CƠ SỞ DỮ LIỆU
( Databases )

Chương 2: Mô hình dữ liệu quan hệ



Nội dung
2.1. Các khái niệm cơ bản
2.2. Các phép toán trên đại số tập hợp
2.3. các phép toán trên đại số quan hệ



Chương 2 - Mô hình dữ liệu quan hệ

2


Giới thiệu
Do tiến sĩ E. F. Codd đưa ra
– “A Relation Model for Large Shared Data Banks”,
Communications of ACM, 6/1970

Cung cấp một cấu trúc dữ liệu đơn giản và đồng bộ
– Khái niệm quan hệ

Có nền tảng lý thuyết vững chắc
– Lý thuyết tập hợp

Là cơ sở của các HQT CSDL thương mại


TENNV

HONV

NS

DIACHI

GT

LUONG

PHG

Tung

Nguyen

12/08/1955

638 NVC Q5

Nam

40000

5

Hang


09/15/1962

Ba Ria VT

Nam

38000

5

1 dòng là 1 nhân viên

Tên quan hệ là NHANVIEN



Chương 2 - Mô hình dữ liệu quan hệ

5

2.1.1. Quan hệ (tt)
Quan hệ gồm
– Tên
– Tập hợp các cột
• Cố định
• Được đặt tên
• Có kiểu dữ liệu

– Tập hợp các dòng

Tung

12/08/1955

638 NVC Q5

Nam

40000

5

Bui

Hang

07/19/1968

332 NTH Q1

Nu

25000

4

Le

Nhu



Chương 2 - Mô hình dữ liệu quan hệ

7

Các đặc trưng của quan hệ (tt)
Mỗi giá trị trong một bộ
– Hoặc là một giá trị nguyên tố
– Hoặc là một giá trị rỗng (null)

Không có bộ nào trùng nhau trong một thể hiện của
quan hệ



Chương 2 - Mô hình dữ liệu quan hệ

8


2.1.2. Thuộc tính - Attribute
Tên các cột của quan hệ
Mô tả ý nghĩa cho các giá trị tại cột đó
Thuộc tính

TENNV

HONV

NS


Nu

25000

4

Nhu

Le

06/20/1951

291 HVH QPN

Nu

43000

4

Hung

Nguyen

09/15/1962

Ba Ria VT

Nam

2.1.3. Bộ - Tuple (tt)
Miền giá trị: là tập các giá trị nguyên tố gắn liền với
một thuộc tính
– Kiểu dữ liệu cơ sở
• Chuỗi ký tự (string)
• Số (integer)

– Các kiểu dữ liệu phức tạp
•
•
•
•

Tập hợp (set)
Danh sách (list)
Mảng (array)
Bản ghi (record)

Không được chấp nhận

Ví dụ
– TENNV: string
– LUONG: integer


Chương 2 - Mô hình dữ liệu quan hệ

11

2.1.4. Lược đồ quan hệ



Chương 2 - Mô hình dữ liệu quan hệ

13

2.1.4. Lược đồ quan hệ (tt)
Định nghĩa hình thức 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 quan hệ

Bậc của lược đồ quan hệ
– Là số lượng thuộc tính trong lược đồ

Lực lượng của quan hệ
– Là số dòng (bộ) trong quan hệ

Ví dụ:
– NHANVIEN
(MANV:integer,
NGSINH:date,
DCHI:string,
DONVI:integer)

TENNV:string,
HONV:string,
GT:string,
LUONG:integer,


PHG

t1

Tung

Nguyen

12/08/1955

638 NVC Q5

Nam

40000

5

t2

Hang

Bui

07/19/1968

332 NTH Q1

Nu


Nam

38000

5

Vj


Chương 2 - Mô hình dữ liệu quan hệ

15

2.1.6. Khóa (Keys)
Siêu khóa (Super Key)
– Khóa của quan hệ R(A1, A2, A3,…, An) là tập các thuộc
tính K thỏa mãn: ∀ bộ q1, q2 của R đều tồn tại thuộc
tính A ∈ K sao cho q1[A] ≠ q2[A]

K là siêu khóa của quan hệ R nếu K’ ⊆ K cũng là
khóa của R
Các bộ trong quan hệ phải khác nhau từng đôi một



