Bài giảng Cơ sở dữ liệu (Database) - Chương 2: Mô hình thực thể-kết hợp (Entity-Relationship)

Chương 2 Mô hình thực thể-kết hợp (Entity-Relationship) Nội dung chi tiết ƒ Quá trình thiết kế CSDL ƒ Mô hình E/R ƒ Thiết kế ƒ Ví dụ Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 2 1 Quá trình thiết kế CSDL Lược đồ HQT CSDL Ý tưởng E/R thiết kế quan hệ quan hệ Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 3 Quá trình thiết kế CSDL (tt) Thế giới thực Phân tích yêu cầu Các yêu cầu về chức năng Các yêu cầu về dữ liệu Phân tích chức năng Phân tích quan niệm Các đặc tả chức năng Lược đồ quan niệm Độc lập HQT Thiết kế mức logic Phụ thuộc Lược đồ logic Thiết kế HQT cụ thể chương trình ứng dụng Thiết kế mức vật lý Lược đồ trong Chương trình ứng dụng Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 4 2 Nội dung chi tiết ƒ Quá trình thiết kế CSDL ƒ Mô hình thực thể -kết hợp - Thực thể - Thuộc tính - Mối kết hợp - Lược đồ thực thể -kết hợp - Thực thể yếu ƒ Thiếtkế ƒ Ví dụ Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 5 Mô hình thực thể -kết hợp ƒ Được dùng để thiết kế CSDL ở mức quan niệm ƒ Biểu diễn trừu tượng cấu trúc của CSDL ƒ Lược đồ thực thể -kết hợp (Entity-Relationship Diagram) - Tập thực thể (Entity Sets) - Thuộc tính (Attributes) - Mối quan hệ (Relationship) Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 6 3 Tập thực thể (Entity set) ƒ Một thực thể (Entity) là một đối tượng của thế giới thực VD: Nhân viên, Sinh viên, Dự án ƒ Tập thực thể (Entity set) là tập hợp các thực thể giống nhau tạo thành 1 tập thực thể; VD: - Các nhân viên của công ty - Các Sinh viên của trường -Các dự án Dự án Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 7 Tập thực thể (tt) ƒ Ví dụ “Quản lý đề án công ty” - Một nhân viên là một thực thể - Tập hợp các nhân viên là tập thực thể - Một đề án là một thực thể - Tập hợp các đề án là tập thực thể - Một phòng ban là một thực thể - Tập hợp các phòng ban là tập thực thể Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 8 4 Thuộc tính (Attribute) ƒ Là những đặc tính riêng biệt của tập thực thể ƒ Mỗi thuộc tính của 1 thực thể xác định 1 giá trị cụ thể và nó là dữ liệu cần được lưu trữ ƒ Mỗi thuộc tính có 1 kiểu dữ liệu xác định ƒ Ví dụ tập thực thể NHANVIEN có các thuộc tính - Họ tên - Ngày sinh - Địa chỉ ƒ Kiểu dữ liệu của 1 thuộc tính - Kiểu chuỗi - Kiểu ngày tháng - Kiểu số thực Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 9 Thuộc tính Khóa(Key attribute) Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 10 5 Mối quan hệ ƒ Là sự liên kết giữa 2 hay nhiều tập thực thể ƒ Ví dụ giữa tập thực thể NHANVIEN và PHONGBAN có các liên kết - Một nhân viên thuộc một phòng ban nào đó - Một phòng ban có một nhân viên làm trưởng phòng Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 11 Lược đồ E/R ƒ Là đồ thị biểu diễn các tập thực thể, thuộc tính và mối quan hệ - Đỉnh Tên tập thực thể Tập thực thể Tên thuộc tính Thuộc tính Tên quan hệ Quan hệ - Cạnh là đường