Giáo Trình Cơ Sở Dữ Liệu Tại Trường Cao Đẳng Xây Dựng Số 1

Giáo trình Cơ sở dữ liệu cao đẳng xây dựng số 1 biên soạn theo chương trình đào tạo chuẩn, phù hợp sinh viên ngành xây dựng hiện nay

• Tác giả: Ths. Lê Thị Lưỡng
• Trường học: Cao đẳng Xây dựng số 1
• Chuyên ngành: Công nghệ thông tin
• Đề tài: Giáo Trình Cơ Sở Dữ Liệu
• Loại tài liệu: giáo trình
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU
• 1.1. Vai trò của cơ sở dữ liệu
• 1.2. Một số khái niệm cơ bản
• 1.3. Cơ sở dữ liệu
• 1.4. Mô hình dữ liệu
• 1.5. Kiến trúc của một cơ sở dữ liệu
• 1.6. Phân loại các hệ cơ sở dữ liệu
• 1.7. Câu lệnh chức năng
• 1.8. Hệ thống kiến thức
• 1.9. Các bài tập chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: CÁC MÔ HÌNH DỮ LIỆU
• 2.1. Mô hình thực thể kết hợp
• 2.2. Mô hình ER
• 2.3. Mô hình quan hệ
• 3. CHƯƠNG 3: LÝ THUYẾT THIẾT KẾ CSDL QUAN HỆ
• 3.1. Phụ thuộc hàm của mô hình quan hệ
• 3.1.1. Định nghĩa phụ thuộc hàm
• 3.1.2. Các tính chất của lược đồ quan hệ
• 3.2. Bao đóng của mô hình quan hệ
• 3.2.1. Bao đóng của tập phụ thuộc tính
• 3.2.2. Bao đóng của tập phụ thuộc hàm
• 3.3. Khóa và siêu khóa của lược đồ quan hệ
• 3.4. Dạng chuẩn BCNF (Boyce - Codd Normal Form)
• 3.5. Tách các lược đồ quan hệ
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng quan về Giáo Trình Cơ Sở Dữ Liệu Cao Đẳng Xây Dựng Số 1

Giáo trình Cơ sở dữ liệu Cao đẳng Xây dựng số 1 được biên soạn nhằm cung cấp kiến thức cơ bản về cơ sở dữ liệu cho sinh viên ngành Công nghệ thông tin. Nội dung giáo trình bao gồm các khái niệm, mô hình và lý thuyết thiết kế cơ sở dữ liệu, giúp sinh viên nắm vững kiến thức cần thiết để áp dụng trong thực tiễn.

1.1. Mục tiêu của Giáo Trình Cơ Sở Dữ Liệu

Giáo trình này nhằm trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản về cơ sở dữ liệu, từ lý thuyết đến thực hành. Sinh viên sẽ hiểu rõ vai trò và tầm quan trọng của cơ sở dữ liệu trong ngành xây dựng.

1.2. Nội dung chính của Giáo Trình

Nội dung giáo trình bao gồm ba chương chính: Tổng quan về cơ sở dữ liệu, các mô hình dữ liệu và lý thuyết thiết kế CSDL quan hệ. Mỗi chương đều được trình bày rõ ràng, dễ hiểu.

II. Vấn đề và Thách thức trong Cơ Sở Dữ Liệu

Trong quá trình học tập và ứng dụng cơ sở dữ liệu, sinh viên thường gặp phải nhiều thách thức như quản lý dữ liệu, bảo mật thông tin và tối ưu hóa truy vấn. Những vấn đề này cần được giải quyết để đảm bảo hiệu quả trong việc sử dụng cơ sở dữ liệu.

2.1. Quản lý Dữ liệu và Tính Chính xác

Quản lý dữ liệu là một trong những thách thức lớn nhất. Sinh viên cần nắm vững các khái niệm về tính chính xác và toàn vẹn của dữ liệu trong cơ sở dữ liệu.

2.2. Bảo mật Thông tin trong Cơ Sở Dữ Liệu

Bảo mật thông tin là vấn đề quan trọng trong cơ sở dữ liệu. Sinh viên cần hiểu rõ các phương pháp bảo mật và phân quyền truy cập để bảo vệ dữ liệu.

III. Phương pháp Giải quyết Vấn đề trong Cơ Sở Dữ Liệu

Để giải quyết các vấn đề trong cơ sở dữ liệu, giáo trình cung cấp nhiều phương pháp và kỹ thuật khác nhau. Những phương pháp này giúp sinh viên có thể áp dụng vào thực tiễn một cách hiệu quả.

3.1. Thiết kế Cơ Sở Dữ Liệu Hiệu Quả

Thiết kế cơ sở dữ liệu hiệu quả là bước đầu tiên để giải quyết các vấn đề. Sinh viên sẽ học cách xây dựng mô hình dữ liệu phù hợp với yêu cầu thực tế.

3.2. Tối ưu hóa Truy vấn Dữ liệu

Tối ưu hóa truy vấn là một kỹ thuật quan trọng giúp cải thiện hiệu suất của cơ sở dữ liệu. Sinh viên sẽ được hướng dẫn cách viết truy vấn SQL hiệu quả.

