Bài giảng Thiết kế cơ sở dữ liệu - Chương 1: Các khái niệm cơ bản

bangtqh@utc2.edu.vn THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU ( MHT09.3) Chương 1: Các khái niệm cơ bản bangtqh@utc2.edu.vn Quy trình phát triển hệ thống Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 2 Thiết kế giao diện
Thiết kế CSDL Lựa chọn và lập kế hoạch hệ thống Phân tích hệ thống Thiết kế hệ thống Triển khai và vận hành hệ thống bangtqh@utc2.edu.vn Nội dung Review về quan hệ và chuẩn hóa Thiết kế CSDL mức quan niệm Thiết kết CSDL mức logic Thiết kế CSLD mức vật lý Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 3 bangtqh@utc2.edu.vn Review Quan hệ & Chuẩn hóa Mô hình dữ liệu quan hệ – Dữ liệu được trình bày như các bảng có liên quan với nhau. – Mỗi quan hệ là 1 bảng 2 chiều gồm các hàng và cột – Một quan hệ được là có cấu trúc cao khi: • Sự dư thừa dữ liệu mở mức tối thiểu và cho phép người dùng nhập, chỉnh sửa và xóa các bản thi mà không làm mất đi tính nhất quán của dữ liệu Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 4 bangtqh@utc2.edu.vn Review Quan hệ & Chuẩn hóa Quan hệ nào có cấu trúc cao? Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 5 bangtqh@utc2.edu.vn Review Quan hệ & Chuẩn hóa Chuẩn hóa (Normalization): – Là quy trình biến đổi những cấu trúc dữ liệu phức tạp thành những cấu trúc dữ liệu ổn định và đơn giản – Kết quả của quá trình chuẩn hóa là quan hệ có cấu trúc cao Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 6 bangtqh@utc2.edu.vn Review Quan hệ & Chuẩn hóa Ví dụ trước khi chuẩn hóa Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 7 bangtqh@utc2.edu.vn Review Quan hệ & Chuẩn hóa Ví dụ sau khi chuẩn hóa Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 8 bangtqh@utc2.edu.vn Các dạng chuẩn Dạng chuẩn 1 (1NF) – Không có thuộc tính đa trị (toàn bộ thuộc tính là đơn) Dạng chuẩn 2 (2NF) – Không có thuộc tính phụ thuộc 1 phần vào khóa chính (mọi thuộc tính không phải khóa đều được xác định bởi thuộc tính khóa) Dạng chuẩn 3 (3NF) – Không chứa thuộc tính phụ thuộc bắc cầu vào khóa (Các thuộc tính không phải là khóa chính không phụ thuộc lẫn nhau) Kết quả sau dạng chuẩn 3: – Tất cả các thuộc tính không phải là khóa đều phụ thuộc hoàn toàn vào khóa chính Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 9 bangtqh@utc2.edu.vn Phụ thuộc hàm Quá trình chuẩn hóa được tiến hành dựa trên việc phân tích các phụ thuộc hàm Phục thuộc hàm (functional dependency) là một dạng quan hệ đặc trưng giữa 2 thuộc tính. Với một quan hệ cho trước, thuộc tính B được gọi là phụ thuộc hàm vào thuộc tính A nếu với mọi giá trị hợp lệ của A thì xác định duy nhất giá trị của thuộc tính B Sự phụ thuộc hàm của B vào A ký hiệu là: A → B Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 10 bangtqh@utc2.edu.vn Chuyển về dạng chuẩn 2 Một quan hệ đã đạt 2NF nếu thỏa mãn 1 trong các điều kiện sau: – ĐK1: Khóa chính chỉ gồm 1 thuộc tính duy nhất – ĐK2: Trong quan hệ không tồn tại thuộc tính không phải khóa chính – ĐK3: Mọi thuộc tính không phải khóa chính đều phụ thuộc đầy đủ vào khóa chính Chuyển quan hệ thành dạng 2NF – Phân rã quan hệ thành các quan hệ mới sử dụng thuộc tính có thể xác định các thuộc tính khác – Thuộc tính xác định thuộc tính khác trở thành khóa chính của quan