Chương 1 . Khái niệm chung về CSDL.pdf

CƠ SỞ DỮ LIỆU
http://hau.edu.vn

Giới thiệu môn học
1. Số tín chỉ: 03
2. Học phần tiên quyết: Toán rời rạc, Cấu trúc dữ liệu và
giải thuật
3. Mục tiêu của học phần:
- Thiết kế được mô hình thực thể liên kết và mô hình quan
hệ cho bài toán trong thực tế
- Sử dụng được SQL để định nghĩa CSDL và thao tác dữ
liệu
- Biết cách chuẩn hóa một CSDL
GV: Phạm Thị Thanh Mai

Giới thiệu môn học
4. Phương pháp đánh giá học phần
❖ Đánh giá quá trình: 30%
+ Điểm chuyên cần: 10%
+ Điểm kiểm tra: 20% (2 bài KT).
❖ Bài thi kết thúc học phần: 70%
+ Thi viết

Giáo trình, tài liệu học tập
❖Tài liệu giảng dạy chính
[1]. Phạm Thị Thanh Mai. Bài giảng cơ sở dữ liệu. Khoa CNTT năm 2022
[2]. Nguyễn Kim Anh. Nguyên lý của các hệ cơ sở dữ liệu. NXB Đại học Quốc
gia Hà Nội 2009.
[3]. Mark L. Gillenson, Fundamentals of database management system, 2nd
edition, John Wiley & Sons, Inc.,
❖Tài liệu giảng dạy tham khảo
[4]. Nguyễn Tuệ. Giáo trình Nhập môn Hệ cơ sở dữ liệu. NXB Giáo dục 2009
[5]. Nguyễn Xuân Huy, Lê Hoài Bắc. Bài tập Cơ sở dữ liệu. NXB Thống kê
2008.
[6]. Tô Văn Nam. Giáo trình Cơ sở dữ liệu. NXB Giáo dục 2006.

NỘI DUNG
Chương 1 Chương 2 Chương 3 Chương 4
KHÁI NIỆM
CHUNG VỀ
CƠ SỞ
DỮ LIỆU
(CSDL)
CÁC PHÉP
TOÁN ĐẠI
SỐ
QUAN HỆ
CHUẨN
HÓA MÔ
HÌNH
QUAN HỆ
HỆ QUẢN
TRỊ SQL
SERVER
VÀ NGÔN
NGỮ SQL

CHƯƠNG I
KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU (CSDL)
3. Mô hình cơ sở dữ liệu
1. Định nghĩa cơ sở dữ liệu
4. Mô hình thực thể liên kết
5. Mô hình quan hệ
2. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu

Tại sao phải xây dựng cơ sở dữ liệu
Giíi thiÖu vÒ hệ thèng qu¶n lý tÖp truyÒn thèng

NhËn xÐt
Trªn c¸c tÖp cã nhiÒu th«ng tin trïng lÆp vÒ thông tin nhân viên nªn g©y ra
mét sè vÊn ®Ò sau:
- NhËp nh»ng: Do m« t¶ kh«ng râ rµng khi truy cËp mét nhân viên nµo ®ã,
ta cã thÓ gÆp nhiÒu nhân viên trïng tªn nhau.
- Kh«ng bÒn v÷ng: Do viÖc lu d÷ liÖu ë nhiÒu n¬i nªn muèn thay ®æi ta ph¶i
t×m vµ thay hÕt cho d÷ liÖu ë c¸c n¬i nÕu bá sãt th× g©y ra sai l¹c th«ng
tin
- L·ng phÝ: Cã th«ng tin ta ph¶i lu tr÷ nhiÒu lÇn do vËy tèn bé nhí, thêi gian
vµ c«ng søc nhËp d÷ liÖu.