IV. Ứng dụng Thực tiễn của Cơ Sở Dữ Liệu trong Xây Dựng

Ứng dụng của cơ sở dữ liệu trong ngành xây dựng rất đa dạng, từ quản lý dự án đến lưu trữ thông tin. Giáo trình cung cấp các ví dụ thực tiễn để sinh viên có thể hình dung rõ hơn về ứng dụng của kiến thức đã học.

4.1. Quản lý Dự án Xây Dựng

Sử dụng cơ sở dữ liệu để quản lý thông tin dự án giúp tiết kiệm thời gian và nâng cao hiệu quả công việc. Sinh viên sẽ học cách xây dựng hệ thống quản lý dự án.

4.2. Lưu trữ và Truy xuất Thông tin

Lưu trữ và truy xuất thông tin là một trong những ứng dụng chính của cơ sở dữ liệu. Sinh viên sẽ được hướng dẫn cách sử dụng SQL để truy xuất dữ liệu một cách hiệu quả.

V. Kết luận và Tương lai của Cơ Sở Dữ Liệu

Kết luận, giáo trình Cơ sở dữ liệu Cao đẳng Xây dựng số 1 không chỉ cung cấp kiến thức lý thuyết mà còn giúp sinh viên áp dụng vào thực tiễn. Tương lai của cơ sở dữ liệu trong ngành xây dựng hứa hẹn sẽ phát triển mạnh mẽ với sự tiến bộ của công nghệ.

5.1. Xu hướng Phát triển Cơ Sở Dữ Liệu

Xu hướng phát triển cơ sở dữ liệu trong ngành xây dựng đang ngày càng gia tăng. Sinh viên cần nắm bắt các công nghệ mới để không bị lạc hậu.

5.2. Tầm quan trọng của Cơ Sở Dữ Liệu trong Tương lai

Tầm quan trọng của cơ sở dữ liệu trong tương lai không thể phủ nhận. Nó sẽ là nền tảng cho nhiều ứng dụng công nghệ mới trong ngành xây dựng.

Nội dung chính

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Cơ sở dữ liệu (Mã môn học: MH12) là tài liệu học tập chính khóa thuộc khối kiến thức cơ sở ngành, được ban hành kèm theo Quyết định số 368ĐT/QĐ-CĐXD1 ngày 10 tháng 8 năm 2021 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Xây dựng số 1 (Bộ Xây dựng). Môn học được bố trí giảng dạy tại học kỳ thứ 02 trong chương trình đào tạo trình độ Cao đẳng ngành Công nghệ thông tin và không yêu cầu môn học tiên quyết.

Mục tiêu học tập của giáo trình được xác định cụ thể theo ba chuẩn đầu ra:

• Về kiến thức: Cung cấp hệ thống lý thuyết về vai trò và mô hình cơ sở dữ liệu; mô hình thực thể liên kết (E-R), mô hình quan hệ và quy tắc chuyển đổi giữa các mô hình; lý thuyết thiết kế cơ sở dữ liệu quan hệ gồm phụ thuộc hàm, bao đóng, khóa, siêu khóa và các dạng chuẩn hóa lược đồ.
• Về kỹ năng: Trang bị năng lực giải quyết bài toán truy vấn bằng ngôn ngữ đại số quan hệ, thao tác lệnh SQL và thiết kế cơ sở dữ liệu đạt các dạng chuẩn hóa.
• Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Hình thành tác phong công nghiệp, tư duy làm việc độc lập và kỹ năng phối hợp nhóm trong giải quyết kỹ thuật.

Cấu trúc giáo trình gồm 03 chương được xây dựng theo tiến trình tuyến tính: từ tổng quan khái niệm và hệ quản trị (Chương 1), chuyển tiếp sang biểu diễn dữ liệu mức quan niệm và logic (Chương 2), đến kỹ thuật tối ưu hóa toán học cho lược đồ quan hệ (Chương 3). Giáo trình do ThS. Lê Thị Lương làm chủ biên cùng tập thể giảng viên Bộ môn Tin học cơ sở biên soạn, kết hợp giữa nền tảng lý thuyết hình thức và hệ thống bài tập thực hành định lượng.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi

                    ┌────────────────────────────────────────────────────────┐
                    │      CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU              │
                    │  • Khái niệm, vai trò, ưu điểm và thách thức CSDL      │
                    │  • Lịch sử mô hình: Mạng, Phân cấp, Quan hệ, E-R, HĐT  │
                    │  • Kiến trúc CSDL: Tập trung (Cá nhân, Trung tâm, C/S) │
                    │    và Phân tán (Thuần nhất, Hỗn hợp)                   │
                    │  • Tổng quan ngôn ngữ SQL: Nhóm lệnh DDL và DML        │
                    └───────────────────────────┬────────────────────────────┘
                                                │
                                                ▼
                    ┌────────────────────────────────────────────────────────┐
                    │      CHƯƠNG 2: CÁC MÔ HÌNH DỮ LIỆU                     │
                    │  • Mô hình E-R: Thực thể, Thuộc tính, Liên kết, Bản số │
                    │  • Quy trình 5 bước xây dựng mô hình E-R               │
                    │  • Mô hình quan hệ: Cấu trúc bảng, Miền giá trị Dom(A) │
                    │  • Định nghĩa toán học về Khóa, Siêu khóa, Khóa ngoại  │
                    └───────────────────────────┬────────────────────────────┘
                                                │
                                                ▼
                    ┌────────────────────────────────────────────────────────┐
                    │      CHƯƠNG 3: LÝ THUYẾT THIẾT KẾ CSDL QUAN HỆ         │
                    │  • Phụ thuộc hàm (PTH): Định nghĩa, Phân rã, Tựa bắc cầu│
                    │  • Bao đóng tập thuộc tính X+, Thuật toán tìm khóa     │
                    │  • Các dạng chuẩn: 1NF, 2NF, 3NF, BCNF                 │
                    │  • Lý thuyết tách lược đồ: Bảo toàn thuộc tính,        │
                    │    Bảo toàn phụ thuộc hàm và Phép tách không mất tin   │
                    └────────────────────────────────────────────────────────┘

