Bài Giảng Môn Học Cơ Sở Dữ Liệu Nâng Cao

1
BÀI GIẢNG MÔN HỌC
CƠ SỞ DỮ LIỆU NÂNG CAO
Biên soạn:
ThS.Văn Như Bích B,
ThS. Võ Hoàng Khang,
Khoa CNTT, trường Đại học KTCN TP.HCM.
(TP.HCM, tháng 5/2011. Lưu hành nội bộ)

2
NỘI DUNG:
Chương I. CÁC GIAI ĐOẠN TRONG QUÁ TRÌNH
THIẾT KẾ MỘT CƠ SỞ DỮ LIỆU
Chương II. MÔ HÌNH QUAN Hệ VÀ CÁC PHụ THUộC
Dữ LIệU
Chương III.PHƯƠNG PHÁP CHUẩN HÓA LĐ CSDL
Chương IV. LÝ THUYếT Đồ THị QUAN Hệ
Chương V. THIếT Kế CSDL ở MứC VậT LÝ

3
Chương I. CÁC GIAI ĐOẠN TRONG QUÁ TRÌNH
THIẾT KẾ MỘT CƠ SỞ DỮ LIỆU
NỘI DUNG:
1.1. Dẫn nhập.
1.2. Chu kỳ sống của một CSDL.

4
1.1. Dẫn nhập (1)
1. Khái niệm về hệ thống CSDL:
• Hệ thống CSDL của một ứng dụng tin học là 1 tập
hợp dữ liệu được tổ chức 1 cách chọn lọc, ghi trên
các thiết bị trữ tin, nhằm phục vụ đồng thời cho
nhiều người, với nhiều mục đích xử lý và khai
thác khác nhau.
• Ví dụ: Trong một công ty phần mềm:
– Bộ phận quản lý tiền lương có nhu cầu lập bảng
lương cho đơn vị với các thông tin ghi trên
bảng lương như sau: STT, họ tên, hệ số lương,
tiền lương, Chữ ký

5
– Trong đó, Tiền lương = hệ số lương x 500000;
hệ số lương được phân chia dựa trên học vị.
– Bộ phận quản lý dự án có nhu cầu lập danh
sách phân công nhân viên cho các dự án, với
các thông tin: STT, họ tên, chuyên môn, dự án.
– Trong đó, nhân viên được phân công phải có
chuyên môn phù hợp với yêu cầu chuyên môn
của từng dự án.

Hệ thống CSDL được xây dựng sao cho có thể phục
vụ cho các mục tiêu trên của các phòng ban.
6

7
2. Mục tiêu chính công việc thiết kế CSDL.
• Làm thế nào chuyển đổi các nhu cầu lưu trữ
và khai thác dữ liệu của người sử dụng
thành một hệ thống CSDL hiệu quả. Tính
hiệu quả được thể hiện cụ thể bởi các tính
chất : “Tính không trùng lấp”; “Tính nhất
quán dữ liệu”; “Tính dễ khai thác “; “Dễ
kiểm tra các qui tắc quản lý bởi các ràng
buộc toàn vẹn”; “Dễ cập nhật và nâng cấp
hệ thống”.

8
• Với cùng các nhu cầu lưu trữ và khai thác dữ liệu, có
thể có nhiều cấu trúc CSDL khác nhau.
• Tiêu chuẩn để lựa chọn một cấu trúc CSDL hiệu quả
liên quan đến vấn đề khai thác trong tương lai, bao
gồm:
-Thời quan truy xuất dữ liệu đáp ứng cho một yêu cầu
khai thác?
-Thời gian phục hồi CSDL khi có sự cố ?
-Chi phí tổ chức và cài đặt CSDL ?
-Dễ bảo trì, nâng cấp, sửa đổi khi phát sinh những nhu
cầu mới hay không?

9
3. Các thông tin vào / ra quy trình thiết kế.
• Thông tin vào:
(1)Yêu cầu về thông tin: Dùng CSDL cho vấn đề gì?
Xuất phát từ người sử dụng có nhu cầu và quan
điểm như thế nào. Ta cần phải ghi nhận lại hết.
(2)Ở đây chỉ giới hạn ở mức dữ liệu.
(3)Yêu cầu về xử lý: Mỗi nhóm người sử dụng sẽ nêu
ra các yêu cầu xử lý của riêng mình; Tần suất xử lý
và khối lượng dữ liệu.
• Đặc trưng kỹ thuật của hệ quản trị CSDL cần sử dụng để
cài đặt CSDL
• Cấu hình thiết bị tin học gì để đáp ứng với (1), (2) và (3)

10
Thông tin ra:
Cấu trúc quan niệm CSDL
Cấu trúc Logic CSDL
Cấu trúc Vật lý CSDL
Y/c Thông tin
Y/c Xử lý
Phần cứng
Phần mềm
CTLG CSDL
CT QN CSDL
CTVL CSDL

11
1.2 Chu kỳ sống của một CSDL(1).
Một ứng dụng tin học được triển khai thực hiện trải qua các
giai đoạn:
(i)Giai đoạn xây dựng CSDL
(a)Phân tích các nhu cầu của người sử dụng
(b)Thiết kế CSDL ở mức quan niệm: nghĩa là xác định
nội dung CSDL (chứa những thông tin gì ?). Chỉ quan tâm ở
mức dữ liệu
c) Thiết kế CSDL ở mức Logic: Chia vấn đề cần xử lý
ra thành nhiều bước. Ở đây chỉ chú ý đến các xử lý đặt ra,
nhưng chưa chú ý đến phần mềm và phần cứng.
d)Thiết kế CSDL ở mức vật lý: Cài đặt CSDL như thế
nào? Giải quyết những vấn đề mang tính kỹ thuật.
Ví dụ: Sử dụng phần mềm nào? Với cấu hình máy
ra sao?.

12
1.2 Chu kỳ sống của một CSDL(2).
(ii) Giai đoạn thử nghiệm và khai thác:
(e)Cài đặt và chạy thử nghiệm: Nếu có sai sót thì
phải hiệu chỉnh lại cấu trúc CSDL ở các mức quan
niệm; logic; vật lý.
(f)Đưa cho người sử dụng khai thác.
(g)Thích ứng CSDL theo những nhu cầu mới.
-Quá trình thiết kế là giai đoạn xây dựng CSDL của
chu trình sống, nếu nhu cầu mới quá nhiều thì cần
phải chuẩn bị CSDL mới để thay thế CSDL cũ.

13
1.3 Giai đoạn phân tích nhu cầu(1):
1. Nội dung:
• Đây là bước khó nhất trong quá trình thiết kế vì nó được
thực hiện thông qua sự tiếp xúc giữa người thiết kế và
người sử dụng.
• Nội dung của giai đoạn này là:
– Thu thập thông tin về dữ liệu và xử lý từ người sử
dụng, từ các tài liệu, chứng từ, biểu mẫu thống kê liên
quan đến CSDL và cả những tài liệu của CSDL cũ (Nếu
có).
– Sau khi thu thập phải tổng hợp và phân tích những nhu
cầu đó. Kiểm tra xem có những mâu thuẩn giữa các nhu
cầu không?