Phương án đề xuất theo hướng mới
Để giải quyết những hạn chế trên ta cần đưa ra một phương án mới, hiệu quả
hơn khắc phục được những hạn chế nêu trên, với mục đích xây dựng một hệ
thống thỏa mãn các yêu cầu sau :
- Tránh dư thừa dữ liệu
- Không phụ thuộc dữ liệu
- Các thao tác tra cứu, tìm kiếm, cập nhật nhanh chóng và hiệu quả
Xây dựng các cơ sở dữ liệu

Đặc tính của CSDL:
- Chia sẻ: tức là CSDL cho phép nhiều người dùng, nhiều ứng
dụng.
- Bền vững: tức là dữ liệu được đặt trên thiết bị lưu trữ ổn định,
cho phép sử dụng lại nhiều lần.

1. Định nghĩa cơ sở dữ liệu
Cơ sở dữ liệu là một hệ thống các thông tin
có cấu trúc, được lưu trữ trên các thiết bị lưu
trữ thông tin theo một quy định nào đó, để
có thể thỏa mãn yêu cầu khai thác thông tin
đồng thời của nhiều người sử dụng hay
nhiều chương trình ứng dụng với những mục
đích khác nhau.

(Database management system)
2.1. Định nghĩa
Hệ quản trị cơ sở dữ liệu là một hệ thống phần mềm cho phép tạo
lập cơ sở dữ liệu. Đồng thời điều khiển các truy cập đến cơ sở dữ
liệu đó

2.2. Các chức năng của một hệ quản trị cơ sở dữ liệu
o Cung cấp môi trường tạo lập cơ
sở dữ liệu: Hệ quản trị CSDL
đóng vai trò cung cấp cho người
dùng một ngôn ngữ định nghĩa
dữ liệu để mô tả, khai báo kiểu
dữ liệu, các cấu trúc dữ liệu.

o Cung cấp cách cập nhật và khai
thác dữ liệu: Hệ quản trị CSDL
cung cấp cho người dùng ngôn
ngữ thao tác dữ liệu để diễn tả các
yêu cầu, các thao tác cập nhật và
khai thác cơ sở dữ liệu. Thao tác
dữ liệu bao gồm: Cập nhật (nhập,
sửa, xóa dữ liệu), Khai thác (tìm
kiếm, kết xuất dữ liệu).

o Cung cấp các công cụ kiểm soát, điều khiển
các truy cập vào cơ sở dữ liệu nhằm đảm
bảo thực hiện một số yêu cầu cơ bản của hệ
cơ sở dữ liệu bao gồm:
✓ Đảm bảo an ninh, phát hiện và ngăn chặn
các truy cập bất hợp pháp.
✓ Duy trì tính nhất quán của dữ liệu.
✓ Tổ chức và điều khiển các truy cập.
✓ Khôi phục cơ sở dữ liệu khi có sự cố về
phần cứng hay phần mềm.

3. Kiến trúc của hệ CSDL

❖ Mô hình cơ sở dữ liệu phân cấp (Hierarchical model)
• Ra đời vào những năm 60
• Cấu trúc gồm nhiều nút, mỗi nút biểu diễn cho một thực thể nhất định
• Giữa hai nút được liên kết với nhau theo những mối quan hệ.
❖Ưu điểm: dễ xây dựng và thao tác
❖Nhược điểm: lặp lại các bản ghi dẫn đến dư
thừa, không nhất quán về dữ liệu.

❖ Mô hình dữ liệu mạng (Network model)
• Cấu trúc dữ liệu tổ chức thành một đồ thị có
hướng
• Các đỉnh là các thực thể, các cung là quan hệ
giữa hai đỉnh
❖ Ưu điểm: truy vấn nhanh thông qua phép duyệt
đồ thị
❖ Nhược điểm: số lượng con trỏ lớn, hạn chế
trong việc biểu diễn ngữ nghĩa và móc nối giữa
các bản ghi với nhau.

