Các khái niệm về hệ quản trị csdl

CHƯƠNG 2 - MÔ HÌNH QUAN HỆ THỰC THỂ

VÀ CHUẨN HÓA DỮ LIỆU

1. 
   Giới thiệu
   

2. 
   Mô hình hóa dữ liệu
   

Quá trình áp dụng mô hình dữ liệu thích hợp cho dữ liệu, để tổ chức và cấu trúc dữ liệu được gọi là mô hình hóa dữ liệu (Data Modeling).

Mô hình hóa dữ liệu cần thiết với phát triển CSDL giống như việc hoạch định và thiết kế đối với sự phát triển dự án. Xây dựng CSDL không có mô hình dữ liệu giống như việc phát triển dự án không có kế hoạch và không có bản thiết kế. Các mô hình dữ liệu giúp nhà phát triển định nghĩa các bảng quan hệ, các khóa chính và khóa ngoại, thủ tục lưu trữ và các trigger cần thiết trong CSDL.

Mô hình hóa dữ liệu có thể được chia làm ba bước chính sau:

• 
  Mô hình hóa dữ liệu ý niệm (Conceptual Data Modeling)
  

• 
  Mô hình hóa dữ liệu logic (Logical Data Modeling)
  

• 
  Mô hình hóa dữ liệu vật lý (Physical Data Modeling)
  

Hình 2.1 thể hiện các bước trong mô hình hóa dữ liệu.

3. 
   Mô hình quan hệ thực thể (E-R)
   

• 
  Các mô hình logic dựa trên đối tượng (Object-based logical models)
  
• 
  Các mô hình logic dựa trên bản ghi (Record-based logical model)
  
• 
  Các mô hình vật lý (Physical models)
  

Mô hình E-R bao gồm năm thành phần chính:

• 
  Thực thể (entity)
  

• 
  Mối quan hệ (Relationship)
  

• 
  Thuộc tính (Attributes)
  

• 
  Tập thực thể (Entity set)
  

• 
  Tập các mối quan hệ (Relationship Set)
  

Các thành phần mô hình E-R khác nhau được thể hiện trong hình 2.3

Như đã giải thích ở trên, mối quan hệ gắn kết một hay nhiều thực thể với nhau. Các mối quan hệ được phân thành các loại sau:

• 
  Các mối quan hệ tự thân (Self relationships)
  

• 
  Các mối quan hệ nhị phân (Binary relationships)
  

• 
  Các mối quan hệ chạn ba (Ternary relationships)
  

Các mối quan hệ có thể được phân loại theo yếu tố ánh xạ như sau:

• 
  Một Một (one-to-one)
  

Xét mối quan hệ giữa vehicle (xe) và registration (đăng ký). Mỗi xe có một đăng ký duy nhất. Không có hai xe có cùng một đăng ký. Quan hệ này Một – Một, nghĩa là một xe – một đăng ký. Yếu tố ánh xạ có thể được thể hiện như trong hình 2.7.

• 
  Một - Nhiều (one-to-many)
  

Xét mối quan hệ giữa khách hàng (customer) và các xe của khách hàng (customer’s vehicle). Một khách hàng có thể có nhiều hơn một xe. Vì thế, ánh xạ là Một-Nhiều (one-to-many), nghĩa là một khách hàng – một hoặc nhiều xe. Ánh xạ này có thể được thể hiện như trong hình 2.8.

• 
  Nhiều Một (many-to-one)
  

Xét mối quan hệ giữa vehicle (xe) và manufacturer (nhà sản xuất). Mọi xe chỉ có một công ty sản xuất hoặc tổ hợp lắp ráp. Cùng một công ty hoặc tổ hợp lắp ráp có thể sản xuất nhiều hơn một loại xe. Mối quan hệ “manufactured by” gắn kết giữa xe với nhà sản xuất. Sự ánh xạ có thể nhận thấy trong hình 2.9.