14
2.Kết quả là phải xác định cho được:
• Mục tiêu sử dụng, khai thác
• Nội dung, yêu cầu chi tiết cần thực hiện
• Thời gian đáp ứng và hình thức xử lý:
• Ví dụ:
– Tình trạng bán vé trong các chuyến bay, chuyến tàu đòi
hỏi phải xử lý tức thời, riêng rẽ từng trường hợp.
– Tình trạng mượn, trả sách của độc giả thư viện đòi hỏi
phải xử lý riêng rẽ nhưng thời gian xử lý có thể trễ.
– Tính lương cho công nhân đòi hỏi xử lý chung toàn bộ
và thời gian xử lý theo định kỳ giữa tháng hay cuối
tháng.

15
• Khối lượng dữ liệu, tần suất khai thác
• Yêu cầu về tính an toàn và bảo mật.
3. Cách thực hiện:
– Dùng kỹ thuật phỏng vấn:Trực tiếp
– Gián tiếp: tự lập ra các câu hỏi trên giấy để User
trả lời.
– Đối tượng phỏng vấn: có liên quan
-Ban giám đốc
-Các phòng ban có liên quan

16
1.4 Giai đoạn thiết kế quan niệm(1):
1.Mục đích:
• Xác định nội dung dữ liệu, mối quan hệ
giữa các dữ liệu bên trong CSDL.
• Chưa cần quan tâm cách cài đặt. Phải xác
định đúng và đầy đủ dữ liệu, loại bỏ các dữ
liệu thừa.
• Công cụ: Dùng một mô hình dữ liệu nào đó
để biểu diễn tùy người thiết kế.

17
• Do nhu cầu khai thác, mỗi nhóm người sẽ có
những yêu cầu khác nhau về CSDL.
– Ví dụ: - Đối với người quản trị kinh doanh
chỉ quan tâm đến các thành phẩm: Mã thành
phẩm, tên, số lượng tồn, đơn giá bán.
– Đối vời người quản lý kho: ngoài thông tin của
các thành phẩm, người quản lý kho còn quan
tâm đến các chứng từ liên quan đến các thành
phẩm: Số đợt, giá thành, số lượng.

18
3. Người thiết kế cần chuyển đầy đủ các yêu cầu vào
CSDL bằng cách:
– Phân chia các nhu cầu ra thành từng mảng. Điều
đó dẫn đến sẽ có nhiều mô hình quan niệm dữ
liệu, mỗi mô hình liên quan đến 1 mảng.
– Cuối cùng cần tích hợp các mô hình đó lại. Khi
tổng hợp, cần phải xác định tất cả các ràng buộc
toàn vẹn và tạo ra từ điển dữ liệu.

19
1.5 Giai đoạn thiết kế logic
1. Mục đích:
• Đây là bước chuyển tiếp. Đặc biệt cân nhắc dựa trên nhu cầu
xử lý, nghiên cứu cách sử dụng dữ liệu thông qua xử lý
• Các thông tin cần: Tần suất, khối lượng ...
• Trong giao đoạn thiết kế quan niệm, dữ liệu cần loại bỏ những
thông tin trùng lắp. Nhưng ở giai đọan thiết kế logic, cần phải
cân nhắc, dựa trên hiệu quả xử lý, để quyết định có hay không
có cài đặt thông tin trùng lắp.
– Chọn cấu trúc logic gần với phần mềm sẽ sử dụng cài đặt
CSDL.
– Ở giai đọan này , người ta thường thể hiện thông tin theo
mô hình Quan hệ.

20
1.6 Giai đoạn thiết kế vật lý (1):
1. Mục đích:
• Xây dựng một cấu trúc vật lý phụ thuộc vào phần
mềm và cấu hình phần cứng mà ta đã lựa chọn để cài
đặt CSDL.
• Giai đoạn này, đơn giản hay phức tạp tùy thuộc vào
đặc trưng kỹ thuật của phần mềm và phần cứng.
• Chọn lựa phần mềm phù hợp với độ phức tạp của dự
án
• Chọn lựa cấu hình phần cứng
• Quyết định những vấn đề liên quan đến An toàn dữ
liệu và phục hồi dữ liệu.

21
• An toàn dữ liệu:
Ai được quyền truy xuất dữ liệu này?
Ai được quyền cập nhật dữ liệu này?
• Phục hồi dữ liệu : Trong mọi sự cố làm hư
hỏng dữ liệu, cần phân định rõ các khối xử lý
và lưu trữ tình trạng dữ liệu trước khi thực
hiện 1 khối xử lý, để phục hồi nếu có sự cố.

22
3. Cài đặt vật lý: Xác định
– Danh mục quan hệ: Có thể gộp hay không gộp các
quan hệ tùy thuộc vào mục đích. Do đó, danh mục
quan hệ trong giai đoạn này có thể khác với danh mục
quan hệ trong các giai đoạn đầu.
– Danh mục chỉ mục quan hệ chính, phụ
– Vị trí chứa đựng CSDL
– Trong 1 trang vật lý chứa đựng được bao nhiêu
Record.
– Xác định kích thước bộ nhớ để chứa dựng dữ liệu
trong khi làm việc

23
Chương 2 : CÁC PHỤ THUỘC DỮ LIỆU TRONG MÔ
HÌNH QUAN HỆ
2.1 Mô hình dữ liệu quan hệ : nhắc lại các khái niệm
căn bản.
2.2 Phụ thuộc hàm(FUNCTIONAL DEPENDENCY):
2.3 Các Dạng Chuẩn (Form Normal) trên Quan Hệ:
2.4 Bài Tập:

24
1. Thuộc tính (Attribute) là thông tin đặc thù (hay tính chất
dùng để mô tả)của mỗi đối tượng được quản lý .
• Thuộc tính được xác định bởi:
Tên gọi: TenSV, TenGV
Kiểu dữ liệu (Type): Số, văn bản, Boolean...
Miền giá trị (Domain): Ký hiệu MGT(A)
2. Một lược đồ quan hệ Q được định nghĩa trên một tập thuộc
tính {A1, A2, .., An} là một sự biểu diễn tập đối tượng có
chung các thuộc tính.
Ký hiệu: Q(A1, A2,..,An)
• Ký hiệu: Q+
dùng biểu diễn tập thuộc tính {A1, A2, .., An}
• Mỗi quan hệ Q đều kèm theo một tân từ ||Q|| dùng để mô tả
mối liên hệ ngữ nghĩa của các thuộc tính trong Q.
2.1 Mô hình dữ liệu quan hệ : nhắc lại các khái
niệm căn bản (1).

25
2.1 Mô hình dữ liệu quan hệ :nhắc lại các khái
Ví dụ: KetQuaHT(MSSV, MSMon, HocKy,
DiemL1, DiemL2)
Tân từ: Mỗi môn học (MSMon) trong một học kỳ
(HocKy) sinh viên (MSSV) được thi tối đa 2 lần
(DiemL1, DiemL2).
3. Một bộ q: của lđ quan hệ Q(A1, A2,..,An) là một tổ
hợp giá trị (a1, a2,..,an) thoả 2 điều kiện:
(i)∀Ai ∈ Q+
, ai ∈ MGT(Ai)
(ii) Tận từ ||Q(a1, a2,..,an) || được thoả
Ví dụ: q=(01TH125, CSDL, 8, NULL)

26
4. Một tập thể hiện của lđ quan hệ Q được ký hiệu TQ, là
một tập các bộ của Q
TQ = { q= (a1,a2,.., an) / ai ∈ MGT(Ai), ||Q(q)|| = TRUE }
5. Một Siêu khóa(Super Key) trên lđ quan hệ Q là một tập
thuộc tính S ⊆ Q+
nếu mỗi giá trị của S có thể xác định
duy nhất một bộ của Q
∀q1, q2 ∈ TQ, q1.S = q2.S thì q1 = q2
6. Khóa chỉ định (Candidate Key) hay khóa nội của Q là
một siêu khóa ít thuộc tính nhất, không chứa bất kỳ một
siêu khóa nào.