hệ mới Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 11 bangtqh@utc2.edu.vn Ví dụ chuyển về dạng 2NF Quan hệ EMPLOYEEE2 – EMPLOYEE2(Emp_ID, Name, Dept, Salary, Course, Date_Completed) Phụ thuộc hàm trong quan hệ này là: – Emp_ID → Name, Dept, Salary – Emp_ID, Course → Date_Completed Chuyển về dạng chuẩn 2 – EMPLOYEE1(Emp_ID, Name, Dept, Salary) – EMP_COUSE(Emp_ID, Course, Date_Completed) Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 12 bangtqh@utc2.edu.vn Ví dụ khác chuyển về 2NF Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 13 Monthi Giaovien 3 A 4 B 5 C THI Monthi MaSV TenSV Diachi Diem 3 11 Lan X 8 3 12 Ha Y 6 4 11 Lan X 7 4 12 Ha Y 6 5 11 Lan X 7 5 13 Tu Z 2 SINHVIEN MaSV → TenSV, Diachi Monthi, MaSV → TenSV, Diachi, Diem Monthi MaSV Diem 3 11 8 3 12 6 4 11 7 4 12 6 5 11 7 5 13 2 KETQUATHI MaSV TenSV Diachi 11 Lan X 12 Ha Y 13 Tu Z SINHVIEN bangtqh@utc2.edu.vn Chuyển về dạng 3NF Một quan hệ ở dạng chuẩn ba nếu nó ở dạng chuẩn 2 và không có phụ thuộc hàm nào giữa hai (hay nhiều) thuộc tính không phải khóa chính Chuyển về dạng chuẩn 3: – Phân rã quan hệ thành 2 quan hệ sử dụng thuộc tính quyết định Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 14 bangtqh@utc2.edu.vn Ví dụ chuyển về dạng 3NF Quan hệ SALES – SALES(Customer_ID, Customer_Name, Saleperson, Region)  Thỏa mãn 2NF Phụ thuộc hàm – Customer_ID → Customer_Name, Saleperson, Region – Saleperson → Region Dưa về dạng 3NF – SALES1(Customer_ID, Customer_Name, Saleperson) – SPERSON(Saleperson, Region) Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 15 bangtqh@utc2.edu.vn Dạng chuẩn Boyce-Codd  Định nghĩa: – Lược đồ quan hệ R với tập phụ thuộc hàm F được gọi là ở dạng chuẩn Boyce-Codd (BCNF) nếu X→A đúng trên R thì X là một siêu khóa  Nhận xét – Một lược đồ quan hệ R đã ở dạng BCNF thì cũng đạt dạng chuẩn 3NF  Ví dụ: – Xét lược đồ quan hệ R(CSZ) với tập phụ thuộc hàm F={CS→Z, Z→C} – Áp dụng thuật toán tìm khóa sẽ có 2 khóa là SC và SZ như vậy R có mọi thuộc tính đều là thuộc tính khóa  đạt chuẩn 3NF – Nhưng R không đạt BCNF vì tồn tại PTH Z→C trong đó Z không phải là 1 siêu khóa. Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 16 bangtqh@utc2.edu.vn Phân rã lược đồ quan hệ Phân rã bảo toàn thông tin – Cách kiểm tra phân rã có bảo toàn thông tin ? Phân rã bảo toàn Phụ thuộc hàm – Cách kiểm tra phân rã có bảo toàn PTH ? Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 17 bangtqh@utc2.edu.vn Phân rã lược đồ quan hệ Xét quan hệ Các phụ thuộc hàm: - MaSV→TenSV, Diachi, Malop - Malop → Tenlop Khóa của quan hệ là: MaSV Nhận xét: – Quan hệ trên đạt 2NF – Chưa đạt 3NF vì thuộc tính Tenlop phụ thuộc bắc cầu vào khóa Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 18 MaSV TenSV Diachi Malop Tenlop 11 Lan X CNA1 Cử nhân A1 12 Hải Y CNA1 Cử nhân A1 13 Tú Z CNA2 Cử nhân A2 bangtqh@utc2.edu.vn Phân rã lược đồ quan hệ Thực hiện phân rã quan hệ đã cho Cả 2 quan hệ mới đều đạt BCNF Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 19 MaSV TenSV Diachi Malop Tenlop 11 Lan X CNA1 Cử nhân A1 12 Hải Y CNA1 Cử nhân A1 13 Tú Z CNA2 Cử nhân A2 MaSV TenSV Diachi Malop 11 Lan X CNA1 12 Hải Y CNA1 13 Tú Z CNA2 Malop Tenlop CNA1 Cử nhân A1 CNA2 Cử nhân A2 SINHVIEN LOP bangtqh@utc2.edu.vn Phân rã bảo toàn thông tin Định nghĩa: – Lược đồ quan hệ R (với tập PTH F) được phân rã thành các lược đồ R1, R2,.,Rk được gọi là phân rã bảo toàn thông tin nếu với mỗi quan hệ r của R thỏa F chúng ta có: r = piR1(r) * piR2(r)*.