Đang tải... (xem toàn văn)
Chương 9 cung cấp những kiến thức liên quan đến chuẩn hóa CSDL và phép phân rã. Sau khi học xong chương này người học sẽ nắm bắt được các vấn đề gặp phải khi tổ chức CSDL, chuẩn hóa cơ sở dữ liệu, các khái niệm liên quan đến dạng chuẩn,... Mời các bạn cùng tham khảo.
Chương Chuẩn hóa CSDL- Phép phân rã Các vấn đề gặp phải tổ chức CSDL Dư thừa liệu: Ví dụ: cho lược đồ quan hệ sau Thi(MASV,HOTEN,MONHỌC,DIEMTHI) thể lược đồ quan hệ Thi: Các vấn đề gặp phải tổ chức CSDL Bất thường cập nhật: – Do dư thừa nên cập nhật họ tên sinh viên để lại họ tên cũ khác Bất thường chèn (insertion anomaly) – Không thể biết họ tên sinh viên sinh viên khơng dự thi mơn Bất thường xoá (deletion anomaly) – Ngược lại, xoá tất môn thi sinh viên, vô ý làm dấu vết để tìm họ tên sinh viên Chuẩn hóa sở liệu Chuẩn hóa: Là q trình phân rã quan hệ chưa đạt cách chia nhỏ thuộc tính thành quan hệ nhỏ Ví dụ: Phân rã lược đồ quan hệ Thi thành ba lược đồ quan hệ: – Sinhvien(MASV,HOTEN) – MonHoc(MAMH, TENMON) – Ketqua(MASV,MAMH,DIEMTHI) Chuẩn hóa sở liệu MASV HOTEN 00CDTH189 Nguyễn Văn Thành 00CDTH211 Trần Thu Hà MAMH TENMON M1 Cơ sở liệu M2 Cấu trúc liệu M3 Kỹ thuật lập trình MASV MAMH DIEMTHI 00CDTH189 M2 00CDTH189 M2 00CDTH211 M3 00CDTH189 M3 Các khái niệm liên quan đến dạng chuẩn Thuộc tính khố/khơng khố – A thuộc tính khố A có tham gia vào khoá quan hệ, ngược lại A gọi thuộc tính khơng khố Ví dụ: Cho lược đồ quan hệ Q(ABC) tập phụ thuộc hàm F={ A→ B; A → C; B → A} Có hai khóa A B thuộc tính khố A, B; thuộc tính khơng khóa là: C Thuộc tính phụ thuộc đầy đủ-phụ thuộc hàm đầy đủ A thuộc tính phụ thuộc đầy đủ vào tập thuộc tính X X →A phụ thuộc hàm đầy đủ Phụ thuộc hàm X →A gọi đầy đủ không tồn X' X cho X' → A F+ Ví dụ: Cho Q(ABC) F={ A → B; A→ C; AB → C} – A →B: A → C phụ thuộc hàm đầy đủ – AB → C không phụ thuộc hàm đầy đủ có A → C Chú ý rằng, phụ thuộc hàm mà vế trái ch ỉ có m ột thuộc tính phụ thuộc hàm đầy đủ Thuộc tính phụ thuộc trực tiếpphụ thuộc hàm trực tiếp A thuộc tính phụ thuộc trực tiếp vào tập thuộc tính X X →A , không tồn Z U, X Z, ZA XA phụ thuộc trực tiếp Nếu ngược lại gọi phụ thuộc hàm bắc cầu Ví dụ: Cho Q(ABC) F={ A → B; A→ C; C → B} – C →B; A → C phụ thuộc hàm trực tiếp – A → B phụ thuộc hàm bắc cầu tồn C Q A → C, C → B Dạng chuẩn (1NF) Lược đồ quan hệ Q gọi đạt dạng chuẩn1 (1NF) tồn thuộc tính Q mang giá trị đơn Ví dụ: xét quan hệ -khơng đạt chuẩn (?) Dạng chuẩn (1NF) – Đưa quan hệ dạng chuẩn sau 10 7.4.1 Phân rã thành dạng BCNF/3NF bảo tồn thơng tin 80 Ví dụ2: Cho Q(ABCDE), F = {BC->A, C->D, AE->B, B>D, B->E} – Bước 1: khóa {CB, CAE} – Bước 2: Từ C->D tách thành: • Q1(CD), F1= {C->D}, Khóa C Đạt dạng chuẩn BC • Q2(CABE), F2= {B->E, CB->A, AE->B} , Khoá Q2: {CB, CAE} Vậy Q2 đạt dạng chuẩn 7.4.1 Phân rã thành dạng BCNF/3NF bảo tồn thơng tin 81 Ví dụ 3: Cho Q(ABCDEG), F={AE C, CG A, BD G, GA E} – Khóa BDA, BCD =>Q khơng đạt 2NF BD G – Q phân rã thành Q1(BDG), Q2(ABCDE) • Q2 gồm thuộc tính Q, trừ thuộc tính vế phải BD->G • Trong Q1 gồm PTT F mà vế trái vế phải tồn tập thuộc tính Q1 F1={BD->G} 7.4.1 Phân rã thành dạng BCNF/3NF bảo toàn thông tin Bài tập: Phân rã lược đồ thành dạng BC a) Q(S,D,I,M) F={S,I→D;S,D→M} b) Q(A,B,C,D) F={A→B;B→C;D→B} c) Q(C,S,Z) F={C,S→Z; Z→C} 82 7.4.2 Phân rã thành dạng 3NF vừa bảo tồn thơng tin vừa bảo tồn phụ thuộc hàm 83 Phép tách 3NF bảo tồn thơng tin bảo toàn FD; – Vào: R = – Ra: (R0, R1, R2, …, Rk) với Ri đạt 3NF bảo tồn thơng tin bảo tồn phụ thuộc hàm Phương pháp: – Bước 1: Xác định phủ tối thiểu F: F’ = {Xi Ai| i = n} – Bước 2: Tìm khố K R 7.4.2 Phân rã thành dạng 3NF vừa bảo tồn thơng tin vừa bảo tồn phụ thuộc hàm 84 – Bước 3: Xác định lược đồ R0= với U0= K – Bước 4: Lần lượt xác định lượt đồ Ri= với Ui= Xi, Ai (i=1, ,k) – Bước 5: Nếu ij mà QiQj loại bỏ Ri Quá trình tiếp tục loại bỏ Ri 7.4.2 Phân rã thành dạng 3NF vừa bảo tồn thơng tin vừa bảo tồn phụ thuộc hàm 85 Ví dụ: Cho R = với U = ABCD, F = {AB, BC, CDA, ACD} – Bước 1: Ta có phủ tối thiểu F là:F = {A B, BC, CDA, AD} – Bước 2: Ta có A khố R – Bước 3: R0= với F0= – Bước 4: R1= R2= R3= R4= – Bước 5: Loại R0và R4 Kết luận: = (AB, BC, ACD) 7.4.2 Phân rã thành dạng 3NF vừa bảo tồn thơng tin vừa bảo toàn phụ thuộc hàm 86 Cho Q(CTHRSG), F={CT, HRC, THR, CSG, HSR} Hãy phân rã Q thành lược đồ đạt 3NF vừa bảo tồn thơng tin vừa bảo toàn phụ thuộc hàm Giải: F=Ftt={CT,HRC,THR,CSG,HSR} phủ tối thiểu – Áp dụng thuật toán Q phân rã thành lược đồ con: Q1(CT); Q2(HRC); Q3(THR); Q4(CSG); Q5(HSR) – Khóa Q HS – Vậy: Q1,Q2,Q3,Q4,Q5 kết phân rã Bài tập 87 Kiểm tra phân rã có bảo tồn thơng tin, bảo tồn phụ thuộc