❖ Mô hình cơ sở dữ liệu quan hệ (Relational model)
• Tổ chức dưới dạng bảng
• Các phép toán thao tác trên dữ liệu dựa trên lý
thuyết tập hợp
• Sử dụng các phép toán như: phép hợp, giao, tích
đề các, phép chiếu, chọn, kết nối,..để xây dựng
mô hình.
❖ Ưu điểm: Khả năng tối ưu hóa đa dạng, các xử lý dựa trên lý thuyết tập hợp và đại số
quan hệ.
❖ Nhược điểm: vẫn chưa linh hoạt trong việc biểu diễn ngữ nghĩa phức tạp của các quan
hệ trong thực tế.

Mô hình dữ liệu hướng đối tượng (Object Oriented model)
• Ra đời vào khoảng đầu những năm 90,
trong đó các thuộc tính dữ liệu và các
phương thức thao tác trên các thuộc tính đó
đều được đóng gói trong các cấu trúc nhất
định.
• Nhược điểm của mô hình là cấu trúc lưu trữ
còn phức tạp, sử dụng nhiều con trỏ. Khả
năng tối ưu hóa chưa cao.

5. Con người trong hệ cơ sở dữ liệu
❖ Người quản trị hệ cơ sở dữ liệu (Database Administrator-DBA)
- Chịu trách nhiệm quản lý các tài nguyên: cơ sở dữ liệu, hệ quản trị cơ sở
dữ liệu và các phần mềm liên quan.
- Chịu trách nhiệm về việc cho phép truy cập cơ sở dữ liệu, tổ chức và
hướng dẫn việc sử dụng cơ sở dữ liệu

❖ Những người sử dụng hệ cơ sở dữ liệu (End User)
➢ Người sử dụng không thường xuyên: Những người này không thường
xuyên truy cập đến cơ sở dữ liệu, nhưng mỗi một lần truy cập họ có thể
cần nhiều thông tin. Họ sử dụng một ngôn ngữ truy vấn cơ sở dữ liệu để
chỉ ra các yêu cầu của mình. Đây là những người quản lý bậc trung hoặc
bậc cao.

➢ Người sử dụng thường xuyên: Những người này chiếm phần lớn người
sử dụng cơ sở dữ liệu. Chức năng công việc của họ gắn liền với việc truy
vấn và cập nhật thường xuyên cơ sở dữ liệu bằng cách sử dụng các câu
hỏi và các cập nhật đã được lập trình và kiểm tra cẩn thận (gọi là các
giao dịch định sẵn).

➢ Người sử dụng bậc cao: Đó là các kỹ sư, các nhà khoa học, các nhà phân
tích thương mại,….. Những người này hiểu biết các tiện ích của hệ quản
trị cơ sở dữ liệu và biết sử dụng để cài đặt các chương trình ứng dụng
nhằm thoả mãn các yêu cầu phức tạp của họ.

❖ Những người phân tích hệ thống và những người lập trình ứng dụng
- Những người phân tích hệ thống xác định các yêu cầu của người sử dụng,
chủ yếu là những người sử dụng thường xuyên, để đặc tả các chương trình
phù hợp với yêu cầu của họ.
- Những người viết chương trình ứng dụng thể hiện các đặc tả của những
người phân tích hệ thống thành chương trình, sau đó kiểm thử, gỡ rối, làm
tài liệu, và bảo trì các giao dịch định sẵn.

❖ Các kỹ thuật viên và những người bảo trì
Những người này họ chịu trách nhiệm về việc chạy và bảo trì môi trường
phần cứng và phần mềm của hệ cơ sở dữ liệu.