* piRk(r) Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 20 bangtqh@utc2.edu.vn Phân rã bảo toàn thông tin Kiểm tra xem 1 phân rã có bảo toàn thông tin? – Input: • Lược đồ R với tập thuộc tính U = {A1, A2, ., An} • Tập phụ thuộc hàm F • Phân rã ρ = {R1, R2, , Rk} – Output: • Khẳng định ρ là phân rã có mất mát thông tin hay không? Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 21 bangtqh@utc2.edu.vn Phân rã bảo toàn thông tin  Kiểm tra xem 1 phân rã có bảo toàn thông tin? – Phương pháp: • Bước 1: Lập 1 bảng n cột và k hàng. Cột j ứng với thuộc tính Aj Hàng i ứng với lược đồ Ri. Ở vị trí (i, j) ta điền: + aj nếu Aj thuộc Ri + bij nếu Aj không thuộc Ri • Bước 2: Xét lặp đi lặp lại mỗi phụ thuộc hàm f = X→ Y trong F cho đến khi không còn sự thay đổi nào trong bảng. Ở mỗi lần xét X→Y ∈ F ta tìm tất cả những hàng giống nhau ở tất cả các cột cho thuộc tính X. Nếu thấy 2 hàng như thế thì làm cho 2 hàng này giống nhau ở các cột cho thuộc tính Y. Khi làm cho 2 ký hiệu bằng nhau nếu 1 trong 2 ký hiệu là aj thì ký hiệu kia đặt lại thành aj; nếu 1 trong 2 ký hiệu là bij và bkj thì làm bằng nhau bằng ký hiện nào cũng được. Cuối cùng nếu xuất thu được 1 hàng a1, a2,,an thì kết luận phân rã đó bảo toàn thông tin. Ngược thì thì KHÔNG BẢO TOÀN Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 22 bangtqh@utc2.edu.vn Phân rã bảo toàn thông tin Xét ví dụ khi nãy – R(MaSV, TenSV, Diachi, MaLop, TenLop) với tập phụ thuộc hàm F = {f1, f2} trong đó: f1 = MaSV → TenSV, Diachi, MaLop f2 = MaLop → Tenlop – Phân rã ρ = {R1, R2} với R1(MaSV, TenSV, Diachi, MaLop) R2(MaLop, Tenlop) – Kiểm tra xem phân rã trên có bảo toàn thông tin không? Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 23 bangtqh@utc2.edu.vn Phân rã bảo toàn thông tin  Bước 1: Lập bảng khởi đầu  Bước 2: lần lượt xét các phụ thuộc hàm X→Y – Xét f1 = MaSV→TenSV, DiaChi, Malop Rõ ràng trong 2 dòng ở bảng trên không có dòng nào giống nhau ở cột MaSV nên không làm gì – Xét f2 = MaLop→Tenlop Ở cột Malop có 2 hàng giống nhau nên ta biến cột tên lớp thành giống nhau (ưu tiên biến thành a5) – Vậy ρ là phân ra bảo toàn thông tin Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 24 R MaSV TenSV Diachi Malop Tenlop R1 a1 a2 a3 a4 b15 R2 b21 b22 b23 a4 a5 R MaSV TenSV Diachi Malop Tenlop R1 a1 a2 a3 a4 a5 R2 b21 b22 b23 a4 a5 bangtqh@utc2.edu.vn Phân rã bảo toàn thông tin Bài tập ví dụ khác: – Cho R = ABCDE với tập PTH F = {A→C, B→C, C→D, DE→C, CE→A}; phân rã ρ = {R1, R2 ,R3,R4,,R5} với: R1=AD; R2=AB; R3=BE; R4=CDE; R5=AE – Kiểm tra xem ρ có phải là phân rã bảo toàn thông tin không? Giải: – Bảng khởi đầu Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 25 bangtqh@utc2.edu.vn Phân rã bảo toàn thông tin Giải ví dụ (tiếp) – Xét A → C – Xét B→ C – Xét C→D – Xét DE→C và CE→A không có gì thay đổi Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 26 ρ LÀ PHÂN RÃ BẢO TOÀN THÔNG TIN bangtqh@utc2.edu.vn Phân rã bảo toàn thông tin Đối với trường hợp phân rã thành 2 lược đồ thì ta có thuật toán đơn giản hơn: Phân rã ρ= {R1(U1), R2(U2)} của R(U) không mất thông tin đối với tập PTH F nếu và chỉ nếu: – (U1 ∩ U2) → (U1 - U2) ∈ F+, hoặc – (U1 ∩ U2) → (U2 - U1) ∈ F+. Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 27 bangtqh@utc2.edu.vn Phân rã lược đồ quan hệ Phân rã bảo toàn thông tin – Cách kiểm tra phân rã có bảo toàn thông tin ? Phân rã bảo toàn Phụ thuộc hàm – Cách kiểm tra phân rã có bảo toàn PTH ? Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 28 bangtqh@utc2.edu.vn Phân rã bảo toàn PTH Phân rã bảo toàn thông tin là bắt buộc Phân rã bảo toàn PTH là phân rã mà ta có thể suy ra tập PTH của quan hệ gốc từ các hình chiếu của nó Định nghĩa hình chiếu của tập PTH – Hình chiếu của tập PTH F trên một tập các thuộc tính U ký hiệu là piu(F) là tập các PTH X→Y thuộc F+ sao cho XY⊆ U Định nghĩa phân rã bảo toàn PTH – Phân rã ρ bảo toàn tập phụ thuộc hàm F nếu hợp của tập tất cả các PTH trong các hình chiếu của F trên các lược đồ con là tương đương với F – Gọi Fi = piRi (F) và G = F1∪ F2 ∪ ..∪Fk thì G≡F Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 29 bangtqh@utc2.edu.vn Phân rã bảo toàn PTH Ví dụ: – Quan hệ TKB(PhongHoc, GioHoc, MonHoc). • Mỗi môn học chi được bố trí vào 1 phòng học duy nhất do đó ta có PTH M→P • Mỗi môn học có thể bố trí ở những giờ khác nhau và với 1 phòng học và giờ học cụ thể thì ta biết được Môn học đó là môn gì. Vì vậy: PG → M – Thực hiện phân rã (P,G,M) thành (G, M) và (P, M) • Kiểm tra bảo toàn thông tin ? • Kiểm tra tính bảo toàn PTH ? Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 30 bangtqh@utc2.edu.vn Phân rã bảo toàn PTH Ví dụ: phân rã bảo toàn PTH nhưng không bảo toàn thông tin – R(A,B,C,D) và F = {A→B, C→D} – ρ = { R1(AB), R2(CD) } – Kiểm tra bảo toàn PTH: • F1 = piAB(F) = {A→B} • F2 = piCD(F) = {C→D} • Rõ ràng G = ∪Fi là tương đương với F nên phân rã trên bảo toàn PTH Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 31 bangtqh@utc2.edu.vn Phân rã bảo toàn PTH Phương pháp kiểm tra phân rã bảo toàn PTH – Input: • Phân rã ρ (R1, R2, ., Rk) • Tập phụ thuộc hàm F – Output: • Khẳng định ρ có bảo toàn PHT hay không? – Phương pháp: • Với mỗi PTH X→Y ∈ F Z := X While (Có thay đổi với Z) do Z := Z ∪ ((Z∩Ri)+ ∩ Ri) /*Bao đóng lấy ứng với F*/ Nếu Y ⊆ Z thì kết luận “X→Y ∈ G+” • Nếu mọi PTH X→Y ∈ F đều thuộc G+ thì G≡F hay phân rã ρ bảo toàn PTH Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 32 bangtqh@utc2.edu.vn Phân rã bảo toàn PTH Ví dụ kiểm tra phân rã bảo toàn PTH – R(ABCD) với tập F = {A→B, B→C, C→D, D→A} – Phân rã ρ = {AB, BC, CD} – Kiểm tra xem ρ có bảo toàn PTH không? Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 33 bangtqh@utc2.edu.vn Quy trình phát triển hệ thống Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 34 Thiết kế giao diện
Thiết kế CSDL Lựa chọn và lập kế hoạch hệ thống Phân tích hệ thống Thiết kế hệ thống Triển khai và vận hành hệ thống bangtqh@utc2.edu.vn • CS D L và cá c đ ịn h n gh ĩa fil e (m ã lệ n h cụ th ể ch o từ n g D BM S) Quy trình phát triển hệ thống Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 35 • Mô hình doanh nghiệp (lược đồ E-R chỉ với các thực thể) • Mô hình dữ liệu mức quan niệm (ERD với các thực thể trong dự án cụ thể) • M ô hình d ữ liệ u m ứ c q u a n niệ m (ER D với cá c th ự c th ể và th u ộ c tính) Lựa