Bài giảng Cơ sở dữ liệu - Chương 3: Mô hình dữ liệu quan hệ

Chương 3
Mô hình dữ liệu quan hệ
(Relational Data Model)
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 2
Nội dung chi tiết
ƒ Giới thiệu
ƒ Các khái niệm của mô hình quan hệ
ƒ Ràng buộc toàn vẹn
ƒ Các đặc trưng của quan hệ
ƒ Chuyển lược đồ E/R sang thiết kế quan hệ
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 3
Giới thiệu
ƒ Do Dr. E. F. Codd đưa ra 6/1970
ƒ Cung cấp một cấu trúc dữ liệu đơn giản và đồng bộ
- Mô hình dữ liệu quan hệ là mô hình được nghiên 
cứu nhiều nhất, và thực tiễn đã cho thấy rằng nó
có cơ sở lý thuyết vững chắc nhất. Mô hình dữ
liệu này cùng với mô hình thức thể kết hợp đang 
được sử dụng rộng rãi trong việc phân tích và
thiết kế CSDL hiện nay.
ƒ Có nền tảng lý thuyết vững chắc
- Lý thuyết tập hợp
ƒ Là cơ sở của các HQT CSDL thương mại
- Oracle, DB2, SQL Server
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 4
Nội dung chi tiết
ƒ Giới thiệu
ƒ Các khái niệm của mô hình quan hệ
- Quan hệ (Relation)
- Thuộc tính (Attribute)
- Lược đồ (Schema)
- Bộ (Tuple)
- Miền giá trị (Domain)
ƒ Ràng buộc toàn vẹn
ƒ Các đặc trưng của quan hệ
ƒ Chuyển lược đồ E/R sang thiết kế quan hệ
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 5
1 cột là 1 thuộc tính của nhân viên
1 dòng là 1 nhân viên
Quan hệ
ƒ Các thông tin lưu trữ trong CSDL được tổ chức 
thành bảng (table) 2 chiều gọi là quan hệ
ƒ Tên bảng (table) là tên quan hệ
TENNV HONV NGSINH DCHI PHAI LUONG PHG
Tung Nguyen 12/08/1955 638 NVC Q5 Nam 40000 5
Hang Bui 07/19/1968 332 NTH Q1 Nu 25000 4
Nhu Le 06/20/1951 291 HVH QPN Nu 43000 4
Hung Nguyen 09/15/1962 Ba Ria VT Nam 38000 5
Tên quan hệ là NHANVIEN
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 6
Quan hệ (tt)
ƒ Quan hệ gồm
- Tên (tên của table) 
- Tập hợp các cột
y Cố định
y Được đặt tên
y Có kiểu dữ liệu
- Tập hợp các dòng
y Thay đổi theo thời gian
ƒ Một dòng ~ Một thực thể
ƒ Quan hệ ~ Tập thực thể
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 7
Thuộc tính
ƒ Tên các cột của quan hệ
ƒ Mô tả ý nghĩa cho các giá trị tại cột đó
ƒ Tất cả các dữ liệu trong cùng 1 một cột đều có
dùng kiểu dữ liệu
TENNV HONV NGSINH DCHI PHAI LUONG PHG
Tung Nguyen 12/08/1955 638 NVC Q5 Nam 40000 5
Hang Bui 07/19/1968 332 NTH Q1 Nu 25000 4
Nhu Le 06/20/1951 291 HVH QPN Nu 43000 4
Hung Nguyen 09/15/1962 Ba Ria VT Nam 38000 5
Thuộc tính
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 8
Lược đồ quan hệ
Lược đồ
ƒ Lược đồ quan hệ
- Tên của quan hệ
- Tên của tập thuộc tính
NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG, PHG)
Là tập hợp
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 9
Lược đồ (tt)
ƒ Lược đồ CSDL
- Gồm nhiều lược đồ quan hệ
Lược đồ CSDL
NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG, PHG)
PHONGBAN(MAPHG, TENPHG, TRPHG, NG_NHANCHUC)
DIADIEM_PHG(MAPHG, DIADIEM)
THANNHAN(MA_NVIEN, TENTN, PHAI, NGSINH, QUANHE)
DEAN(TENDA, MADA, DDIEM_DA, PHONG)
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 10
Dữ liệu cụ thể
của thuộc tính
Bộ (tuple)
ƒ Là các dòng của quan hệ (trừ dòng tiêu đề - tên 
của các thuộc tính)
ƒ Thể hiện dữ liệu cụ thể của các thuộc tính trong 
quan hệ
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 11
Miền giá trị (domain of values)
