ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH AN GIANG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ AN GIANG GIÁO TRÌNH Cơ sở dữ liệu NGHỀ LẬP TRÌNH MÁY TÍNH & TIN ỨNG DỤNG TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG NGHỀ & TRUNG CẤP NGHỀ (Ban hành theo Quyết định số: /QĐ-CĐN ngày tháng năm 20 của Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề An Giang) Tên tác giả : Trần Thị Kim Ngọc Năm ban hành: 2018 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể đƣợc phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 1 LỜI GIỚI THIỆU Bài giảng cơ sở dữ liệu đƣợc viết nhằm để giảng dạy cho sinh viên chuyên ngành CNTT trƣờng Cao Đẳng Nghề An giang. Bài giảng đƣợc thiết kế theo chƣơng trình môn học cơ sở dữ liệu của Bộ ban hành theo hệ cao đẳng nghề và trung cấp nghề.
Bài giảng này bao gồm 6 chƣơng, Trƣớc tiên bài giảng trình bày về các kiến thức cơ bản nhƣ: mô hình cơ sở dữ liệu quan hệ, ngôn ngữ dữ liệu SQL và các dạng chuẩn và vấn đề chuẩn hóa. Thêm vào đó, cuối chƣơng sẽ có các bài tập tƣơng ứng để sinh viên có thể ôn lại lý thuyết và tùy vào mỗi chƣơng mà có một số bài tập nâng cao để khuyến khích sinh viên tự học và nghiên cứu. Giáo trình này gồm các nội dung chính sau: Chƣơng 1: Tổng quan về cơ sở dữ liệu Chƣơng 2: Mô hình cơ sở dữ liệu quan hệ Chƣơng 3: Ngôn ngữ dữ liệu SQL Chƣơng 4: Ràng buộc toàn vẹn và phụ thuộc hàm Chƣơng 5: Dạng chuẩn và chuẩn hóa lƣợc đồ cơ sở dữ liệu quan hệ Chƣơng 6: Tối ƣu hóa câu hỏi Trong quá trình biên soạn, mặc dù đã cố gắng tham khảo nhiều tài liệu và giáo trình khác nhƣng tác giả không khỏi tránh đƣợc những thiếu sót và hạn chế. Tác giả chân thành mong đợi những nhận xét, đánh giá và góp ý để cuốn giáo trình ngày một hoàn thiện hơn.
Cuốn tài liệu giảng dạy này vẫn còn nhiều thiếu sót và hạn chế. Rất mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp của sinh viên và các bạn đọc để bài giảng ngày càng hoàn thiện hơn. Chân thành cảm ơn quý Thầy Cô trong Hội đồng thẩm định của trƣờng Cao Đẳng Nghề An Giang để bài giảng cơ sở dữ liệu đƣợc hoàn chỉnh. An Giang, ngày tháng năm 2018 Tham gia biên soạn Trần Thị Kim Ngọc 2 MỤC LỤC ĐỀ MỤC TRANG TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN 1 LỜI GIỚI THIỆU 2 MỤC LỤC 3 GIÁO TRÌNH MÔN HỌC CƠ SỞ DỮ LIỆU 4 CHƢƠNG I.
TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU 5 I. Một số khái niệm 5 II. Các mô hình dữ liệu 6 Bài tập 10 CHƢƠNG II. MÔ HÌNH CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ 12 I.
Các khái niệm cơ bản 12 II. Các phép toán trên đại số tập hợp 18 III. Các phép toán trên đại số quan hệ 21 Bài tập 23 CHƢƠNG III. NGÔN NGỮ DỮ LIỆU SQL 26 I.
Khái niệm về ngôn ngữ dữ liệu SQL 26 II. Các lệnh liên quan đến cấu trúc của cơ sở dữ liệu 26 III. Các lệnh cập nhật cơ sở dữ liệu 35 IV. Các lệnh truy vấn cơ sở dữ liệu 38 Bài tập 47 CHƢƠNG IV.
RÀNG BUỘC TOÀN VẸN VÀ PHỤ THUỘC HÀM 51 I. Các vấn đề liên quan đến ràng buộc toàn vẹn 51 II. Các loại ràng buộc toàn vẹn 51 III. Phụ thuộc hàm 56 Bài tập 65 CHƢƠNG V.
