chƯƠng 2: mÔ hÌnh thỰc thỂ liÊn...

CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH THỰC THỂ - LIÊN KẾT

GV: Hoàng Thị Hà

Email: [email protected]

mailto:[email protected]

Nội dung

1. QUÁ TRÌNH THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU

2. MÔ HÌNH THỰC THỂ LIÊN KẾT (ER)

• Giới thiệu

• Các thành phần cơ bản của mô hình thực thể liên kết

• Lược đồ thực thể - liên kết

Hoàng Thị Hà 205/10/2018


I. Quá trình thiết kế CSDL


Bước 1: Tập hợp các yêu cầu và phân tích

Người thiết kế cơ sở dữ liệu phỏng vấn những

người sử dụng cơ sở dữ liệu để hiểu và làm tài

liệu về các yêu cầu về dữ liệu cho bài toán.

Kết quả của bước này tập hợp các yêu cầu được

ghi chép súc tích. Những yêu cầu sẽ được đặc tả

càng đầy đủ và chi tiết càng tốt.

Song song với việc đặc tả các yêu cầu dữ liệu,

cần phải đặc tả các yêu cầu về chức năng của

ứng dụng: đó là các thao tác do người sử dụng

định nghĩa sẽ được áp dụng đối với cơ sở dữ liệu.


Bước 2: Thiết kế khái niệm.

Lựa chọn một mô hình dữ liệu, dùng các khái niệm củamô hình đã chọn để chuyển những đặc tả yêu cầu củangười dùng sang thành một lược đồ khái niệm.

Lược đồ khái niệm là một mô tả cô đọng về yêu cầu dữliệu của những người dùng bao gồm mô tả chi tiết cáckiểu dữ liệu, các liên kết, các ràng buộc, chúng đượcbiểu diễn bằng các khái niệm do các mô hình dữ liệu bậccao cung cấp.

Trong quá trình (hoặc sau khi) thiết kế lược đồ quanniệm, chúng ta có thể sử dụng các phép toán cơ bản củamô hình dữ liệu để đặc tả các thao tác của người sửdụng được xác định trong khi phân tích chức năng. Nếucó một số yêu cầu chức năng không thể nêu ra đượctrong lược đồ ban đầu thì ở bước này có thể có sự sửađổi lược đồ quan niệm cho phù hợp.


Bước 3: Thiết kế logic (ánh xạ mô hình dữ liệu).

Ở bước này, người thiết kế cài đặt cơ sở dữ liệu

bằng một hệ quản trị CSDL.

Hầu hết các hệ quản trị CSDL sử dụng một mô

hình dữ liệu cài đặt (còn gọi là mô hình thể hiện),

Kết quả của bước này là một lược đồ cơ sở dữ

liệu dưới dạng một mô hình dữ liệu thể hiện của

hệ quản trị cơ sở dữ liệu.


2. Mô hình thực thể liên kết (ER)

2. Mô hình ER – Giới thiệu


Giới thiệu: Mô hình ER được dùng để thiết kế CSDL mức khái niệm . What are the entities and relationships in the enterprise?

What information about these entities and relationships should we store in the database?

What are the integrity constraints or business rules that hold?

A database `schema’ in the ER Model can be represented pictorially (ER diagrams).

Can map an ER diagram into a relational schema.


2. Mô hình ER - Các thành phần

Thực thể: Real-world object distinguishable from other

objects. An entity is described (in DB) using a set of attributes.

Tập thực thể: A collection of similar entities. E.g., all employees. All entities in an entity set have the same set of attributes. (Until we

consider ISA hierarchies, anyway!)

Each entity set has a key.

Each attribute has a domain.

Employees

ssnname

lot


Khái niệm (tt.)

Mối quan hệ: Association among 2 or more entities. E.g., Attishoo works in Pharmacy department.

Tập mối quan hệ: Collection of similar relationships. An n-ary relationship set R relates n entity sets E1 ... En; each

relationship in R involves entities e1 E1, ..., en En

Same entity set could participate in different relationship sets, or in different “roles” in same set.

subor-

dinate

Reports_To

lot

name

Employees

super-

visor

ssn

lot

dname

budgetdid

sincename

Works_In DepartmentsEmployees

ssn

Relationship Set


Ví dụ 1

Thiết kế lược đồ ER theo thông tin sau:

Sinh viên

Have an Id, Name, Login, Age, Gpa

Môn học

Have an Id, Name, Credit Hours

Sinh viên đăng ký môn học

Receive a grade


Ví dụ 1 – Đáp án

Students

Name Login

Id

Age

GpaCourses

Id Name Credit

Enrolled_In

Grade


Ví dụ 2

Thiết kế lược đồ ER theo thông tin sau:

Bệnh nhân

Name, Address, Phone #, Age

Thuốc

Name, Manufacturer , Expiration Date

Bệnh nhân điều trị theo đơn thuốc

Dosage, # Days



Patients

Name Addr Phone

AgeDrug

Name Manuf Exp

Prescribed

Dosage #days


Ràng buộc khóa

Xét mối quan hệ Works_In: 1 nhân viên có thể làm việc trong nhiều phòng; 1 phòng có nhiều nhân viên.

