Chương II. Cơ sở dữ liệu tập trung

07/05/14 1 CHƢƠNG II. CƠ SỞ DỮ LIỆU TẬP TRUNG TRƯỜNG CAO ĐẰNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TP.HỒ CHÍ MINH Giảng Viên: Th.S Lê Thị Minh Nguyện Email: nguyenltm@hotmail.com NỘI DUNG Tổng quan về cơ sở dữ liệu  Các khái niệm cơ sở dữ liệu quan hệ  Chuẩn hóa dữ liệu  Các ràng buộc toàn vẹn  Các phép toán đại số quan hệ  Ngôn ngữ SQL Tổng quan về mạng máy tính  Các loại mạng truyền thông  Các giao thức và phiên  Kiến trúc tham khảo ISO/OSI 2 07/05/14 2 NỘI DUNG Tổng quan về cơ sở dữ liệu  Các khái niệm cơ sở dữ liệu quan hệ  Chuẩn hóa dữ liệu  Các ràng buộc toàn vẹn  Các phép toán đại số quan hệ  Ngôn ngữ SQL 3 Các khái niệm cơ sở dữ liệu quan hệ Cơ sở dữ liệu  Cơ sở dữ liệu là sự tập hợp có tổ chức các dữ liệu có liên quan luận lý với nhau.  Dữ liệu (data)  Có tổ chức (organized)  Có liên quan luận lý (logically related) Cơ sở dữ liệu quan hệ  CSDL quan hệ là CSDL mà dữ liệu được lưu trữ trong các bảng. 4 07/05/14 3 Một số thuật ngữ  Miền (domain)  Thuộc tính (attribute)  Lược đồ quan hệ(relation schema).  Vị từ(predicate) của lược đồquan hệ. • Là một phát biểu để chỉ ra ngữ nghĩa của lược đồ quan hệ.  Bậc (degree) của lược đồ quan hệ.  Quan hệ(relation).  Thể hiện quan hệ(relation instance).  Bộ(tuple) của quan hệ 5 Các khái niệm cơ sở dữ liệu quan hệ Một số thuật ngữ  Khóa (key).  Khóa dự tuyển (candidate key).  Khóa chính (primary key).  Khóa ngoại (foreign key).  Lược đồ cơ sở dữ liệu (database schema).  Chuẩn hóa  Ràng buộc toàn vẹn 6 Các khái niệm cơ sở dữ liệu quan hệ 07/05/14 4 Chuẩn hóa: loại bỏ các bất thƣờng của một quan hệ để có đƣợc những quan hệ tốt hơn  Bất thường do lặp lại  Bất thường khi cập nhật  Bất thường khi thêm vào  Bất thường khi loại bỏ 7 Chuẩn hóa dữ liệu Xét ví dụ SUPPLY Bất thường do lặp lại  Lãng phí bộ nhớ 8 Chuẩn hóa dữ liệu 07/05/14 5 Bất thƣờng khi cập nhật  Thực hiện việc cập nhật lại gặp nhiều rắc rối. Nếu thay đổi tên nhà cung cấp thì cần phải cập nhật nhiều bộ. Bất thƣờng khi thêm:  Khi có thông tin một nhà cung cấp mới thì thông tin này không thể đưa vào quan hệ SUPPLY, vì PNUM có giá trị null, PNUM là khóa nên không thể được null Bất thƣờng khi loại bỏ:  Nếu nhà cung cấp S3 không còn cung cấp mặt hàng P3, việc xóa bộ này trong quan hệ SUPPLY sẽ làm mất thông tin của nhà cung cấp S3 9 Chuẩn hóa dữ liệu Dạng chuẩn 1NF Dạng chuẩn 2 NF Dạng chuẩn 3 NF  Codd đưa ra chuẩn 1-2-3 Dạng chuẩn Boyce-Codd  Do Boyce và Codd đưa ra Dạng chuẩn 4 NF Dạng chuẩn 5 NF 10 Chuẩn hóa dữ liệu 07/05/14 6 Cấu trúc phụ thuộc  Các dạng chuẩn dựa trên cấu trúc phụ thuộc  4NF dựa trên phụ thuộc đa trị  5NF dựa trên phụ thuộc chiếu – kết 11 Chuẩn hóa dữ liệu Một số khái niệm về phụ thuộc hàm  Cho r(U), với r là quan hệ và U là tập thuộc tính.  Phụ thuộc hàm: cho A,B  U, phụ thuộc hàm A  B (A xác định B) được định nghĩa là: t,t’  r nếu t’.A = t.A thì t’.B=t.B (Ý nghĩa: nếu 2 bộ có cùng trị A thì có cùng trị B). 