ƒ Là tập các giá trị nguyên tố gắn liền với một thuộc tính
- Kiểu dữ liệu cơ sở
y Chuỗi ký tự (string) 
y Số (integer)
- Các kiểu dữ liệu phức tạp
y Tập hợp (set)
y Danh sách (list)
y Mảng (array)
y Bản ghi (record)
ƒ Ví dụ
- TENNV: string
- LUONG: integer
Không được chấp nhận
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 12
Định nghĩa hình thức
ƒ Lược đồ quan hệ
- Cho A1, A2, , An là các thuộc tính 
- Có các miền giá trị D1, D2, , Dn tương ứng
- Ký hiệu R(A1:D1, A2:D2, , An:Dn) là một lược đồ QH
- Bậc của lược đồ quan hệ là số lượng thuộc tính trong 
lược đồ
- NHANVIEN(MANV:integer, TENNV:string, HONV:string, 
NGSINH:date, DCHI:string, PHAI:string, 
LUONG:integer, PHONG:integer)
y NHANVIEN là một lược đồ bậc 8 mô tả đối tượng 
nhân viên
y MANV là một thuộc tính có miền giá trị là số nguyên
y TENNV là một thuộc tính có miền giá trị là chuỗi ký tự
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 13
Định nghĩa hình thức (tt)
ƒ Quan hệ (hay thể hiện quan hệ)
- Một quan hệ r của lược đồ quan hệ R(A1, A2, , 
An), ký hiệu r(R), là một tập các bộ r = {t1, t2, , tk}
- Trong đó mỗi ti là 1 danh sách có thứ tự của n giá
trị ti=
y Mỗi vj là một phần tử của miền giá trị DOM(Aj) 
hoặc giá trị rỗng
TENNV HONV NGSINH DCHI PHAI LUONG PHG
Tung Nguyen 12/08/1955 638 NVC Q5 Nam 40000 5
Hang Bui 07/19/1968 332 NTH Q1 Nu 25000 4
Nhu Le 06/20/1951 291 HVH QPN Nu 43000 4
Hung Nguyen 09/15/1962 null Nam 38000 5
t1
t2
t3
t4
vi
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 14
Tóm tắt các ký hiệu
ƒ Lược đồ quan hệ R bậc n
- R(A1, A2, , An)
ƒ Tập thuộc tính của R
- R+
ƒ Quan hệ (thể hiện quan hệ)
- R, S, P, Q
ƒ Bộ
- t, u, v
ƒ Miền giá trị của thuộc tính A
- DOM(A) hay MGT(A)
ƒ Giá trị tại thuộc tính A của bộ thứ t
- t.A hay t[A]
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 15
Nội dung chi tiết
ƒ Giới thiệu
ƒ Các khái niệm của mô hình quan hệ
ƒ Ràng buộc toàn vẹn
- Siêu khóa (Super key)
- Khóa
- Khóa chính (Primary key)
- Tham chiếu
- Khóa ngoại (Foreign key)
ƒ Các đặc trưng của quan hệ
ƒ Chuyển lược đồ E/R sang thiết kế quan hệ
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 16
Ràng buộc toàn vẹn
ƒ RBTV (Integrity Constraint)
- Là những qui tắc, điều kiện, ràng buộc 
cần được thỏa mãn cho mọi thể thiện 
của CSDL quan hệ
ƒ RBTV được mô tả khi định nghĩa lược đồ
quan hệ
ƒ RBTV được kiểm tra khi các quan hệ có 
thay đổi
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 17
Siêu khóa (Super Key)
ƒ Các bộ trong quan hệ phải khác nhau từng đôi một
ƒ Siêu khóa (Super Key)
- Gọi SK là một tập con khác rỗng các thuộc tính 
của R
- SK là siêu khóa khi
Hoặc:
- Siêu khóa là tập các thuộc tính dùng để xác định 
tính duy nhất của mỗi bộ trong quan hệ
- Mọi lược đồ quan hệ có tối thiểu một siêu khóa
⇒∀r, ∀ t1,t2∈r, t1 t2≠ ≠t1[SK] t2[SK]
⇒∀r, ∀ t1,t2∈r, t1 t2≠ ≠t1.SK t2.SK
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 18
Vd: Siêu khóa
SINH VIEN TENSV NGAYSINH NOISINH
Nguyễn Văn A 10/10/1987 TP.HCM
Nguyễn Văn A 11/03/1988 TP.HCM
Trần Văn B 10/04/1988 AN GIANG
Nguyễn Thị C 27/02/1988 CAN THO
Trong VD trên thì ta có thể có các siêu khóa sau:
ƒ {TENSV,NGAYSINH}
ƒ {TENSV,NGAYSINH,NOISINH}
ƒ {TENSV,NOISINH} không phải là siêu khóa do có dòng 
1,2 trùng nhau
