Bài giảng Phân tích thiết kế hệ thống thông tin - Chương 10: Mô hình dữ liệu

25/02/2016 1 Phân tích thiết kế hệ thống thông tin Chương 10. Mô hình dữ liệu 1 Mối tương quan giữa mô hình dự thể/kết hợp và mô hình hướng đối tượng • Thực thể/kết hợp Hướng đối tượng – Thực thể - Lớp – Mối kết hợp - Quan hệ – Thuộc tính - Thuộc tính – Bản số - Bản số 2 25/02/2016 2 Mô hình thực thể kết hợp 3 CON NGƯỜI VỊ TRÍ ĐÀN ÔNG PHỤ NỮ QUỐC GIA Thuộc Họ tên Ngày sinh Chiều cao Cân nặng Tên Dân số Châu lục Tên Chức danh Tên con gái (1,1) (0,n) (1,n) (0,n) (1,1) (0,n) Sống ở Sinh tại THÀNH PHỐ MIỀN Số năm • Ứng dụng Quản lý nhân chủng học Mô hình thực thể kết hợp 4 HOÁ ĐƠN HOÁ ĐƠN GIAO HÀNG NGK KHÁCH HÀNG Chi tiết hóa đơn Của Mã số Tên NGK ĐVTính Loại Hiệu Đơn giá bán Mã KH Tên khách hàng Điện thoại Địa chỉ giao hàng Số HĐ Ngày HĐ Trị giá Số ĐH Ngày đặt Trị giá đơn hàng Số lượng Đơn giá Số lượng đặt (1,n) (1,1) (0,n) (1,1) (1,n) (1,n) (0,n) (0,n) Cho ĐƠN HÀNG Chi tiết đơn hàng 25/02/2016 3 Mô hình hướng đối tượng 5 Dạng chuẩn của lược đồ quan hệ • Chất lượng của HTTT phụ thuộc rất nhiều vào lược đồ CSDL. • Chất lượng thiết kế của một lược đồ csdl có thể đánh giá dựa trên nhiều tiêu chuẩn trong đó sự trùng lắp thông tin và chi phí kiểm tra các ràng buộc tòan vẹn là 2 tiêu chuẩn quan trọng. • Một số dạng chuẩn đánh giá độ tốt xấu của một lược đồ csdl: • Dạng chuẩn 1 (Fisrt Normal Form) • Dạng chuẩn 2 • Dạng chuẩn 3 • Dạng chuẩn Boyce Codd 6 25/02/2016 4 Dạng chuẩn 1 (1NF) • Một quan hệ ở 1NF nếu miền giá trị của một thuộc tính chỉ chứa giá trị nguyên tử (đơn, ko phân chia được) và giá trị của mỗi thuộc tính cũng là một giá trị đơn lấy từ miền giá trị của nó • Lược đồ trên không đạt 1NF MASV HOTEN MONHOC DIEMTHI CDTH100 Nguyễn Lan Anh Cấu trúc dữ liệu Cơ sở dữ liệu Kỹ thuật lập trình 7 9 8 CDTH111 Trần Bích Chi Kỹ thuật lập trình 5 CDTH122 Nguyễn Cao Chí Kỹ thuật lập trình 8 7 Dạng chuẩn 1 (1NF) (tt) MASV HOTEN MONHOC DIEMTHI CDTH100 Nguyễn Lan Anh Cấu trúc dữ liệu 7 CDTH100 Nguyễn Lan Anh Cơ sở dữ liệu 9 CDTH100 Nguyễn Lan Anh Kỹ thuật lập trình 8 CDTH111 Tran Bích Chi Kỹ thuật lập trình 5 CDTH122 Nguyễn Cao Chí Kỹ thuật lập trình 8 8 Đưa quan hệ về dạng chuẩn 1 như sau: 25/02/2016 5 Dạng chuẩn 2 (2NF) • Từ dạng chuẩn 2 trở đi ta chú ý đến thuộc tính khóa và thuộc tính không khóa. • ĐN: một quan hệ ở dạng chuẩn 2 (2NF) nếu: – Quan hệ đó ở dạng chuẩn 1 – Thuộc tính không khóa phụ thuộc đầy đủ vào thuộc tính khóa (NGHĨA LÀ THUỘC TÍNH KHÔNG KHÓA KHÔNG PHỤ THUỘC VÀO MỘT PHẦN CỦA KHÓA) Ki  B, ~Ki’ Ki sao cho Ki’  B  F • Lưu ý: Dạng chuẩn 2 có thể vi phạm khi quan hệ khóa gồm hơn một thuộc tính. 9 Ví dụ 8 • Cho lược đồ quan hệ Q(ABCD) và tập phụ thuộc hàm F = {ABCD; BD; C A}. Xác định dạng chuẩn cho lược đồ. Giải: - Khóa là {AB} và {BC}, - Thuộc tính không khóa D. - Nhưng A,B D không phụ thuộc hàm đầy đủ vì có BD - Vậy Q đạt dạng chẩn 1 (1NF) 10 25/02/2016 6 Ví dụ 9 • Xác định dạng chuẩn của lược đồ sau: Q(GMVNHP) F={G N; G H; G P; M V; NHP M} Giải: - Khóa của Q là {G} - Thuộc tính không khóa: MVNHP - Do các phụ thuộc hàm G N; G H; G P; G M; G V, nên lược đồ quan hệ Q đạt dạng chuẩn 2. 