›
›

Bài giảng Cơ sở dữ liệu - Bài 4: Ngôn ngữ đại số quan hệ

ppt 40 trang hapham 2410
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Cơ sở dữ liệu - Bài 4: Ngôn ngữ đại số quan hệ", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pptbai_giang_co_so_du_lieu_bai_4_ngon_ngu_dai_so_quan_he.ppt

Nội dung text: Bài giảng Cơ sở dữ liệu - Bài 4: Ngôn ngữ đại số quan hệ

  1. Bài 4: Ngôn ngữ đại số quan hệ Khoa HTTT-Đại học CNTT 1
  2. Nội dung 1. Giới thiệu 2. Biểu thức đại số quan hệ 3. Các phép toán 4. Biểu thức đại số quan hệ 5. Ví dụ Khoa HTTT-Đại học CNTT 2
  3. 1. Giới thiệu w Đại số quan hệ (ĐSQH) có nền tảng toán học (cụ thể là lý thuyết tập hợp) để mô hình hóa CSDL quan hệ. Đối tượng xử lý là các quan hệ trong cơ sở dữ liệu quan hệ. w Chức năng: n Cho phép mô tả các phép toán rút trích dữ liệu từ các quan hệ trong cơ sở dữ liệu quan hệ. n Cho phép tối ưu quá trình rút trích bằng các phép toán có sẵn của lý thuyết tập hợp. Khoa HTTT-Đại học CNTT 3
  4. 2. Biểu thức ĐSQH w Biểu thức ĐSQH là một biểu thức gồm các phép toán ĐSQH. w Biểu thức ĐSQH được xem như một quan hệ (không có tên). w Có thể đặt tên cho quan hệ được tạo từ một biểu thức ĐSQH. w Có thể đổi tên các thuộc tính của quan hệ được tạo từ một biểu thức ĐSQH. Khoa HTTT-Đại học CNTT 4
  5. 3. Các phép toán 3.1 Giới thiệu 3.2 Phép chọn 3.3 Phép chiếu 3.4 Phép gán 3.5 Các phép toán trên tập hợp 3.6 Phép kết 3.7 Phép chia 3.8 Hàm tính toán và gom nhóm Khoa HTTT-Đại học CNTT 5
  6. 3.1 Giới thiệu (1) w Có năm phép toán cơ bản: n Chọn ( ) hoặc ( : ) n Chiếu ( ) hoặc ( [] ) n Tích ( ) n Hiệu ( ) n Hội ( ) Khoa HTTT-Đại học CNTT 6
  7. 3.1 Giới thiệu (2) w Các phép toán khác không cơ bản nhưng hữu ích: n Giao ( ) n Kết ( ) n Chia ( ) n Phép bù ( ) n Đổi tên ( ) n Phép gán (  ) w Kết quả sau khi thực hiện các phép toán là các quan hệ, do đó có thể kết hợp giữa các phép toán để tạo nên phép toán mới. Khoa HTTT-Đại học CNTT 7
  8. 3.2 Phép chọn (Selection) w Trích chọn các bộ (dòng) từ quan hệ R. Các bộ được trích chọn phải thỏa mãn điều kiện chọn p. w Ký hiệu: w Định nghĩa: p(t):thỏa điều kiện p w Kết quả trả về là một quan hệ, có cùng danh sách thuộc tính với quan hệ R. Không có kết quả trùng. w Phép chọn có tính giao hoán Khoa HTTT-Đại học CNTT 8