27
2.1 Mô hình dữ liệu quan hệ :nhắc lại các
khái niệm căn bản (4).
7. Thuộc tính khóa và thuộc tính không khóa: Các thuộc
tính tham gia vào khóa gọi là thuộc tính khóa, các
thuộc tính không tham gia vào khóa gọi là các thuộc
tính không khóa.
8. Một CSDL là 1 tập hợp các quan hệ, Ký hiệu: C = { Qi }t
i
=1
9. Phép chiếu của một bộ q lên tập thuộc tính X⊂ Q+
là
phép trích ra từ bộ q các giá trị tương ứng với tập
thuộc tính X
– Ký hiệu: q.X hay q[ X ]
• Ví dụ: q=(01TH125, CSDL, 8, NULL)
– thì q.[MSSV, DiemL1]=(01TH125, 8)

28
niệm căn bản (4).)
10. Chiếu một quan hệ Q lên tập thuộc tính X
⊆ Q+
sẽ tạo thành một quan hệ Q' có tập
thuộc tính X và TQ'={q' / ∃q∈TQ q.X = q'}
– Ký hiệu: ∏X(Q) hay Q[X].

29
2.2 Phụ thuộc hàm(FUNCTIONAL
DEPENDENCY)(1):
• PTH là công cụ dùng để biểu diễn một cách hình thức mối
quan hệ dữ liệu của các thuộc tính bên trong CSDL.
• Ví dụ: Xét lịch xếp lớp của một trường học trong một
ngày, ta thấy có mối quan hệ dữ liệu như sau: "Nếu ta biết
được tên giáo viên và giờ dạy, ta sẽ biết được lớp nào đang
học."
• Thông qua cách biểu diễn PTH, ta có thể dễ dàng xác định
khóa của quan hệ.
• Phương pháp biểu diễn này có vai trò quan trọng trong các
phương pháp thiết kế một lược đồ quan niệm của CSDL,
nhằm tạo ra những quan hệ độc lập nhau, giảm thiểu sự
trùng lắp, dư thừa dữ liệu lưu trữ. Do đo, giảm bớt các sai
sót khi cập nhật dữ liệu của người sử dụng. Ngoài ra, còn
dùng để đánh giá chất lượng thiết kế một CSDL.

30
DEPENDENCY)(2):
1. Nhắc lại định nghiã:
• Cho một quan hệ Q(X, Y, Z) với X,Y,Z là các tập thuộc tính
con của Q+
và với X,Y khác rỗng.
Mọi thể hiện TQ của Q đều thoả Phụ thuộc hàm X  Y
nếu:∀q1, q2 ∈ TQ: q1.X = q2.X thì q1.Y = q2.Y
Khi đó ta nói: X xác định hàm Y hay Y phụ thuộc hàm vào X
• Quy ước: Nếu Y không phụ thuộc hàm vào X ta ký hiệu: X
--/--> Y
• X → Y là Phụ thuộc hàm hiển nhiên nếu Y ⊆ X

31
DEPENDENCY)(3):
2. Tập Phụ Thuộc Hàm Của Một Quan Hệ:
• Tập hợp các PTH không hiển nhiên của Q được ký hiệu là
FQ
FQ = { fi : X  Y xác định trên Q}
• Qui ước: Chỉ mô tả các phụ thuộc hàm không hiển
nhiên trong tập F.
• Ví dụ: Xét quan hệ Giảng dạy: GD(MsGV, Hoten,
MsMH, TenMH, Phòng, Giờ)
F={f1:MsGVHoten; f2: MsMHTenMH; f3:
Phong,GioMSMH; f4: MsGV,GiờPhòng}

32
DEPENDENCY)(4):
3. Hệ Tiên Đề Amstrong Và Một Số Tính Chất Của PTH:
a)Hệ tiên đề Amstrong:
• Cho lược đồ quan hệ Q và X, Y, W, Z ⊆ Q+
.
• LD1: Luật phản xạ: Y ⊆ X ==> X → Y
• LD2: Luật thêm vào: Nếu X → Y và Z ⊆ W thì X,W →
Y,Z
• LD3: Luật bắc cầu: Nếu X ---> Y và Y ---> Z thì X ---> Z
b)Một số luật dẫn suy từ hệ tiên đề Amstrong:
• LD4: Luật phân rã: Nếu X--> Y,Z thì X--->Y và X---> Z
• LD5: Luật hội: Nếu X---> Y và X ---> Z thì X ---> Y,Z
• LD6: Luật bắc cầu giả: Nếu X ---> Y và Y,Z ---> W thì X,Z --->
W

33
DEPENDENCY)(5):
c)Bao Đóng Của Tập Phụ Thuộc Hàm:
• Định nghiã: Cho một quan hệ Q có tập phụ thuộc hàm FQ
– Bao đóng của FQ, ký hiệu FQ
+
, là tập hợp tất cả các PTH có
thể suy diễn từ FQ dựa vào hệ luật dẫn Amstrong.
– Ký hiệu: FQ
+
= { X ---> Y / F |== X ---> Y}
Ví dụ: Q(A,B,C) và FQ = {f1: A--->B, f2: B-->C}
FQ
+
= { A→A; A→B; A→C; A→AB, A→AC; A→ABC,
B→B, B→C, B→BC, C→C, AB→AB, AB→A,
AB→B, AB→C, AB→AC, AB→BC, AC→A, AC→B,
AC→C, AC→AC, AC→BC, AC→ABC, BC→B,
BC→C, BC→BC, ABC→A, ABC→B, ABC→C,
ABC→AB, ABC→AC, ABC→BC, ABC→ABC}

34
DEPENDENCY)(6):
• Ứng dụng: Dựa trên bao đóng FQ
+
của F ta có
thể xác định được tập tất cả các thuộc tính phụ
thuộc vào một tập thuộc tính X cho trước và có
thể kiểm tra một PTH nào đó có thuộc vào bao
đóng FQ
+
hay không.
• Tuy nhiên, Việc xây dựng bao đóng FQ
+
tốn rất
nhiều thời gian. Để giải quyết các bài toán trên
người ta dựa vào 1 khái niệm mới, Bao đóng của
một tập thuộc tính.

35
DEPENDENCY)(7):
d)Bao Đóng Của Tập Thuộc Tính:
Định nghiã: Cho 1 LĐQH Q có tập các phụ thuộc hàm
FQ={f1, f2,.., fm} và X ⊆ Q+
.
• Bao đóng của tập thuộc tính X dựa trên FQ, ký hiệu X+
F, là
tập các thuộc tính phụ thuộc hàm vào X dựa trên F.
– X+
F = { Y ∈ Q+
: X →Y ∈ F+
}
• Nhận xét:
– 1. X ∈ X+
F
– 2. Y ∈ X+
F <==> f: X → Y ∈ FQ
+
.
• Dựa vào nhận xét 2 ta có thể giải quyết bài toán thành viên
(bài toán kiểm tra sự tồn tại của 1 pth) bằng cách xác định
bao đóng của tập thuộc tính bên vế trái của pth đó.

