuộc hàm sau:  f1: MA_SV  TEN_SV, DIA_CHI  f2: MA_SV, MON_HOC DIEM  Khóa MA_SV, MON_HOC Thursday, July 03, 2014 ThS Lê Ngọ Ngọc Lãm Cơ Sở Sở Dữ Liệ Liệu 11 Dạng chuẩn – 3NF (Third Normal Form) Một lược đồ quan hệ gọi đạt dạng chuẩn nếu:  Đạt dạng chuẩn  Các thuộc tính khơng khóa khơng phụ thuộc bắc cầu vào khóa Ví dụ 1:  Cho lược đồ quan hệ HOADON(SO_HD, NGAY_LAP, K_HANG, M_HANG, SO_LG, DON_GIA,THANHTIEN)  HOADON CHƯA ĐẠT DANG CHUẨN Thursday, July 03, 2014 ThS Lê Ngọ Ngọc Lãm Cơ Sở Sở Dữ Liệ Liệu 12 DẠNG CHUẨN BC (BOYE CODD)       Cho lược đồ quan hệ Q với tập phụ thuộc hàm F, lược đồ quan hệ gọi đạt dạng chuẩn BC với phụ thuộc hàm f: XY xác định lược đồ quan hệ (XY khơng hiển nhiên) X khóa lược đồ quan hệ Q Như lược đồ quan hệ đạt dạng chuẩn BC có phụ thuộc hàm mà vế trái khóa Lược đồ quan hệ hiển nhiên đạt dạng chuẩn Để chứng minh vấn đề trên, giả sử lược đồ quan hệ Q dạng BCNF không thuộc 3NF Như tồn phụ thuộc hàm thành phần phụ thuộc hàm bắt cầu f1: XY f2: YA Trong X khóa Q, A X, A Y,Y XF( không tồn phụ thuộc hàm tập phụ thuộc hàm Q) Do Y khơng phải khóa Q, mà Y A  F (là phụ thuộc hàm) vi phạm điều kiện BCNF Thursday, July 03, 2014 ThS Lê Ngọ Ngọc Lãm Cơ Sở Sở Dữ Liệ Liệu 13 PHỤ THUỘC ĐA TRỊ  Giả sử cho R với thuộc tính A1, A2 ,… An lược đồ quan hệ với tập thuộc tính X,Y  R, ta nói X  Y (X xác định đa trị Y hay Y phụ thuộc đa trị vào X) cho giá trị X, có tập giá trị Y liên quan tập độc lập với thuộc tính Z = R-X-Y Thursday, July 03, 2014 ThS Lê Ngọ Ngọc Lãm Cơ Sở Sở Dữ Liệ Liệu 14 Dạng chuẩn – 4NF (Fourth Normal Form)   Dạng chuẩn dạng tổng quát chuẩn BCNF để tách quan hệ có phụ thuộc đa trị Như quan hệ dạng chuẩn phụ thuộc đa trị sở phụ thuộc xác định thuộc tính tức có phụ thuộc đa trị có dạng X  A Một quan hệ dạng chuẩn thuộc dạng BCNF 3NF Ở ví dụ tách quan hệ SINH_VIEN thành SV_M_HOC với thuộc tính MA_SV MON_HOC quan hệ SV_T_THAO bao gồm thuộc tính MA_SV THE_THAO quan hệ đạt dạng chuẩn Thursday, July 03, 2014 ThS Lê Ngọ Ngọc Lãm Cơ Sở Sở Dữ Liệ Liệu 15 Chuẩn hóa lược đồ quan hệ thông qua phép tách Định lý:  Cho lược đồ quan hệ Q với tập thuộc tính Q+ phụ thïc hàm khơng hiển nhiên f: XY xác định Q Phép tách Q thành hai quan hệ Q1 (X,Y) Q2 (Q+\Y) phép tách bảo tịan thơng tin nghĩa làQ(Q+) = Q1 Q2 Thursday, July 03, 2014 ThS Lê Ngọ Ngọc Lãm Cơ Sở Sở Dữ Liệ Liệu 16 Chuẩn hóa lược đồ quan hệ thông qua phép tách Dựa vào định lý ta thể chuấ chuấn hóa lượ lược đồ quan hệ thông qua phé phép tách sau: sau: Cho lượ lược đồ quan hệ Q(Q+) với tập thuộ thuộc tính F xác định Q Thuậ Thuật tóan chuẩ chuẩn hóa sau: sau: Bướ Bước 1: Xác định tất phụ phụ thuộ thuộc hàm F cho: cho: F:=F \ fF : VT( f) VP( f) = Q+ Q+, (VT: Vế trá trái, VP: Vế phả phải) Bướ Bước 2: + Nếu F =  ( khơng có PTH) thì kết quả lượ lược đồ quan hệ Q kết thú thúc: + Nếu F  thì: Lấy PTH f: X X Y F (nên (nên lấy nhữ PTH mang tính bắt cầu hoặ phụ phụ thuộ thuộc phậ phận hay phầ phần vào khố khố chí chính) nh) Tách quan hệ Q thành hai quan hệ Q1 Q2 dựa vào PTH f Q1 (X,Y) với tập Pth F1 F1= f/ VT( f) VP( F)  XY XY Q2(Q+\ Q2(Q+\ Y) với tập Pth F2: F2 = f/ VT( f) VP( F)  Q+\ Q+\ Y Bướ Bước 3: Nếu quan hệ pth bắt cầu hoặ phụ phụ thuộ thuộc phậ phận hay phầ phần thì tiế tiếp tục thự thực hiệ từ bướ bước cho quan hệ khơng thể thể tách đượ Thursday, July 03, 2014 ThS Lê Ngọ Ngọc Lãm Cơ Sở Sở Dữ Liệ Liệu 17 NỘI DUNG CHƯƠNG TRÌNH NHẬP MƠN CƠ SỞ DỮ LIỆU  CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ  CHUẨN HOÁ CƠ SỞ DỮ LỊÊU  PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG  CƠ SỞ DỮ LIỆU TÀI NGUYÊN ĐẤT ĐAI  CƠ SỞ DỮ LIỆU KHÔNG GIAN  Thursday, July 03, 2014 ThS Lê Ngọ Ngọc Lãm Cơ Sở Sở Dữ Liệ Liệu 18 ... Lãm Cơ Sở Sở Dữ Liệ Liệu 17 NỘI DUNG CHƯƠNG TRÌNH NHẬP MƠN CƠ SỞ DỮ LIỆU  CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ  CHUẨN HỐ CƠ SỞ DỮ LỊÊU  PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG  CƠ SỞ DỮ LIỆU TÀI NGUYÊN ĐẤT ĐAI  CƠ... nhiều quan hệ khác Thursday, July 03, 2014 ThS Lê Ngọ Ngọc Lãm Cơ Sở Sở Dữ Liệ Liệu Dạng chuẫn – ví dụ Thursday, July 03, 2014 ThS Lê Ngọ Ngọc Lãm Cơ Sở Sở Dữ Liệ Liệu Dạng chuẩn – 2NF (Second Normal... liệu cập nhật( thêm, xóa, sửa) gây nên dị thường cho quan hệ thành dạng phù hợp Thursday, July 03, 2014 ThS Lê Ngọ Ngọc Lãm Cơ Sở Sở Dữ Liệ Liệu MỘT SỐ KHÁI NIỆM Thursday, July 03, 2014 ThS Lê