• 
  Nhiều - Nhiều (many-to-many)
  

Xét mối quan hệ giữa khách hàng (customer) của ngân hàng và tài khoản (account) của khách hàng. Một khách hàng có thể có nhiều hơn một tài khoản và một tài khoản có thể có nhiều hơn một khách hàng là chủ sở hữu. Vì thế, ánh xạ là Nhiều-Nhiều (many-to-many), nghĩa là một hoặc nhiều khách hàng được kết hợp với một hoặc nhiều tài khoản. Sự ánh xạ có thể nhận thấy trong hình 2.10.

Một số khái niệm bổ sung trong mô hình E-R là:

• 
  Khóa chính (primary key)
  

Enrollment_number (số đăng ký)	Name (tên)	Grade (Mức độ)	Division (Phân loại)
786	Ashley	Seven	B
957	Joseph	Five	A
1011	Kelly	One	A

• 
  Tập thực thể yếu (Weak entity sets)
  

• 
  Tập thực thể mạnh (Strong entity sets)
  

Xét kịch bản một viện đào tạo, khi kết thúc mỗi học kỳ, các sinh viên cần phải hoàn tất và nộp các bài tập (assignment). Thầy giáo theo dõi các bài tập do sinh viên nộp. Bây giờ, một bài tập (assignment) và một sinh viên (student) có thể được xét như hai thực thể riêng biệt. Các thực thể assignment có thể được nhóm lại để hình thành tập thực thể assignment và các thực thể student có thể được nhóm lại để tạo thành tập thực thể student. Các tập thực thể được kết hợp bởi quan hệ “submitted by”.

Các thuộc tính, assignment_number và subject, không đủ để định rõ duy nhất một thực thể assignment. Riêng thuộc tính roll_number đủ để định rõ duy nhất bất kỳ thực thể sinh viên nào. Vì thế, roll_number là khóa chính cho tập thực thể sinh viên. Tập thực thể assignment là tập thực thể yếu do thiếu khóa chính. Tập thực thể student là tập thực thể mạnh do có sự hiện hiện của thuộc tính khóa chính roll_number

Lược đồ quan hệ (E-R) là sự biểu diễn bằng đồ họa mô hình E-R. Lược đồ E-R, với sự trợ giúp của nhiều ký hiệu, biểu diễn một cách hiệu quả nhiều thành phần của mô hình E-R. Các ký hiệu được sử dụng cho nhiều thành phần được chỉ rõ trong bảng 2.2.

Các thuộc tính trong mô hình E-R có thể được phân chia tiếp thành:

• 
  Multi-valued (Đa trị)
  

• 
  Composite (Phức hợp)
  

Thuộc tính địa chỉ(address) thường là thuộc tính phức hợp, chứa các thuộc tính như là street (đường), area (khu vực).v..v. Ký hiệu và ví dụ của thuộc tính phức hợp có thể nhận rõ trong hình 2.13.

• 
  Derived (Dẫn xuất)
  

Thuộc tính age (tuổi) của một người là ví dụ phù hợp nhất cho thuộc tính dẫn xuất. Đối với thực thể person (người) cụ thể, tuổi của một người có thể được xác định từ ngày hiện tại và ngày sinh. Ký hiệu và ví dụ của thuộc tính dẫn xuất được minh họa trong hình 2.14.

Các bước tạo lược đồ E-R:

Bước 1: Tập hợp dữ liệu

Ngân hàng là tập hợp các tài khoản tiết kiệm được sử dụng bởi khách hàng.

Bước 2: Nhận ra các thực thể

1. 
   Customer (Khách hàng)
   
2. 
   Account (Tài khoản)
   

1. 
   Customer: customer_name, customer_address, customer_contact
   
2. 
   Account: account_number, account_owner, balance_amount
   

1. 
   Tập thực thể Customer: tập thực thể yếu.
   
2. 
   Tập thực thể Account: tập thực thể mạnh
   

1. 
   Tập thực thể Customer: customer_address – phức hợp, customer_contact – đa trị
   
2. 
   Tập thực thể Account: account_number  khóa chính (primary key), account_owner – đa trị
   

Một customer gởi tiết kiệm vào account. Quan hệ là “saves in”

Bước 7: Vẽ lược đồ sử dụng các ký hiệu



Hình 2.16: Lược đồ E-R cho kịch bản ngân hàng