Các chương/chủ đề chính

Nội dung toàn bộ giáo trình được phân bố qua 03 chương chuyên đề:

Chương 1: Tổng quan về cơ sở dữ liệu

Chương mở đầu phân tích vai trò của cơ sở dữ liệu (CSDL) trong việc giảm thiểu dư thừa dữ liệu, đảm bảo tính nhất quán và chia sẻ tài nguyên đồng thời; chỉ rõ các thách thức kỹ thuật như bảo mật, phân quyền, tính chủ quyền dữ liệu và hiện tượng khóa chết (DeadLock).

Chương này khái quát tiến trình phát triển của các mô hình dữ liệu lịch sử:

• Mô hình mạng (Network Data Model - Honeywell, 1964–1965)
• Mô hình phân cấp (Hierarchical Data Model - IBM và North American Rockwell, 1965)
• Mô hình quan hệ (Relational Data Model - E. F. Codd, 1970)
• Mô hình thực thể - kết hợp (Entity-Relationship Model - Peter Pin-Shan Chen, 1976)
• Mô hình hướng đối tượng (Object-Oriented Data Model, cuối thập niên 80 - đầu thập niên 90)

Kiến trúc CSDL được phân loại theo hệ tập trung (cá nhân, trung tâm, khách - chủ hoạt động trên cơ chế Remote Procedure Call - RPC) và hệ phân tán (thuần nhất, hỗn hợp). Cuối chương, giáo trình tổng hợp vai trò của ngôn ngữ SQL và bảng danh mục các lệnh thao tác dữ liệu (DML: SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE, TRUNCATE) cùng lệnh định nghĩa dữ liệu (DDL: CREATE TABLE, DROP TABLE, ALTER TABLE, CREATE VIEW, CREATE INDEX, CREATE SCHEMA, CREATE PROCEDURE, CREATE FUNCTION).

Chương 2: Các mô hình dữ liệu

Trọng tâm chương 2 trình bày chi tiết hai mô hình cơ bản:

• Mô hình thực thể kết hợp (E-R): Định nghĩa thực thể, tập thực thể, bản số và phân loại thuộc tính (thuộc tính đơn, thuộc tính kết hợp, thuộc tính rỗng - null value, thuộc tính suy ra). Giáo trình đưa ra quy trình 5 bước xây dựng sơ đồ E-R:
  1. Liệt kê và chọn lọc thông tin
  2. Xác định thực thể và thuộc tính
  3. Xác định mối quan hệ
  4. Vẽ biểu đồ E-R
  5. Chuẩn hóa và rút gọn mô hình
• Mô hình quan hệ: Định nghĩa thuộc tính, tên bảng, kiểu dữ liệu, miền giá trị $\text{Dom}(A)$, giá trị null, khái niệm ngôi của quan hệ (ví dụ: quan hệ 2 ngôi KHOA, quan hệ 5 ngôi SINHVIEN), khóa chính (Primary Key), khóa dự tuyển (Candidate Key), siêu khóa (Superkey) và khóa ngoại (Foreign Key) phục vụ ràng buộc tham chiếu giữa các bảng (ví dụ: liên kết giữa bảng GIANGDAY và LOP).

Chương 3: Lý thuyết thiết kế CSDL quan hệ

Chương 3 cung cấp cơ sở toán học cho việc tối ưu hóa cấu trúc dữ liệu:

• Phụ thuộc hàm (PTH): Định nghĩa hình thức $X \to Y$, phụ thuộc hàm hiển nhiên ($Y \subseteq X$), phụ thuộc hàm đầy đủ/nguyên tố và các tính chất (phân rã, kết hợp, tựa bắc cầu).
• Bao đóng và khóa: Thuật toán tính bao đóng của tập thuộc tính $X^+$ đối với tập phụ thuộc hàm $F$, định nghĩa tập phụ thuộc hàm không dư thừa, thuật toán tìm khóa tối tiểu dựa trên đồ thị có hướng (phân loại nút gốc, nút lá, tập thuộc tính nguồn $N$, tập thuộc tính trung gian $TG$).
• Các dạng chuẩn:
  • Dạng chuẩn 1 (1NF): Mọi thuộc tính đều mang giá trị nguyên tố.
  • Dạng chuẩn 2 (2NF): Đạt 1NF và mọi thuộc tính không khóa đều phụ thuộc hàm đầy đủ vào khóa chính.
  • Dạng chuẩn 3 (3NF): Mọi phụ thuộc hàm $X \to A$ thì $X$ là siêu khóa hoặc $A$ là thuộc tính khóa.
  • Dạng chuẩn Boyce-Codd (BCNF): Mọi phụ thuộc hàm $X \to A$ thì $X$ bắt buộc phải là siêu khóa.
• Phép tách lược đồ quan hệ: Quy tắc bảo toàn thuộc tính ($\bigcup R_i = R$), điều kiện bảo toàn phụ thuộc hàm ($(\bigcup \pi_{R_i}(F))^+ = F^+$), và thuật toán kiểm tra phép tách kết nối không mất thông tin sử dụng bảng ma trận ký hiệu ($a_{ij}, b_{ij}$).