Chương 2 - Mô hình dữ liệu quan hệ

16




Chương 2 - Mô hình dữ liệu quan hệ

18


2.1.6. Khóa (tt)
Khóa dự phòng (Alternate key)
– Là các khóa dự tuyển không được chọn làm khóa
chính
– Trong ví dụ:
NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NS, DCHI, GT, LUONG, PHG)

Khóa dự phòng là: (TENNV, HONV, NSNV)



19

Chương 2 - Mô hình dữ liệu quan hệ

2.1.6. Khóa (tt)
Tham chiếu:
– 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
TENPHG

S


Tung

Nguyen

12/08/1955

638 NVC Q5

Nam

40000

5

Hang

Bui

07/19/1968

332 NTH Q1

Nu

25000

4

Nhu


20


2.1.6. Khóa (tt)
Khóa ngoại – Foreign key
– 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 các thuộc tính
trong FK phải có cùng miền giá trị với các thuộc tính
khóa chính của S. 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

Ví dụ

Quan hệ tham chiếu

NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NS, DCHI, GT, LUONG, PHG)
PHONGBAN(TENPHG, MAPHG)
Khóa ngoại
Quan hệ bị
tham chiếu


Khóa chính
Chương 2 - Mô hình dữ liệu quan hệ

21


23

2.1.7. Phụ thuộc hàm
Định nghĩa:
– Quan hệ R được định nghĩa trên tập thuộc tính U =
{A1…An} X, Y⊂ U là 2 tập con của U. Nếu tồn tại một
ánh xạ f: X → Y thì ta nói rằng X xác định hàm Y, hay Y
phụ thuộc hàm vào X và ký hiệu là X → Y.

Ví dụ:
NHANVIEN(MANV, TENNV, HONV, NS, DIACHI, GT, LUONG, PHG)
PHONGBAN(MAPHG, TENPHG, TRPHG, NG_NHANCHUC)
DIADIEM_PHG(MAPHG, DIADIEM)
THANNHAN(MA_NVIEN, TENTN, GT, NS, QUANHE)
DEAN(TENDA, MADA, DDIEM_DA, PHONG)
Quan hệ NHANVIEN có phụ thuộc hàm: MANV → {TENNV, HONV, NS, DIACHI}
Quan hệ PHONGBAN có phụ thuộc ham: MAPHG → {TENPHG}


Chương 2 - Mô hình dữ liệu quan hệ

24


2.1.8. Ràng buộc toàn vẹn
RBTV (Integrity Constraint)
– Là những qui tắc, điều kiện, ràng buộc cần được thỏa
mãn trong một thể hiện của CSDL quan hệ

RBTV được mô tả khi định nghĩa lược đồ quan hệ

2.1.8. Ràng buộc toàn vẹn (tt)
Biểu diễn ràng buộc tham chiếu



Chương 2 - Mô hình dữ liệu quan hệ

27

2.1.9. Các phép toán cơ bản trên quan hệ
Phép thêm một bộ mới vào quan hệ
– Việc thêm một bộ giá trị mới t vào quan hệ R (A1, A2,
A3,...,An) làm cho thể hiện TR của nó tăng thêm một
phần tử mới:
– INSERT (R; Ai1= v1, Ai2 = v2, ... Aim= vm)
trong đó vi ∈ Dom (Aii)
– Phép thêm mới có thể không thực hiện được hoặc làm
mất đi tính toàn vẹn của CSDL
• Giá trị khóa chính = null
• Bộ mới không phù hợp kiểu giá trị của thuộc tính nào đó.
• Giá trị mới thêm không thuộc miền giá trị



Chương 2 - Mô hình dữ liệu quan hệ

28


2.1.9. Các phép toán cơ bản …(tt)

Chương 2 - Mô hình dữ liệu quan hệ

30


2.2. Các phép toán trên ĐS tập hợp
Tính khả hợp (Tương thích đồng nhất - Union Compatibility)
– Hai lược đồ quan hệ R(A1, A2, …, An) và S(B1, B2, …, Bn) là khả
hợp nếu
• Cùng bậc n
• Và có DOM(Ai)=DOM(Bi) , 1≤ i ≤ n

Kết quả của ∪, ∩, và − là một quan hệ có cùng tên thuộc tính
với quan hệ đầu tiên (R)



31

Chương 2 - Mô hình dữ liệu quan hệ

2.2.1. Phép hợp
Cho 2 quan hệ R và S khả hợp
Phép hợp của R và S
– Ký hiệu R ∪ S
– Là một quan hệ gồm các bộ thuộc R hoặc thuộc S,
hoặc cả hai (các bộ trùng lắp sẽ bị bỏ)