  9. Lược đồ CSDL quản lý giáo vụ HOCVIEN (MAHV, HO, TEN, NGSINH, GIOITINH, NOISINH, MALOP) LOP (MALOP, TENLOP, TRGLOP, SISO, MAGVCN) KHOA (MAKHOA, TENKHOA, NGTLAP, TRGKHOA) MONHOC (MAMH, TENMH, TCLT, TCTH, MAKHOA) DIEUKIEN (MAMH, MAMH_TRUOC) GIAOVIEN(MAGV,HOTEN,HOCVI,HOCHAM,GIOITINH,NGSINH,NGVL, HESO, MUCLUONG, MAKHOA) GIANGDAY(MALOP,MAMH,MAGV,HOCKY, NAM,TUNGAY,DENNGAY) KETQUATHI (MAHV, MAMH, LANTHI, NGTHI, DIEM, KQUA) Khoa HTTT-Đại học CNTT 9
  10. 3.2 Ví dụ phép chọn § Tìm những học viên có giới tính là nam và có nơi sinh ở TpHCM (Gioitinh=‘Nam’)(Noisinh=‘TpHCM’)(HOCVIEN) HOCVIEN Mahv HoTen Gioitinh Noisinh Malop K1103 Ha Duy Lap Nam Nghe An K11 K1102 Tran Ngoc Han Nu Kien Giang K11 K1104 Tran Ngoc Linh Nu Tay Ninh K11 K1105 Tran Minh Long Nam TpHCM K11 K1106 Le Nhat Minh Nam TpHCM K11 Khoa HTTT-Đại học CNTT 10
  11. 3.3 Phép chiếu (Project) w Sử dụng để trích chọn giá trị một vài thuộc tính của quan hệ w Ký hiệu: trong đó Ai là tên các thuộc tính được chiếu. w Kết quả trả về một quan hệ có k thuộc tính theo thứ tự như liệt kê. Các dòng trùng nhau chỉ lấy một. w Phép chiếu không có tính giao hoán Khoa HTTT-Đại học CNTT 11
  12. 3.3 Ví dụ § Tìm mã số, họ tên những học viên có giới tính là nam và có nơi sinh ở TpHCM Mahv,Hoten(Gioitinh=‘Nam’)(Noisinh=‘TpHCM’)(HOCVIEN) HOCVIEN Mahv HoTen Gioitinh Noisinh Malop K1103 Ha Duy Lap Nam Nghe An K11 K1102 Tran Ngoc Han Nu Kien Giang K11 K1104 Tran Ngoc Linh Nu Tay Ninh K11 K1105 Tran Minh Long Nam TpHCM K11 K1106 Le Nhat Minh Nam TpHCM K11 Khoa HTTT-Đại học CNTT 12
  13. 3.4 Phép gán (Assignment) w Dùng để diễn tả câu truy vấn phức tạp. w Ký hiệu: A  B w Ví dụ: R(HO,TEN,LUONG) HONV,TENNV,LUONG(NHANVIEN) w Kết quả bên phải của phép gán được gán cho biến quan hệ nằm bên trái. Khoa HTTT-Đại học CNTT 13
  14. 3.5 Các phép toán tập hợp 3.5.1 Giới thiệu 3.5.2 Phép hội 3.5.3 Phép trừ 3.5.4 Phép giao 3.5.5 Phép tích Khoa HTTT-Đại học CNTT 14
  15. 3.5.1 Giới thiệu w Các phép toán thực hiện trên 2 quan hệ xuất phát từ lý thuyết tập hợp của toán học: phép hội (RS), phép giao (RS), phép trừ (R-S), phép tích (R S). w Đối với các phép hội, giao, trừ, các quan hệ R và S phải khả hợp: n Số lượng thuộc tính của R và S phải bằng nhau: R(A1,A2, An) và S(B1,B2, Bn) n Miền giá trị của thuộc tính phải tương thích dom(Ai)=dom(Bi) w Quan hệ kết quả của phép hội, giao, trừ có cùng tên thuộc tính với quan hệ đầu tiên. Khoa HTTT-Đại học CNTT 15
