? Ch ơng 7 RÀNG BU C TOÀN V N Bộ môn Hệ thống thông tin Khoa CNTT – Đại học Khoa học tự nhiên, TpHCM Nội dung • • • • Khái niệm Các đặc trưng của RBTV Phân loại C̀i đặt KHÁI NIỆM Khái niệm • RBTV (R̀ng buộc tòn vẹn - Integrety Constraints) • RBTV xuất phát từ những qui định hay điều kiện – Trong thực tế – Trong mô hình dữ liệu • Các thao tác l̀m thay đổi dữ liệu không nên được thực hiện một cách tùy tiện vì có thể đưa CSDL đến một tình trạng ‘xấu’ • RBTV l̀ một điều kiện được định nghĩa trên một hay nhiều quan hệ khác nhau • L̀ những điều kiện bất biến đối với mọi quan hệ 4 Khái niệm (tt) • Tại sao cần phải có RBTV? – Bảo đảm tính kết dính của các thành phần cấu tạo nên CSDL – Bảo đảm tính nhất quán của dữ liệu – Bảo đảm CSDL luôn biểu diễn đúng ngữ nghĩa thực tế • Ví dụ – Mức lương của một người nhân viên không được vượt quá mức lương của trưởng phòng (R1) – Người quản lý trực tiếp (của một nhân viên) phải là một nhân viên trong công ty (R2) 5 CÁ C Đ Ặ C T R N G C Ủ A RBTV • Bối cảnh • Nội dung • Bảng tầm ảnh hưởng Mô tả r̀ng buộc tòn vẹn • Bối cạnh : – …… – …… • Nội dung: – ….. • Bảng tầm ảnh hưởng: Thêm Xóa Cập nhật R1 + - - R2 - + + (attr1) CÁC ĐẶC TR NG CỦA RBTV • Bối cảnh • Nội dung • Bảng tầm ảnh hưởng Bối cảnh • Bối cảnh của một RBTV – L̀ những quan hệ có khả năng bị vi phạm RBTV khi thực hiện các phép cập nhật • Ví dụ (R1) – Mức lương của một người nhân viên không được vượt quá trưởng phòng • Các phép cập nhật – Cập nhật lương cho nhân viên – Thêm mới một nhân viên v̀o một phòng ban – Bổ nhiệm trưởng phòng cho một phòng ban • Bối cảnh: NHANVIEN, PHONGBAN 9 Bối cảnh (tt) • Ví dụ (R2) – Người quản lý trực tiếp phải là một nhân viên trong công ty • Các phép cập nhật – Cập nhật người quản lý trực tiếp của một nhân viên – Thêm mới một nhân viên • Bối cảnh: NHANVIEN 10 CÁC ĐẶC TR NG CỦA RBTV • Bối cảnh • Nội dung • Bảng tầm ảnh hưởng Nội dung • Nội dung của một RBTV được phát biểu bằng – Ngôn ngữ tự nhiên • Dễ hiểu nhưng thiếu tính chặt chẽ – Ngôn ngữ hình thức • Cô đọng, chặt chẽ nhưng đôi lúc khó hiểu • Biểu diễn thông qua – Đại số quan hệ – Phép tính quan hệ – Mã giả (pseudo code) 12 Nội dung (tt) • Ví dụ (R1) – Ngôn ngữ tự nhiên • Mức lương của một người nhân viên không được vượt quá mức lương của trưởng phòng – Ngôn ngữ hình thức t  NHANVIEN ( u  PHONGBAN ( v  NHANVIEN ( u.TRPHG  v.MANV  u.MAPHG  t.PHG  t.LUONG  v.LUONG ))) 13 PHONGBAN NHANVIEN MANV HOTEN PHG LUONG MAPHG TENPHG TRPHG 1 Tùng 1 45000 1 Điều Hành 1 2 Tiế 3 50000 3 Nghiên cứu 2 3 Trang 4 15000 4 Kinh Doanh 7 4 Trung 3 60000 5 Thủy 1 20000 6 Tuấ 4 35000 7 T ườ g 4 45000 Có ội ph m ràng bỘ c toàn ộ n ? t  NHANVIEN ( u  PHONGBAN ( v  NHANVIEN ( u.TRPHG  v.MANV  u.MAPHG  t.PHG  t.LUONG  v.LUONG ))) 14 Nội dung (tt) • Ví dụ (R2) – Ngôn ngữ tự nhiên • Người quản lý trực tiếp phải l̀ một nhân viên trong công ty – Ngôn ngữ hình thức t  NHANVIEN ( t.MA_NQL = null  s  NHANVIEN (s.MANV = t.MA_NQL)) t  NHANVIEN ( t.MA_NQL != null  s  NHANVIEN (s.MANV = t.MA_NQL)) 15 NHANVIEN MANV HOTEN PHG LUONG MA_NQL 1 Tùng 1 45000 null 2 Tiế 3 50000 1 3 Trang 4 15000 null 4 Trung 3 60000 3 5 Thủy 1 20000 4 6 Tuấ 4 35000 null 7 T ườ g 4 45000 6 8 Thanh 4 45000 9 vi phạm RBTV t  NHANVIEN ( t.MA_NQL != null  s  NHANVIEN (s.MANV = t.MA_NQL)) 16 CÁC ĐẶC TR NG CỦA RBTV • Bối cảnh • Nội dung • Bảng tầm ảnh hưởng Bảng tầm ảnh hưởng • Bảng tầm ảnh hưởng – Xác định thao tác cập nhật ǹo cần phải kiểm tra RBTV khi được thực hiện trên quan hệ bối cảnh • Có 2 loại – Bảng tầm ảnh hưởng cho một RBTV – Bảng tầm ảnh hưởng tổng hợp 18 Bảng tầm ảnh hưởng một RBTV Tên_RB Quan hệ 1 Quan hệ 2 … Quan hệ n Thêm Xóa     Sửa   (Thuộc tính)    () Có vi phạm RBTV () Không vi phạm RBTV 19 Bảng tầm ảnh hưởng • Phái của nhân viên phải l̀ Nam hoặc Nữ – Bối cảnh: NHANVIEN – Nội dung: t  NHANVIEN ( t.PHAI = 'Nam'  t.PHAI = 'Nu'  t.PHAI = NULL ) hoặc t  NHANVIEN ( t.PHAI != NULL t.PHAI= 'Nam'  t.PHAI = 'Nu') – Bảng tầm ảnh hưởng: NHANVIEN Thêm Xóa + - Sửa +(PHAI) 20 Bảng tầm ảnh hưởng • Phòng của nhân viên phải là một trong những phòng của phòng ban – Bối cảnh: PHONGBAN, NHANVIEN – Bảng tầm ảnh hưởng: Thêm Xóa Sửa NHANVIEN + - +(PHG) PHONGBAN - + + (MAPHG) 21 Bảng tầm ảnh hưởng • Người quản lý trực tiếp của nhân viên nếu có thì phải l̀ một nhân viên trong công ty – Bối cảnh: – Bảng tầm ảnh hưởng: NHANVIEN Thêm Xóa + + Sửa + (MA_NQL, MANV) 22 Bảng tầm ảnh hưởng • Cho lược đồ: NHANVIEN (MANV, HOTEN, PHAI, TUOIVEHUU) • RBTV: Tuổi về hưu của nhân viên Nam là 60, của nhân viên nữ là 55. - Bối cảnh: - Bảng tầm ảnh hưởng: NHANVIEN Thêm Xóa + - Sửa + (PHAI, TUOIVEHUU) 23 Bảng tầm ảnh hưởng tổng hợp Ràng buộc 1 R̀ng buộc 2 T X S T X S Quan hệ 1 + - + + - + Quan hệ 2 - + - Quan hệ 3 - - + Ràng buộc m … … … T X S + - + - + - - - + … Quan hệ n - + - 24 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Miền giá trị Liên bộ Liên thuộc tính Tham chiếu Liên bộ - liên quan hệ Liên thuộc tính - liên quan hệ Thuộc tính tổng hợp Chu trình PHÂN LO I RBTV - Miền giá trị • R̀ng buộc qui định các giá trị cho một thuộc tính R A     B C D  1 1 5 7 12 3 23 9      9{,  , {1..10} } • Miền giá trị – Liên tục – Rời rạc 26 Ví dụ 3 • Thời gian tham gia đề án của một nhân viên không quá 60 giờ – Bối cảnh: PHANCONG – Biểu diễn: t  PHANCONG ( t.THOIGIAN  60  0 t.THOIGIAN) – Bảng tầm ảnh hưởng: R3 PHANCONG Thêm  Xóa  Sửa  (THOIGIAN) 27 Ví dụ 4 • Giới tính của nhân viên l̀ ‘Nam’ hoặc ‘Nu’ 28 ? Ví dụ 4b • Giới tính của nhân viên nếỘ có thì phải l̀ ‘Nam’ hoặc ‘Nu’ 29 RBTV - Liên bộ • Sự tồn tại của một hay nhiều bộ phụ thuộc v̀o sự tồn tại của một hay nhiều bộ khác trong cùng quan hệ R A     B C D  1 1 5 7  12 3 23 9   • Trường hợp đặc biệt – RB khóa chính – RB duy nhất (unique) 30 Ví dụ 5 • R5: Tên phòng l̀ duy nhất – Bối cảnh: PHONGBAN – Biểu diễn: t1, t2  PHONGBAN ( t1 t2  t1.TENPHG  t2.TENPHG ) hoặc t PHONGBAN ( ¬uPHONGBAN ( u != t  u.TENPHG=t.TENPHG) – Bảng tầm ảnh hưởng: R5 PHONGBAN Thêm  Xóa  Sửa  (TENPHG) 31 Ví dụ 6 • R6: Một