1. Phụ thuộc hàm và chuẩn hóa CSDL quan hệ
4.10 –
Nhập môn Cơ sở Dữ liệu
Các dạng chuẩn dựa trên khóa chính
Thủ tục chuẩn hoá cung cấp
•
•
Một cơ cấu hình thức để phân tích các lược đồ quan
hệ dựa trên khoá và các phụ thuộc hàm.
Một loạt các kiểm tra dạng chuẩn có thể thực hiện
trên các lược đồ quan hệ riêng rẽ sao cho cơ sở dữ liệu
quan hệ có thể được chuẩn hoá đến một mức cần
thiết.
Chuẩn hóa cần đảm bảo tính chất:
•
•
Nối không mất mát (hoặc nối không phụ thêm- không
thêm bộ giả)
Bảo toàn sự phụ thuộc
nó đảm bảo rằng từng phụ thuộc hàm sẽ được biểu hiện trong
các quan hệ riêng rẽ nhận được sau khi tách.
02:45 AM
Khoa CNTT
1

2. Phụ thuộc hàm và chuẩn hóa CSDL quan hệ
a. Dạng chuẩn 1
Nhập môn Cơ sở Dữ liệu
(1NF)
Một quan hệ gọi là 1NF nếu
•
Miền giá trị của mỗi thuộc tính chỉ chứa giá trị
nguyên tử (đơn, ko phân chia được)
•
Giá trị của mỗi thuộc tính trong các bộ là một giá trị
đơn
Ví dụ:
SV_DIEM(Masv, Mamon, Diem)
SV(Masv, Hoten, Gioitinh,Ngaysinh, Noisinh)
Không thỏa mãn 1NF
02:45 AM
Khoa CNTT
2

3. Phụ thuộc hàm và chuẩn hóa CSDL quan hệ
Nhập môn Cơ sở Dữ liệu
a. Dạng chuẩn 1
Ví dụ:
NV_DA(Mada,Tenda,Mavn,Sogio)
Mada
TenDa
Manv
Sogio
CO1
Cấp nước
001
002
20
35
DO2
Cung cấp thiết bị điện..
002
004
20
40
Không thỏa mãn 1NF
02:45 AM
Khoa CNTT
3

4. Phụ thuộc hàm và chuẩn hóa CSDL quan hệ
Nhập môn Cơ sở Dữ liệu
a. Dạng chuẩn 1
 Chuyển quan hệ không đạt chuẩn về dạng chuẩn 1
1. Thuộc tính phức hợp -> các thuộc tính đơn
SV(Masv, Hoten, Gioitinh,Ngaysinh, Noisinh)
SV(Masv, Ho, Dem, Ten, Gioitinh,Ngaysinh,
Noisinh)
2. Thuộc tính đa trị hoặc lặp ->tách quan hệ
DONVI(Madv,Tendv, MaNQL, Diadiem)
Đa trị
DV (Madv,Tendv,MaNQL)
DV_DD(Madv,Diadiem)
02:45 AM
Khoa CNTT
4

5. Phụ thuộc hàm và chuẩn hóa CSDL quan hệ
Nhập môn Cơ sở Dữ liệu
a. Dạng chuẩn 1
Lặp
NV_DA(Mada,Tenda,Mavn,Sogio)
Mada
TenDa
Manv
Sogio
CO1
Cấp nước
001
002
20
35
DO2
Cung cấp thiết bị điện..
002
004
20
40
DA(Mada,Tenda)
NV_DA(Mada,Mavn,Sogio)
Mada
Tenda
Mada
Manv
Sogio
CO1
Cấp nước
CO1
001
20
Do2
Cung cấp thiết bị điện
CO1
002
35
DO2
002
20
DO2
004
40
02:45 AM
Khoa CNTT
5

6. Phụ thuộc hàm và chuẩn hóa CSDL quan hệ
Nhập môn Cơ sở Dữ liệu
b. Dạng chuẩn 2
 Phụ thuộc hàm đầy đủ: Một phụ thuộc hàm X → Y là
một phụ thuộc hàm đầy đủ nếu loại bỏ bất kỳ thuộc
tính A nào ra khỏi X thì phụ thuộc hàm không còn
đúng nữa.
∀ A, A ∈ X, (X – {A}) → Y : là không đúng.
 Phụ thuộc hàm bộ phận: Một phụ thuộc hàm X → Y là
phụ thuộc hàm bộ phận nếu có thể bỏ một thuộc tính
A∈ X, ra khỏi X phụ thuộc hàm vẫn đúng
∃A∈ X, (X – {A}) → Y
02:45 AM
Khoa CNTT
6