  16. 3.5.2 Phép hội (Union) w Ký hiệu: RS w Định nghĩa: trong đó R,S là hai quan hệ khả hợp. w Ví dụ: Học viên được khen thưởng đợt 1 hoặc đợt 2 DOT1 DOT2 Mahv Hoten Mahv Hoten Mahv Hoten K1101 Le Kieu My K1103 Le Van Tam K1101 Le Kieu My K1103 Le Van Tam K1114 Tran Ngoc Han K1114 Tran Ngoc Han K1114 Tran Ngoc Han K1203 Le Thanh Hau K1203 Le Thanh Hau K1308 Nguyen Gia K1308 Nguyen Gia DOT1DOT2 Khoa HTTT-Đại học CNTT 16
  17. 3.5.3 Phép trừ (Set Difference) w Ký hiệu: R-S w Định nghĩa: trong đó R,S là hai quan hệ khả hợp. w Ví dụ: Học viên được khen thưởng đợt 1 nhưng không được khen thưởng đợt 2 DOT1 DOT2 Mahv Hoten Mahv Hoten Mahv Hoten K1103 Le Van Tam K1103 Le Van Tam K1101 Le Kieu My K1203 Le Thanh Hau K1114 Tran Ngoc Han K1114 Tran Ngoc Han K1308 Nguyen Gia K1203 Le Thanh Hau DOT1- DOT2 K1308 Nguyen Gia Khoa HTTT-Đại học CNTT 17
  18. 3.5.4 Phép giao (Set-Intersection) w Ký hiệu: RS w Định nghĩa: trong đó R,S là hai quan hệ khả hợp. Hoặc RS = R – (R – S) w Ví dụ: Học viên được khen thưởng cả hai đợt 1 và 2 KT_D1 KT_D2 Mahv Hoten Mahv Hoten Mahv Hoten K1114 Tran Ngoc Han K1103 Le Van Tam K1101 Le Kieu My K1114 Tran Ngoc Han K1114 Tran Ngoc Han K1203 Le Thanh Hau DOT1 DOT2 K1308 Nguyen Gia Khoa HTTT-Đại học CNTT 18
  19. 3.5.5 Phép tích (1) w Ký hiệu: R S w Định nghĩa: w Nếu R có n bộ và S có m bộ thì kết quả là n*m bộ KQ(A1,A2, Am,B1,B2, Bn)  R(A1,A2, Am) S(B1,B2, Bn) w Phép tích thường dùng kết hợp với các phép chọn để kết hợp các bộ có liên quan từ hai quan hệ. w Ví dụ: từ hai quan hệ HOCVIEN và MONHOC, có tất cả những trường hợp nào “học viên đăng ký học môn học”, giả sử không có bất kỳ điều kiện nào Khoa HTTT-Đại học CNTT 19
  20. 3.5.5 Phép tích (2) HOCVIEN MONHOC Mahv Hoten Mamh Mahv Hoten Mamh K1103 Le Van Tam CTRR K1103 Le Van Tam CTRR K1114 Tran Ngoc Han CTRR K1114 Tran Ngoc Han THDC K1203 Le Thanh Hau CTRR K1203 Le Thanh Hau CTDL K1103 Le Van Tam THDC K1114 Tran Ngoc Han THDC K1203 Le Thanh Hau THDC K1103 Le Van Tam CTDL K1114 Tran Ngoc Han CTDL K1203 Le Thanh Hau CTDL HOCVIEN MONHOC Khoa HTTT-Đại học CNTT 20
  21. 3.6 Phép kết 3.6.1 Phép kết 3.6.2 Phép kết bằng, phép kết tự nhiên 3.6.3 Phép kết ngoài Khoa HTTT-Đại học CNTT 21
  22. 3.6.1 Phép kết (Theta-Join) (1) w Theta-join (): Tương tự như phép tích kết hợp với phép chọn. Điều kiện chọn gọi là điều kiện kết. w Ký hiệu: trong đó R,S là các quan hệ, p là điều kiện kết w Các bộ có giá trị NULL tại thuộc tính kết nối không xuất hiện trong kết quả của phép kết. w Phép kết với điều kiện tổng quát gọi là -kết với  là một trong những phép so sánh ( , , , , , ) Khoa HTTT-Đại học CNTT 22
