Ngôn ngữ đại số quan hệ

  • 55 trang
  • file .pdf
Bài 3: Ngôn ngữ đại số quan hệ
Khoa HTTT-Đại học CNTT 1
Nội dung
1. Giới thiệu
2. Biểu thức đại số quan hệ
3. Các phép toán
4. Biểu thức đại số quan hệ
5. Ví dụ
Khoa HTTT-Đại học CNTT 2
1. Giới thiệu
 Đại số quan hệ (ĐSQH) có nền tảng toán học (cụ thể
là lý thuyết tập hợp) để mô hình hóa CSDL quan hệ.
Đối tượng xử lý là các quan hệ trong cơ sở dữ liệu
quan hệ.
 Chức năng:
 Cho phép mô tả các phép toán rút trích dữ liệu từ các quan
hệ trong cơ sở dữ liệu quan hệ.
 Cho phép tối ưu quá trình rút trích bằng các phép toán có
sẵn của lý thuyết tập hợp.
Khoa HTTT-Đại học CNTT 3
2. Biểu thức ĐSQH
 Biểu thức ĐSQH là một biểu thức gồm các phép
toán ĐSQH.
 Biểu thức ĐSQH được xem như một quan hệ
(không có tên).
 Có thể đặt tên cho quan hệ được tạo từ một biểu
thức ĐSQH.
 Có thể đổi tên các thuộc tính của quan hệ được tạo
từ một biểu thức ĐSQH.
Khoa HTTT-Đại học CNTT 4
3. Các phép toán
3.1 Giới thiệu
3.2 Phép chọn
3.3 Phép chiếu
3.4 Phép gán
3.5 Các phép toán trên tập hợp
3.6 Phép kết
3.7 Phép chia
3.8 Hàm tính toán và gom nhóm
Khoa HTTT-Đại học CNTT 5
3.1 Giới thiệu (1)
 Có năm phép toán cơ bản:
 Chọn (  ) hoặc ( : )
 Chiếu (  ) hoặc ( [] )
 Tích ( )
 Hiệu ( )
 Hội (  )
Khoa HTTT-Đại học CNTT 6
3.1 Giới thiệu (2)
 Các phép toán khác không cơ bản nhưng hữu ích:
 Giao (  )
 Kết (  )
 Chia (  )
 Phép bù (  )
 Đổi tên ( )
 Phép gán (  )
 Kết quả sau khi thực hiện các phép toán là các quan
hệ, do đó có thể kết hợp giữa các phép toán để tạo
nên phép toán mới.
Khoa HTTT-Đại học CNTT 7
3.2 Phép chọn (Selection)
 Trích chọn các bộ (dòng) từ quan hệ R. Các bộ được
trích chọn phải thỏa mãn điều kiện chọn p.
 Ký hiệu:  p(R)
 Định nghĩa:  p(R) {t /tR, p(t)} p(t):thỏa điều kiện p
 Kết quả trả về là một quan hệ, có cùng danh sách thuộc
tính với quan hệ R. Không có kết quả trùng.
 Phép chọn có tính giao hoán
 ( (R)) ( (R)) (R)
p1 p2 p2 p1 ( p1 p2)
Khoa HTTT-Đại học CNTT 8
3.2.1 Phép chọn (Selection)
 Trích chọn các bộ (dòng) từ quan hệ R. Các bộ được trích
chọn phải thỏa mãn điều kiện chọn (select condition).
HOCVIEN
Mahv HoTen Gioitinh
K1103 Ha Duy Lap Nam Mahv HoTen Gioitinh
K1102 Tran Ngoc Han Nu K1102 Tran Ngoc Han Nu
K1104 Tran Ngoc Linh Nu K1104 Tran Ngoc Linh Nu
K1105 Tran Minh Long Nam
K1106 Le Nhat Minh Nam (Gioitinh=‘Nu’)(HOCVIEN)
 Ký hiệu:  selection condition (R)
Khoa HTTT-Đại học CNTT 9
3.2.2 Phép chọn (Selection)
 Biểu thức luận lý (boolean) trong điều kiện chọn
được tạo bởi các mệnh đề dưới dạng:

 < tên thuộc tính> < toán tử so sánh > < tên thuộc tính>
Trong đó toán tử so sánh: =, <, ≤, >, ≥ ≠
 Các mệnh đề này được nối với nhau bởi toán tử
logic: ,  , 
Khoa HTTT-Đại học CNTT 10
3.2.3 Ví dụ phép chọn
 Tìm những học viên có giới tính là nam và có nơi sinh ở
TpHCM
HOCVIEN Mahv HoTen Gioitinh Noisinh
K1104 Tran Ngoc Linh Nu Tay Ninh
K1105 Tran Minh Long Nam TpHCM
K1106 Le Nhat Minh Nam Tay Ninh
(Gioitinh=‘Nam’)(Noisinh=‘TpHCM’)(HOCVIEN)
Mahv HoTen Gioitinh Noisinh
K1105 Tran Minh Long Nam TpHCM
Khoa HTTT-Đại học CNTT 11
3.3 Phép chiếu (Project)
 Sử dụng để trích chọn giá trị một vài thuộc tính của
quan hệ
 Ký hiệu:  A , A ,..., A (R)
1 2 k
trong đó Ai là tên các thuộc tính được chiếu.
 Kết quả trả về một quan hệ có k thuộc tính theo thứ
tự như liệt kê. Các dòng trùng nhau chỉ lấy một.