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình hình thành nền tảng lý thuyết thông qua:

• Lý thuyết tập hợp và quan hệ logic: Xây dựng mô hình quan hệ dựa trên khái niệm tích Descartes và các bộ giá trị (tuples), ánh xạ thuộc tính với miền xác định.
• Hệ tiên đề Armstrong và suy diễn phụ thuộc hàm: Cung cấp công cụ chứng minh các tính chất phân rã, kết hợp, bắc cầu và thuật toán rút gọn tập phụ thuộc hàm tương đương.
• Lý thuyết chuẩn hóa hình thức: Thiết lập các tiêu chuẩn từ 1NF đến BCNF nhằm loại trừ các dị thường khi thực hiện thao tác cập nhật, thêm mới và xóa dữ liệu.

Kỹ năng phát triển

Người học được rèn luyện các nhóm năng lực kỹ thuật:

• Kỹ năng phân tích: Khảo sát tân từ bài toán thực tế (quản lý học viên, quản lý đơn hàng, quản lý phòng ban) để xác định thực thể, thuộc tính và ràng buộc toàn vẹn.
• Kỹ năng tính toán và tối ưu: Thực thi thuật toán tính bao đóng $X^+_F$, xác định toàn bộ khóa của lược đồ quan hệ, kiểm tra các điều kiện dạng chuẩn và thực hiện thuật toán ma trận để kiểm tra tính bảo toàn thông tin của phép phân rã.
• Kỹ năng thao tác kỹ thuật: Viết các câu lệnh SQL định nghĩa cấu trúc bảng (CREATE, ALTER), thiết lập ràng buộc toàn vẹn khóa chính - khóa ngoại và thực thi các câu lệnh truy vấn có điều kiện lọc (SELECT ... FROM ... WHERE).

---

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình được thiết kế theo tỷ lệ phân bổ thời gian thực hành chiếm ưu thế, đáp ứng yêu cầu đào tạo kỹ thuật thực hành ở trình độ cao đẳng.

Hoạt động đào tạo	Thời lượng quy định	Tỷ lệ phần trăm
Lý thuyết	15 giờ	20.0%
Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập	57 giờ	76.0%
Kiểm tra định kỳ	03 giờ	4.0%
Tổng thời lượng môn học	75 giờ	100%
Trong đó: Thời lượng giảng dạy trực tuyến	30 giờ	40.0%

Phương pháp triển khai bài tập và tình huống thực hành

Hệ thống bài tập trong giáo trình được chia thành các trường hợp cụ thể:

1. Bài toán Quản lý giảng dạy (Chương 1): Yêu cầu xác định khóa chính và mối quan hệ giữa 5 lược đồ quan hệ:
   • HOCVIEN (MAHV, HO, TEN, NGAYSINH, GIOITINH, NOISINH, MALOP)
   • LOP (MALOP, TENLOP, LOPTRG, SISO, MAGVCN, MACVHT, MACBQL)
   • MONHOC (MAMH, TENMH, SOTC)
   • GIAOVIEN (MAGV, HOTEN, GIOITINH, NLV)
   • GIANGDAY (MALOP, MAMH, MAGV, HOCKY, NAM)
2. Bài toán Quản lý đơn đặt hàng và giao hàng (Chương 2): Hướng dẫn thực hành 5 bước chuẩn hóa sơ đồ E-R, phân tích các thuộc tính từ phiếu đặt hàng và phiếu giao hàng để rút gọn thành thực thể Đơn vị khách.
3. Bài toán Quản lý nhân sự công ty (Chương 2): Xác định thực thể, thuộc tính và vẽ sơ đồ E-R cho bài toán nhân viên trực thuộc phòng ban và chịu sự quản lý trực tiếp từ nhân viên khác.
4. Hệ thống bài tập đại số và phụ thuộc hàm (Chương 3):
   • Chứng minh các tính chất hình thức của phụ thuộc hàm.
   • Tính toán bao đóng: Cho $R(A, B, C, D, E, G)$ và $F={A \to C, A \to EG, B \to D, G \to E}$, tính $A^+_F, CGD^+_F, AB^+_F$.
   • Kiểm tra tư cách thành viên của phụ thuộc hàm: Cho $R(A, B, C, D, E)$ và $F={B \to C, AC \to D, D \to G, AG \to E}$, kiểm tra xem $E \to AC$ và $AD \to BD$ có thuộc $F^+$ không.
   • Thuật toán ma trận: Biến đổi bảng trạng thái 3 dòng 5 cột ($U_1, U_2, U_3$) dựa trên tập phụ thuộc hàm để kiểm tra tính không mất thông tin.

Hướng dẫn tự học và đánh giá

Cuối mỗi chương, giáo trình thiết lập mục "Hệ thống kiến thức đã học", tóm lược mục tiêu lý thuyết, yêu cầu bài tập và công thức toán học cần ghi nhớ. Người học tự đánh giá tiến độ thông qua việc hoàn thành các bài toán chuẩn hóa lược đồ và giải thuật tìm khóa trước các kỳ kiểm tra chính thức (03 giờ).

