Bài giảng Cơ sở dữ liệu - Chương 2: Mô hình thực thể liên kết

Nội dung text: Bài giảng Cơ sở dữ liệu - Chương 2: Mô hình thực thể liên kết

1. Chương 2 Mô hình thực thể liên kết (Entity-Relationship)
2. Nội dung chi tiết Quá trình thiết kế CSDL Mô hình thực thể liên kết (ER) Thiết kế Ví dụ Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 2
3. Quá trình thiết kế CSDL Lược đồ HQT CSDL Ý tưởng thiết kế E/R quan hệ quan hệ Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 3
4. Quá trình thiết kế CSDL (tt) Thế giới thực Phân tích yêu cầu Các yêu cầu về chức năng Các yêu cầu về dữ liệu Phân tích chức năng TK quan niệm Các đặc tả chức năng Lược đồ quan niệm Độc lập HQT Thiết kế mức logic Phụ thuộc Lược đồ logic Thiết kế HQT cụ thể chương trình ứng dụng Thiết kế mức vật lý Lược đồ trong Chương trình ứng dụng Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 4
5. Nội dung chi tiết Quá trình thiết kế CSDL Mô hình thực thể - liên kết - Thực thể - Thuộc tính - Ràng buộc trên kiểu liên kết - Lược đồ thực thể - liên kết - Thực thể yếu Thiết kế Ví dụ Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 5
6. Mô hình thực thể - liên kết Được dùng để thiết kế CSDL ở mức quan niệm Biểu diễn trừu tượng cấu trúc của CSDL Lược đồ thực thể- liên kết (Entity-Relationship Diagram) - Tập thực thể (Entity Sets) - Thuộc tính (Attributes) - Mối quan hệ (Relationship) Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 6
7. Tập thực thể Một thực thể là một đối tượng của thế giới thực. Thực thể được mô tả bởi một tập các thuộc tính Tập hợp các thực thể giống nhau tạo thành 1 tập thực thể Chú ý - Thực thể (Entity) Cấu trúc của dữ liệu - Đối tượng (Object) Thao tác trên dữ liệu - Tập thực thể (Entity set) - Lớp đối tượng (Class of objects) Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 7
8. Tập thực thể (tt) Ví dụ “Quản lý đề án công ty” - Một nhân viên là một thực thể - Tập hợp các nhân viên là tập thực thể - Một đề án là một thực thể - Tập hợp các đề án là tập thực thể - Một phòng ban là một thực thể - Tập hợp các phòng ban là tập thực thể Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 8
9. Thuộc tính Là tập các giá trị có thể gán cho thuộc tính đối với mỗi thực thể riêng biệt Miền giá trị của thuộc tính (domain) - Kiểu chuỗi (string) - Kiểu số nguyên (integer) - Kiểu số thực Ví dụ tập thực thể NHANVIEN có các thuộc tính - Họ tên (hoten: string[20]) - Ngày sinh (ns: date) - Điểm TB (DTB:float) - Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 9
10. Thuộc tính (tính chất) Loại thuộc tính - Thuộc tính đơn – không thể tách nhỏ ra được - Thuộc tính phức hợp – có thể tách ra thành các thành phần nhỏ hơn Loại giá trị của thuộc tính - Đơn trị: các thuộc tính có giá trị duy nhất cho một thực thể (VD: số CMND, ) - Đa trị: các thuộc tính có một tập giá trị cho cùng một thực thể (VD: bằng cấp, ) - Suy diễn được (năm sinh  → tuổi) Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 10
11. Thuộc tính (tính chất) Tất cả các thực thể nằm trong tập thực thể có cùng tập thuộc tính Mỗi thực thể đều được phân biệt bởi một thuộc tính khóa Mỗi thuộc tính đều có miền giá trị tương ứng với nó Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 11
12. Thuộc tính (tính chất) Ví dụ tập thực thể NHANVIEN có các thuộc tính - Mã NV (MaNV: integer) - Họ tên (Hoten: string[50]) - Ngày sinh (ns:date) - Địa chỉ (diachi:string[100]) - Quê quán (quequan:string[30]) - Hệ số lương (hsluong:float) - Hệ số phụ cấp (hsphucap:float) - Tổng lương (tongluong:float) Loại thuộc tính? Miền giá trị? Và loại giá trị của tt? Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 12