12 Chuẩn hóa dữ liệu 07/05/14 7 13 A B C D E a1 b1 c1 d1 e1 a1 b2 c2 d2 e1 a2 b1 c3 d3 e1 a2 b1 c4 d3 e1 a3 b2 c3 d1 e1 -Những phụ thuộc hàm nào sau đây thỏa r? A  D; AB  D; E A; A E Kết qủa: AB D; AE Chuẩn hóa dữ liệu 14 A B C D a1 b1 c1 d1 a1 b2 c1 d1 a1 b3 c2 d1 a2 b2 c2 d2 Phụ thuộc nào sau đây không thỏa r? DA; ACD; CDA; DB Cho lược đồ quan hệ Q(ABCD), r là 1 quan hệ trên Q Xét ví dụ Chuẩn hóa dữ liệu 07/05/14 8  F1: {SNUM, PNUM}  {SNAME, DEPTNUM, QUAN}  F2: SNUM  SNAME  SNAME phụ thuộc hàm riêng phần vào {SNUM, PNUM}  DEPTNUM, QUAN phụ thuộc đầy đủ vào {SNUM, PNUM} 15 Chuẩn hóa dữ liệu Cho X,Y,Z,W là các tập thuộc tính, A là một thuộc tinh, và X  Y, ký hiệu XY  XA là một phụ thuộc hàm đầy đủ nếu không tồn tại Y  X để cho Y A  XA là một phụ thuộc hàm bắc cầu nếu tồn tại Y để cho X  Y và YA, nhưng A  XY và không tồn tại YX 16 Chuẩn hóa dữ liệu 07/05/14 9 Hệ tiên đề Armstrong  F1. Phản xạ XX  F2. Thêm vào XY => XZY  F3. Hợp XY và XZ => XYZ  F4. Chiếu XYZ => XY  F5. Bắc cầu XY và YZ => XZ  Bắc cầu giả XY và YZW => XZ  W 17 Chuẩn hóa dữ liệu Các dạng chuẩn  Một lược đồ quan hệ R ở dạng chuẩn 1 nếu mọi thuộc tính của R đều chứa các giá trị nguyên tố  Một lược đồ quan hệ R ở dạng chuẩn 2 • Quan hệ ở dạng chuẩn 1 • Mọi thuộc tính không khóa đều phụ thuộc đầy đủ vào khóa của R (nghĩa là thuộc tính không khóa không phụ thuộc vào một phần của khóa)  Một lược đồ quan hệ R ở dạng chuẩn 3 • Quan hệ ở dạng chuẩn 2 • Không có chứa các phụ thuộc hàm phụ thuộc bắc cầu giữa các thuộc tính không khóa vào khóa của quan hệ. 18 Chuẩn hóa dữ liệu 07/05/14 10 Các dạng chuẩn  Một lược đồ quan hệ R ở dạng chuẩn 3 NF • Quan hệ ở dạng chuẩn 2 • Mọi phụ thuộc hàm XA với A  X thì X là một siêu khóa của R 19 Chuẩn hóa dữ liệu Các ràng buộc toàn vẹn Ràng buộc toàn vẹn dùng để định nghĩa các trạng thái nhất quán của CSDL  Ràng buộc cấu trúc  Ràng buộc hành vi Ƣu đểm:  Cần được thẩm tra cho mỗi cập nhật CSDL, bởi vì các cập nhật có thể dẫn đến các trạng thái không nhất quán của CSDL Khuyết điểm  Tốn kém về mặt tài nguyên hệ thống 20 07/05/14 11 Các phép toán đại số quan hệ Những phép toán cơ bản  Phép chọn  Phép chiếu  Phép hợp  Phép hiệu  Phép tích Descartes 21 Các phép toán khác  Phép giao  Phép kết−θ  Phép kết tự nhiên  Phép kết ngoài  Phép nửa kết−θ  Phép nửa kết tự nhiên  Phép chia 22 Các phép toán đại số quan hệ 07/05/14 12 Ngôn ngữ SQL Lệnh Mô tả SELECT Đây là lệnh thường dùng nhất, nó được dùng để lấy dữ liệu từ CSDL INSERT UPDATE DELETE Các lệnh của ngôn ngữ thao tác dữ liệu CREATE ALTER DROP Ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu GRANT REVOKE Ngôn ngữ điều khiển dữ liệu 23 Dùng để truy vấn dữ liệu của một bảng hoặc nhiều bảng. Lệnh SELECT thực hiện các phép toán của đại sốquan hệ.  