---

Điểm nổi bật và cập nhật

Giáo trình bổ sung và chuẩn hóa các nội dung học thuật dựa trên đề cương cập nhật năm 2021:

• Bổ sung các lý thuyết thiết kế chuyên sâu: Khắc phục hạn chế của các tài liệu giảng dạy trước đó bằng việc đưa vào thuật toán đồ thị có hướng tìm khóa của quan hệ, định nghĩa mở rộng dạng chuẩn BCNF, và giải thuật kiểm tra bảo toàn phụ thuộc hàm $(\bigcup \pi_{R_i}(F))^+ = F^+$.
• Hệ thống hóa kiến trúc CSDL hiện đại: Cung cấp cấu trúc phân loại đa chiều về hệ CSDL:
  • Phân loại theo cấu trúc: CSDL có cấu trúc, bán cấu trúc, phi cấu trúc.
  • Phân loại theo đặc tính: CSDL kho (Data Warehouse), CSDL ngữ nghĩa, CSDL hoạt động.
  • Phân loại theo mô hình triển khai: CSDL tập trung, phân tán, tập trung có bản sao.
• Tích hợp tiêu chuẩn SQL thương mại: Cung cấp bảng đối chiếu các lệnh SQL chuẩn (DDL/DML) tương thích với các hệ quản trị CSDL phổ biến như Microsoft Access (kiểu text, memo) và SQL Server (kiểu text, char, varchar, nvarchar, smalltime).
• Ứng dụng giải thuật ma trận trực quan: Sử dụng phương pháp kiểm tra phép tách kết nối không mất thông tin qua bảng ma trận biến đổi ký hiệu ($a_j, b_{ij}$), giúp việc đánh giá lược đồ quan hệ trở nên trực quan thay vì chỉ chứng minh thuần túy bằng đại số hình thức.

---

Đối tượng sử dụng giáo trình

Giáo trình phục vụ cho các nhóm đối tượng cụ thể trong đào tạo và nghiên cứu:

                            ┌────────────────────────────────────────────────────────┐
                            │                ĐỐI TƯỢNG SỬ DỤNG                       │
                            └───────────────────────────┬────────────────────────────┘
                                                        │
                      ┌─────────────────────────────────┼─────────────────────────────────┐
                      │                                 │                                 │
                      ▼                                 ▼                                 ▼
        ┌───────────────────────────┐     ┌───────────────────────────┐     ┌───────────────────────────┐
        │  SINH VIÊN CAO ĐẲNG CNTT  │     │   GIẢNG VIÊN CHUYÊN NGÀNH │     │    NGƯỜI TỰ HỌC & TRA CỨU │
        │ • Học kỳ 2, ngành CNTT    │     │ • Khung bài giảng 75 giờ  │     │ • Tự học thiết kế CSDL    │
        │ • Môn học: MH12           │     │ • 15h LT + 57h TH + 3h KT │     │ • Ôn tập thuật toán chuẩn │
        │ • Không cần tiên quyết    │     │ • Hỗ trợ 30h trực tuyến   │     │   hóa và truy vấn SQL     │
        └───────────────────────────┘     └───────────────────────────┘     └───────────────────────────┘

• Sinh viên chính quy: Sinh viên năm thứ nhất (học kỳ 2) ngành Công nghệ thông tin trình độ Cao đẳng tại Trường Cao đẳng Xây dựng số 1 và các cơ sở giáo dục nghề nghiệp tương đương.
• Yêu cầu kiến thức tiên quyết: Giáo trình không đặt điều kiện tiên quyết về môn học trước đó, người học chỉ cần kiến thức tin học cơ sở để tiếp thu các khái niệm.
• Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng làm tài liệu giảng dạy chuẩn hóa thời lượng 75 giờ (phân bổ 15 giờ lý thuyết, 57 giờ thực hành/thảo luận, 03 giờ kiểm tra) và tài liệu cho 30 giờ đào tạo trực tuyến.
• Người tự học và tham khảo kỹ thuật: Kỹ thuật viên phát triển phần mềm cần củng cố phương pháp phân tích mô hình E-R, kỹ thuật chuẩn hóa dữ liệu tránh dư thừa và các cú pháp truy vấn dữ liệu SQL căn bản.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với đối tượng người học nào?

Tài liệu được biên soạn phục vụ trực tiếp cho sinh viên trình độ Cao đẳng ngành Công nghệ thông tin theo khung chương trình môn học mã số MH12, đồng thời có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho người học các chuyên ngành kỹ thuật liên quan.

2. Cần chuẩn bị kiến thức nền tảng nào trước khi học?

Môn học không yêu cầu môn học tiên quyết. Nội dung được trình bày từ các khái niệm cơ bản về bảng, bản ghi, trường dữ liệu đến các thuật toán thiết kế nâng cao.

3. Giáo trình có điểm gì khác biệt so với các tài liệu CSDL khác?

Tài liệu tập trung vào thời lượng thực hành (57/75 giờ), tích hợp chi tiết các thuật toán thiết kế như giải thuật tìm khóa bằng đồ thị có hướng, kiểm tra dạng chuẩn BCNF và phương pháp ma trận kiểm tra tính không mất thông tin của phép tách lược đồ.