nối giữa y Tập thực thể và thuộc tính y Mối quan hệ và tập thực thể Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 12 6 Ví dụ lược đồ E/R NGSINH LUONG DCHI TENPHG HONV TENNV NHANVIEN Lam_viec PHONGBAN PHAI La_truong_phong Phu_trach DDIEM_DA Phan_cong DEAN TENDA Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 13 Thể hiện của lược đồ E/R ƒ Một CSDL được mô tả bởi lược đồ E/R sẽ chứa đựng những dữ liệu cụ thể gọi là thể hiện CSDL - Mỗi tập thực thể sẽ có tập hợp hữu hạn các thực thể y Giả sử tập thực thể NHANVIEN có các thực thể như NV1, NV2, NVn - Mỗi thực thể sẽ có 1 giá trị cụ thể tại mỗi thuộc tính y NV1 có TENNV=“Tung”, NGSINH=“08/12/1955”, PHAI=“‘Nam” y NV2 có TENNV= “Hang”, NGSINH=“07/19/1966”, PHAI=“Nu” ƒ Chú ý - Không lưu trữ lược đồ E/R trong CSDL y Khái niệm trừu tượng - Lược đồ E/R chỉ giúp ta thiết kế CSDL trước khi chuyển các quan hệ và dữ liệu xuống mức vật lý Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 14 7 Mối quan hệ -Thể hiện ƒ Thể hiện CSDL còn chứa các mối quan hệ cụ thể - Cho mối quan hệ R kết nối n tập thực thể E1, E2, , En - Thể hiện của R là tập hữu hạn các danh sách (e1, e2, , en) - Trong đóei là các giá trị được chọn từ các tập thực thể Ei ƒ Xét mối quan hệ NHANVIEN Lam_viec PHONGBAN NHANVIEN PHONGBAN (Tung, Nghien cuu) Tung Nghien cuu (Hang, Dieu hanh) Hang Dieu hanh (Vinh, Quan ly) Vinh Quan ly Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 15 Mối quan hệ - Multiplicity ƒ Xét mối quan hệ nhị phân R (binary relationship) giữa 2 tập thực thể E và F, tính multiplicity bao gồm n 1 - QH Một-Nhiều (Cha-con) E Quan_hệ F y Một E có quan hệ với nhiều F y Một F có quan hệ với một E 1 1 - QH Một-Một E Quan_hệ F y Một E có quan hệ với một F y Một F có quan hệ với một E n n - QH Nhiều-Nhiều E Quan_hệ F y Một E có quan hệ với nhiều F y Một F có quan hệ với nhiều E Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 16 8 Mối quan hệ - Multiplicity (tt) ƒ Bản số của mối kết hợp: -Bản số của một nhánh R trong mối kết hợp thể hiện số lượng các thực -thể thuộc thực thểởnhánh “bên kia” có liên hệ với một thực thể của nhánh R. ƒ Bản số (min, max): chỉ định mỗi thực thể e ∈ E tham gia ít nhất và nhiều nhất vào thể hiện của R. ƒ Nói cách khác Mỗi bản số là một cặp số (min,max), chỉ số lượng tối thiểu và số lượng tối đa của thực thể khi tham gia vào mối kết hợp đó. ƒ Các cặp Bản số có thể có: y (0,1) – không hoặc 1 (min, max) (min, max) y (1,1) – duy nhất 1 E Quan_hệ F y (0,n) – không hoặc nhiều y (1,n) – một hoặc nhiều Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 17 Mối quan hệ - Multiplicity (tt) ƒ Ví dụ: QH Sinh viên – Lớp - Có nghĩa là: “mỗi sinh viên thuộc một và chỉ một lớp nên bản số bên nhánh - Sinhviên là (1,1), mỗi lớp có 1 đến n sinh viên nên bản số bên nhánh Lop là (1,n) Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 18 9 Mối quan hệ - Multiplicity (tt) ƒ Ví dụ QH Sinh viên-Môn học - Một môn học có nhiều sinh viên (1,n) SV Lam_viec MH - Một sinh viên học