chọn và lập kế hoạch hệ thống Phân tích hệ thống Thiết kế hệ thống Triển khai và vận hành hệ thống • Mô hình dữ liệu mức logic (thể hiện các quan hệ) • Thiết kế CSDL và file mức vật lý (tổ chức file) bangtqh@utc2.edu.vn Thiết kế CSDL Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 36 Thiết kế mức quan niệm Thiết kế CSDL mức Logic Thiết kế CSDL mức vật lý bangtqh@utc2.edu.vn Quy trình thiết kế tổng thể 1. Lựa chọn môn hình vòng đời phát triển hệ thống 2. Xác định các tham số hệ thống 3. Định nghĩa các tiến trình 4. Xây dựng mô hình dữ liệu khái niệm 5. Chuẩn bị lược đồ CSDL 6. Thiết kế giao diện người dùng Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 37 bangtqh@utc2.edu.vn Mô hình vòng đời phát triển hệ thống Mô hình thác nước – Là mô hình cổ điển – Quá trình phát triển gồm 7 pha như hình bên – Tại mỗi pha được giả định có đầy đủ thông tin – Mô hình này thích hợp với các hệ thống lớn Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 38 Phân tích Thiết kế Lập kế hoạch và dự thảo ngân sách Xây dựng hệ thống Thử nghiệm Phân phối Kết thúc dự án bangtqh@utc2.edu.vn Mô hình vòng đời phát triển hệ thống Mô hình xoáy ốc (Spiral) – Các pha của quá trình phát triển được lặp lại theo 1 chu kỳ là một vòng xoáy ốc – Thích hợp với các hệ thống vừa và nhỏ Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 39 Khởi đầu dự án Kết thúc dự án Phân tích Thiết kế Lập kế hoạch & dự thảo ngân sáchXây dựng Thử nghiệm Phân phối Phân tích Thiết kế Lập kế hoạch & dự thảo ngân sách Xây dựng Thử nghiệm Phân phối bangtqh@utc2.edu.vn Mô hình vòng đời phát triển hệ thống Mô hình làm mẫu – Xuất phát từ một dự án phần mềm đã được xây dựng hoàn thiện, ta phát triển các dự án phần mềm có yêu cầu tương tự ở những khía cạnh nào đó – Cho khách hàng sử dụng phần mềm đã có để thu thập yêu cầu của dự án mới – Thích hợp với các dựa án đủ nhỏ Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 40 Yêu cầu từ khách hàng Tạo bản mẫu Dùng thử/kiểm tra bản mẫu bangtqh@utc2.edu.vn Quy trình thiết kế tổng thể 1. Lựa chọn môn hình vòng đời phát triển hệ thống 2. Xác định các tham số hệ thống 3. Định nghĩa các tiến trình 4. Xây dựng mô hình dữ liệu khái niệm 5. Chuẩn bị lược đồ CSDL 6. Thiết kế giao diện người dùng Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 41 bangtqh@utc2.edu.vn Xác định các tham số hệ thống Ở pha này, người thiết kế cần: – Xác định được mục tiêu của toàn bộ hệ thống – Thiết lập các tiêu chuẩn của hệ thống. Đó là các tiêu chuẩn dùng để đánh giá trong suốt quá trình thiết kế, vận hành của dự án, đánh giá sự thành công hay thất bại của dự án. – Xác định phạm vi của hệ thống; các yêu cầu phải đạt được của dự án. Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 42 bangtqh@utc2.edu.vn Xác định tham số hệ thống Xác định mục tiêu của hệ thống – Cần trả lời câu hỏi “Tại sao cần phải tự động hóa hệ thống hiện tại?” • Có phải để nâng cao tốc độ xử lý công việc? • Để tăng độ chính xác? để giảm chi phí? • Để cải thiện vị trí của công ty trên thị trường? để hỗ trợ người quản lý trong việc tìm kiếm, xử lý thông tin, lập kế hoạch?, – Cần định lượng các mục tiêu • Không nên đưa ra các mục tiêu chung chung • Không phải bất kỳ mục tiêu nào cũng có thể định lượng được  xây dựng các tiêu chuẩn phù hợp để