36
DEPENDENCY)(8):
Thuật toán xác định XF
+
:
begin
XF
+
= X;
Repeat
X' = XF
+
For i:=1 to m do { m = card(F)}
if VT(fi) ∈ XF
+
then XF
+
:= XF
+
∪
VP(fi)
Until (XF
+
= X');
end;
• Ghi chú: VT(fi):Vế trái của phụ thuộc hàm fi.

37
DEPENDENCY)(9):
Ví dụ: cho Q(ABCDEGH)
và tập PTH F ={f1:B-->A; f2:DA-->CE; f3:D-->H; f4:GH--
>C; f5:AC-->D}
d.1) Tìm bao đóng của tập thuộc tính X1 = {BD}
• X+
F = BD
• Do f1: X+
F = BDA
• Do f3: X+
F = BDAH
• Do f2: X+
F = BDAHCE
• Do f3: X+
F = BDAHCE
• Vậy X+
F = BDAHCE.
d.2)Tìm bao đóng của tập thuộc tính X2 = {BCG}?

38
DEPENDENCY)(10):
Ví dụ: Cho Q(ABCDEF) và
F = {f1: AB-->C, f2:AE-->D, f3:BC-->D, f4:C--
>E, f5:ED-->F}
Kiểm tra AB-->EF có thuộc vào F+
hay không?
Cách giải: Kiểm tra EF ⊆ {AB}+
F.

39
DEPENDENCY)(11):
4. Khóa và cách xác định:
a)Định nghiã: Cho LĐQH Q và tập thuộc tính FQ
= { f1,f2,..fn}
S ⊆ Q+
, S là siêu khóa của Q nếu S-->Q+
∈ FQ
K ⊆ Q+
, K là khóa chỉ định nếu K là siêu khóa
pth K-->Q+
là pth nguyên tố.
(Không tồn tại K’ là con thật sự của K để K’-->
Q+
)
Nhận xét: Nếu đồ thị biểu diễn của tập pth F
không chứa chu trình thì Q chỉ có duy nhất một
khóa.

40
DEPENDENCY)(12):
b)Cách xác định khóa của một quan hệ:
Ý tưởng:
Gọi N là tập thuộc tính nguồn, chỉ chứa thuộc tính
không có trên vế phải của các phụ thuộc hàm
Gọi M là tập thuộc tính trung gian, chứa các thuộc
tính vừa xuất hiện trên vế phải vừa xuất hiện trên
vế trái.
Nếu N+
F = Q+
thì N chính là khóa chỉ định của Q và là
khóa duy nhất.
Ngược lại, ta lần lượt hội N với từng tập con của M
để kiểm tra có là khóa chỉ định hay không.

41
DEPENDENCY)(13):
• Ví dụ: Cho quan hệ Giảng dạy:
– GD(MsGV, Hoten, MsMH, TenMH, Phịng,
Giờ)
– F={f1:MsGVHoten; f2: MsMHTenMH;
f3: Phong,GioMSMH;
• f4: MsGV,GiờPhịng}
– Tìm khĩa của quan hệ GD.
– Giải:
• N = {MsGV, Gio}
• M = {MsMH, Phong}
• ==> Khĩa l {MsGV, Gio}

42
DEPENDENCY)(14):
c)Thuật toán: Xác định tất cả các khóa của một quan hệ Q.
• Input: <Q,F> ; Output: K {Tập các khóa của quan hệ Q}
• Begin
– b1: Xây dựng tập N và M.
– b2: Xây dựng 2m
tập con của tập M với m = Card(M)
– b2: Xây dựng tập K chứa các khóa
• K = ∅;
• For i:=1 to 2m
do
• begin
– Ki := N ∪ Mi ;
– Nếu Ki không chứa các khóa đã xác định trước đó và
Ki,F
+
= Q+
thì Ki là 1 khóa của Q: K = K ∪ Ki.
• end;
• End;

43
DEPENDENCY)(15):
• Ví dụ: Cho quan hệ Q(ABCDEFG) và
– FQ = { f1: ECB; f2: ABC; f3: EBA; f4:
BGA; f5:AEG}.
– Xác định các khóa của quan hệ Q.
• Giải: N = {D,E, F}; M = {A,B,C,G}

44
DEPENDENCY)(16):

45
DEPENDENCY)(17):
5. Phủ và Phủ tối thiểu của FQ:
Trong rất nhiều bài toán liên quan đến CSDL thì độ phức tạp
tùy thuộc vào số PTH cũng như các thuộc tính bên vế trái, vế
phải của pth. Do đó, để giảm độ phức tạp người ta thường xây
dựng các tập PTH tương đương với tập PTH ban đầu nhưng
đơn giản hơn.
a) Định nghĩa PTH tương đương:
• Hai tập PTH F và G được gọi là tương đương với nhau nếu F+
= G+
.
• Nghĩa là: ∀f ∈ F thì f ∈ G+
và ∀g∈ G thì g ∈ F+
• Ký hiệu: F ≡ G

46
DEPENDENCY)(18):
• Ví dụ:Cho 2 tập PTH định nghĩa trên Q(ABCDE)
– F = {A→BC; A→D; CD→E} và G ={A→BCE;
A→BD; CD→E}
• Xét A→E ∈ G chứng minh A→E ∈ F+
.
– Ta có {A}+
F = {ABCDE } nên A→E ∈ F+
• Ta thấy F ⊆ G+
; G ⊆ F+
– Vậy F+
= G+
• Ví dụ: Cho F={A→BC; A→D; CD→E} và G
={A→BCDE}
– Xét CD→E ∈ F có {CD}+
G = {CD} nên CD→E ∉ G+

47
DEPENDENCY)(19):
b) Định nghĩa Phủ của một PTH:
Tập pth G được gọi là phủ của tập pth F nếu F ⊆ G+
.
c) Định nghĩa Phủ tối thiểu của F:
Cho tập pth F . G là Phủ tối thiểu của F nếu G là Phủ
của F, đồng thời thỏa 3 điều kiện:
– Vế phải của các pth trên G chỉ chứa một thuộc
tính.
– G chỉ gồm những pth đầy đủ.
– Không chứa pth thừa: ∃ (X→A) ∈ G sao cho
G ≡ (G – {X→A})

48
DEPENDENCY)(20):
Input: Tập pth FQ
Output: Phủ tối thiểu của FQ .
Bắt đầu:
b1. Phân rã các pth để có vế phải chỉ còn 1 thuộc
tính.
b2. Thay thế các pth không đầy đủ bằng các pth
đầy đu.
b3. Loại bỏ các pth dư thừa.
Kết thúc

49
DEPENDENCY)(21):
• Ví dụ: Cho F={A→B; B→A; B→C; A→C; C→A}. Tìm
phủ tối thiểu của F.
• Giải: -Các pth của F có vế phải chỉ chứa một thuộc tính.
– Các pth của F đều thỏa điều kiện (i) vì có vế trái chỉ
chứa một thuộc tính.
– Xét điều kiện (ii)
– Nếu loại B→A và A→C ta nhận thấy tập kết quả G
={A→B; B→C; C→A} ≡ F. Nếu loại thêm 1 trong 3
pth còn lại thì tập kết quả không tương đương. Vậy G là
1 phủ tối thiểu của F
– Nếu loại B→C ta nhận thấy tập kết quả G ={A→B;
B→A; A→C; C→A} ≡ F. Nếu loại thêm 1 trong 4 pth
còn lại thì tập kết quả không tương đương. Vậy G là 1
Phủ tối thiểu của F.