nhiều môn học (1,n) SV Lam_viec MH (1,n) (1,n) nn SV Lam_viec MH SV Lam_viec MH Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 19 Mối quan hệ - Multiplicity (tt) ƒ Ví dụ QH Nhân viên-Phòng Ban - Một phòng ban có nhiều nhân viên (1,n) NV Lam_viec PB - Một nhân viên chỉ thuộc 1 phòng ban (1,1) NV Lam_viec PB (1,1) (1,n) 1n NV Lam_viec PB NV Lam_viec PB Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 20 10 Mối quan hệ - Multiplicity (tt) ƒ Ví dụ - Một nhân viên có thể được phân công vào nhiều đề án hoặc không được phân công vào đề án nào (0,n) NV Phan_cong DA - Một nhân viên có thể là trưởng phòng của 1 phòng ban nào đó (0,1) NV La_truong_phong PB Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 21 (min, max) (min, max) Xác định QH qua bản số E R F ƒ Bản số của ánh xạ giữa các lớp: xem xét kết hợp R giữa 2 thực thể E, F. Tùy theo giá trị của bản số tối đa mà có thể có các trường hợp: -Nếu max-card(E, R) = 1 và max_card(F, R) = 1 Æ R là mối kết hợp 1-1 (mối kết hợp một - một) -Nếu max-card(E, R) = n và max_card(F, R) = 1 Æ R là mối kết hợp n-1 (mối kết hợp nhiều -một) -Nếu max-card(E, R) = 1 và max_card(F, R) = n Æ R là mối kết hợp 1-n (mối kết hợp một - nhiều) -Nếu max-card(E, R) = n và max_card(F, R) = m Æ R là mối kết hợp n-m (mối kết hợp nhiều - nhiều) Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 22 11 Mối quan hệ -Vai trò ƒ Một loại thực thể có thể tham gia nhiều lần vào một quan hệ với nhiều vai trò khác nhau La nguoi quan ly NHANVIEN Quan_ly (0,n) Duoc quan ly boi (0,1) Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 23 Thuộc tính trên mối quan hệ ƒ Thuộc tính trên mối quan hệ mô tả tính chất cho mối quan hệ đó ƒ Thuộc tính này không thể gắn liền với những thực thể tham gia vào mối quan hệ (0,n) (1,n) NHANVIEN Phan_cong DEAN THGIAN Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 24 12 Thuộc tính khóa ƒ Các thực thể trong tập thực thể cần phải được phân biệt (không trùng lắp) ƒ Khóa K của tập thực thể E là một hay nhiều thuộc tính sao cho - Lấy ra 2 thực thể bất kỳ e1, và e2 trong E - Thì e1 và e2 không thể có các giá trị giống nhau tại các thuộc tính trong K ƒ Chú ý - Mỗi tập thực thể phải có 1 khóa - Một khóa có thể có 1 hay nhiều thuộc tính - Có thể có nhiều khóa trong 1 tập thực thể, ta sẽ chọn ra 1 khóa làm khóa chính cho tập thực thể đó Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 25 Ví dụ thuộc tính khóa MANV NGSINH LUONG DCHI MAPHG TENPB HONV TENNV NHANVIEN Lam_viec PHONGBAN PHAI La_truong_phong Phu_trach DDIEM_DA Phan_cong DEAN TENDA MADA Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 26 13 Tập thực thể yếu ƒ Là thực thể mà khóa có được từ những thuộc tính của tập thực thể khác ƒ Thực thể yếu (weak entity set) phải tham gia vào mối quan hệ mà trong đócómột tập thực thể chính ƒ Ví dụ 1 MANV NGSINH LUONG DCHI HONV (1,n) TENNV NHANVIEN Co_than_nhan QUANHE NGSINH PHAI (1,1) PHAI THANNHAN TENTN Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 27 Tập thực