Bài giảng Cơ sử dữ liệu quan hệ: Mô hình thực thể mối quan hệ (mô hình e-r)

Chương 2. MÔ HÌNH THỰC THỂ - MỐI QUAN HỆ (MÔ HÌNH E-R) NỘI DUNG TRÌNH BÀY Giới thiệu Các thành phần cơ bản Tập thực thể Mối quan hệ giữa các tập thực thể Phân loại mối quan hệ Mối quan hệ nhị nguyên Mối quan hệ Is-a Mối quan hệ phản xạ Mối quan hệ đa nguyên * Mô hình Thực thể - Mối quan hệ GIỚI THIỆU Mô hình E-R được đề xuất bởi P. Chen (1976). Đây là một mô hình khái niệm dựa vào việc nhận thức thế giới thực thông qua tập các đối tượng được gọi là các thực thể và các mối quan hệ giữa các đối tượng này. Thực thể (entity) là một vật thể tồn tại và phân biệt được với các vật thể khác. Một nhóm bao gồm các thực thể “tương tự” nhau tạo thành một tập thực thể. Lựa chọn các tập thực thể là một bước quan trọng trong việc xây dựng sơ đồ về mối quan hệ thực thể phản ánh thông tin quản lý cho một thế giới thực nào đó. * Mô hình Thực thể - Mối quan hệ MÔ HÌNH E-R THƯỜNG ĐƯỢC BIỂU DIỄN DƯỚI DẠNG SƠ ĐỒ (SƠ ĐỒ E – R). * Mô hình Thực thể - Mối quan hệ Các tập thực thể Mối quan hệ Thuộc tính VÍ Dụ * Mô hình Thực thể - Mối quan hệ MaKhoa ... MaGV MaMH MaSV ... ... ... CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN Tập thực thể Mỗi tập thực thể có một tập các tính chất đặc trưng, mỗi tính chất đặc trưng này được đặt bởi một tên gọi là thuộc tính của tập thực thể. Thông tin về mỗi thực thể trong tập thực thể được xác định bởi một bộ giá trị các thuộc tính. Ứng với mỗi thuộc tính có một tập các giá trị cho thuộc tính đó gọi là miền. Một thuộc tính hay một tập tối thiểu các thuộc tính mà các giá trị của nó xác định duy nhất một thực thể trong một tập thực thể gọi là khóa (key) cho tập thực thể đó. * Mô hình Thực thể - Mối quan hệ LƯU Ý (TRONG VIỆC THIẾT KẾ CÁC TẬP THỰC THỂ) Thứ nhất, phát hiện một tập thực thể bằng cách phát hiện tập các đối tượng mà ta cần quản lý (có 2 phần tử trở lên). Từ đó xác định các thông tin cần quản lý cho tập thực thể đó (các thông tin đó chính là các thuộc tính). Thứ hai, cần có thuộc tính khoá cho mỗi tập thực thể. Thứ ba, không sử dụng thuộc tính mà dữ liệu của nó được lấy từ thuộc tính của tập thực thể khác. * Mô hình Thực thể - Mối quan hệ MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC TẬP THỰC THỂ Một mối quan hệ trong mô hình E - R biểu thị quan hệ giữa các thực thể của các tập thực thể. Mối quan hệ R giữa hai tập thực thể E1 và E2 được biểu diễn trong sơ đồ E - R như sau: Mối quan hệ R trên các tập thực thể E1, E2,..., En là một tập con của tích Descartes E1 x E2 x...x En. Ví dụ: Sinhvien (tập các thực thể sinh viên) và Lớp (tập các thực thể lớp học), xét mối quan hệ Hoctai có ngữ nghĩa như sau: (s,l)  Hoctai với s thuộc Sinhvien, l thuộc Lớp sinh viên s học tại lớp l. * Mô hình Thực thể - Mối quan hệ E1 R E2 LƯU Ý RÀNG BUỘC VỀ CÁC BẢN SỐ CỦA MỘT MỐI QUAN HỆ Trên mỗi cung nối giữa hình chữ nhật và hình thoi phải có cặp (min, max) được gọi là bản số của mối quan hệ. Nếu min/max lớn hơn 1, ta có thể viết tắt là n. Để xác định một mối quan hệ là thuộc loại nào (1-1, 1-n, hay n-n), ta cần dựa vào bản số. Khi đó, mối quan hệ R giữa E1 và E2 là mối quan hệ: max2 - max1 * Mô hình Thực thể - Mối quan hệ E1 R E2 (min1,max1) (min2,max2) CÁC THUỘC TÍNH CỦA MỘT MỐI QUAN HỆ Một mối quan hệ cũng có thể có các thuộc tính của riêng nó (đặc biệt là các mối quan hệ n - n). Các thuộc tính của một mối quan hệ quy ước rằng