7. Phụ thuộc hàm và chuẩn hóa CSDL quan hệ
Nhập môn Cơ sở Dữ liệu
b. Dạng chuẩn 2
MUONTRA
Sothe
Masach
Tennguoimuo
n
Tensac
h
Ngaymuon
Ngaytra
Sothe,Masach -> Ngaymuon
Sothe,Masach -> Tensach
Phụ thuộc bộ phận
Sothe,Masach -> Nguoimuon
02:45 AM
Phụ thuộc đầy đủ
Phụ thuộc bộ phận
Khoa CNTT
7

8. Phụ thuộc hàm và chuẩn hóa CSDL quan hệ
Nhập môn Cơ sở Dữ liệu
b. Dạng chuẩn 2
Định nghĩa: Một lược đồ quan hệ R ở dạng chuẩn 2 (2NF) nếu:
 R thỏa mãn chuẩn 1
 Mọi thuộc tính (không khóa) của R phụ thuộc hàm đầy đủ
vào khóa chính
Hay: Mỗi thuộc tính không là thuộc tính khóa không phụ thuộc bộ
phận vào khóa của R
Kiểm tra lược đồ thỏa mãn dạng chuẩn 2 ?
oVới các quan hệ có thuộc tính khóa đơn thì ko phải kt
oChỉ kiểm tra các lược đồ có chứa phụ thuộc hàm bộ phận
02:45 AM
Khoa CNTT
8

9. Phụ thuộc hàm và chuẩn hóa CSDL quan hệ
Nhập môn Cơ sở Dữ liệu
b. Dạng chuẩn 2
Chuẩn hóa về dạng chuẩn 2
MUONTRA
Sothe
Masach
Tennguoimuo
n
Tensac
h
Ngaymuon
Ngaytra
Sothe,MasachTennguoimuon
SotheTennguoimuon
Sothe,MasachTensach
MasachTensach
Sothe,MasachNgaymuon
Sothe,MasachNgaytra
Phụ thuộc bộ phận vào khóa
02:45 AM
Khoa CNTT
9

10. Phụ thuộc hàm và chuẩn hóa CSDL quan hệ
Nhập môn Cơ sở Dữ liệu
b. Dạng chuẩn 2
Chuẩn hóa về dạng chuẩn 2
MUONTRA
Sothe
Masach
Tennguoimuo
n
Tensac
h
Ngaymuon
Ngaytra
Tách các thuộc tính không khóa phụ thuộc bộ phận vào khóa chính thành
quan hệ riêng; khóa của quan hệ mới là khóa bộ phận tương ứng
SACH(Masach,Tensac
h)
BANDOC(Sothe,Tennguoimuon)
MUONTRA(Sothe,Masach,Ngaymuon,Ngaytra)
02:45 AM
Khoa CNTT
10

11. Phụ thuộc hàm và chuẩn hóa CSDL quan hệ
Nhập môn Cơ sở Dữ liệu
b. Dạng chuẩn 2
Ví dụ1: Chuẩn hóa quan hệ R thành dạng chuẩn 2
R(A,B,C,D,E)
F ={ ABC, AB D, AB E, B  C, A  E}
R1 (A,E)
R2(B,C)
R(A,B,D)
02:45 AM
Khoa CNTT
11

12. Phụ thuộc hàm và chuẩn hóa CSDL quan hệ
Nhập môn Cơ sở Dữ liệu
b. Dạng chuẩn 2
Ví dụ 2: Chuẩn hóa quan hệ R thành dạng chuẩn 2
R(A,B,C,D,E,F,G,H)
F
={ ABC, AB D, AB E, ABF, ABG, ABH
B  C, A  E, BG}
R1 (A,E)
R2(B,C, G)
R(A,B,D,F,H)
02:45 AM
Khoa CNTT
12

13. Phụ thuộc hàm và chuẩn hóa CSDL quan hệ
Nhập môn Cơ sở Dữ liệu
b. Dạng chuẩn 2
Bài tập: Cho quan hệ
R(A,B,C,D,E,F,G,H,I,J) với tập phụ thuộc hàm
F ={ AB->C, A->DE, B->F, F->GH,D->IJ}
Khóa của quan hệ R ?
AB
Chuyển về dạng chuẩn 2?
R1(ADEIJ)
R2(BFGH)
R(A,B,C)
02:45 AM
F 1 = {AD, AE, DI, DJ}
F 2 = {BF,F G,F H }
F = {AB->C}
Khoa CNTT
13