11 Bài tập 2 • Xác định dạng chuẩn của lược đồ sau: Q(ABCDEH) F={AE; C D; E DH} 12 25/02/2016 7 Bài tập 3 • Xác định dạng chuẩn của lược đồ sau: Q(ABCDEG) F={ABC; C DE; E G} 13 Dạng chuẩn 3 (3NF) • Một quan hệ ở dạng chuẩn 3 nếu: – 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. • Hệ quả : Nếu lược đồ quan hệ Q,F mà Q không có thuộc tính không khoá thì Q đạt chuẩn 3. 14 25/02/2016 8 Ví dụ 10 • Cho lược đồ quan hệ Q(ABC) và tập phụ thuộc hàm F = {AB; AC; B C}. Xác định dạng chuẩn cho lược đồ. • Giải: - Khóa là {A} - Thuộc tính không khóa BC - Pth bắt cầu: AB; BC - Thuộc tính không khóa C phụ thuộc bắc cầu vào thuộc tính khóa A, do đó quan hệ Q không phải 3NF 15 Ví dụ 11 • Cho lược đồ quan hệ Q(ABCD) và tập phụ thuộc hàm F = {ABC; DB; C ABD}. Xác định dạng chuẩn cho lược đồ. • Giải cách 1: - Khóa: {AB}; {AD};{C} là các khoá, - vậy Q không có thuộc tính không khoá nên Q đạt chuẩn 3. 16 25/02/2016 9 Ví dụ 11 • Cách 2 – Nếu lấy 1 khóa {AB} – Thuộc tính không khóa CD – Pth ABC; CABD không vi phạm quy tắc vì vế phải ABD có AB là thuộc tính khóa – Vậy Q đạt dạng chuẩn 3 (3NF) (nếu tính đủ 2 khóa {AD} và {C} thì hiển nhiên tất cả đều thỏa) 17 Bài tập 4 • Cho lược đồ quan hệ Q(A,B,C,D,E,G,H) và tập phụ thuộc hàm F = {A→D; E → B; A,E → G; B → C} a.Tìm tất cả các khóa của lược đồ quan hệ Q. b.Hãy xác định dạng chuẩn cao nhất của lược đồ quan hệ Q. 18 25/02/2016 10 Bài tập 5 • Cho lược đồ quan hệ Q(A,B,C,D,E,G,H) và tập phụ thuộc hàm • F = { E → C; H → E; A→ D; A,E → H; D,G → B; D,G → C } • a.Hãy xác đinh tất cả các khóa của Q • b.Hãy xác định dạng chuẩn cao nhất của Q 19 Bài tập 6 • Cho lược đồ quan hệ Q(ABCDEG) và tập các phụ thuộc hàm • F = {AB→ C, AC→D, D→EG, G→B, A→D, CG→A} • a. Tìm các khóa của Q • b. Xác định dạng chuẩn của Q 20 25/02/2016 11 Bài tập 7 • Cho lược đồ quan hệ Q và tập phụ thuộc hàm F được cho như sau: Q(A,B,C,D,E,G,H,K,L,M,N) F={ C → D,E; G → H,K; A,G → L; M → A,N; A → B,C} a.Tìm tất cả các khóa của Q b.Xác định dạng chuẩn của Q. 21 Bài tập 8 • Cho lược đồ quan hệ Q(ABCDEG) và F={B → C;DEG → B; A → D; A→ E; A → G} a.Tìm tất cả các khóa của Q b.Xác định dạng chuẩn của Q. 22 25/02/2016 12 Dạng chuẩn Boyce-Codd (BCNF) • Một lược đồ quan hệ R được gọi là ở dạng chuẩn Boyce-Codd (BCNF) nếu nó – Thỏa mãn dạng chuẩn 3NF – Không có các thuộc tính khóa phụ thuộc hàm vào thuộc tính không khóa. 23 24 25/02/2016 13 25 26 25/02/2016 14 Ví dụ 12 • Xét lược đồ Q(ABCD) và tập pth F= {AB C; C ABD} Giải: - Thuộc tính khóa: {AB}, {C} - Các tập thuộc tính X có bao đóng khác R (không phải khóa): {A}, {B}, {D}, {AD}, {BD} - Trong các phụ thuộc hàm trên không có phụ thuộc nào vi phạm. - Vậy quan hệ trên ở dạng chuẩn BCNF 27 Ví dụ 13 • Cho lược đồ quan hệ Q(ABCD) và tập phụ thuộc hàm F = {ABC; DB; C ABD}. Xác định dạng chuẩn cho lược đồ. • Giải: – Khóa {AB}, {C} – Thuộc tính không khóa: D – Thuộc tính khóa B phụ thuộc hàm vào thuộc tính không khóa D – Nên lược đồ chỉ đạt dạng chuẩn 3NF không đạt BCNF 28 25/02/2016 15 Tách thành chuẩn BCNF • Ví dụ trên: R (A1,A2,A3,A4,A5) Với các phụ thuộc hàm: – A1,A2  A3,A4,A5 – A4  A2 • lược đồ được tách ra như sau: – R1( A4, A2) – R2(A1, A4, A3, A5) 29 CHUẨN HÓA QUAN HỆ • Bước 1: Từ một biểu mẫu (tài liệu xuất: hoá đơn, chứng từ,) lấy ra một danh sách các thuộc tính cho quan hệ chưa được chuẩn hoá (còn gọi là dạng chuẩn 0). 