 Phép chiếu không có tính giao hoán
Khoa HTTT-Đại học CNTT 12
3.3.1 Ví dụ
 Tìm họ tên, nơi sinh của tất cả học viên
HOCVIEN
Mahv HoTen Gioitinh Noisinh
K1103 Ha Duy Lap Nam Nghe An
K1102 Tran Ngoc Han Nu Kien Giang
K1104 Tran Ngoc Linh Nu Tay Ninh
K1105 Tran Minh Long Nam TpHCM HoTen Noisinh
K1106 Le Nhat Minh Nam TpHCM Ha Duy Lap Nghe An
Tran Ngoc Han Kien Giang
Tran Ngoc Linh Tay Ninh
 Hoten,Noisinh(HOCVIEN)
Tran Minh Long TpHCM
Le Nhat Minh TpHCM
Khoa HTTT-Đại học CNTT 13
3.3.2 Ví dụ
 Tìm mã số, họ tên những học viên có giới tính là nam và có nơi
sinh ở TpHCM
HOCVIEN Mahv HoTen Gioitinh Noisinh Malop
K1103 Ha Duy Lap Nam Nghe An K11
K1102 Tran Ngoc Han Nu Kien Giang K11
K1104 Tran Ngoc Linh Nu Tay Ninh K11
K1105 Tran Minh Long Nam TpHCM K11
K1106 Le Nhat Minh Nam TpHCM K11
Mahv HoTen
 Mahv,Hoten(Gioitinh=‘Nam’)(Noisinh=‘TpHCM’)(HOCVIEN) K1105 Tran Minh Long
K1106 Le Nhat Minh
Khoa HTTT-Đại học CNTT 14
3.4 Phép đổi tên
 Dùng để đổi tên quan hệ và thuộc tính của
nó.
 Cho quan hệ R(A1, A2, … An)
 Đổi tên quan hệ R thành S: ρ (R)
S
 Đổi tên các thuộc tính Ai thành Bi: ρB1,B2…Bn (R)
 Đổi tên quan hệ R thành S và các thuộc tính Ai
thành Bi: ρS(B1,B2…Bn) (R)
Khoa HTTT-Đại học CNTT 15
3.4 Phép gán (Assignment)
 Để lưu lại kết quả của phép toán
 Để đơn giản hóa một chuỗi các phép toán phức tạp.
 Ký hiệu: A  B
 Ví dụ1:
 R(HO,TEN,LUONG) HONV,TENNV,LUONG(NHANVIEN)
 R HONV,TENNV,LUONG(NHANVIEN)
 Ví dụ2:
 Với một câu truy vấn:
  Mahv,Hoten(Gioitinh=‘Nam’)(Noisinh=‘TpHCM’)(HOCVIEN)
 Ta có thể viết:
 R (Gioitinh=‘Nam’)(Noisinh=‘TpHCM’)(HOCVIEN)
 Mahv,Hoten (R)
Khoa HTTT-Đại học CNTT 16
3.5 Các phép toán tập hợp
3.5.1 Giới thiệu
3.5.2 Phép hội
3.5.3 Phép trừ
3.5.4 Phép giao
3.5.5 Phép tích
Khoa HTTT-Đại học CNTT 17
3.5.1 Giới thiệu
 Các phép toán thực hiện trên 2 quan hệ xuất phát từ lý
thuyết tập hợp của toán học: phép hội (RS), phép
giao (RS), phép trừ (R-S), phép tích (RS).
 Đối với các phép hội, giao, trừ, các quan hệ R và S
phải khả hợp:
 Số lượng thuộc tính của R và S phải bằng nhau:
R(A1,A2,…An) và S(B1,B2,…Bn)
 Miền giá trị của thuộc tính phải tương thích
dom(Ai)=dom(Bi)
 Quan hệ kết quả của phép hội, giao, trừ có cùng tên
thuộc tính với quan hệ đầu tiên.
Khoa HTTT-Đại học CNTT 18
3.5.2 Phép hội (Union)
 Ký hiệu: RS
 Định nghĩa: RS {t |tRtS} trong đó R,S là
hai quan hệ khả hợp.
 Ví dụ: Học viên được khen thưởng đợt 1 hoặc đợt 2
DOT1 DOT2 Mahv Hoten
Mahv Hoten Mahv TenHV K1101 Le Kieu My
K1103 Le Van Tam K1101 Le Kieu My K1103 Le Van Tam
K1114 Tran Ngoc Han K1114 Tran Ngoc Han DOT1DOT2 K1114 Tran Ngoc Han
K1203 Le Thanh Hau K1203 Le Thanh Hau
K1308 Nguyen Gia K1308 Nguyen Gia
Khoa HTTT-Đại học CNTT 19
3.5.3 Phép trừ (Set Difference)
 Ký hiệu: R-S
 Định nghĩa: R  S {t |tR  tS} trong đó R,S là
hai quan hệ khả hợp.
 Ví dụ: Học viên được khen thưởng đợt 1 nhưng
không được khen thưởng đợt 2
DOT1 DOT2 Mahv Hoten
Mahv Hoten Mahv Hoten K1103 Le Van Tam
K1103 Le Van Tam K1101 Le Kieu My K1203 Le Thanh Hau
DOT1- DOT2
K1114 Tran Ngoc Han K1114 Tran Ngoc Han K1308 Nguyen Gia
K1203 Le Thanh Hau
K1308 Nguyen Gia
Khoa HTTT-Đại học CNTT 20