đánh giá • Các mục tiêu phải ổn định để thiết lập các tiêu chuẩn đánh giá và sẵn sàng cho các công đoạn tiếp theo của quá trình thiết kế Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 43 bangtqh@utc2.edu.vn Xác định tham số hệ thống Thiết lập các tiêu chuẩn của hệ thống – Mỗi tiêu chuẩn cần tương ứng với một hoặc một số mục tiêu – Nếu mục tiêu nào không gắn được với một tiêu chuẩn với nó thì xem như người thiết kế chưa hiểu đủ các yêu cầu của khách hàng – Các tiêu chuẩn là những đích nhỏ cần đạt được cho một mục tiêu lớn hơn – Các tiêu chuẩn cần được định lượng rõ ràng – Khi thiết kế đạt được tiêu chuẩn thì hệ thống được xem là hoàn thành, không cần làm thêm điều gì nữa Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 44 bangtqh@utc2.edu.vn Xác định tham số hệ thống Xác định phạm vi của hệ thống – Xác định các chức năng trong phạm vi dự án – Dự án phần mềm sẽ thực hiện những chức năng nhất định không phải là mọi thứ – Đánh giá được tỷ lệ chi phí / lợi nhuận của mỗi chức năng có kế hoạch thiết kế phù hợp Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 45 bangtqh@utc2.edu.vn Quy trình thiết kế tổng thể 1. Lựa chọn môn hình vòng đời phát triển hệ thống 2. Xác định các tham số hệ thống 3. Định nghĩa các tiến trình 4. Xây dựng mô hình dữ liệu khái niệm 5. Chuẩn bị lược đồ CSDL 6. Thiết kế giao diện người dùng Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 46 bangtqh@utc2.edu.vn Định nghĩa các tiến trình Tiến trình là một tập của một hoặc nhiều tác vụ (task) rời rạc cùng thực hiện một hoạt động có ý nghĩa của tổ chức. Một tác vụ (task) là một hành động rời rạc, là một bước thực hiện của tiến trình. Ví dụ: – Tiến trình “Xử lý đơn đặt hàng của khách” bao gồm các tác vụ: • Nhận đơn đặt hàng • Kiểm tra thẻ thanh toán của khách • Kiểm tra kho hàng • Giao hàng cho khách – Tiến trình “Tìm SĐT của khách hàng” chỉ bao gồm một tác vụ là chính tiến trình đó. Phân biệt giữa một tác vụ và một hoạt động đôi khi rất khó. Ranh giới giữa chúng không rõ ràng. Để quyết định là tác vụ hay là hoạt động phải dựa vào không gian bài toán Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 47 bangtqh@utc2.edu.vn Định nghĩa các tiến trình Xác định các tiến trình hiện tại của hệ thống – Thu thập yêu cầu từ khách hàng – Định danh tác vụ Phân tích các tiến trình Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 48 bangtqh@utc2.edu.vn Thu thập yêu cầu từ khách hàng  Khảo sát hệ thống bằng phỏng vấn KH. Mục tiêu là thu được quy trình nghiệp vụ và các hồ sơ  Hướng KH tập trung vào nghiệp vụ hệ thống  Phải có sự chuẩn bị câu hỏi trước  Câu hỏi dạng mở, kết hợp với câu hỏi dạng đóng khi cần  Cần chuẩn bị các thiết bị hỗ trợ: máy ghi âm, camera,  Sau phỏng vấn cần xác nhận lại các câu trả lời của KH  Cần giúp khách hàng thấy được các yêu cầu hiện tại hệ thống cần đáp ứng và các yêu cầu tiềm năng trong tương lai Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 49 bangtqh@utc2.edu.vn Công việc sau khảo sát Dữ liệu thu được trong khảo sát còn ở dạng thô, tản mạn Các công việc sau khảo sát: – Xử lý sơ bộ kết quả: xem xét, hoàn thiện tài liệu: • Phân loại, trích rút, tổng hợp  dữ liệu đầy đủ, chính xác, gọn gàng, dẽ kiểm tra và theo dõi • Phát hiện chỗ thiếu để bổ xung, chỗ sai không logic để sửa • Xây dựng các bảng mô tả chi tiết tài liệu. • Là quá trình lặp – Tổng hợp kết quả: tổng hợp theo xử lý & tổng hợp theo dữ liệu Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 50 bangtqh@utc2.edu.vn Công việc sau khảo sát (tt) Tổng hợp theo xử lý – Tổng hợp theo lĩnh vực hoạt động: nhóm các hoạt động có sự gắn kết chặt chẽ với nhau vào 1 nhóm Tổng hợp theo dữ liệu – Liệt kê được các tài liệu liên quan đến tổ chức – Sàng lọc để thu được dữ liệu đầy đủ, chính xác và gán tên gọi cho chúng. – Kết quả: bảng tổng hợp các hồ sơ và bảng từ điển dữ liệu Hợp thức hóa kết quả khảo sát – Hiểu và thể hiện thông tin khảo sát ở những dạng khác nhau được người sử dụng và đại diện tổ chức xác nhận là đúng đắn và đầy đủ – Nhằm đảm bảo sự chính xác hóa của thông tin, yêu cầu của hệ thống, đảm bảo tính pháp lý cho việc sử dụng sau Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 51 bangtqh@utc2.edu.vn Định danh các tác vụ  Sắp xếp thông tin thành 1 tập tác vụ  Một tác vụ (hành động rời rạc): – Phải có điểm bắt đầu và kết thúc được xác định rõ ràng – Tất cả các luật về nghiệp vụ hệ thống phải hợp lệ trước khi tác vụ bắt đầu và sau khi tác vụ hoàn tất. Tuy nhiên, có thể bị phá vỡ trong quá trình tác vụ thi hành  Mục tiêu là định rõ được các tác vụ trong mỗi tiến trình  Ví dụ: danh sách các tác vụ xảy ra trong quá trình bán hàng Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 52 bangtqh@utc2.edu.vn Phân tích tiến trình  Phân tích sự phụ thuộc giữa các tác vụ của tiến trình  Phân tích sự phụ thuộc dữ liệu giữa các tác vụ  Sắp xếp các tác vụ theo trật tự nhất định Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 53 bangtqh@utc2.edu.vn Quy trình thiết kế tổng thể 1. Lựa chọn môn hình vòng đời phát triển hệ thống 2. Xác định các tham số hệ thống 3. Định nghĩa các tiến trình 4. Xây dựng mô hình dữ liệu khái niệm 5. Chuẩn bị lược đồ CSDL 6. Thiết kế giao diện người dùng Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 54 bangtqh@utc2.edu.vn Xây dựng mô hình dữ liệu khái niệm Gồm các mô tả về thực thể, thuộc tính của thực thể và mối quan hệ giữa các thực thể Sản phẩm của quá trình là sơ đồ thực thể - mối quan hệ Các bước xây dựng sơ đồ thực thể - mối quan hệ: – Liệt kê, chính xác hóa và lựa chọn thông tin cơ sở – Xác định thực thể, thuộc tính, thuộc tính định danh cho mỗi thực thể – Xác định mối quan hệ & các thuộc tính riêng của nó – Vẽ sơ đồ mô hình E-R và xác định bản số cho các thực thể của mối quan hệ – Chuẩn hóa & thu gọn sơ đồ Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 55 bangtqh@utc2.edu.vn Liệt kê, lựa chọn thông tin cơ sở  Xây dựng từ điển dữ liệu gồm các hồ sơ và các thuộc tính trong nội dung hồ sơ  Quy tắc: Ghi tên hồ sơ và các thuộc tính của nó ở dưới  Không bỏ sót bất kỳ thông tin nào  Chính xác hóa thông tin: – Thêm từ cần thiết vào tên gọi cho các thuộc tính  rõ nghĩa hơn – Hai thuộc tính khác nhau phải chỉ ra các đối tượng khác nhau – Duyệt từ trên xuống dưới và giữ lại các thuộc tính đảm bảo: • Mỗi thuộc tính phải đặc trưng cho 1 lớp hồ sơ được xét • Một thuộc tính chỉ được duyệt 1 lần • Mỗi thuộc tính phải là sơ cấp (không suy ra từ các thuộc tính khác) Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 56 bangtqh@utc2.edu.vn Xác định thực thể, thuộc tính... Duyệt