hàm hay khơng? a) R(CSZ), F={CS → Z, Z → C} có ρ(SZ,CZ) phép tách lược đồ quan hệ R b) R(ABCD), F={A → B, C → D} có ρ(AB,CD) phép tách lược đồ quan hệ R Bài tập 88 Cho R(ABCDEFG), F={B->A, D->C, D->EB, DF->G}, phân rã dạng chuẩn BC bảo tồn thơng tin Cho Q(ABCDEG), F={AE C, CG A, BD G, GA E} a) Tìm tất khóa Q b) Xác định dạng chuẩn Q c) Nếu Q chưa đạt chuẩn Hãy phân rã Q thành quan hệ đạt chuẩn bảo tồn thơng tin Bài tập 89 Cho R(A,B,C,D,E) F={CDE ->B, AE->BD, DE->C, CE->D, B->CD} Hãy phân rã R thành lược đồ quan hệ đạt tối thiểu dạng chuẩn vừa bảo tồn thơng tin vừa bảo toàn phụ thuộc hàm Bài tập 90 Cho lược đồ quan hệ R(U, F) với U = ABCDEHIKJ F = { C -> EHI, HI -> ABC, AC -> DJ, EC -> AB } a) Tìm tất khóa lược đồ quan hệ b) Lược đồ quan hệ thỏa 2NF chưa? Tại sao? c) Dùng phép tách bảo tồn phụ thuộc hàm để tách R thành LĐQH thỏa dạng chuẩn 3NF d) Dùng phép tách có nối kết không thông tin để tách R thành LĐQH thỏa 3NF BCNF Bài tập 91 Cho Q(SDIBQO) với phụ thuộc hàm:F={ SD, IB, IS Q, BO} – Lược đồ tồn dạng chuẩn cao bao nhiêu? – Hãy tách lược đồ thành dạng chuẩn 3NF có nối khơng thơng tin bảo toàn tập phụ thuộc hàm Bài tập 92 Cho Q(ABCD) F={A->B, B->C, A->D, DC} Tách Q thành Q1(AB), Q2(AC), Q3(BD) a) Có bảo tồn thơng tin b) Có bảo tồn phụ thuộc hàm Dạng chuẩn (2NF) 93 Ví dụ: Cho lược đồ quan hệ tập phụ thuộc hàm F CungCap(maNCC, tenNCC, diaChi, sanPham, gia) F = { MaNCCTenNCC, DiaChi; MaNCC, SanPhamGia } – Khóa: K = {MaNCC, SanPham} – Tậpthuộc tính khơng khóa: {TenNCC, DiaChi, Gia} Ta thấy với pth: MaNCC TenNCC, DiaChi, tenNCC, diaChi thuộc tính khơng khóa, phụ thuộc vào MaNCC tập thực khóa K = {maNCC,sanPham} khơng đạt 2NF Dạng chuẩn (2NF) Đưa dạng chuẩn2 94 ... {A -> BC, C->DE, E->G} b) Q(ABCDEGH) F = {C->AB, D->E, B->G} c) Q(ABCDEGH) F = {A->BC, D->E, H->G} d) Q(ABCDEG) F = {AB->C, C->B, ABD->E, G->A} e) Q(ABCDEGHI) F = {AC->B, BI->ACD, ABC->D H->I... ACE->BCG, CG->A} 2.Cho Q(CDEGHK) F = {CK->H, C->D,E->C, E->G, CK->E} a) Chứng minh EK->DH b) Tìm tất khóa Q c) Xác định dạng chuẩn cao Q 27 Phân rã (Decompositions) 28 Phân rã lược đồ quan hệ. .. sinh viên Chuẩn hóa sở liệu Chuẩn hóa: Là q trình phân rã quan hệ chưa đạt cách chia nhỏ thuộc tính thành quan hệ nhỏ Ví dụ: Phân rã lược đồ quan hệ Thi thành ba lược đồ quan hệ: – Sinhvien(MASV,HOTEN)