chỉ là các thuộc tính đơn trị. Trong trường hợp mối quan hệ R có thuộc tính, nếu R là mối quan hệ 1‑1 thì ta có thể chuyển thuộc tính này thành thuộc tính của một trong hai tập thực thể tham gia, và nếu R là mối quan hệ 1-n thì chuyển thuộc tính này thành thuộc tính của tập thực thể tương ứng với phía nhiều. * Mô hình Thực thể - Mối quan hệ PHÂN LOẠI MỐI QUAN HỆ Mối quan hệ nhị nguyên Mối quan hệ Is-a (mối quan hệ kế thừa) Mối quan hệ phản xạ (mối quan hệ đệ quy) Mối quan hệ đa nguyên * Mô hình Thực thể - Mối quan hệ MỐI QUAN HỆ NHỊ NGUYÊN Quan hệ một - một: Mối quan hệ R giữa tập thực thể A và tập thực thể B được gọi là mối quan hệ một-một (hay 1-1) nếu mỗi thực thể của A có quan hệ R với duy nhất một thực thể của B và ngược lại mỗi thực thể của B có quan hệ R duy nhất với một thực thể của A. Nếu R là mối quan hệ một - một giữa A và B thì có các cạnh định hướng từ hình thoi nhãn R đến các hình chữ nhật nhãn A và B. * Mô hình Thực thể - Mối quan hệ A R B MỐI QUAN HỆ NHỊ NGUYÊN Quan hệ nhiều - một: Giả sử R là mối quan hệ giữa hai tập thực thể E1 và E2. Nếu một thực thể E2 liên kết với 0 hoặc nhiều thực thể của E1, và mỗi thực thể trong E1 liên kết với nhiều nhất một thực thể của tập thực thể E2 thì nói rằng R là mối quan hệ nhiều - một từ E1 vào E2. Nếu R là mối quan hệ nhiều - một từ A vào B thì ta vẽ một cạnh định hướng từ hình thoi nhãn R vào hình chữ nhật nhãn B và một cạnh không định hướng từ hình thoi nhãn R vào hình chữ nhật nhãn A. * Mô hình Thực thể - Mối quan hệ A R B MỐI QUAN HỆ NHỊ NGUYÊN Quan hệ nhiều - nhiều: Cho hai tập thực thể E1, E2 và mối quan hệ R giữa chúng. Nếu một thực thể của E1 có quan hệ R với 0 hoặc nhiều thực thể của E2 và ngược lại, mỗi thực thể của E2 có quan hệ R với 0 hoặc nhiều thực thể của E1 thì ta nói rằng R là mối quan hệ nhiều-nhiều giữa E1 và E2 . * Mô hình Thực thể - Mối quan hệ MỐI QUAN HỆ IS-A (Mối quan hệ kế thừa) Cho hai tập thực thể A và B chúng ta nói rằng A có mối quan hệ I-sa với B, ký hiệu là A Isa B, nếu mỗi thực thể của A là một thực thể của B. Mối quan hệ “Is-a” là trường hợp đặc biệt của mối quan hệ nhị nguyên 1-1. Ta có thể biểu diễn nó trong mô hình E-R như sau: * Mô hình Thực thể - Mối quan hệ MỐI QUAN HỆ IS-A (Mối quan hệ kế thừa) Nhận xét: Nếu E1 Is-a E2 thì mọi thực thể thuộc E1 thì cũng thuộc E2 và mọi thuộc tính nào có trong E2 thì cũng có trong E1. * Mô hình Thực thể - Mối quan hệ MỐI QUAN HỆ PHẢN XẠ (Mối quan hệ đệ quy) Là mối quan hệ giữa các thực thể của cùng một tập thực thể Biểu diễn Ví dụ Ngữ nghĩa (n1, n2)  LaCha n1 là bố của n2. * Mô hình Thực thể - Mối quan hệ MỐI QUAN HỆ PHẢN XẠ (Mối quan hệ đệ quy) Lưu ý: Đối với mối quan hệ phản xạ, chúng ta cần xác định rõ tên vai trò cho mỗi bản số có trong mối quan hệ này. Các mối quan hệ phản xạ 1-1, 1-n, hoặc n-n cũng tương tự như mối quan hệ nhị nguyên 1-1, 1-n, n-n. Ví dụ mối quan hệ phản xạ 1-1 Ví dụ mối quan hệ phản xạ n-n * Mô hình Thực thể - Mối quan hệ MỐI QUAN HỆ ĐA NGUYÊN Là mối quan hệ giữa 3 tập thực thể trở lên Ngữ nghĩa (g, l, m)  Day giáo viên g dạy môn m cho lớp l vào học kỳ là hk của năm học n. * Mô hình Thực thể - Mối quan hệ MỐI QUAN HỆ ĐA NGUYÊN Lưu ý ràng buộc hàm của mối quan hệ đa nguyên Trong mối quan hệ đa nguyên, ngoài ràng buộc về bản số còn có "ràng buộc hàm". Ví dụ mối quan hệ Day nêu trên có ràng buộc hàm như sau: {Lop, MonHoc}  {GiaoVien} * Mô hình Thực thể - Mối quan hệ