6. Mô hình thực thể liên kết
6.1. Các khái niệm cơ bản
❖Thực thể
Thực thể là một đối tượng cụ thể hoặc trừu tượng mà ta có thể phân
biệt được với các đối tượng khác trong thế giới thực.
Ví dụ: Trong bài toán quản lý bán hàng, có các thực thể:
+ Hàng hóa: chứa các thông tin về các mặt hàng
+ Hóa đơn: Chứa thông tin về các hóa đơn
+ Hàng bán: chứa thông tin về việc mua và bán hàng

❖Thực thể
Để biểu diễn (hay kí hiệu) thực thể: ta sử dụng hình chữ nhật bao
quanh tên thực thể (tên thực thể biểu diễn là danh từ).
A: tên thực thể và là danh từ
A

❖ Thuộc tính
Mỗi thực thể đều có những tính chất riêng của mình, các tính chất
đó được gọi là thuộc tính (atributes)
Ví dụ: thực thể Nhân viên có các thuộc tính như: Họ tên, tuổi, địa
chỉ, lương, giới tính…

Các thuộc tính trong mô hình thực thể liên kết là:
• Thuộc tính đơn
• Thuộc tính phức
• Thuộc tính đơn trị
• Thuộc tính đa trị
• Thuộc tính lưu trữ hay thuộc tính phụ.

• Thuộc tính rỗng (NULL): là thuộc tính có thể không nhận bất kì
một giá trị nào
• Thuộc tính khóa (key attribute) là một thuộc tính hay một tập
con các thuộc tính mà nó đại diện cho tập dữ liệu của đối tượng
cần quản lý. Giá trị của thuộc tính khóa được xác định duy nhất
đối với mỗi thực thể trong tập thực thể

❖ Các liên kết
Liên kết là sự ghép nối giữa hai hay nhiều thực thể, phản ánh một
thực tế quản lý
Ví dụ:
- Ông Nguyễn Văn Hưng làm việc ở phòng đào tạo
- Hóa đơn số 60 gửi cho khách hàng Trần Văn Hùng
- Sinh viên Lê Thị Hoa thuộc lớp X

✓ Liên kết 1-1(một – một): là liên kết thoả mãn điều kiện nếu
xuất hiện một thực thể A thì xuất hiện một thực thể B hoặc
ngược lại.
Ký hiệu:
Ví dụ:

✓ Liên kết 1-n (một-nhiều): hai thực thể A và B có mối liên kết
1-n nếu một thực thể kiểu A tương ứng với nhiều thực thể kiểu
B và ngược lại một thực thể kiểu B tương ứng duy nhất với một
thực thể kiểu A
Ký hiệu:
Ví dụ

✓ Liên kết n-n (nhiều-nhiều): hai thực thể A và B có mối liên kết
n-n nếu một thực thể kiểu A tương ứng với nhiều thực thể kiểu
B và ngược lại
Ký hiệu:
Ví dụ:

✓ Liên kết nhiều thực thể:
Là mối liên kết trong đó có nhiều hơn hai thực thể. Để biểu diễn
liên kết nhiều thực thể và đơn giản hoá khi biểu diễn ta quy các
liên kết nhiều thực thể này về các liên kết hai thực thể bằng cách
đưa thêm vào thực thể trung gian (kí hiệu là: TG).

+ Hình chữ nhật và viết kèm tên thực thể để biểu diễn các thực thể:
+ Hình elip (hoặc hình tròn) và viết kèm tên thuộc tính để biểu diễn
thuộc tính (không phải là thuộc tính khoá)
6.2. Xây dựng mô hình liên kết thực thể (ER)

+ Hình elip (hoặc hình tròn) và viết kèm tên thuộc tính (có đường
gạch chân) để biểu diễn thuộc tính khoá
+ Hình thoi, tên liên kết và các ký hiệu của loại liên kết để biểu
diễn liên kết

Ví dụ: Xây dựng mô hình ER cho bài toán quản lý đề tài nghiên cứu khoa
học của một trường đại học
KHOA
ĐỀ TÀI
Nơi làm
việc
Tham gia đề
tài
Quản lý đề tài
GIẢNG VIÊN
MãGV Họ tên Ngày sinh Mã khoa Tên khoa
Chức vụ Học vị
Mã đề tài Tên đề tài Kinh phí
Chức năng