13. Mối quan hệ Quan hệ: Là sự liên kết giữa 2 hay nhiều tập thực thể Ví dụ giữa tập thực thể NHANVIEN và PHONGBAN có các liên kết - Một nhân viên thuộc một phòng ban nào đó - Một phòng ban có một nhân viên làm trưởng phòng Tập các quan hệ: là tập hợp các mối quan hệ giống nhau Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 13
14. Lược đồ ER Là đồ thị biểu diễn các tập thực thể, thuộc tính và mối quan hệ - Đỉnh Tên tập thực thể Tập thực thể Tên thuộc tính Thuộc tính Tên quan hệ Quan hệ - Cung là đường nối giữa  Tập thực thể và thuộc tính  Mối quan hệ và tập thực thể Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 14
15. Ví dụ lược đồ ER Kiểu liên kết NGSINH LUONG DCHI TENPHG HONV TENNV NHANVIEN Lam_viec PHONGBAN PHAI La_truong_phong Phu_trach DDIEM_DA Phan_cong DEAN TENDA Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 15
16. Ví dụ lược đồ ER (tt) Thể hiện liên kết Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 16
17. Thể hiện của lược đồ ER Một CSDL được mô tả bởi lược đồ ER sẽ chứa đựng những dữ liệu cụ thể gọi là thể hiện CSDL - Mỗi tập thực thể sẽ có tập hợp hữu hạn các thực thể  Giả sử tập thực thể NHANVIEN có các thực thể như NV1, NV2, NVn - Mỗi thực thể sẽ có 1 giá trị cụ thể tại mỗi thuộc tính  NV1 có TENNV=“Tung”, NS=“08/12/1955”, GT=“‘Nam”  NV2 có TENNV= “Hang”, NS=“07/19/1966”, GT=“Nu” Chú ý - Không lưu trữ lược đồ ER trong CSDL  Khái niệm trừu tượng - Lược đồ ER chỉ giúp ta thiết kế CSDL trước khi chuyển các quan hệ và dữ liệu xuống mức vật lý Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 17
18. Ràng buộc trên kiểu liên kết Thể hiện CSDL còn chứa các mối quan hệ cụ thể - Cho mối quan hệ R kết nối n tập thực thể E1, E2, , En - Thể hiện của R là tập hữu hạn các danh sách (e1, e2, , en) - Trong đó ei là các giá trị được chọn từ các tập thực thể Ei Xét mối quan hệ NHANVIEN Lam_viec PHONGBAN NHANVIEN PHONGBAN (Tung, Nghien cuu) Tung Nghien cuu (Hang, Dieu hanh) Hang Dieu hanh (Vinh, Quan ly) Vinh Quan ly Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 18
19. Ràng buộc trên kiểu liên kết(tt) Xét mối quan hệ nhị phân R (binary relationship) giữa 2 tập thực thể A và B, ràng buộc liên kết bao gồm 1 n - Một-Nhiều A Quan_hệ B 1 1 - Một-Một A Quan_hệ B n 1 - Nhiều-Một A Quan_hệ B n m - Nhiều-Nhiều A Quan_hệ B Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 19
20. Ràng buộc trên kiểu liên kết(tt) (min, max) chỉ định mỗi thực thể e E tham gia ít nhất và nhiều nhất vào thể hiện của R (min, max) (min, max) E Quan_hệ F  (0,1) – không hoặc 1  (1,1) – duy nhất 1  (0,n) – không hoặc nhiều  (1,n) – một hoặc nhiều Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 20
21. Ràng buộc trên kiểu liên kết(tt) Ví dụ - Một phòng ban có nhiều nhân viên (1,n) NV Lam_viec PB - Một nhân viên chỉ thuộc 1 phòng ban (1,1) NV Lam_viec PB - Một nhân viên có thể được phân công vào nhiều đề án hoặc không được phân công vào đề án nào (0,n) NV Phan_cong DA - Một nhân viên có thể là trưởng phòng của 1 phòng ban nào đó (0,1) NV La_truong_phong PB Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 21
22. Ràng buộc trên kiểu liên kết(tt) Một loại thực thể có thể tham gia nhiều lần vào một quan hệ với nhiều vai trò khác nhau La nguoi quan ly NHANVIEN Quan_ly (0,n) Duoc quan ly boi (0,1) Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 22
23. Thuộc tính trên mối quan hệ Thuộc tính trên mối quan hệ mô tả tính chất cho mối quan hệ đó Thuộc tính này không thể gắn liền với những thực thể tham gia vào mối quan hệ (0,n) (1,n) NHANVIEN Lam_viec DUAN THGIAN Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 23