Ví dụ
R


A

B

2

α

1

3

α

2

β

1

β

3

R∪S

Chương 2 - Mô hình dữ liệu quan hệ

32


2

β

3

β

3

S



R∩S

A

B

α
β

2
3

33

Chương 2 - Mô hình dữ liệu quan hệ

2

β

3

β

1



S

R-S

A

B

α
β

2
1

Chương 2 - Mô hình dữ liệu quan hệ

34



1

β

2

R×S

B

C

D

α

10

+

β

10

+

β

20


α

1

β

10

+

α

1

β

20

-

α

1

γ

10

-


β

2

γ

10

-

Chương 2 - Mô hình dữ liệu quan hệ

36


2.2.5. Phép chia
Được dùng để lấy ra một số bộ trong quan hệ R sao
cho thỏa với tất cả các bộ trong quan hệ S
Ký hiệu R ÷ S
– R(Z) và S(X)
• Z là tập thuộc tính của R, X là tập thuộc tính của S
• X⊆Z

Kết quả của phép chia là một quan hệ T(Y)
– Với Y=Z-X
– Có t là một bộ của T nếu với mọi bộ tS∈S, tồn tại bộ
tR∈R thỏa 2 điều kiện
• tR(Y) = t
• tR(X) = tS(X)

α

a

α

a

α

a

γ

α

a

β

D

E

1

a

a


a

γ

a

1

γ

a

γ

b

1

γ

a

β

b

1





2.3. Các phép toán trên ĐS quan hệ
Phép chiếu
Phép chọn
Phép kết nối 2 quan hệ
Các phép kết nối khác.



39

Chương 2 - Mô hình dữ liệu quan hệ

2.3.1. Phép chiếu (Projection)
Được dùng để lấy ra một vài cột của quan hệ R
Ký hiệu

π

A1, A2, …, Ak(R)

Kết quả trả về là một quan hệ
– Có k thuộc tính
– Có số bộ luôn ít hơn hoặc bằng số bộ của R

Ví dụ
R




R

π

A,C (R)

A

C

α

1

β

1

β

2

Chương 2 - Mô hình dữ liệu quan hệ

40


Phép chiếu (tt)
Phép chiếu không có tính giao hoán





Chương 2 - Mô hình dữ liệu quan hệ

41

Ví dụ

Cho biết Họ tên và Lương của các nhân viên

π


HONV, TENNV, LUONG(NHANVIEN)

Chương 2 - Mô hình dữ liệu quan hệ

42


Ví dụ (tt)
Cho biết mã nhân viên có tham gia đề án hoặc có
thân nhân

π
π
π

MANV(PHANCONG)


(THANNHAN)

MANV

Cho biết mã nhân viên không có thân nhân nào



Chương 2 - Mô hình dữ liệu quan hệ

44


Ví dụ (tt)
Cho biết mã nhân viên có người thân và có tham gia
đề án

π

MANV(PHANCONG)

∩

π

(THANNHAN)

MANV


Predicate là biểu thức gồm các mệnh đề có dạng
– <tên thuộc tính> <hằng số>
– <tên thuộc tính> <tên thuộc tính>
• gồm < , > , ≤ , ≥ , ≠ , =
• Các mệnh đề được nối lại nhờ các phép ∧ , ∨ , ¬



Chương 2 - Mô hình dữ liệu quan hệ

46


2.3.2. Phép chọn (tt)
Kết quả trả về là một quan hệ
– Có cùng danh sách thuộc tính với R
– Có số bộ luôn ít hơn hoặc bằng số bộ của R

Ví dụ
R

A

B

C

D

α




R

σ

A

B

C

D

α

α

1

7

β

β

23

10

Kết hợp nhiều phép chọn thành 1 phép chọn

σ (σ
p1



p2

(R)) =

σ

p2 ∧p1

(R)

Chương 2 - Mô hình dữ liệu quan hệ

48


2.3.2. Phép chọn (tt)
Ví dụ 1: Cho biết các nhân viên ở phòng số 4
– Quan hệ: NHANVIEN(MANV, HONV, TENNV, PHG,…)
– Thuộc tính: PHG
– Điều kiện: PHG=4

σ


50