Ngược lại, mỗi phònh chỉ có nhiều nhất 1 trưởng phòng.

Many-to-Many1-to-1 1-to Many Many-to-1

dname

budgetdid

since

lot

name

ssn

ManagesEmployees Departments

Key Constraint


Participation Constraints

Mọi phòng ban đều có trưởng phòng? Nếu đúng, đây là ràng buộc participation constraint: the participation of

Departments in Manages is said to be total (vs. partial).

Every did value in Departments table must appear in a row of the Manages table (with a non-null ssn value!)

lot

name dname

budgetdid

sincename dname

budgetdid

since

Manages

since

DepartmentsEmployees

ssn

Works_In

Total w/keyconstraint

Partial

Total

Total


Ví dụ 3

Mô tả lược đồ của ví dụ 1 với đầy đủ ràng buộc:

Students

Have an Id, Name, Login, Age, Gpa

Courses

Have an Id, Name, Credit Hours

Students enroll in courses

Receive a grade



Students

Name Login

Id

Age

GpaCourses

Id Name Credit

Enrolled_In

Grade

totaltotal


Thực thể yếu

Một thực thể yếu (weak entity) có thể được nhận biết khi xét khóa chính của thực thể chủ nhân khác. Tập thực thể chủ nhân và tập thực thể yếu cùng tham gia vào 1 mối

kết hợp 1-nhiêu (1 chủ nhân, nhiều thực thể yếu).

Tập thực thể yếu phải tham gia đầy đủ vào tập kết hợp identifying relationship set.

lot

name

agepname

DependentsEmployees

ssn

Policy

cost

Weak EntityIdentifying Relationship

Primary Keyfor weak entity


Quan hệ phân cấp ISA (`is a’)

Contract_Emps

name

ssn

Employees

lot

hourly_wages

ISA

Hourly_Emps

contractid

hours_worked

• Nói rằng A isa B (A là

một B) nếu tập thực

thể B là sự tổng quát

hóa của tập thực thể

A, hoặc A là loại đặc

biệt của B. Điều này

có nghĩa là A có thể

kế thừa các thuộc tính

của B


Quan hệ phân cấp ISA (`is a’)

Ràng buộc chồng chéo: Liệu Joe vừa là Hourly_Emps

vừa là Contract_Emps? )

Ràng buộc phủ: Có phải chỉ có hai loại nhân viên

Hourly_Emps hoặc Contract_Emps?

Lý do sử dụng ISA: Cung cấp thêm thuộc tính cho lớp con .

Nhận biết thực thể tham dự vào mối kết hợp.


Aggregation

Được dùng khi một mối kết hợp bao hàm nhiều thực thể hoặc mối kết hợp khác. Aggregation allows us

to treat a relationship set as an entity set for purposes of participation in (other) relationships.

Monitors mapped to table like any other relationship set.

Mối kết hợp Tam phân và Aggregation: Monitors is a distinct relationship, with a descriptive attribute. Also, can say that each sponsorship is monitored by at most one employee.

budgetdidpid

started_on

pbudget

dname

until

DepartmentsProjects Sponsors

Employees

Monitors

lotname

ssn

Aggregation


Ví dụ 4

Thiết kế lược đồ ER theo thông tin sau: Walmart Stores

Store Id, Address, Phone #

Products

Product Id, Description, Price

Manufacturers

Name, Address, Phone #

Walmart Stores carry products

Amount in store

Manufacturers make products

Amount in factory/warehouses

Should we use aggregation or a tertiary relationship?


Thiết kế mức khái niệm dùng mô hình

ER

Các lựa chọn:

Thực thể hoặc thuộc tính?

Thực thể hoặc mối quan hệ?

Nhận biết mối quan hệ: Hai ngôi, ba ngôi hay kết tập

(aggregation)?


Thực thể và Thuộc tính

Liệu address là thuộc tính của Employees hay là một thực thể (nối với Employees bằng một quan hệ)?

Phụ thuộc vào ngữ nghĩa và cấu trúc của dữ liệu address:

Nếu mỗi nhân viên có nhiều địa chỉ thì address phải là một thực thể (vì thuộc tính không thể là một tập giá trị).

Nếu địa chỉ là một dữ liệu có cấu trúc (city, street, etc.) và thông tin từng trường là quan trọng (vd. Ta muốn tuyển chọn nhân viên theo thành phố), thì address phải là một thực thể (vì giá trị thuộc tính phải là nguyên tố).


Thực thể và Thuộc tính (tt.)

Works_In2 does not allow an employee to work in a department for two or more periods.