từ trên xuống dưới các thuộc tính đã chọn, chưa bị loại để tìm thuộc tính “định danh” Mỗi thuộc tính “định danh” sẽ có tương ứng 1 thực thể Với mỗi thực thể, tìm trong các thuộc tính còn lại để ghi các thuộc tính thực sự của nó Xét lần lượt các thực thể, chọn các thuộc tính định danh cho nó Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 57 bangtqh@utc2.edu.vn Xác định mối quan hệ  Trong các thuộc tính còn lại của bảng danh sách, tìm các động từ  mối quan hệ  Mỗi động từ, trả lời câu hỏi cho mỗi động từ: ai?, cái gì?, ở đâu?, bằng cách nào?, như thế nào?, bao nhiêu? để tìm các thực thể tham gia vào mối quan hệ và tìm các thuộc tính trong danh sách là thuộc tính của mối quan hệ  Khi không còn tìm thấy mối quan hệ và danh sách các thuộc tính đã hết  kết thúc Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 58 bangtqh@utc2.edu.vn Vẽ lược đồ E-R và xác định Sử dụng các ký pháp biểu diễn thực thể, thuộc tính, mối quan hệ Vẽ theo thứ tự: thực thể, mối quan hệ, thuộc tính Thuộc tính định danh đặt ở phía trên, bên trái thực thể. Xác định các bản số Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 59 bangtqh@utc2.edu.vn Chuẩn hóa và thu gọn lược đồ Chuẩn hóa lược đồ nếu có thuộc tính lặp, phụ thuộc thời gian  thực thể, thuộc tính đơn Thu gọn lược đồ khi: – Thực thể treo (tham gia vào mối quan hệ và chỉ có 1 thuộc tính)  loại bỏ thực thể này, đưa thuộc tính vào thực thể liên kết với nó – Mối quan hệ là bậc 2 và không có thuộc tính riêng  loại thực thể này. Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 60 bangtqh@utc2.edu.vn Quy trình thiết kế tổng thể 1. Lựa chọn môn hình vòng đời phát triển hệ thống 2. Xác định các tham số hệ thống 3. Định nghĩa các tiến trình 4. Xây dựng mô hình dữ liệu khái niệm 5. Chuẩn bị lược đồ CSDL 6. Thiết kế giao diện người dùng Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 61 bangtqh@utc2.edu.vn Chuẩn bị lược đồ CSDL (mức logic)  Xây dựng cấu trúc vật lý của dữ liệu dưới dạng trừu tượng  Chuyển các yếu tố của mô hình dữ liệu quan niệm thành các yếu tố tương ứng trong lược đồ quan hệ: – Thực thể  quan hệ (bảng) – Mối quan hệ có thuộc tính  bảng – Chuẩn hóa các bảng về các dạng chuẩn 3NF, BCNF – 2 thực thể liên kết kiểu N–N  2 bảng với hai liên kết kiểu 1 – n Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 62 bangtqh@utc2.edu.vn Chuẩn bị lược đồ CSDL (tt) Chuyển các ràng buộc của mô hình dữ liệu quan niệm thành các ràng buộc tương ứng trong lược đồ quan hệ: – Ràng buộc miền và thuộc tính  ràng buộc ở mức trường dữ liệu – Ràng buộc thực thể  ràng buộc ở mức bảng, các ràng buộc này được thể hiện như: Bảng phải có khóa chính, các luật hợp lệ dữ liệu giữa các trường dữ liệu của bảng – Ràng buộc trong mô hình dữ liệu quan niệm không cài đặt được bằng các công cụ có sẵn  được cài đặt bằng các triger. Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 63 bangtqh@utc2.edu.vn Quy trình thiết kế tổng thể 1. Lựa chọn môn hình vòng đời phát triển hệ thống 2. Xác định các tham số hệ thống 3. Định nghĩa các tiến trình 4. Xây dựng mô hình dữ liệu khái niệm 5. Chuẩn bị lược đồ CSDL 6. Thiết kế giao diện người dùng Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 64 bangtqh@utc2.edu.vn Bài tập ví dụ Chương 1 - Khái niệm cơ bản về TKCSDL 65