4. Phương pháp tự học giáo trình này như thế nào để đạt hiệu quả?

Người học cần bám sát hệ thống mục tiêu ở đầu mỗi chương, thực hiện lần lượt các bước xây dựng mô hình E-R theo ví dụ mẫu (như bài toán Quản lý đơn hàng) và tự giải hệ thống bài tập tính bao đóng, chứng minh phụ thuộc hàm ở cuối Chương 3.

5. Giáo trình sử dụng hệ quản trị cơ sở dữ liệu nào để minh họa?

Giáo trình trình bày cú pháp ngôn ngữ SQL chuẩn và liên hệ trực tiếp với các kiểu dữ liệu trên các hệ quản trị CSDL thương mại gồm Microsoft Access và Microsoft SQL Server.

---

Kết luận

Giáo trình Cơ sở dữ liệu (Chủ biên: ThS. Lê Thị Lương, Trường Cao đẳng Xây dựng số 1) cung cấp hệ thống kiến thức từ khái niệm tổng quan, mô hình thực thể kết hợp (E-R), mô hình quan hệ đến lý thuyết phụ thuộc hàm và các dạng chuẩn hóa (1NF, 2NF, 3NF, BCNF). Lộ trình học tập phân bổ 75 giờ (15 giờ lý thuyết, 57 giờ thực hành, 3 giờ kiểm tra) giúp người học nắm vững phương pháp phân tích và thiết kế tối ưu hệ thống dữ liệu. Tài liệu được lưu hành theo Quyết định số 368ĐT/QĐ-CĐXD1 phục vụ công tác đào tạo và nghiên cứu học thuật nội bộ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Bà XÂY DĀNG TR¯ÞNG CAO ĐẲNG XÂY DĀNG Sà 1 GIÁO TRÌNH MÔN HàC: C¡ Sà Dþ LIÞU NGÀNH: CÔNG NGHÞ THÔNG TIN TRÌNH Đà: CAO ĐÀNG Ban hành kèm theo Quyết định số: 368ĐT/QĐ-CĐXD1 ngày 10 tháng 8 năm 2021 của Hißu trưáng Trưßng Cao đẳng Xây dựng số 1 Hà Nội, năm TUYÊN Bà BÀN QUYÀN Tài liáu này thuác loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể đ°ÿc phép dùng nguyên bản hoÁc trích dùng cho các māc đích về đào tạo và tham khảo. Mãi māc đích khác mang tính lách lạc hoÁc sử dāng vßi māc đích kinh doanh thiÁu lành mạnh s¿ bá nghiêm cấm. 1 LÞI NÓI ĐÀU Giáo trình Cơ sở dữ liệu được biên soạn nhằm phục vụ cho giảng dạy và học tập cho trình độ Cao đẳng ngành công nghß thông tin á trưßng Cao đẳng Xây dựng số 1. C¡ Sà Dþ LIÞU là môn học c¢ sá ngành nhằm cung cấp các kiến thức về nhÿng kiến thức c¢ bản về c¢ sá dÿ lißu, tạo và quản lý c¢ sá dÿ lißu trên phần mềm SQL Giáo trình C¡ Sà Dþ LIÞU do Ths.

Lê Thị Lư¢ng làm chủ biên soạn. Giáo trình này được viết theo đề cư¢ng môn học C¢ sá dÿ lißu. Ngoài ra giáo trình còn bổ sung thêm một số kiến thức mà trong các giáo trình trước chưa đề cập tới. Nội dung gồm 03 chư¢ng Chư¢ng 1: Tổng quan về c¢ sá dÿ lißu Chư¢ng 2: Các mô hình dÿ lißu Chư¢ng 3: Lý thuyết thiết kế CSDL quan hß Trong quá trình biên soạn, nhóm giảng viên Bộ môn Tin học c¢ sá của Trưßng Cao đẳng Xây dựng Số 1 - Bộ Xây dựng, đã được sự động viên quan tâm và góp ý của các đồng chí lãnh đạo, các đồng nghißp trong và ngoài trưßng.

Mặc dù có nhiều cố gắng, nhưng trong quá trình biên soạn, biên tập và in ấn khó tránh khỏi nhÿng thiếu sót. Chúng tôi xin được lượng thứ và tiếp thu nhÿng ý kiến đóng góp. Trân trọng cảm ¢n! Hà Nái, ngày&&tháng&&năm&&& Chủ biên Ths. Lê Thá L°¢ng 2 MĀC LĀC CH¯¡NG 1: TàNG QUAN VÀ C¡ Sà Dþ LIÞU .1 Vai trò của c¢ sở dÿ liáu.

Mát số khái niám c¢ bản. 6 CH¯¡NG 2: CÁC MÔ HÌNH Dþ LIÞU .1 Mô hình thāc thể kÁt hÿp. Xây dāng mô hình ER .3 Mô hình quan há. 30 CH¯¡NG 3: LÝ THUY¾T THI¾T K¾ CSDL QUAN HÞ.

Phā thuác hàm của mô hình quan há .1 Đánh nghĩa phā thuác hàm .2 Các tính chất của l°ÿc đồ quan há. Bao đóng của mô hình quan há. Bao đóng của tÁp thuác tính .2 Bao đóng của tÁp phā thuác hàm. Khóa và siêu khóa của l°ÿc đồ quan há .4 Dạng chuẩn BCNF ( Boyce - Codd Normal Form).