50
DEPENDENCY)(22):
• Ví dụ: Cho F = { AB→C; A→B; B→C; B→A}. Tìm Phủ
tối thiểu của F
• Giải:
– AB→C không đầy đủ vì A→B và B→C ∈ F+
– Tập G1 = {A→C; A→B; B→A} ≡ F
– Vì nếu loại 1 trong 3 pth của G1 thì tập kết quả không
còn tương đương.
– Tương tự Tập G2 = {B→C; A→B; B→A} ≡ F
– Vậy G1 và G2 là các Phủ tối thiểu của F.
• Mục tiêu của việc xác định Phủ tối thiểu:
-Giản lược bớt số thuộc tính của vế trái
-Giảm số PTH

51
DEPENDENCY)(23):
6.Tính Chất Của Phụ Thuộc Hàm:
a) Tính chiếu:
– Cho pth f:X→Y định nghĩa trên Q và Q' = Q[W] với W
⊃ X và W ∩ Y ≠ ∅
– thì Q' có phụ thuộc hàm f' : X→(W ∩ Y)
– Ví dụ: Cho Q(ABC) có f:A→BC. Với Q'(AB) thì Q' có
f': A→B
b) Tính phản chiếu:
– Cho Q' = Q[W] và f : X→Y định nghĩa trên Q' thì phụ
thuộc hàm f: X→Y cũng định nghĩa trên cả Q.
– Ví dụ: Nếu Q'(AB) thì có f': A→B thì Q(ABC) cũng có
f:A→B

52
DEPENDENCY)(24):
c) Bài tập:Bao đóng và khóa
1.Cho Q(ABCD) có F = { f1:A→C; f2:D→C; f3:BD→A}.
Xác định khoá của Q.
2.Q(ABCDEHK) và F= {f1:AB→C; f2:CD→E;
f3:AH→K; f4:A→D; f5:B→D}
Xác định khóa của Q.
3.Cho quan hệ Q(ABCDEG) và tập pth: F = {AB →C; C
→A; BC →D; ACD →B; D →EG; BE →C; CG →BD;
CE →AG}
– Tìm {BD}+
F. ;
– Tìm khóa của Q

53
4. Cho quan hệ Q(ABCEGH) và tập pth F = {AB →E; AC
→G; BE→G; E →C;CG →H}
a) AB →GH ?
b)Tìm khóa của Q
5. Tìm Phủ tối thiểu:
a)F = { AB→C; A→B}
b)F = {AB→C, C→A, BC→D, ACD→B, D→EG,
CG→BD, CE→AG}
6. Tìm pth chiếu:
Cho Q(ABCD) có F = { f1:A→C; f2:D→C; f3:BD→A}
Tìm các pth chiếu trên các quan hệ sau:
a)Q1(AB)
b)Q2(ACD)
c)Q3(BCD)
DEPENDENCY)(25):

54
2.2 Phụ thuộc hàm(FUNCTIONAL DEPENDENCY)(26):
7. Cho Q(ABCD) có F = { A B; B  C ; A D; D  C}
Gọi C = { Q1(AB); Q2(AC); Q3(BD) }
a)Tìm các pth chiếu trên các quan hệ con
b)C có bảo toàn thông tin hay không?
c)C có bảo toàn phụ thuộc hàm hay không?
8. Gọi F = (AB  C; A  D; BD  C}
a)Tìm phủ cực tiểu của F
b)Hãy đưa ra một phân rã của Q(ABCD) đạt DC3 và bảo toàn
phụ thuộc
c)Trình bày những pth chiếu trên các quan hệ con của phân rã
d)Kết quả của câu (b) có bảo toàn thông tin hay không? Nếu
không, có thể sửa lại như thế nào để phân rã bảo toàn thông
tin và vẫn bảo toàn pth.

55
2.2 Phụ thuộc hàm(FUNCTIONAL DEPENDENCY)(27):
9. Cho Q(SDIBQO) với FQ = { S  D; I  B;
IS  Q; B  0)
a)Tìm khoá của Q
b)Tìm phân rã đạt DC BCK, bảo toàn pth
c)Tìm phân rã đạt DC3, bảo toàn pth, bảo toàn
thông tin

56
2.3 Các Dạng Chuẩn (Form Normal) trên Quan Hệ (1):
Mục tiêu:
• Trong thực tế, một ứng dụng có thể được phân tích thành
nhiều LĐCSDL khác nhau và dĩ nhiên chất lượng thiết kế
của các LĐCSDL này cũng khác nhau.
• Chất lượng thiết kế của một LĐCSDL được đánh giá dựa
trên các tiêu chuẩn như:
– Sự trùng lắp thông tin: Vì nó sẽ làm tăng không gian
lưu trữ và gây nên tình huống thông tin bị mâu thuẫn
sau những lần cập nhật CSDL.
– Chi phí kiểm tra ràng buộc toàn vẹn
– Bảo toàn thông tin
– Bảo toàn qui tắc quản lý tức là bảo toàn các phụ thuộc
hàm.

57
Ví dụ: Xét một thể hiện của quan hệ quản lý học tập của sinh
viên
• QLHT(MsSV, Ten, NS, Phai, ĐC, MsLop, TenLop,
MsMH, TenMH, Diem)
• F = {f1:MsSV  Ten, NS, Phai, ĐC, MsLop;
– f2: MsLop  TenLop;
– f3: MsMH  TenMH;
– f4: TenMH  MsMH;
– f4: MsSV, MsMH  Diem }
• Quan hệ trên có sự trùng lắp thông tin?. Sự trùng lắp thông
tin này có thể gây nên 1 số vấn đề khi thao tác trên quan
hệ:

58
a)Sửa đổi: Giả sử có 1 SV thay đổi địa chỉ, thì hệ thống cần
phải duyệt trên toàn bộ quan hệ để tìm và sửa địa chỉ ở các
bộ liên quan đến SV này. Nếu để sót thì sẽ dẫn đến tình
trạng thông tin không nhất quán
b)Xóa: Giả sử SV có mã số 1108 hiện nay chỉ đăng ký học
môn CSDL. Nếu muốn xóa kết quả điểm môn này thì dẫn
đến mất luôn thông tin của SV
c)Thêm: Vì khóa của quan hệ là {MsSV, MsMH} và {MsSV,
TenMH} do đó không thể thêm 1 SV vào quan hệ nếu SV
đó chưa đăng ký học môn nào.

59
• Qua ví dụ trên chúng ta nhận thấy sự trùng lắp thông tin là
nguyên nhân làm cho CSDL có chất lượng kém.
• Để hạn chế tình trạng trùng lắp dữ liệu, người ta đưa ra các
yêu cầu thiết kế cần thiết cho một quan hệ dựa trên khái
niệm phụ thuộc hàm, được gọi là các dạng chuẩn của một
quan hệ.

60
1.Dạng chuẩn 1:
• Khái niệm Thuộc tính đơn:
Một thuộc tính được gọi là thuộc tính đơn nếu giá trị của nó
không phải là sự kết hợp bởi nhiều thông tin có ý nghĩa
khác nhau và hệ thống luôn truy xuất trên toàn bộ giá trị
của nó ít khi truy xuất đến từng phần dữ liệu của nó.
Ngược lại, là thuộc tính kép.
• Ví dụ: Xét quan hệ VatTu(MaVT, TenVT, DVT)
• Nếu TenVT bao gồm tên vật tư và cả qui cách của nó. Như
vậy TenVT là thuộc tính kép.
• Ví dụ: ChuyenMon(MaGV, MonGD)
– Nếu MonGD là một chuỗi các môn học mà giáo viên có
thể phụ trách.