30 25/02/2016 16 CHUẨN HÓA QUAN HỆ • Mỗi tiêu đề trong biểu mẫu là một thuộc tính. • Bỏ qua phần đầu đề và phần dưới cùng (một số ghi chú, chữ ký ) của biểu mẫu. • Không lấy các thuộc tính được suy diễn từ những thuộc tính khác (như thành tiền = đơn giá x số lượng) và các thuộc tính trình bày như ‘số thứ tự’ nếu có. • Bổ sung thêm một số thuộc tính định danh tương ứng với một số thuộc tính tên gọi chưa có định danh nếu cần thiết. • Xác định nhóm thuộc tính lặp, các phụ thuộc hàm giữa các thuộc tính. 31 CHUẨN HÓA QUAN HỆ • Hãy xây dựng mô hình dữ liệu cho hệ thống từ mẫu phiếu xuất của công ty thương mại Y dưới đây. – Danh sách thuộc tính: số PX, ngày, số đại lý, địa chỉ, tên hàng, đơn vị tính, đơn giá, số lượng. – Bổ sung thêm thuộc tính mã hàng. – Phụ thuộc hàm: (quy định giá bán của mặt hàng không thay đổi) số PX -> ngày – số đại lý -> địa chỉ – mã hàng -> tên hàng, đơn vị tính, đơn giá – {số PX, mã hàng }-> số lượng – Khoá chính: số PX. – Nhóm lặp (*): mã hàng, tên hàng, đơn vị tính, đơn giá, số lượng. 32 25/02/2016 17 CHUẨN HÓA QUAN HỆ • Bước 2: Chuẩn hoá về dạng chuẩn 1 (1NF): Tách nhóm thuộc tính lặp. – Tách các thuộc tính không nằm trong nhóm lặp thành một quan hệ (R1). Xác định khoá chính của quan hệ này. – Các thuộc tính của nhóm lặp và khoá chính của quan hệ trên (R1) tạo thành một quan hệ (R2). Xác định khóa chính cho quan hệ R2 (khoá chính của R2 sẽ là một khoá ghép giữa khoá của R1 và một thuộc tính khác trong R2) – Ví dụ: R{A, B, C, D, E} và khoá là {A}. Tồn tại nhóm thuộc tính lặp {C,D} thì tách thành 2 quan hệ R1{A, B, E} và R2{A,C,D}. 33 CHUẨN HÓA QUAN HỆ • Bước 3: Chuẩn hoán về dạng chuẩn 2 (2NF): Loại bỏ phụ thuộc bộ phận vào khoá (chỉ áp dụng với các quan hệ có khoá ghép) – Tách các thuộc tính tham gia vào phụ thuộc hàm được xác định bởi một phần của khoá vào một quan hệ mới (R3). Khoá chính của quan hệ là thuộc tính xác định hàm. – Phần còn lại với khoá chính của quan hệ trên (R3) là một quan hệ giữ nguyên khoá chính như quan hệ ban đầu. – Ví dụ: R{A, B, C, D} và khoá là {A,B}. Tồn tại phụ thuộc hàm A C thì tách thành 2 quan hệ R1{A,C} và R2{A, B, D}. 34 25/02/2016 18 CHUẨN HÓA QUAN HỆ • Bước 4: Chuẩn hoá về dạng chuẩn 3 (3NF): Loại bỏ phụ thuộc hàm giữa các thuộc tính không khoá. – Tách các thuộc tính tham gia vào phụ thuộc hàm giữa các thuộc tính không khoá vào một quan hệ mới (R4). Khoá chính của quan hệ là thuộc tính xác định hàm. – Phần còn lại và khoá chính của quan hệ trên (R4) là một quan hệ giữ nguyên khoá chính của quan hệ ban đầu. – Ví dụ: R{A, B, C, D} mà khoá là {A,B}. Tồn tại phụ thuộc hàm C D thì tách thành 2 quan hệ R1{C, D} và R2{A, B, C} 35 CHUẨN HÓA QUAN HỆ 36