DẠNG CHUẨN VÀ CHUẨN HÓA LƢỢC ĐỒ CƠ SỞ 68 DỮ LIỆU QUAN HỆ I. Dạng chuẩn 68 II. Chuẩn hóa lƣợc đồ cơ sở dữ liệu 77 Bài tập 83 CHƢƠNG VI. TỐI ƢU HÓA CÂU HỎI 86 I.
Các nguyên tắc tổng quát để tối ƣu hóa câu hỏi 86 II. Ví dụ một thuật toán tối ƣu hóa biểu thức quan hệ 87 III. Thuật toán tối ƣu hóa câu hỏi trong ngôn ngữ Đại số quan hệ 89 Bài tập 89 CÁC THUẬT NGỮ CHUYÊN MÔN 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 3 GIÁO TRÌNH MÔN HỌC CƠ SỞ DỮ LIỆU Tên môn học: CƠ SỞ DỮ LIỆU Mã số môn học: MH 10 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học: - Vị trí: Thuộc nhóm môn cơ sở. Đƣợc bố trí sau các môn: toán cho tin học và tin học căn bản.
- Tính chất: Là môn học chuyên môn nghề bắt buộc, là nền tảng để HSSV có thể thiết kế cơ sở dữ liệu xây dựng ứng dụng và học các môn học mô đun liên quan. -Ý nghĩa và vai trò của môn học: giúp các em có kiến thức cơ bản về xây dựng cơ sở dữ liệu làm nền tảng cho các môn học sau. Mục tiêu của môn học: - Về kiến thức Trình bày đƣợc các bƣớc, ý nghĩa của việc thiết kế cơ sở dữ liệu. Trình bày đƣợc các khái niệm về cơ sở dữ liệu nhƣ: khóa, lƣợc đồ quan hệ, phụ thuộc hàm,.
Ghi nhớ đƣợc các ngôn ngữ thao tác dữ liệu, ngôn ngữ truy vấn dữ liệu SQL. - Về kỹ năng Xây dựng đƣợc các mô hình quan hệ. Thiết kế đƣợc cơ sở dữ liệu Phân tích đƣợc chƣơng trình: xác định nhiệm vụ chƣơng trình (phải làm gì). - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm Nghiêm túc trong học tập và thực hiện tốt các yêu cầu đƣợc giao.
Luôn động não suy nghĩ. Thƣờng xuyên luyện tập tƣ duy trong việc học Thực hiện học tập và thực hành nhóm. 4 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU Mục tiêu: Nhằm cung cấp kiến thức về khái niệm cơ sở dữ liệu, hệ quản trị cơ sở dữ liệu, sơ lƣợc về một số mô hình cơ sở dữ liệu. MỘT SỐ KHÁI NIỆM: 1.
Cơ sở dữ liệu: Cơ sở dữ liệu (Database, viết tắt là CSDL) là 1 lĩnh vực nghiên cứu các mô hình, nguyên lý, phƣơng pháp tổ chức dữ liệu trên các vật mang tin. Để dễ dàng cho việc giải thích các khái niệm, trƣớc tiên ta hãy thử xem xét hệ thống bán vé máy bay bằng máy tính. Dữ liệu lƣu trữ trong máy tính bao gồm thông tin về hành khách, chuyến bay, đƣờng bay… Mọi thông tin về mối quan hệ này đƣợc biểu diễn trong máy thông qua việc đặt chỗ của khách hàng. Vậy làm thế nào để biểu diễn đƣợc dữ liệu đó và đảm bảo cho hành khách đi đúng chuyến? Dữ liệu nêu trên đƣợc lƣu trữ trong máy theo một quy định nào đó và đƣợc gọi là cơ sở dữ liệu.
Nhƣ vậy, cơ sở dữ liệu là tập hợp các thông tin có quan hệ với nhau đƣợc lƣu trữ trong máy tính theo một quy định nhất định nhằm phục vụ cho một mục đích nào đó. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (Database Management System): Hệ quản trị cơ sở dữ liệu là hệ thống các chƣơng trình nhằm tạo lập, xử lý, thay đổi, quản lý và khai thác các cơ sở dữ liệu. Một số hệ quản trị cơ sở dữ liệu hiện nay: Foxpro, Access, Oracale, … với các phiên bản khác nhau. Có hai đặc điểm để phân biệt một hệ quản trị cơ sở dữ liệu với các hệ thống lập trình khác: (1) Khả năng quản lý những dữ liệu cố định.