ƒ Giả sử cột NGAYSINH có một dòng chứa giá trị rỗng thì
siêu khóa {TENSV,NGAYSINH} không tồn tại
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 19
Khóa (Key)
ƒ Định nghĩa
- Gọi K là một tập con khác rỗng các thuộc tính của R
- K là khóa nếu thỏa đồng thời 2 điều kiện
y K là một siêu khóa của R
ƒ Nhận xét
- Giá trị của khóa dùng để nhận biết một bộ trong quan hệ
- Khóa là một đặc trưng của lược đồ quan hệ, không phụ
thuộc vào thể thiện quan hệ
- Khóa được xây dựng dựa vào ý nghĩa của một số thuộc tính 
trong quan hệ
- Lược đồ quan hệ có thể có nhiều khóa
∀ ≠ K, K’K’⊂ K không phải là siêu khóa của R, K’
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 20
Khóa chính (Primary Key) 
ƒ Xét lược đồ quan hệ
- Có 2 khóa
y MANV
y HONV, TENNV, NGSINH
- Khi cài đặt quan hệ thành bảng (table)
y Chọn 1 khóa làm cơ sở để nhận biết các bộ
∗ Khóa có ít thuộc tính hơn
y Khóa được chọn gọi là khóa chính (PK - primary key)
∗ Các thuộc tính khóa chính phải có giá trị khác null
∗ Các thuộc tính khóa chính thường được gạch dưới
NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG, PHONG)
NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG, PHONG)
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 21
Tham chiếu (Reference)
ƒ Một bộ trong quan hệ R, tại thuộc tính A nếu nhận 
một giá trị từ một thuộc tính B của quan hệ S, ta gọi 
R tham chiếu S
- Bộ được tham chiếu phải tồn tại trước
TENNV HONV NGSINH DCHI PHAI LUONG MAPHG
Tung Nguyen 12/08/1955 638 NVC Q5 Nam 40000 5
Hang Bui 07/19/1968 332 NTH Q1 Nu 25000 4
Nhu Le 06/20/1951 291 HVH QPN Nu 43000 4
Hung Nguyen 09/15/1962 Ba Ria VT Nam 38000 5
TENPHG MAPHG
Nghien cuu 5
Dieu hanh 4
Quan ly 1
R
S
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 22
Khóa ngoại (Forein Key)
ƒ Xét 2 lược đồ R và S 
- Gọi FK là tập thuộc tính khác rỗng của R 
- FK là khóa ngoại (Foreign Key) của R khi
y Các thuộc tính trong FK phải có cùng miền giá
trị với các thuộc tính khóa chính của S
y Giá trị tại FK của một bộ t1∈R∗ Hoặc bằng giá trị tại khóa chính của một bộ
t2∈S∗ Hoặc bằng giá trị rỗng
ƒ Ví dụ
NHANVIEN( MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG, MAPHG )
PHONGBAN(TENPHG, MAPHG)
Khóa chính
Khóa ngoại
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 23
Khóa ngoại (tt)
ƒ Nhận xét
- Trong một lược đồ quan hệ, một thuộc tính vừa 
có thể tham gia vào khóa chính, vừa tham gia 
vào khóa ngoại
- Khóa ngoại có thể tham chiếu đến khóa chính 
trên cùng 1 lược đồ quan hệ
- Có thể có nhiều khóa ngoại tham chiếu đến cùng 
một khóa chính
- Ràng buộc tham chiếu = Ràng buộc khóa ngoại
- Tên của khóa ngoại không bắt buộc phải trùng 
tên với tên của khóa chính mà nó được tham 
chiếu
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 24
Khóa ngoại (tt)
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 25
Nội dung chi tiết
ƒ Giới thiệu
ƒ Các khái niệm của mô hình quan hệ
ƒ Ràng buộc toàn vẹn
ƒ Các đặc trưng của quan hệ
ƒ Chuyển lược đồ E/R sang thiết kế quan hệ
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 26
Các đặc trưng của quan hệ
ƒ Thứ tự các bộ trong quan hệ là không quan trọng
ƒ Thứ tự giữa các giá trị trong một bộ là quan trọng
TungNguyen 12/08/1955 638 NVC Q5 Nam 40000 5
TENNVHONV NGSINH DCHI PHAI LUONG PHG
HangBui 07/19/1968 332 NTH Q1 Nu 25000 4