61
• Định nghĩa DC1: Một lược đồ quan hệ Q đạt dạng
chuẩn 1 nếu mọi thuộc tính của Q đều là thuộc tính
đơn.
• Chú ý: Đối với thuộc tính lưu trữ ngày Dương lịch có
thể xem là thuộc tính đơn.
• Nhận xét:
– Một quan hệ có DC1 được xem là quan hệ có cấu trúc
phẳng.
– Quan hệ đạt dạng chuẩn 1 cũng có thể vi phạm sự trùng
lắp thông tin, khó khai thác, khó thống kê, khó nhất
quán

62
2. Dạng chuẩn 2:
• Khái niệm phụ thuộc đầy đủ:
– Thuộc tính A được gọi là phụ thuộc đầy đủ vào
tập thuộc tính X nếu:
• A ∈ X+
F
• X  A là pth nguyên tố.
• Ví dụ: MsSV, MsMH  Ten là phụ thuộc hàm
không đầy đủ vì chỉ cần MsSV là xác định được
Ten: MsSV  Ten

63
• Định nghĩa Dạng chuẩn 2:
Một lđqh Q đạt dạng chuẩn 2 nếu
– a. Q ở DC1
– b. Mọi thuộc tính không khóa đều phụ
thuộc đầy đủ vào các khóa của Q.

64
• Ví dụ: MsSV, MsMH  Ten,
MsSV, MsMH  TenMH
• Có thể thay quan hệ QLHT bằng 3 quan hệ sau để đạt dạng
chuẩn 2:
– KQHT(MsSV, MsMH, Diem)
• FQLHT ={ f4: MsSV, MsMH  Diem}
– SV(MsSV, Ten, Ngsinh, Phai, MsLop, TenLop)
• FSV = {f1:MsSVTen, NS, Phai, ĐC, MsLop; f2:
MsLop  TenLop}
– MH(MsMH, TenMH)
• FMH = { f3: MsMH  TenMH}

65
• Ví dụ: LopHoc(Lop, Mon, NgayKG, HocPhi)
F = { f1: Lop,Mon  NgayKG; f2: Mon  HocPhi}
Xác định khóa và kiểm tra có đạt dạng chuẩn 2 hay không.
• Giải: Dựa vào F ta có Khóa là {Lop, Mon}
Quan hệ LopHoc không ở dạng chuẩn 2 vì thuộc tính không
khóa HocPhi không phụ thuộc đầy đủ vào khóa.
• Tách 2 quan hệ :
– LopHoc(Lop, Mon, NgayKG)
• FLopHoc = { f1: Lop,Mon  NgayKG} và
– MonHoc(Mon,HocPhi)
• FMonHoc = { f2: Mon  HocPhi} thì Q ở dạng chuẩn 2.

66
• Nhận xét:
– Nếu mỗi khóa của quan hệ Q chỉ có 1 thuộc tính thì Q
đạt dạng chuẩn 2.
– Quan hệ SV ở dạng chuẩn 2 nhưng vẫn trùng lắp thông
tin.

67
Khái niệm Phụ thuộc bắc cầu:
• Thuộc tính A ∈ Q+
được gọi là PTBC vào một tập thuộc tính
X nếu tồn tại nhóm thuộc tính Y ⊆ Q+
thỏa mảng 4 điều kiện
sau:
– i. X  Y ∈ F+
– ii. Y  A ∈ F+
– iii. Y --/-> X
– iv. A ∉ {X ∪ Y}
• Ví dụ: Xét quan hệ SV(MsSV, Ten, Ngsinh, Phai, MsLop,
TenLop)
• TenLop phụ thuộc bắc cầu vào MsSV vì:MsSVMsLop và
MsLopTenLop.

68
• Định nghiã DC3:
Một lđqh Q đạt dạng chuẩn 3 nếu
• a. Q ở DC2
• b. Mọi thuộc tính không khóa Q đều không phụ
thuộc bắc cầu vào một khóa nào của Q.
• Ví dụ: Quan hệ SV không đạt dạng chuẩn 3.
Ta có thể tách thành 2 quan hệ:
– SV(MsSV, Ten, Ngsinh, Phai, MsLop)
– Lop(MsLop, TenLop)

69
• Ví dụ: Xét quan hệ Tồn kho như sau: TK (MSHH,
MSKho, TenKho, SLT)
• F={ MSHH, MSKho  SLT; MSKho 
TenKho; TenKho  MsKho)
• Quan hệ tồn kho TK: có 2 khóa là
{MSHH,MSKho} và {MSHH, TenKho}, đạt dạng
chuẩn 3 vì chỉ có 1 thuộc tính không khóa là SLT
và thuộc tính này không ptbc vào các khóa. Tuy
quan hệ tồn kho đạt dạng chuẩn 3 nhưng vẫn còn
sự trùng lắp thông tin trên các cột MsKho và
TenKho.

70
4. Dạng chuẩn BCK (Boyee-Codd-Kent) (còn gọi là BC):
• Định nghiã: Một lđqh Q ở dạng chuẩn BCK nếu mọi
phụ thuộc hàm không hiển nhiên đều có vế trái chứa
khóa.
X  A ∈ F+
: A ∉ X và X phải chứa khóa của Q
• Nhận xét: Nếu Q đạt dạng chuẩn BCK thì mọi vế trái
của pth đều là siêu khóa.
Ví dụ: Quan hệ TK không đạt dạng chuẩn BCK. Vì:
MsKho --> TenKho
Ta tách thành 2 quan hệ: TK (MSHH, MSKho, SLT) và
Kho(MSKho, TenKho)

71
Phụ thuộc đa trị.
Ngoài các pth đã trình bày, người ta còn xét đến một
loại phụ thuộc hàm khác, đó là pth đa trị.
Ví dụ: Xét quan hệ nhân viên: NhânViên(MãNV,
HọTênNV, ConNV, BậcLương)
Ta có pth đa trị: MãNV -->> ConNV
HC03 -->> {"Nguyễn Văn A", Nguyễn Thị B"}

72
Ví dụ: Xét lđqh LICHTHI(Ngay, Giờ, Phong, Mon)
F = {Ngay,Gio,Phong Mon}
– Nếu có qui định: Một môn thi được xếp vào
những phòng cố định không phụ thuộc ngày,
giờ.
– Khi đó, xuất hiện một loại phụ thuộc đa trị giữa
Mon và phòng:
– Mon-->>Phong

73
• Định nghĩa Phụ thuộc đa trị:
– Cho một LĐQH Q(X,Y,Z) với X ⊂ Q+
,Y ⊂ Q+
,
X∩Y= ∅ và Z = Q+
{X,Y}
– Ký hiệu X -->> Y là một Phụ thuộc hàm đa trị được
định nghĩa trên Q nếu mỗi giá trị x của X xác định
duy nhất một tập giá trị {y1, y2,…} của Y, và tập
giá trị này không phụ thuộc vào các giá trị của Z
trong các bộ có liên quan đến x, y1, y2,…
– Nghĩa là: Với mọi bộ (x, z1) , (x, z2) ∈ Q[X,Z]
thì (Q: X=x và Z = z1)[Y] = (Q:X=x và Z = z2)[Y]