24. Thuộc tính khóa Các thực thể trong tập thực thể cần phải được phân biệt Khóa K của tập thực thể E là một hay nhiều thuộc tính sao cho - Lấy ra 2 thực thể bất kỳ e1, và e2 trong E - Thì e1 và e2 không thể có các giá trị giống nhau tại các thuộc tính trong K Chú ý - Mỗi tập thực thể phải có 1 khóa - Một khóa có thể có 1 hay nhiều thuộc tính - Có thể có nhiều khóa trong 1 tập thực thể, ta sẽ chọn ra 1 khóa làm khóa chính cho tập thực thể đó Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 24
25. Ví dụ thuộc tính khóa MANV NGSINH LUONG DCHI MAPHG TENPB HONV TENNV NHANVIEN Lam_viec PHONGBAN GT La_truong_phong Phu_trach DDIEM_DA Phan_cong DUAN TENDA MADA Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 25
26. Ràng buộc tham gia từ thời gian MANV MAPHG NHANVIEN Là trưởng phòng PHONGBAN Xét ví dụ trên - Có phải phòng nào cũng có trưởng phòng không?  Nếu có → đó là ràng buộc tham gia giữa thực thể NHANVIEN và PHONGBAN.  Tham gia toàn bộ vào liên kết - Có phải nhân viên nào cũng là trưởng phòng?  Sai → tham gia bộ phân vào liên kết Biểu diễn -  hoặc = Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 26
27. Tập thực thể yếu Là thực thể mà khóa có được từ những thuộc tính của tập thực thể khác Thực thể yếu (weak entity set) phải tham gia vào mối quan hệ mà trong đó có một tập thực thể chính (kiểu thực thể chủ) Mô tả kiểu thực thể yếu bằng hình thoi và hình chữ nhật nét đôi 1 n NHANVIEN có CON Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 27
28. Tập thực thể yếu (tt) Ví dụ 1 MANV NS LUONG DCHI HONV (1,n) TENNV NHANVIEN Co_than_nhan QUANHE NS GT (1,1) GT THANNHAN TENTN Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 28
29. Tập thực thể yếu (tt) Ví dụ 2 MAHD NGAYHD TONGTIEN HOA_DON (1,n) HD_CT (1,1) SL_HH CHI_TIET SOTIEN (1,1) HH_CT (1,n) TENHH HANG_HOA DGIA MAHH Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 29
30. Nội dung chi tiết Quá trình thiết kế CSDL Mô hình thực thể - liên kết Thiết kế - Các bước thiết kế - Nguyên lý thiết kế Ví dụ Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 30
31. Các ký hiệu Thuộc tính phức hợp Thuộc tính suy diễn được Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 31
32. Các bước thiết kế Xác định tập thực thể Xác định mối quan hệ Xác định thuộc tính và gắn thuộc tính cho tập thực thể và mối quan hệ Quyết định miền giá trị cho thuộc tính Quyết định thuộc tính khóa Quyết định (min, max) cho mối quan hệ Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 32
33. Qui tắc thiết kế Chính xác Tránh trùng lặp Dễ hiểu Chọn đúng mối quan hệ Chọn đúng kiểu thuộc tính Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 33
34. Nội dung chi tiết Quá trình thiết kế CSDL Mô hình thực thể - kết hợp Thiết kế Ví dụ - Quản lý đề án công ty Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 34
35. Ví dụ ‘Quản lý đề án công ty’ CSDL đề án công ty theo dõi các thông tin liên quan đến nhân viên, phòng ban và đề án - Cty có nhiều đơn vị, mỗi đơn vị có tên duy nhất, mã đơn vị duy nhất, một trưởng phòng và ngày nhận chức. Mỗi đơn vị có thể ở nhiều địa điểm khác nhau. - Dự án có tên duy nhất, mã duy nhất, do 1 một phòng ban chủ trì và được triển khai ở 1 địa điểm. - Nhân viên có mã số, tên, địa chỉ, ngày sinh, giới tính và lương. Mỗi nhân viên làm việc ở 1 phòng ban, tham gia vào các đề án với số giờ làm việc khác nhau. Mỗi nhân viên đều có một người quản lý trực tiếp. - Một nhân viên có thể có những người con được hưởng bảo hiểm theo nhân viên. Mỗi người con của nhân viên có tên, giới tính, ngày sinh. Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 35