  23. 3.6.1 Phép kết (2) R S A1 A2 B1 B2 B3 1 2 8 0 4 A1 A2 B1 B2 B3 1 2 0 2 8 1 2 1 0 7 1 8 7 8 7 1 8 8 0 4 0 0 8 0 4 1 8 1 0 7 8 4 1 0 7 8 4 0 2 8 0 3 2 1 5 8 4 8 0 4 8 4 1 0 7 8 4 2 1 5 Khoa HTTT-Đại học CNTT 23
  24. 3.6.2 Phép kết bằng, kết tự nhiên w Nếu  là phép so sánh bằng (=), phép kết gọi là phép kết bằng (equi-join). Ký hiệu: w Nếu điều kiện của equi-join là các thuộc tính giống nhau thì gọi là phép kết tự nhiên (natural-join). Khi đó kết quả của phép kết loại bỏ bớt 1 cột (bỏ 1 trong 2 cột giống nhau) Ký hiệu: hoặc Khoa HTTT-Đại học CNTT 24
  25. 3.6.3 Phép kết ngoài (outer join) w Mở rộng phép kết để tránh mất thông tin w Thực hiện phép kết và sau đó thêm vào kết quả của phép kết các bộ của quan hệ mà không phù hợp với các bộ trong quan hệ kia. w Có 3 loại: n Left outer join R S n Right outer join R S n Full outer join R S w Ví dụ: In ra danh sách tất cả các học viên và điểm số của các môn học mà học viên đó thi (nếu có) Khoa HTTT-Đại học CNTT 25
  26. 3.6.3 Phép kết ngoài (2) mahv w HOCVIEN KETQUATHI HOCVIEN Mahv Hoten Mahv Hoten Mahv Mamh Diem HV01 Nguyen Van Lan HV01 Nguyen Van Lan HV01 CSDL 7.0 HV02 Tran Hong Son HV01 Nguyen Van Lan HV01 CTRR 8.5 HV03 Nguyen Le HV02 Tran Hong Son HV02 CSDL 8.5 HV04 Le Minh HV03 Nguyen Le HV03 CTRR 9.0 HV04 Le Minh Null Null Null KETQUATHI Mahv Mamh Diem HV01 CSDL 7.0 HV02 CSDL 8.5 HV01 CTRR 8.5 HV03 CTRR 9.0 Khoa HTTT-Đại học CNTT 26
  27. 3.7 Phép chia (Division) w Được dùng để lấy ra một số bộ trong quan hệ R sao cho thỏa với tất cả các bộ trong quan hệ S w Ký hiệu R  S n R(Z) và S(X) l Z là tập thuộc tính của R, X là tập thuộc tính của S l X  Z w Kết quả của phép chia là một quan hệ T(Y) n Với Y=Z-X n Có t là một bộ của T nếu với mọi bộ tS S, tồn tại bộ tR R thỏa 2 điều kiện R(Z) S(X) T(Y) l tR(Y) = t l tR(X) = tS(X) X Y Khoa HTTT-Đại học CNTT 27
  28. 3.7 Phép chia (2) w Ví dụ R  S R A B C D E S D E A B C a a 1 a 1 a  a  a 1 b 1  a  a  b 1  a  a 1  a  b 3  a  a 1  a  b 1  a  b 1 Khoa HTTT-Đại học CNTT 28
  29. 3.7 Phép chia (3) w Ví dụ: Cho biết mã học viên thi tất cả các môn học n Quan hệ: KETQUA, MON HOC n Thuộc tính: MAHV KETQUATHI MONHOC Mahv Mahv Mamh Diem Mamh Tenmh HV01 HV01 CSDL 7.0 CSDL Co so du lieu HV03 HV02 CSDL 8.5 CTRR Cau truc roi rac KETQUAMONHOC HV01 CTRR 8.5 THDC Tin hoc dai cuong HV03 CTRR 9.0 MONHOC HV01 THDC 7.0 HV02 THDC 5.0 HV03 THDC 7.5 HV03 CSDL 6.0 KETQUA Khoa HTTT-Đại học CNTT 29