74

75
• Phụ thuộc hiển nhiên: Phụ thuộc hàm đa trị X
-->> Y là một Phụ thuộc hàm đa trị hiển nhiên
trên Q nếu X∪Y = Q+
(nghĩa là Z = ∅)
• Ví dụ: Trong quan hệ Phân Công(NV, ĐềÁn)
– Với qui tắc Mỗi nhân viên phụ trách nhiều Đề án.
– Suy ra, ta có phụ thuộc đa trị hiển nhiên:
• NV -->> ĐềÁn và ĐềÁn -->> NV

76
• Nhận xét: Nếu X-->> Y là một phụ thuộc đa trị thì
Q[X,Y] Q[X,Z] = Q
Vậy với phụ thuộc đa trị X-->> Y thì kết nối trên
không dư thừa thông tin, hay nối cách khác phân rã
trên (Q thành Q[X,Y], Q[X, Z]) không mất mác
thông tin).
• Cách Kiểm tra PT đa tri:
– Biến đổi các pt đa trị không hiển nhiên trong một
cấu trúc này thành pt đa trị hiển nhiên trong 1 cấu
trúc khác
– Ví dụ: Trên Q(X,Y,Z) có pthđt không hiển nhiên X -->> Y
ta tạo ra cấu trúc: C = {Q1(X,Y); Q2(X,Z) }

77
• Hệ Luật dẫn trên PTH đa trị:
Một số hệ luật dẫn cơ bản:
Cho lược đồ quan hệ Q và X, Y, W, Z Q+.
– LD1: Luật bù: X -->> Y thì X -->> (Q+
- X - Y)
• Ví dụ: Từ M -->> P suy ra M -->> N, G
– LD2: Luật thêm vào: Nếu X-->>Y và Z ⊆ W thì X,W
-->> Y,Z
– LD3: Luật bắc cầu: Nếu X -->> Y và Y -->> Z thì
X -->> (Z-Y)
– LD4: Nếu X  Y thì X -->> Y
– LD5: Nếu X -->> Y và W  Z , với Z ⊆ Y; W ∩ Y =
∅ thì X  Z

78
• Chú ý: Ba luật dẫn trong hệ tiên đề Amstrong
và 5 luật dẫn này tạo nên 1 hệ luật dẫn đầy đủ
để phát sinh ra các luật dẫn khác.
b) Định nghĩa Dạng chuẩn 4: Q đạt dạng chuẩn 4
nếu:
– (i)Q ở dạng chuẩn BCK và
– (ii)∀Phụ thuộc đa trị không hiển nhiên X-->>Y
được định nghĩa trên Q thì vế trái X phải chứa 1
khóa của Q+
Y, nghĩa là ∀A ∈ Q+
Y thì X 
A ∈ F+
.

79
• Mục đích của dạng chuẩn 4: là không cho
phép xuất hiện ptđt không hiển nhiên trên
một quan hệ. Nếu có, cần tách nhỏ các quan
hệ nhằm biến các ptđt không hiển nhiên
thành hiển nhiên trong các quan hệ mới để
không cần kiểm tra nữa.
• Trong cấu trúc này nếu ta thêm 1 thông tin
mới ta không cần kiểm tra.

80
• Ví dụ: Xét cấu trúc LICHTHI(Ngay, Giờ, Phong,
Mon)
• Có F={ Ngay, Giờ, Phòng  Mon ; d1:Mon--
>>Phong}
• LichThi không đạt dạng chuẩn 4. Nếu ta tách thành 2
quan hệ:
• LT1(Mon, Phong) FLT1 = { d1:Mon--
>>Phong}
• LT2(Ngay, Gio, Mon) FLT2 = ∅
• Quan hệ LT1 có khoá là {Mon, Phong} và chỉ có ptđt
hiển nhiên là Mon -->>Phong nên đạt dạng chuẩn 4.

81
• Giới hạn của DC4:
Pth: Ngay, Giờ, Phòng  Mon phải được định
nghĩa trên LT1(Mon, Phong), LT2(Ngay, Gio,
Mon). Vấn đề kiểm tra nó sẽ không còn thuận
lợi.

82
• Dạng chuẩn của một LĐ CSDL:Là dạng
chuẩn thấp nhất trong các LĐQH của
LĐCSDL

83
• Nhận xét:
– Trong các DC, DC BCK v DC4 là những dạng chuẩn
nhằm giảm thiểu tối đa những thông tin trùng lắp và
giải quyết tương đối hiệu quả việc kiểm tra các phụ
thuộc hàm (đối với DC BCK) và phụ thuộc đa trị (đối
với DC4).
– Tuy nhiên, đôi khi vẫn còn tồn tại một số pth mà việc
kiểm tra chúng không được thuận lợi vì phải thực hiện
trên nhiều quan hệ. Khi đó, người thiết kế có thể lựa
chọn 1 cấu trúc hợp lý, phù hợp với yêu cầu khai thác
CSDL: dựa trên khối lượng dữ liệu trong mỗi quan hệ;
tần suất thực hiện các thao tác thêm / xóa / sửa trên
quan hệ; về yêu cầu thời gian xử lý... và sẽ đặt ra những
ưu tiên:

84
• Khi chỉ có phụ thuộc hàm: Chọn DC3 và
chấp nhận một số bất tiện khi khai thác để
đánh đổi việc kiểm tra tất cả các pth đều
thuận lợi; hoặc chọn DC BCK và chấp nhận
kiểm tra một số pth sẽ phức tạp hơn.
• Khi có thêm pt đa trị: cân nhắc giữa DC4,
CD BCK, DC3 cũng dựa theo lý lẽ tương tự
như trên.

85
2.4 Bài Tập:
• 1. Cho LĐCSDL có các phụ thuộc hàm F = { f1:
ABC; f2: CB} và 2 quan hệ sau:Q1(A B C),
Q2(B C).
– a)Xác định tập phụ thuộc hàm trên từng quan
hệ
– b) Xác định dạng chuẩn cao nhất của LĐCSDL.
• 2. Một đề xuất của SV với 1 CSDL đã biết, nhận
xét CSDL đó và xác định dạng chuẩn.

86
Chương 3: PHƯƠNG PHÁP CHUẨN HOÁ LĐCSDL
3.1 DẫN NHậP:
3.2 CÁC TIÊU CHUẩN CủA QUÁ TRÌNH
CHUẩN HOÁ:
3.3 QUAN ĐIểM BảO TOÀN PHụ THUộC HÀM:
3.4 QUAN ĐIểM BảO TOÀN THÔNG TIN:
3.5 QUAN ĐIểM BIểU DIễN TRọN VẹN:
3.6 HAI PHƯƠNG PHÁP CHUẨN HÓA MỘT
LĐCSDL:

3.1 Dẫn nhập:
• Xuất phát từ giai đoạn phân tích nhu cầu, ta có thể có 1
trong 2 kết quả sau:
(i)Dựa trên kinh nghiệm, chúng ta có thể đề nghị một cấu
trúc CSDL ban đầu gồm các quan hệ con Qi cùng các phụ
thuộc dữ liệu FQi định nghĩa trên các quan hệ con.
– C =(<Qi , FQi >)i=1..n
(ii) Hoặc chỉ có một quan hệ phổ quát duy nhất Q0 chứa tất
cả các thuộc tính cần được lưu trữ và tập các phụ thuộc FQ
tìm được.
– C0 = <Q0 , FQ>
• Chúng ta cần kiểm tra và chuẩn hoá các kết quả đầu tiên
này, dựa trên một số tiêu chuẩn thiết kế, để có được một
cấu trúc quan niệm CSDL được đánh giá tốt hơn, phù hợp
hơn với các yêu cầu của môi trường ứng dụng.
87

88
3.2 Các Tiêu chuẩn của quá trình chuẩn hoá (1):
• Hầu hết các công trình nghiên cứu về thiết kế
CSDL đều thỏa thuận rằng 2 tiêu chuẩn quan
trọng cần đạt được qua quá trình chuẩn hóa
một CSDL ở mức quan niệm là:
(i) CSDL kết quả cần đạt dạng chuẩn cao nhất
(ii)CSDL kết quả phải tương đương với CSDL
phân tích lúc ban đầu.