14. Phụ thuộc hàm và chuẩn hóa CSDL quan hệ
Nhập môn Cơ sở Dữ liệu
c. Dạng chuẩn 3
 Phụ thuộc bắc cầu:
Phụ thuộc hàm X Y được gọi bắc cầu nếu trong R có X Z
và Z Y; với Z là tập thuộc tính không thuộc khóa.
Ta nói Y phụ thuộc bắc cầu vào X
Ví dụ:
F = {AB
 C, AB  D, D  F, E  F, D  E}
Phụ thuộc hàm bắc cầu:
02:45 AM
Khoa CNTT
D F
14

15. Phụ thuộc hàm và chuẩn hóa CSDL quan hệ
Nhập môn Cơ sở Dữ liệu
c. Dạng chuẩn 3
Lược đồ R là dạng chuẩn 3 nếu:
• Thỏa mãn chuẩn 2
• Không có thuộc tính không khoá nào của R là phụ thuộc bắc
cầu vào khoá chính.
Tức là: mỗi phụ thuộc hàm X Y thì
• Hoặc X siêu khóa
• Hoặc Y là thuộc tính khóa.
3NF
Ví dụ: R(A,B,C,D,E,F)
với F1 = {AB  C, AB  D, AB  E, AB  F, E 
B}
S(A,B,C,D,E,F)
không thỏa3NF
với F2 = {AB  C, AB  D, AB E, E  D}
02:45 AM
Khoa CNTT
15

16. Phụ thuộc hàm và chuẩn hóa CSDL quan hệ
Nhập môn Cơ sở Dữ liệu
c. Dạng chuẩn 3
Chuẩn hóa lược đồ R :
• Tách quan hệ mới gồm các thuộc tính phụ thuộc bắc cầu.
• Loại các thuộc tính phụ thuộc bắc cầu vào thuộc tính khóa
trong quan hệ ban đầu;
R(A,B, C, D, E, F, G)
R1(D,F,G)
02:45 AM
AB: Khóa, các thuộc tính phụ
thuộc hàm vào AB
R(A,B,C,D,E)
Khoa CNTT
16

17. Phụ thuộc hàm và chuẩn hóa CSDL quan hệ
Nhập môn Cơ sở Dữ liệu
c. Dạng chuẩn 3
Ví dụ NV_DV(Manv, Hoten, Ngaysinh, Madv, Tendv, MaQl)
Với các phụ thuộc hàm
{ ManvHoten, ManvNgaysinh, ManvMadv,
ManvMaQl, ManvTendv,
MaDvTendv, MaDvMaQl }
Các thuộc tính phụ thuộc hàm Tendv, MaQl phụ thuộc bắc cầu
vào khóa chính
DV(Madv, Tendv, MaQl)
NV(Manv, Hoten, Ngaysinh, Madv)
02:45 AM
Khoa CNTT
17

18. Phụ thuộc hàm và chuẩn hóa CSDL quan hệ
Nhập môn Cơ sở Dữ liệu
Chuẩn hóa(1-3)
NF Nhận biết (chưa đạt chuẩn)
Cách chuẩn hóa
1
Quan hệ có thuộc tính đa Tách tất cả thuộc tính lặp
trị /(quan hệ) lặp
hoặc đa trị thành 1 quan hệ
mới
2
Có thuộc tính phụ thuộc 1 Tách thuộc tính phụ thuộc 1
phần (bộ phận) vào thuộc phần thành lược đồ mới, đảm
tính khóa
bảo quan hệ với lược đồ liên
quan
3
Phụ thuộc bắc cầu, tồn tại Tách các thuộc tính đó thành
phụ thuộc hàm giữa các lược đồ mới
thuộc tính ko phải là khóa
02:45 AM
Khoa CNTT
18

19. Phụ thuộc hàm và chuẩn hóa CSDL quan hệ
Nhập môn Cơ sở Dữ liệu
d. Dạng chuẩn Boyce-Codd (BCNF)
Một lược đồ quan hệ R được gọi là ở dạng chuẩn Boyce-Codd
(BCNF) nếu:
•
Thỏa mãn dạng chuẩn 3NF
•
Không có thuộc tính khóa phụ thuộc hàm vào thuộc tính không
khóa.
Ví dụ
Sothe
Masach
Ngaymuon
Ngaytra
NV(Manv, Hoten, Ngaysinh, Madv)
Với pth: {ManvHoten, ManvNgaysinh, ManvMadv}
02:45 AM
Khoa CNTT
19