Similar to the problem of wanting to record several addresses for an employee: we want to record several values of the descriptive attributes for each instance of this relationship.

dname

budgetdidname

Departments

ssn lot

Employees Works_In3

Durationfrom to

name

Employees

ssn lot

Works_In2

from to

dname

budgetdid

Departments


Thực thể và Mối Kết Hợp

First ER diagram OK if a manager gets a separate discretionary budget for each dept. Redundancy of dbudget,

which is stored for each dept managed by the manager.

Misleading: suggests dbudget tied to managed dept.

What if a manager gets a discretionary budget that covers all managed depts?

budget

Manages2

name dnamedid

Employees Departments

ssn lot

dbudgetsince

Employees

since

name dname

budgetdid

Departments

ssn lot

Mgr_Appts

Manages3

dbudget

apptnum


Nhị phân hoặc Tam phân

Nếu mỗi chính sách được sở hữu bởi chỉ một nhân viên: Key constraint on

Policies would mean policy can only cover 1 dependent!

agepname

DependentsCovers

name

Employees

ssn lot

Policies

policyid cost

Beneficiary

agepname

Dependents

policyid cost

Policies

Purchaser

name

Employees

ssn lot

Bad design

Better design


Nhị phân hoặc Tam phân (tt.)

Ví dụ trên minh họa trường hợp hai mối quan hệ hai ngôi thì tốt hơn 1 mối quan hệ ba ngôi.

Một ví dụ khác: mối quan hệ 3 ngôi Contracts giữa 3 thực thể Parts, Departments và Suppliers, với thuộc tính qty. Không có sự thay thế thỏa đáng mối quan hệ 3 ngôi này: S “can-supply” P, D “needs” P, and D “deals-with” S does not imply that

D has agreed to buy P from S.

How do we record qty?

3. Lược đồ thực thể - liên kết

Lược đồ thực thể liên kết là đồ thị biểu diễn

các tập thực thể, thuộc tính và mối quan hệ

giữa các tập thực thể.

Theo phần trình bày trên, ta thấy mô hình thực

thể liên kết có các thành phần sau: Tập các thực thể

Các thuộc tính của tập các thực thể

Các liên kết

Các cung biểu thị mối liên kết giữa các tập thực thể.


Cách biểu diễn các thành phần trong sơ

đồ ER


Ví dụ 1:


KHOA LOP

MONHOC SINHVIEN

được

cấp

thuo

c

Quanl

y

TenKDiachi

SDT

MaK

Ma

L

Siso

Ten

Gioitinh

MaS

V

TenM

H

SoTC

Dieukien

MaMH

Nguoith

u

Ngaylap

Ten

L

Ngaysinh

MaBL

BIENLAI

chứa

1

n

n

1

nn

n

DOITUONG

thuộ

c

TenD

TMucgiam

n

MaD

T

Hodem

1

1

Ví dụ 2:


Ngaybatdau

DONVI NHAN VIEN

DUAN

MaDV

TenDV

Điadiem

Diachi

MaNVHoten

Hodem

Ngaysinh

TenCONHodem

Ngaysinh

có

Sogio

Ten

có

NGUOIQUANLY

ISA

1

1

1

n

1 n

n

n

MaNN

Ten

Gioitinh

làm việc


Tóm tắt sơ đồ thực thể liên kết

Một sơ đồ thực thể quan hệ bao gồm các thành phần chính dưới đây:

Hình chữ nhật biểu diễn các tập thực thể.

Các hình elip biểu diễn các thuộc tính, chúng được liên kết với tập các thực

thể bằng các cạnh vô hướng. Các thuộc tính là khóa sẽ được nhận diện bằng

cách thêm dấu # ở trước hoặc gạch chân.

Các hình thoi biểu diễn thực thể liên kết, được liên kết với các tập thành viên.

Những đường kẻ kết nối những thuộc tính với những tập hợp thực thể và giữa

những tập hợp thực thể với những tập hợp các liên kết.

Câu hỏi và bài tập chương 2

Mô hình ER là gì?. Vai trò của mô hình ER trong quá trình thiết kế cơ sở

dữ liệu?.

Thực thể là gì?. Tập thực thể là gì?. Thuộc tính là gì?. Miền giá trị của

thuộc tính là gì?.Khoá của tập thực thể là gì?.

Phân biệt giữa tập thực thể mạnh và tập thực thể yếu.

Cách biểu diễn mô hình ER của một bài toán.

Hãy khảo sát và xây dựng mô hình ER cho bài toán quản lý thư viện.

Hãy khảo sát và xây dựng mô hình ER cho bài toán quản lý siêu thị.

Hãy khảo sát và xây dựng mô hình ER cho bài toán quản lý khách sạn.

Hãy khảo sát và xây dựng mô hình ER cho bài toán quản lý kí túc xá sinh

viên trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội.

Hãy khảo sát và xây dựng mô hình ER cho bài toán quản lý các đề tài

nghiên cứu khoa học trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội.

Hãy khảo sát và xây dựng mô hình ER cho bài toán quản lý điểm của sinh

viên.


chƯƠng 2: mÔ hÌnh thỰc thỂ liÊn...

Documents