NhuLe 06/20/1951 291 HVH QPN Nu 43000 4
HungNguyen 09/15/1962 null Nam 38000 5
Bộ 
khác
Bộ 
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 27
Các đặc trưng của quan hệ (tt)
ƒ Mỗi giá trị trong một bộ
- Hoặc là một giá trị nguyên tố
- Hoặc là một giá trị rỗng (null)
- Các thuộc tính gộp hoặc thuộc tính đa trị 
không được phép tồn tại
ƒ Trong một quan hệ Không có bộ nào trùng nhau
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 28
Nội dung chi tiết
ƒ Giới thiệu
ƒ Các khái niệm của mô hình quan hệ
ƒ Ràng buộc toàn vẹn
ƒ Các đặc trưng của quan hệ
ƒ Chuyển lược đồ E/R sang thiết kế quan hệ
- Các qui tắc chuyển đổi
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 29
Các qui tắc chuyển đổi
ƒ Qui tắc 1: Tập thực thể
- Các tập thực thể chuyển thành các quan hệ có
cùng tên và tập thuộc tính
NHANVIENTENNV
NGSINH DCHI
PHAI
LUONG
HONV
MANV
Lam_viec
La_truong_phong
PHONGBAN
MAPHGTENPHG
(1,1) (1,n)
(1,1)(1,1)
NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG)
PHONGBAN(MAPHG ,TENPHG)
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 30
Các qui tắc chuyển đổi (tt)
ƒ Qui tắc 2: Mối quan hệ - Nhiều-Nhiều
Tạo một quan hệ mới có
- Tên quan hệ là tên của mối quan hệ
- Thuộc tính là những thuộc tính khóa của các tập 
thực thể liên quan
- Khóa của lược đồ là cả hai khóa của 2 quan hệ n-n
DEAN
TENDA
DDIEM_DA
MADA
NHANVIENTENNV
NGSINH DCHI
PHAI
LUONG
HONV
MANV
Phan_cong
(1,n) (1,n)
THOIGIAN
PHANCONG(MANV, MADA, THOIGIAN)
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 31
Trường hợp có > 2 QH n-n
LOP
MALOP SISOTENLOP
PhanCong
MONHOC
DVHTTENMH
(1,n)
MAMH
GIANGVIEN
MAGV HOCVITENGV
(1,n)
(1,n)
Phancong(MAGV,MAMH,MALOP)
Khóa của lược đồ QH PhanCong là cả 3 khóa 
của 3 thực thể LOP,GIANGVIEN,MONHOC
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 32
Các qui tắc chuyển đổi (tt)
ƒ Qui tắc 3: Mối quan hệ Một-Nhiều
y Thêm vào quan-hệ-một thuộc tính khóa của 
quan-hệ-nhiều
NHANVIENTENNV
NGSINH DCHI
PHAI
LUONG
HONV
MANV
Lam_viec PHONGBAN
MAPHGTENPHG
(1,1) (1,n)
NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NGSINH, DCHI, PHAI, LUONG, MAPHG)
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 33
Các qui tắc chuyển đổi (tt)
ƒ Qui tắc 4: Mối quan hệ - Một-Một
y Hoặc thêm vào quan hệ này thuộc tính khóa 
của quan hệ kia
y Hoặc thêm thuộc tính khóa vào cả 2 quan hệ
NHANVIENTENNV
NGSINH DCHI
PHAI
LUONG
HONV
MANV
La_truong_phong
PHONGBAN
MAPHGTENPHG
(1,1) (1,1)
NG_NHANCHUC
PHONGBAN(MAPHG, TENPHG, MANV, NG_NHANCHUC)
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 34
Các qui tắc chuyển đổi (tt)
ƒ Qui tắc 5: Thực thể yếu
- Chuyển thành một quan hệ
y Có cùng tên với thực thể yếu
y Thêm vào thuộc tính khóa của quan hệ liên 
quan
NHANVIENTENNV
NGSINH DCHI
PHAI
LUONG
HONV
MANV
THANNHAN(MANV, TENTN, PHAI, NGSINH, QUANHE)
THANNHAN
TENTN
PHAI
NGSINH
QUANHECo_than_nhan
(1,1)
(1,n)
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 35
Lược đồ CSDL
SinhVien(MASV, HOTENSV, PHAI, NGAYSINH, 
NOISINH,TINH, MALOP)
Lop(MALOP,TENLOP,MAKHOA)
Khoa(MAKHOA,TENKHOA)
Cơ sở dữ liệu - Khoa ĐT TH - CĐ KTCN Đồng Nai 36
Bài tập về nhà
ƒ Đọc lại bài giảng
ƒ Chuyển tất cả các bài tập chương trước (Mô hình 
E/R sang Mo hình Relation) sang chương này
ƒ Xem trước bài đại số quan hệ - và ngôn ngữ SQL