20. Phụ thuộc hàm và chuẩn hóa CSDL quan hệ
Nhập môn Cơ sở Dữ liệu
d. Dạng chuẩn Boyce-Codd (BCNF)
Chuẩn hóa lược đồ về dạng BCNF
Ví dụ:
Cho R (A,B,C,D,E)
không thỏa mãn BCNF
Với các phụ thuộc hàm:
F={AB → C, AB → D, AB → E, D → B}
R1 (B,D)
R2 (A,D,C,E)
02:45 AM
Khoa CNTT
20

21. Phụ thuộc hàm và chuẩn hóa CSDL quan hệ
Nhập môn Cơ sở Dữ liệu
d. Dạng chuẩn Boyce-Codd (BCNF)
Chuẩn hóa lược đồ về dạng BCNF
o b1: Tách các thuộc tính không khóa và thuộc tính khóa
phụ thuộc hàm vào thuộc tính không khóa thành quan
hệ mới, thuộc tính không khóa trở thành khóa trong
quan hệ mới.
o b2: Loại các thuộc tính khóa ở bước 1 khỏi lược đồ gốc
o b3: Bổ sung thuộc tính không khóa xác định hàm
thuộc tính khóa đã loại bỏ (bước 2) vào khóa của quan
hệ gốc
02:45 AM
Khoa CNTT
21

22. Phụ thuộc hàm và chuẩn hóa CSDL quan hệ
Nhập môn Cơ sở Dữ liệu
Các Dạng chuẩn
Bài tập ví dụ:
Cho quan hệ R(ABCDEFG) AB là khóa
F={AB → C, AB → D, AB → E, AB → F, AB → G, A→ E,
A→F, A→G, F→G}
? R đạt chuẩn nào.
? Hãy chuẩn hóa từng bước để đạt chuẩn
cao hơn.
02:45 AM
Khoa CNTT
22

23. Phụ thuộc hàm và chuẩn hóa CSDL quan hệ
Nhập môn Cơ sở Dữ liệu
Các Dạng chuẩn
cho R(ABCDEFG);
• 1NF ?
• 2NF ?
F={AB → C, AB → D, AB → E, AB → F,
AB → G, A→ E, A→F, A→G, F→G,D →B}
có phụ thuộc bộ phận vào khóa ?
F1={ A→ E, A→F, A→G, F→G}
R2(ABCD); F2={AB → C, AB → D, D →B}
• 3NF ? R1 có phụ thuộc bắc cầu?
BCNF
R12(AEF); F12={A→ E, A→F}
R11(FG); F11={ F→G}
• BCNF ? có thuộc tính khóa phụ thuộc vào thuộc tính không khóa ?
R21(BD); F21={D →B} R2(ACD); F22={AD → C}
R1(AEFG);
02:45 AM
Khoa CNTT
23

24. Phụ thuộc hàm và chuẩn hóa CSDL quan hệ
Nhập môn Cơ sở Dữ liệu
Dạng chuẩn
Bài tập: Cho R(ABCDEFGHIJ)
F
={ AB→C, BD→EF, AD → GH, A →I, H →J}
Xác định khóa của R; Chuẩn hóa R về dạng chuẩn cao hơn
Khóa của R: ABD
2NF
có phụ thuộc bộ phận?
R2(ABC),F 2 ={ AB→C}
R1(AI) ,F1 ={ A →I}
R3(BDEF),F 3 ={ BD→EF}
R4(ADGHJ),F 4 ={ AD → GH, H →J}
3NF
có phụ thuộc bắc cầu?
R41(HJ),F 41={ H →J}
02:45 AM
Khoa CNTT
R42(ADGH),F 42 ={ AD → GH}
24

25. Phụ thuộc hàm và chuẩn hóa CSDL quan hệ
Nhập môn Cơ sở Dữ liệu
Nội dung ôn tập
1. Mô hình ER
6. Chuẩn hóa (1NF-BCNF)
2. Mô hình CSDL Quan hệ
3. Chuyển từ lược đồ ER
sang lược đồ quan hệ
4. Các phép toán trên mô hình quan hệ
a. Định nghĩa các dạng
chuẩn trên khóa
chính
b. Chuẩn hóa lược đồ
5. Phụ thuộc hàm
a. Định nghĩa
b. Các quy tắc suy diễn
c. Chứng minh các suy diễn
d. Bao đóng và khóa
e. Phủ tối thiểu
02:45 AM
Khoa CNTT
25