89
1. Tiêu chuẩn dạng chuẩn được đề ra nhằm
đáp ứng 2 yêu cầu cụ thề:
– Cập nhật: Hạn chế tối đa sự trùng lắp thông
tin trong CSDL, do đó sẽ giảm bớt tình
huống thông tin bị mâu thuẫn sau những lần
cập nhật CSDL.
– Kiểm tra RBTV: Tạo điều kiện thuận lợi cho
việc kiểm tra RBTV ở dạng phụ thuộc dữ
liệu dựa trên cơ chế khoá sẵn có bên trong
các phần mềm quản trị CSDL.

90
2. Tiêu chuẩn tương đương:
– Nhằm đáp ứng yêu cầu truy xuất dữ liệu. Với
tiêu chuẩn này các thông tin lưu trữ CSDL ban
đầu đều phải được tìm thấy đầy đủ trong CSDL
kết quả.
– Có 3 quan niệm khác nhau về tiêu chuẩn tương
đương:

91
• Quan điểm này cho rằng các thông tin được lưu
trong CSDL là những thông tin được thể hiện
thông qua các phụ thuộc dữ liệu. Do đó cần phải
bảo toàn phụ thuộc hàm trong khi biến đổi.
• Tiêu chuẩn tương đương theo quan điểm bảo toàn
phụ thuộc hàm được đề ra như sau:
– Giả sử, C1 = <Q, F > và C2 = {< Qi, Fi >}i=1..n là
một biến đổi từ C1
– C1 ≡ C2 nếu hai điều kiện sau được thỏa:
• (i.1) = Q+
(không được sót thuộc tính)
• (i.2) = F+
. (bảo toàn PTH)
3.3 Quan điểm bảo toàn phụ thuộc hàm(1):

n
1
i
i
Q
=
+
+
=
)
F
(
n
1
i
i


92
3.3 Quan điểm bảo toàn phụ thuộc hàm(2):
• Phương pháp Chứng minh Phân rã bảo
toàn PTH:
– Để Chứng minh ( ∪Fi )+
= F+
ta đặt F' = ( ∪Fi )
– Và chứng minh: ∀f' ∈ (F' F ) thì f' ∈ F+
và ∀f
∈ ( F F' ) thì f ∈ F'+
• Ví dụ: Cho Q(ABCD) và F = { A  C; C 
A; D  C; BD  A}
– Xét phân rã Q1(AB); Q2(ACD); Q3(BCD)
a)Xác định tập phụ thuộc hàm chiếu trên từng quan hệ
b)Kiểm tra tính bảo toàn phụ thuộc hàm của phân rã
trên

93
• Quan điểm này cho rằng các thông tin lưu trữ trong
CSDL ban đầu đều phải được tìm thấy đầy đủ trong
CSDL kết quả.
• Tiêu chuẩn tương đương theo quan điểm bảo toàn
thông tin được đề ra như sau:
– Giả sử, C1= <Q, F > và C2 = {< Qi, Fi > }i=1,n là một
biến đổi từ C1
– C1 ≡ C2 nếu hai điều kiện sau được thỏa:
• (i.1) = Q+
(không được sót thuộc tính)
• (i.2) ( Q[Q+
]) = Q. (bảo toàn thông tin lưu trữ)
3.4 Quan điểm bảo toàn thông tin(1):

n
1
i
i
Q
=
+

94
• Phương pháp kiểm tra tính chất bảo toàn
thông tin của một phân rã:
– Cho C = {Qi} là 1 phân rã của lđqh Q có tập pth
FQi .
– b1: Xây dựng 1 bảng 2 chiều mà các cột là các
thuộc tính của Q, mỗi dòng là một Qi trong
phân rã nhận được.
• Mỗi ô ở dòng i cột j chứa ký hiệu:
a)aj nếu Qi có chứa thuộc tính thứ j của Q
b)bk nếu ngược lại (trong đó k là số thứ tự xuất hiện b)

95
• b2: Biến đổi bảng dựa trên các pth có trong FQ
theo qui tắc sau:
– Xét một pth f : X  Y ∈ FQ .
– Chọn 2 dòng Qi, Qj sao cho: Qi.X = Qj.X
– Nếu Qi.Y <> Qj.Y thì thực hiện thay thế trên Qi
và Qj ở từng cột Ak thuộc Y theo các trường
hợp sau:
• Nếu cả 2 ô(i,k) và ô(j,k) đều không chứa ak
thì ta không thay đổi
• Ngược lại nếu có 1 ô chứa ak thì thay ô kia
bằng ký hiệu a .

96
• b3: Lặp lại b2 cho đến khi xuất hiện 1 dòng
chứa toàn ký hiệu a hoặc không còn thay
đổi giá trị ak nào trong bảng.
• b4: Nếu xuất hiện 1 dòng chứa toàn ký hiệu
a thì phân rã bảo toàn thông tin.
– Ngược lại thì phân rã không bảo toàn thông tin.

97
• Ví dụ: Xét phân rã C = { Q1(MSCD, CD) ;Q2(MSCD,
HG);Q3(CD, HG, MSSV)}
– của quan hệ Q(MSCĐ, MSSV, CĐ, HG)
• FQ = { f1: MSCD  CD; f2: CD  MSCD; f3:CĐ,
MSSV  HG;
– f4: MSCD,HG  MSSV;
– f5: CĐ,HG  MSSV; (2 sv không đồng hạng
trong cùng 1 chuyên đề)
– f6:MSCD,MSSV  HG}
– Tân từ: Mỗi chuyên đề có 1 tên phân biệt và có một
mã số phân biệt. Một chuyên đề có thể được thực
hiện bởi nhiều sinh viên và hạng của mỗi sinh viên
trong cùng một chuyên đề là phân biệt.
Tải bản FULL (file ppt 189 trang): bit.ly/3rQXqxB
Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net

98

99
• Vận dụng f2 cho dòng Q1 và Q2 thay thế b1
bằng a1. Và không còn vận dụng pth nào
khác nữa. Do không có dòng nào chứa toàn aI
nên C không BTTT.
Tải bản FULL (file ppt 189 trang): bit.ly/3rQXqxB
Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net

100
3.5 Quan điểm biểu diễn trọn vẹn:
• Yêu cầu CSDL kết quả vừa bảo toàn thông
tin và vừa bảo toàn PTH.
4255394

Bài Giảng Môn Học Cơ Sở Dữ Liệu Nâng Cao

More Related Content

What's hot (20)

Similar to Bài Giảng Môn Học Cơ Sở Dữ Liệu Nâng Cao (20)

More from nataliej4 (20)

Recently uploaded (20)

Bài Giảng Môn Học Cơ Sở Dữ Liệu Nâng Cao