Tách các l°ợc đß quan hß. 45 3 CH¯¡NG TRÌNH MÔN HàC Tên môn hác: C¡ Sà Dþ LIÞU Mã môn hác: MH12 Thßi gian thāc hißn môn hác: 75 giá; (Lý thuyÁt: 15 giá; Thāc hành, thí nghiám, thảo luÁn, bài tÁp: 57 giá; Kiểm tra 03 giá) (Trong đó: Tổng số giß giảng dạy và học tập trực tuyến: 30 giß) I. Vß trí, tính ch¿t của môn hác: - Vá trí: + Môn hãc đ°ÿc bố trí ở kỳ hãc thứ 02 + Môn hãc tiên quyÁt: Không - Tính chất: là môn hãc c¢ sở ngành cung cấp các kiÁn thức c¢ bản về c¢ sở dÿ liáu, quản lý dÿ liáu, khai thác dÿ liáu, thiÁt kÁ c¢ sở dÿ liáu. Mục tiêu của môn hác: 1.

Về kiÁn thức: - Trình bày đ°ÿc các khái niám và vai trò của c¢ sở dÿ liáu; - Trình bày đ°ÿc kiÁn thức về mô hình thāc thể - liên kÁt, mô hình quan há và các chuyển từ mô hình thāc thể - liên kÁt sang mô hình CSDL quan há; - Trình bày đ°ÿc kiÁn thức về thiÁt kÁ CSDL quan há: phā thuác hàm, bao đóng, khóa, siêu khóa và các dạng chuẩn của l°ÿc đồ quan há. Về kỹ năng: - Giải đ°ÿc các bài toán b¿ng ngôn ngÿ đại số quan há; - ThiÁt kÁ đ°ÿc mát c¢ sở dÿ liáu theo các dạng chuẩn hóa. Về năng lāc tā chủ và trách nhiám: Rèn luyán lòng yêu nghề, t° thÁ tác phong công nghiáp, tính kiên trì, sáng tạo trong công viác, có khả năng làm viác đác lÁp và biÁt kÁt hÿp nhóm. 4 CH¯¡NG 1: TàNG QUAN VÀ C¡ Sà Dþ LIÞU Mục tiêu bài hác 1.

Trình bày đ°ÿc các khái niám trong c¢ sở dÿ liáu; 2. Trình bày đ°ÿc há c¢ cở dÿ liáu; 3. Trình bày đ°ÿc các mô hình c¢ sở dÿ liáu; 5 CH¯¡NG 1: TàNG QUAN VÀ C¡ Sà Dþ LIÞU 1 Vai trò của c¢ sá dÿ lißu C¢ sở dÿ liáu (database) là mát há thống các thông tin có cấu trúc đ°ÿc l°u trÿ trên các thiÁt bá l°u trÿ thứ cấp (băng từ, đĩa từ&) nh¿m thoả mãn yêu cầu khai thác thông tin đồng thái của nhiều ng°ái sử dāng hay nhiều ch°¢ng trình ứng dāng vßi nhiều māc đích khác nhau. ¯u điểm của CSDL: • Giảm sā trùng lắp thông tin xuống mức thấp nhất và do đó bảo đảm đ°ÿc tính nhất quán và toàn vẹn dÿ liáu • Dÿ liáu có thể đ°ÿc truy xuất theo nhiều cách khác nhau • Khả năng chia xẻ thông tin cho nhiều ng°ái sử dāng và nhiều ứng dāng khác nhau Để đạt đ°ÿc nhÿng °u điểm trên CSDL đÁt ra nhÿng vấn đề cần giải quyÁt, đó là: • Tính chủ quyền của dÿ liáu.

Do sā chia xẻ của CSDL nên tính chủ quyền của dÿ liáu có thể bá lu mái và làm má nhạt tinh thần trách nhiám, đ°ÿc thể hián trên vấn đề an toàn dÿ liáu, khả năng biểu dißn các mối liên há ngÿ nghĩa của dÿ liáu và tính chính xác của dÿ liáu. Nghĩa là ng°ái khai thác CSDL phải có nghĩa vā cÁp nhÁt các thông tin mßi nhất của CSDL. • Tính bảo mÁt và quyền khai thác thông tin của ng°ái sử dāng (NSD). Do có nhiều ng°ái cùng khai thác CSDL mát cách đồng nên cần phải có mát c¢ chÁ bảo mÁt và phân quyền khai thác CSDL.

• Tranh chấp dÿ liáu. Nhiều ng°ái đ°ÿc phép truy cÁp vào cùng mát tài nguyên dÿ liáu (data source) của CSDL vßi nhÿng māc đích khác nhau nh° xem, thêm, xóa, sửa dÿ liáu. Nh° vÁy cần phải có c¢ chÁ °u tiên truy nhÁp dÿ liáu cũng nh° c¢ chÁ giải quyÁt tình trạnh khoá chÁt (DeadLock) trong quá trình khai thác cạnh tranh 2. Một số khái nißm c¢ bản - Bảng (Table) Trong c¢ sở dÿ liáu quan há, bảng là đối t°ÿng đ°ÿc sử dāng để tổ chức và l°u trÿ dÿ liáu.