36. Ví dụ (tt) Họđệm Tên Ngàysinh Ngày bắt đầu Giớitính Lương Địachỉ Họtên Mãsố Tên Địađiểm Quảnlý Mã số NHÂNVIÊN ĐƠNVỊ Làmviệccho Giám sát Có Sốgiờ Kiểm soát Làmviệc trên DỰÁN CON Tên Mãsố Địađiểm Tên Ngàysinh Giớitính Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 36
37. Ví dụ (tt) Họđệm Tên Ngàysinh Ngày bắt đầu Giớitính Lương Địachỉ Họtên Mãsố Tên Địađiểm Quảnlý (1,1) Mã số NHÂNVIÊN ĐƠNVỊ (0,N) (1,1) (0,1) (1,N) (0,N) (0,N) Làmviệccho Giám sát (1,N) Có Sốgiờ Kiểm soát (1,1) Làmviệc (1,N) (1,1) trên DỰÁN CON Tên Mãsố Địađiểm Tên Ngàysinh Giớitính Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 37
38. Tài liệu tham khảo Giáo trình CSDL - Chương 2 Database management system - Chapter 2 An introduction to Database System - Chapter 13 Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 38
39. Bài tập về nhà Bài tập - Hoàn chỉnh lược đồ ER cho ví dụ “Quản lý đề án công ty” - Các bài tập 1 và 2 trong chương 2  Xây dựng mô hình ER cho CSDL TRƯỜNG  Xây dựng mô hình ER cho CSDL THƯ VIỆN Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 39
40. BT 1 Hãy xây dựng lược đồ ER cho CSDL “TRƯỜNG”, dựa trên các ghi chép sau: - Trường được chia thành các trường con: Trường KHTN, Trường KHXH, Trường Công nghệ, . Mỗi trường có một hiệu trưởng quản lý. Mỗi hiệu trưởng quản lý một trường. - Mỗi trường có nhiều khoa. Chẳng hạn, trường KHTN có các khoa Toán, Lý, Hoá, Mỗi một khoa chỉ thuộc về một trường. Thông tin về Khoa gồm Mã khoa, tên khoa, địa chỉ, số điện thoại, tên trường. - Mỗi Khoa cung cấp nhiều môn học. Mỗi môn học gồm có Tên môn học, mã số, số đơn vị học trình, trình độ, tên Khoa. - Mỗi môn học có thể có nhiều học phần.Mỗi học phần được lưu giữ bằng các thông tin: Mã học phần, Tên môn học, Tên giáo viên dạy, học kỳ. - Mỗi khoa có nhiều giáo viên làm việc, nhưng mỗi giáo viên chỉ làm việc cho một khoa. Mỗi một khoa có một chủ nhiệm khoa, đó là một giáo viên. - Mỗi giáo viên có thể dạy nhiều nhất là 4 học phần và cũng có thể không dạy học phần nào. - Mỗi sinh viên phải học nhiều học phần. - Mỗi một khoa có nhiều sinh viên, mỗi sinh viên chỉ thuộc về một khoa. Thông tin về mỗi sinh viên gồm: Mã sinh viên, Họ tên, địa chỉ, ngày sinh, giới tính, Lớp, Tên Khoa và chế độ đào tạo. - Mỗi sinh viên có một người giám sát (giáo viên chủ nhiệm), người đó là một giáo viên. - Sau mỗi học kỳ sẽ có một danh sách điểm để phân loại. Nó gồm các thông tin: Mã sinh viên, mã học phần, điểm bằng chữ, điểm bằng số. Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 40
41. BT 2 Hãy xây dựng lược đồ ER cho CSDL “THƯ VIỆN”, dựa trên các ghi chép sau: - Thư viện được chia ra thành các nhánh. Thông tin về mỗi nhánh gồm có Mã nhánh, Tên nhánh và Địa chỉ. - Mỗi cuốn sách trong thư viện có các thông tin về Mã sách, Tên sách Nhà xuất bản và Tác giả - Một tác giả có thể viết nhiều cuốn sách. Một cuốn sách có thể có nhiều tác giả viết. - Một nhà xuất bản xuất bản nhiều cuốn sách. Một cuốn sách do một nhà xuất bản xuất bản. Thông tin về Nhà xuất bản gồm có Tên, Địachỉ và Sốđiệnthoại. - Một cuốn sách có thể có nhiều bản sao được lưu trữ tại các nhánh. Thông tin về bản sao sách gồm Mã sách, số các bản sao. - Thư viện có những người mượn sách. Thông tin về những người mượn sách gồm có Số thẻ, Họ tên, Địa chỉ và Số điện thoại. - Sách được cho các người mượn mượn tại các nhánh. Thông tin về một lần mượn gồm có Ngày mượn và ngày trả. Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 41
42. Nhập môn Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT 42