Phép tích  Phép kết  Phép chọn  Phép chiếu 24 Ngôn ngữ SQL 07/05/14 13 Cú pháp của lệnh SELECT: SELECT [DISTINCT] [INTO ] FROM [WHERE ] [GROUP BY [HAVING ]] [ORDER BY ]; 25 Ngôn ngữ SQL Ngôn ngữ SQL 26 Thứ tự xử lý các mệnh đề Select 07/05/14 14 Ngôn ngữ SQL Hàm kết hợp(aggregate function) còn đƣợc gọi là hàm nhóm (group function). 27 Ngôn ngữ SQL Các phép toán trên tập hợp  Hai lệnh SELECT có thể được kết nối với nhau bằng các phép toán tập hợp bao gồm phép hợp (union), phép giao (intersection) và phép hiệu (minus). SELECTstatement_1 UNION [ALL] INTERSECT MINUS SELECTstatement_2; 28 07/05/14 15 Truy vấn con  Làmột truy vấn (lệnh SELECT) nằm trong một truy vấn khác.  Truy vấn ngoài (outer query)  Truy vấn trong (inner query)  Truy vấn chính (main query) Xuất hiện  Trong điều kiện của mệnh đềWHERE.  Như là một bảng trong mệnh đề FROM.  Trong điều kiện của mệnh đềHAVING. 29 Ngôn ngữ SQL Các loại truy vấn con  Truy vấn con lồng nhau (nested subquery)  Truy vấn con tương quan (correlated subquery) 30 Ngôn ngữ SQL 07/05/14 16 NỘI DUNG Tổng quan về mạng máy tính  Các loại mạng truyền thông  Các mô hình kết nối  Các giao thức và phiên  Kiến trúc tham khảo ISO/OSI 31 Các loại mạng truyền thông Các máy tính có khả năng thực hiện công việc một cách độc lập và được kết nối với nhau bởi một mạng truyền thông 32 Nơi 1 (Máy chủ 1) Nơi 2 (Máy chủ 2) Nơi 3 (Máy chủ 3) Mạng truyền thông 07/05/14 17 Các loại mạng truyền thông Mạng hình sao (star)  Độ tin cậy thấp  Giao tiếp của hai máy tính phụ thuộc vào máy tính trung tâm  Tải trọng quá cao trên máy tính trung tâm  Thường được dùng trong các tổ chức có nhiều chi nhánh nằm ở nhiều vùng khác nhau  Máy tính trung tâm được đặt tại văn phòng chính hoặc tại trung tâm vùng 33 Các loại mạng truyền thông Mạng vòng (circle)  Vòng khép kín  Mỗi trạm – bộ chuyển tiếp  Dữ liệu truyền 1 chiều theo vòng  Điều khiển tin bằng thẻ điều khiển  Đường nối đứt – mạng ngừng  Tải trọng đường truyền lớn 34 07/05/14 18 Các loại mạng truyền thông Mạng Bus 35 Các loại mạng truyền thông Mạng thảm (mesh)  Độ tin cậy cao  Khả năng hoạt động tốt  Cấu trúc này có chi phí cao. 36 07/05/14 19 Các loại mạng truyền thông 37 Các mô hình kết nối peer-to-peer  Vai trò WorkStation (WS) là ngang nhau  WS tự quản lý và chia sẻ tài nguyên  Vừa là máy chủ (Server) vừa là máy khách (Client)  Đây là mô hình mạng đơn giản, phù hợp với những hệ thống mạng nhỏ không có yêu cầu cao về bảo mật. 38 07/05/14 20 Các mô hình kết nối FileServer  File server - Quản lý các hoạt động file và phục vụ các WS được kết nối trong mạng LAN  WS tham chiếu đến các file trên phần đĩa tương ứng của FileServer bằng một đặc tả đường dẫn Nhược điểm:  Dữ liệu di chuyển trên mạng quá nhiều  Việc kiểm soát dữ liệu là phi tập trung  Các máy trạm phải đủ mạnh 39 Các mô hình kết nối Client/Server  Server – điều khiển, lưu trữ CSDL, xử lý các truy vấn và quản lý việc khai thác tài nguyên trên mạng của các WS (Clients).  Client – Khai thác tài nguyên qua Server 40 07/05/14 21 41