Mát c¢ sở dÿ liáu bao gồm nhiều bảng và mßi bảng đ°ÿc xác đánh duy nhất bởi 6 tên bảng. Mát bảng bao gồm mát tÁp các dòng và các cát: mßi mát dòng trong bảng biểu dißn cho mát thāc thể (mßi mát dòng trong bảng HOCVIEN t°¢ng ứng vßi mát Hãc viên); và mßi mát cát biểu dißn cho mát tính chất của thāc thể (chÁng hạn cát NGAYSINH trong bảng HOCVIEN biểu dißn cho ngày sinh của các hãc viên đ°ÿc l°u trÿ trong bảng). Nh° vÁy, liên quan đÁn mßi mát bảng bao gồm các yÁu tố sau: • Tên của bÁng: đ°ÿc sử dāng để xác đánh duy nhất mßi bảng trong c¢ sở dÿ liáu. • C¿u trúc của bÁng: TÁp các cát trong bảng.

Mßi mát cát trong bảng đ°ÿc xác đánh bởi mát tên cột và phải có mát kiểu dÿ liáu nào đó (chÁng hạn cát NGAYSINH trong bảng HOCVIEN có kiểu là SMALLTIME). Kiểu dÿ liáu của mßi cát qui đánh giá trá dÿ liáu có thể đ°ÿc chấp nhÁn trên cát đó. • Dÿ lißu của bÁng: TÁp các dòng (bản ghi) hián có trong bảng. - Khoá của bảng Trong mát c¢ sở dÿ liáu đ°ÿc thiÁt kÁ tốt, mßi mát bảng phải có mát hoÁc mát tÁp các cát mà giá trá dÿ liáu của nó xác đánh duy nhất mát dòng trong mát tÁp các dòng của bảng.

TÁp mát hoÁc nhiều cát có tính chất này đ°ÿc gãi là khoá của bảng. Viác chãn khoá của bảng có vai trò quan trãng trong viác thiÁt kÁ và cài đÁt các c¢ sở dÿ liáu quan há. Các dòng dÿ liáu trong mát bảng phải có giá trá khác nhau trên khoá. Bảng MONHOC trong hình d°ßi đây có khoá là cát MAMH Mát bảng có thể có nhiều tÁp các cát khác nhau có tính chất của khoá (tức là giá trá của nó xác đánh duy nhất mát dòng dÿ liáu trong bảng).

Trong tr°áng hÿp này, khoá đ°ÿc chãn cho bảng đ°ÿc gãi là khoá chính (primary key) và nhÿng khoá còn lại đ°ÿc gãi là khoá phā hay là khoá dự tuyển (candidate key/unique key). 7 - Mối quan hệ và khoá ngoại Các bảng trong mát c¢ sở dÿ liáu không tồn tại đác lÁp mà có mối quan há mÁt thiÁt vßi nhau về mÁt dÿ liáu. Mối quan há này đ°ÿc thể hián thông qua ràng buác giá trị dÿ lißu xuất hißn á bảng này phải có xuất hißn trước trong một bảng khác. Mối quan há giÿa các bảng trong c¢ sở dÿ liáu nh¿m đàm bảo đ°ÿc tính đúng đắn và hÿp lá của dÿ liáu trong c¢ sở dÿ liáu.

Hai bảng GIANGDAY và LOP có mối quan há vßi nhau. Mối quan há này đòi hỏi giá trá cát MALOP của mát dòng (tức là mát lßp) trong bảng GIANGDAY phải đ°ÿc xác đánh từ cát MALOP của bảng LOP. Mối quan há giÿa các bảng trong mát c¢ sở dÿ liáu thể hián đúng mối quan há giÿa các thāc thể trong thÁ gißi thāc. Mối quan há giÿa hai bảng GIANGDAY và LOP không cho phép mát MALOP nào đó tồn tại mà lại thuác vào mát MONHOC không có thÁt.

Khái niám khoá ngoại (Foreign Key) trong c¢ sở dÿ liáu quan há đ°ÿc sử dāng để biểu dißn mối quan há giÿa các bảng dÿ liáu. Mát hay mát tÁp các cát trong mát bảng mà giá trá của nó đ°ÿc xác đánh từ khóa chính của mát bảng khác đ°ÿc gãi là khoá ngoại. Cát MALOP của bảng GIANGDAY đ°ÿc gãi là khoá ngại của bảng GIANGDAY, khoá ngoài này tham chiÁu đÁn khoá chính của bảng LOP là cát MALOP.1 Cơ sở dữ liệu Mô hình dÿ liáu quan há đ°ÿc Codd đề xuất năm 1970 và đÁn nay trở thành mô hình đ°ÿc sử dāng phổ biÁn trong các há quản trá c¢ sở dÿ liáu th°¢ng mại. Nói mát cách đ¢n giản, mát c¢ sở dÿ liáu quan há là mát c¢ sở dÿ liáu trong đó tất cả dÿ liáu đ°ÿc tổ chức trong các bảng có mối quan há vßi nhau.

Mßi mát bảng bao gồm các dòng và các 8 cát: mßi mát dòng đ°ÿc gãi là mát bản ghi (bá) và mßi mát cát là mát tr°áng (thuác tính). - Ví dā: Bảng CBQL - Ví dā 2: Bảng GVCN - Ví dā 3: Bảng CVHT 2.