  30. 3.7 Phép chia (4) w Biểu diễn phép chia thông qua tập đầy đủ các phép toán ĐSQH Q1  Y (R) Q2  Q1 S Q3  Y(Q2 R) T  Q1 Q3 Khoa HTTT-Đại học CNTT 30
  31. 3.8 Hàm tính toán và gom nhóm (1) w Hàm tính toán gồm các hàm: avg(giatri), min(giatri), max(giatri), sum(giatri), count(giatri). w Phép toán gom nhóm: n E là biểu thức đại số quan hệ n Gi là thuộc tính gom nhóm (rỗng, nếu không gom nhóm) n Fi là hàm tính toán n Ai là tên thuộc tính Khoa HTTT-Đại học CNTT 31
  32. 3.8 Hàm tính toán và gom nhóm (2) w Điểm thi cao nhất, thấp nhất, trung bình của môn CSDL ? w Điểm thi cao nhất, thấp nhất, trung bình của từng môn ? Khoa HTTT-Đại học CNTT 32
  33. Bài tập Lược đồ CSDL quản lý bán hàng gồm có các quan hệ sau: KHACHHANG (MAKH, HOTEN, DCHI, SODT, NGSINH, DOANHSO, NGDK) NHANVIEN (MANV,HOTEN, NGVL, SODT) SANPHAM (MASP,TENSP, DVT, NUOCSX, GIA) HOADON (SOHD, NGHD, MAKH, MANV, TRIGIA) CTHD (SOHD,MASP,SL) Khoa HTTT-Đại học CNTT 33
  34. Mô tả các câu truy vấn sau bằng ĐSQH 1. In ra danh sách các sản phẩm (MASP,TENSP) do “Trung Quốc” sản xuất có giá từ 30.000 đến 40.000 2. In ra danh sách các khách hàng (MAKH, HOTEN) đã mua hàng trong ngày 1/1/2007. 3. In ra danh sách các sản phẩm (MASP,TENSP) do “Trung Quoc” sản xuất hoặc các sản phẩm được bán ra trong ngày 1/1/2007. 4. Tìm các số hóa đơn mua cùng lúc 2 sản phẩm có mã số “BB01” và “BB02”. 5. In ra danh sách các sản phẩm (MASP,TENSP) do “Trung Quoc” sản xuất không bán được trong năm 2006. 6. Tìm số hóa đơn đã mua tất cả các sản phẩm do Singapore sản xuất Khoa HTTT-Đại học CNTT 34
  35. Câu 1 w In ra danh sách các sản phẩm (MASP, TENSP) do “Trung Quốc” sản xuất có giá từ 30.000 đến 40.000. Khoa HTTT-Đại học CNTT 35
  36. Câu 2 w In ra danh sách các khách hàng (MAKH, HOTEN) đã mua hàng trong ngày 1/1/2007. Khoa HTTT-Đại học CNTT 36
  37. Câu 3 w In ra danh sách các sản phẩm do “Trung Quoc” sản xuất hoặc các sản phẩm được bán ra trong ngày 1/1/2007. Hoặc Khoa HTTT-Đại học CNTT 37
  38. Câu 4 w Tìm các số hóa đơn đã mua cùng lúc các sản phẩm có mã số “BB01” và “BB02”. Hoặc Khoa HTTT-Đại học CNTT 38
  39. Câu 5 w In ra danh sách các sản phẩm do “TrungQuoc” sản xuất không bán được trong năm 2006. Khoa HTTT-Đại học CNTT 39
  40. Câu 6 w Tìm số hóa đơn đã mua tất cả các sản phẩm do Singapore sản xuất Khoa HTTT-Đại học CNTT 40