Ngày nay hầu hết các hệ quản trị CSDL đều tổ chức dữ liệu theo
mô hình dữ liệu quan hệ. Trong mô hình quan hệ, dữ liệu được tổ
chức thành các bảng (table), mỗi bảng tương ứng với một thực thể
trong hệ thống, mỗi thuộc tính tương ứng với một cột trong bảng

❖Ví dụ: xét một hệ thống thông tin phân phối hàng, hệ thống này
quản lý việc bán hàng cho khách, các thực thể chính của hệ
thống bao gồm:
KhachHang(MaKH, TenKH, Tuoi, Điachi).
HangHoa(MaHang, TenHang, Dongia, Mau)
HoaDon(MaKH, MaHang, Soluong, Dongia)

 Mỗi bảng gọi là một quan hệ
 Mỗi hàng gọi là một bộ/bản ghi
 Mỗi cột gọi là một tính

❖ Thuộc tính (Attributes):
Là dữ liệu mô tả một đặc trưng của một quan hệ, các thuộc tính được phân
biệt qua tên gọi và phải thuộc một kiểu dữ liệu nhất định.
❖Miền giá trị của thuộc tính (Domain)
Là một tập hợp các giá trị của thuộc tính ký hiệu Dom(Ai) (i=1,n).
Ví dụ:
Dom(Giới_tinh) = {nam, nữ}
Dom(Họ_tên) = {Hà, Hùng, Lê}

❖ Quan hệ
- Số thuộc tính (n) của quan hệ: gọi là bậc quan hệ
- Số bộ (m): gọi là lực lượng của quan hệ

❖ Khoá của quan hệ (ký hiệu K)
Khóa của quan hệ r trên tập thuộc tính R = {A1, A2, ...An} là tập
con K (KR) Sao cho bất kỳ 2 bộ khác nhau t1, t2  r luôn thỏa
mãn t1(K)  t2(K). Hay nói cách khác, không tồn tại hai bộ mà có
giá trị bằng nhau trên mọi thuộc tính của K, do vậy mỗi giá trị của
K là xác định duy nhất.

❖Ví dụ:
K1 = {Mã_Sách} là khoá
K2 = {Mã_ĐộcGiả} là khoá
K3 = {Tên_Sách} không phải là khoá vì có thể có hai quyển
sách có tên giống nhau nhưng nội dung khác nhau (không duy
nhất).

❖Tính chất:
1. Nếu K là khóa thì mọi K’ chứa K cũng là khóa, một quan hệ có
nhiều khóa
2. K gọi là khóa tối thiểu nếu mọi K’K thì K’ không là khóa
3. K được gọi là khoá ngoại của quan hệ r nếu như K không phải
là khoá chính của quan hệ r nhưng nó lại là khoá chính của quan
hệ khác.

❖Ví dụ:
+ Thực thể Sách có khoá chính là Mã_Sách.
+ Thực thể Độc giả có khoá chính là Mã_Độc_Giả.
+ Thực thể Mượn có khoá ngoại là Mã_Sách và Mã_Độc_Giả.

❖Ví dụ: xét quan hệ:
SINHVIÊN(MaSV, TênSV, Ngaysinh, GT, Quêquán)
Ta xét tập các thuộc tính sau:
K1= {MaSV, TênSV }
K2= {Ngaysinh, Quêquán}
K3= {Ngaysinh, TênSV, Quêquán}
K4= {MaSV}
K5= {MaSV, TênSV, Ngaysinh, GT, Quêquán}
Là khoá
Không là khoá
Không là khoá
Là khoá
Là khoá

❖Ví dụ: Cho tập R bao gồm các thuộc tính và giá trị tương ứng như sau:
TÊN = {Mai, Trung, Hoa, Anh}
GIỚI TÍNH = {Nam, Nữ}
TUỔI = {15,16,17}
Ta xây dựng được quan hệ
HOCSINH gồm tập các thuộc tính
và miền giá trị tương ứng như sau:

7.2. Chuyển đổi mô hình ER sang mô hình quan hệ
❖Bước 1: biến đổi tập các thực thể
Từ mỗi thực thể ta xây dựng một tệp dữ liệu với các trường là các
thuộc tính tương ứng của thực thể.