(2) Khả năng truy xuất có hiệu quả một số lƣợng lớn dữ liệu. Điểm (1) khẳng định rằng có một cơ sở dữ liệu tồn tại thƣờng xuyên và nội dung của cơ sở dữ liệu này là những dữ liệu đƣợc hệ quản trị cơ sở dữ liệu truy xuất và quản lý. Điểm (2) phân biệt một hệ quản trị cơ sở dữ liệu với một hệ thống quản lý tập tin cùng quản lý dữ liệu cố định nhƣng nói chung không cho phép truy xuất nhanh chóng các thành phần tùy ý của dữ liệu. Ngòai ra, còn có một số khả năng khác thƣờng gặp trong các hệ quản trị cơ sở dữ liệu trên thị trƣờng: 5 + Hệ quản trị cơ sở dữ liệu hổ trợ ít nhất một mô hình dữ liệu, nhờ đó ngƣời sử dụng có thể xem đƣợc dữ liệu.
+ Hệ quản trị cơ sở dữ liệu hổ trợ một số ngôn ngữ bậc cao cho phép ngƣời sử dụng định nghĩa các cấu trúc dữ liệu, truy xuất dữ liệu và thao tác dữ liệu. + Hệ quản trị cơ sở dữ liệu quản lý các giao dịch, nghĩa là cho phép nhiều ngƣời sử dụng truy xuất đồng thời và chính xác đến một cơ sở dữ liệu. + Hệ quản trị cơ sở dữ liệu điều khiển quá trình truy xuất, là khả năng giới hạn các quá trình truy xuất dữ liệu của những ngƣời không đƣợc phép và khả năng kiểm tra độ tin cậy của dữ liệu. + Hệ quản trị cơ sở dữ liệu có khả năng tự thích ứng là khả năng phục hồi lại dữ liệu do sự cố của hệ thống mà làm mất dữ liệu.
CÁC MÔ HÌNH DỮ LIỆU: Phân loại các mô hình: Phân cấp Thế hệ 1 Các mô hình Mạng dựa trên bản ghi Quan hệ Thế hệ 2 Thực thể - liên kết Các mô hình Ngữ nghĩa dựa trên đối tƣợng Thế hệ 3 Đối tƣợng – Quan hệ Hƣớng đối tƣợng 6 1. Mô hình mạng (Network model): Là mô hình thực thể liên hệ trong đó các mối liên hệ bị hạn chế trong kiểu nhị phân (hai thực thể) và nhiều - một hoặc một - một và đƣợc biểu diễn bởi một đồ thị có hƣớng. - Ƣu điểm: Đơn giản, có thể biểu diễn các ngữ nghĩa đa dạng với kiểu bản ghi và kiểu móc nối, truy vấn thông qua phép duyệt đồ thị (navigation) - Nhƣợc điểm: Số lƣợng các con trỏ lớn, hạn chế trong biểu diễn ngữ nghĩa của các móc nối giữa các bản ghi 2. Mô hình phân cấp (Hierachical model): Là mô hình mạng có nhiều cây trong đó tất cả các đƣờng nối chỉ đi theo hƣớng từ con đến cha.
- Ƣu điểm: Dễ xây dựng và thao tác, tƣơng thích với các lĩnh vực tổ chức phân cấp (vd: tổ chức nhân sự trong các đơn vị, .), ngôn ngữ thao tác đơn giản (duyệt cây) - Nhƣợc điểm: Sự lặp lại của các kiểu bản ghi → dƣ thừa dữ liệu và dữ liệu không nhất quán , hạn chế trong biểu diễn ngữ nghĩa của các móc nối giữa các bản ghi (chỉ cho phép quan hệ 1-n) 3. Mô hình quan hệ (Relation model): Là mô hình dựa vào ký hiệu là tập các tên và cơ sở toán học của nó là các phép toán tập hợp và ánh xạ. Nó là mô hình phổ biến hiện nay. Tập các phép toán trong mô hình này dựa trên hai hệ ký hiệu: hệ ký hiệu đại số và hệ ký hiệu logic.
7 LOP Malop Lop Khoa GVCN loptruong IT4 Tin 4 CNTT Ng.