thể yếu (tt) ƒ Ví dụ 2 MAHD NGAYHD TONGTIEN HOA_DON (1,n) HD_CT (1,1) SL_HH CHI_TIET SOTIEN (1,1) HH_CT (1,n) TENHH HANG_HOA DGIA MAHH Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 28 14 Nội dung chi tiết ƒ Quá trình thiết kế CSDL ƒ Mô hình thực thể -kết hợp ƒ Thiết kế - Các bước thiết kế - Nguyên lý thiết kế ƒ Ví dụ Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 29 Các bước thiết kế ƒ (1) Xác định tập thực thể ƒ (2) Xác định mối quan hệ ƒ (3) Xác định thuộc tính và gắn thuộc tính cho tập thực thể và mối quan hệ ƒ (4) Quyết định miền giá trị cho thuộc tính ƒ (5) Quyết định thuộc tính khóa ƒ (6) Quyết định (min, max) cho mối quan hệ (nhằm nhận biết quan hệ 1-1; 1-n; n-n) Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 30 15 Qui tắc thiết kế ƒ Chính xác ƒ Tránh trùng lắp ƒ Dễ hiểu ƒ Chọn đúng mối quan hệ ƒ Chọn đúng kiểu thuộc tính Nội dung chi tiết ƒ Quá trình thiết kế CSDL ƒ Mô hình thực thể -kết hợp ƒ Thiết kế ƒ Ví dụ - Quản lý đề án công ty Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 31 Ví dụ: Quản lý điểm của sinh viên ƒ CSDL quản lý điểm của sinh viên trường CĐ KT-CN Đồng Nai được mô tả như sau: ƒ Mỗi sinh viên có các thông tin sau: Mã SV, họ tên, Giới tính, Môn học; ƒ Một sinh viên phải thuộc một Lớp (có mã lớp, tên lớp, sĩ số) nhất định và mỗi lớp phải thuộc một khoa (mã khoa, tên khoa, trưởng khoa) nhất định. ƒ Mỗi sinh viên phải đăng ký ít nhất một môn học (mã môn học, tên môn học, Số ĐVHT) Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 32 16 Ví dụ “Quản lý đề án công ty” ƒ CSDL đề án công ty theo dõi các thông tin liên quan đến nhân viên, phòng ban và đề án - Cty có nhiều phòng ban, mỗi phòng ban có tên duy nhất, mã phòng duy nhất, một trưởng phòng và ngày nhận chức. Mỗi phòng ban có thểởnhiều địa điểm khác nhau. - Đề án có tên duy nhất, mã duy nhất, do 1 một phòng ban chủ trì và được triển khai ở 1 địa điểm. - Nhân viên có mã số, tên, địa chỉ, ngày sinh, phái và lương. Mỗi nhân viên làm việc ở 1 phòng ban, tham gia vào các đề án với số giờ làm việc khác nhau. Mỗi nhân viên đều có một người quản lý trực tiếp. - Một nhân viên có thể có nhiều thân nhân. Mỗi thân nhân có tên, phái, ngày sinh và mối quan hệ với nhân viên đó. Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 33 Bài tập về nhà ƒ Xem lại bài giảng: nắm vững cái khái niện, qui tắc thiết kế, xác định bản số để đưa ra mỗi quan hệ ƒ Bài tập xem trên Internet hoặc email ƒ Đọc trước chương về: “Mô hình dữ liệu quan hệ” (Ralational Data Model) trong đó bao gồm cả chương về các phép toán đại số quan hệ Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 34 17 Bài tập về nhà ƒ Xem lại bài giảng để nắm vứng: các khái niệm thực thể, thuộc tính, xác bản số, quan hệ (1-1; 1-n; n-n). Các bước thiết kế và qui tắc thiết kế ER ƒ Bài tập: Trên Internet hoặc email. ƒ Đọc trước chương :“Mô hình dữ liệu quan hệ” (Ralational Data Model) – Đại số quan hệ và các phép toán Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 35 18