❖Bước 2: Biến đổi tập các liên kết
o Xét các liên kết 1-1: lấy thuộc tính khóa của thực thể này để thêm vào tệp
dữ liệu của thực thể còn lại
o Xét các liên kết 1-n: lấy thuộc tính khóa của thực thể có liên kết bậc 1 để
thêm vào tệp dữ liệu của thực thể có liên kết bậc n
o Xét các liên kết n-n: đối với các liên kết này, ta xây dựng một tệp dữ liệu
mới gồm các thuộc tính khóa của hai tệp dữ liệu tham gia liên kết và thuộc
tính phụ của liên kết (nếu có). Khóa của tệp dữ liệu mới là hợp của hai
khóa của hai tệp dữ liệu tham gia liên kết

❖ Ví dụ: Biến đổi sơ đồ thực thể - liên kết của hệ CSDL Quản lý
đề tài nghiên cứu khoa học của một trường đại học thành một cơ
sở dữ liệu quan hệ
KHOA
ĐỀ TÀI
Nơi làm
việc
Tham gia đề
tài
Quản lý đề tài
GIẢNG VIÊN
MãGV Họ tên Ngày sinh Mã khoa Tên khoa
Chức vụ Học vị
Mã đề tài Tên đề tài Kinh phí
Chức năng

❖Bước 1: Tạo 3 tệp dữ liệu có các trường tương ứng với các thuộc
tính của 3 thực thể như sau:
GIANGVIEN(MaGV, Hoten, Ngaysinh, Chucvu, Hocvi)
KHOA(Makhoa, Tenkhoa, Chucnang)
DETAI(MaĐT, TenĐT, Kinhphi)

❖Bước 2: Xét các liên kết
o Xét các liên kết 1-1: không có loại liên kết này
o Xét các liên kết 1-n: Có hai liên kết 1-n
- Nơi làm việc→Thêm trường Makhoa vào tệp GIANGVIEN
- Quản lý đề tài → Thêm trường Makhoa vào tệp DETAI

o Xét các liên kết n-n: có một liên kết n-n là “Tham gia đề tài”
→Tạo tệp dữ liệu mới có khóa là hợp các khóa của hai thực thể
tương ứng và thêm thuộc tính phụ Cương vị, ta có tệp dữ liệu
mới
THAMGIA(MaGV, MaĐT, Cuongvi)

Như vậy, ta có cơ sở dữ liệu quan hệ gồm 4 tệp dữ liệu:
GIANGVIEN(MaGV,Hoten, Ngaysinh, Chucvu, Hocvi, Makhoa)
KHOA(Makhoa, Tenkhoa, Chucnang)
DETAI(MaĐT, TenĐT, Kinhphi, Makhoa)
THAMGIA(MaGV,MaĐT, Cuongvi)

BÀI TẬP
Bài 1:
- Bằng thực tế hãy xây dựng sơ đồ thực thể liên kết của hệ CSDL
Quản lý bán hàng
- Biến đổi sơ đồ thực thể liên kết vừa tạo thành mô hình quan hệ
Bài 2:
- Bằng thực tế hãy xây dựng sơ đồ thực thể liên kết của hệ CSDL
Quản lý tiền gửi tiết kiệm
- Biến đổi sơ đồ thực thể liên kết vừa tạo thành mô hình quan hệ

Chương 1 . Khái niệm chung về CSDL.pdf

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Chương 1 . Khái niệm chung về CSDL.pdf

Similar to Chương 1 . Khái niệm chung về CSDL.pdf (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Chương 1 . Khái niệm chung về CSDL.pdf