nhân viên được tham gia tối đa 5 đề án 32 Ví dụ 7 THIDAU(NGAY, GIO, DOI, SOBAN) • Mỗi trận đấu l̀ cuộc thi đấu của đúng 2 đội 33 RBTV - Liên thuộc tính • L̀ r̀ng buộc giữa các thuộc tính trong cùng quan hệ R A     B C D  1 1 5 7 12 3 23 9    34 Ví dụ 8 • Một nhân viên không quản lý trực tiếp chính mình – Bối cảnh: NHANVIEN – Biểu diễn: t  NHANVIEN (t.MA_NQL  null  t.MA_NQL  t.MANV ) – Bảng tầm ảnh hưởng: R8 NHANVIEN Thêm + Xóa  Sửa  (MA_NQL) 35 Ví dụ 9 KHOAHOC(MAKH, TENKH, BDAU, KTHUC) • Mỗi khóa học kéo dài ít nhất 3 tháng 36 RBTV - Tham chiếu • Giá trị xuất hiện tại các thuộc tính trong một quan hệ nào đó phải tham chiếu đến giá trị khóa chính của một quan hệ khác cho trước R A     B C D  1 1 5 7  12 3 23 9   S E F 7 1 3 2 Bắt buộc phải tồn tại trước • Trường hợp đặc biệt – RB khóa ngoại 37 Ví dụ 10 • Mọi thân nhân phải có mối quan hệ gia đình với một nhân viên trong công ty – Bối cảnh: THANNHAN, NHANVIEN – Biểu diễn: hay t  THANNHAN ( s  NHANVIEN ( s.MANV  t.MA_NVIEN )) THANNHAN.MA_NVIEN  NHANVIEN.MANV – Bảng tầm ảnh hưởng: R10 NHANVIEN THANNHAN Thêm   Xóa   Sửa  (MANV)  (MA_NVIEN) 38 RBTV - Tham chiếu (tt) • Còn gọi là phụ thuộc tồn tại • Thường có bối cảnh là hai quan hệ – Nhưng có trường hợp suy biến thành một quan hệ • Ví dụ (10b): Người quản lý trực tiếp phải là một nhân viên trong công ty 39 RBTV - Liên bộ, liên quan hệ • L̀ r̀ng buộc xãy ra giữa các bộ trên nhiều quan hệ khác nhau R A     S B C D  1 1 5 7  12 3 23 9 A B C  2 7 4 7  2 3 2 10     40 Ví dụ 11 • Cho lược đồ CSDL: – HOADON(SOHD, MAKH, NGAYHD) – CTHD(SOHD, MAHH, DGIA, SLG) • Mỗi hóa đơn phải có ít nhất một chi tiết hóa đơn 41 RBTV - Liên thuộc tính, liên quan hệ • L̀ r̀ng buộc xãy ra giữa các thuộc tính trên nhiều quan hệ khác nhau R A     B C D  1 1 5 7  12 3 23 9   S A     B C 2 7 4 7 2 3 2 10 42 Ví dụ 12 • Ngày sinh của trưởng phòng phải nhỏ hơn ngày nhận chức: 43 NHANVIEN MANV HOTEN PHG LUONG NGSINH 1 Tùng 1 45000 1/12/1965 2 Tiế 3 50000 null 3 Trang 4 15000 null 4 Trung 3 60000 1/12/1965 5 Thủy 1 20000 4/10/1972 6 Tuấ 4 35000 null 7 T ườ g 4 45000 1/12/1981 PHONGBAN MAPHG TENPHG TRPHG NGAY_NHAN_CHUC 1 Điều Hành 1 31/1/1990 3 Nghiên cứu 2 15/04/1996 4 Kinh Doanh 7 18/10/1978 44 RBTV - Thuộc tính tổng hợp • Thuộc tính tổng hợp – L̀ thuộc tính có giá trị được tính toán từ các thuộc tính khác • Khi CSDL có thuộc tính tổng hợp – RBTV bảo đảm quan hệ giữa thuộc tính tổng hợp v̀ các thuộc tính nguồn 45 Ví dụ 13 PHONGBAN(TENPHG, MAPHG, TRPHG, NG_NHANCHUC, SO_NV) • Số nhân viên của một phòng ban phải bằng tổng số lượng nhân viên thuộc phòng đó 46 RBTV – Chu trình • Lược đồ CSDL có thể được biểu diễn bằng đồ thị – Đỉnh Tê • Quan hệ • Thuộc tính ua hệ Tê thuộc tí h – Cạnh • Đường nối một đỉnh quan hệ với một đỉnh thuộc tính trong lược đồ CSDL Tê ua hệ Tê thuộc tí h • Chu trình – Đồ thị xuất hiện đường đi khép kín ~ Lược đồ CSDL có chu trình 47 Ví dụ 14 • Nhân viên chỉ được phân công v̀o các đề án do phòng ban của mình phụ trách: PHG=PHONG NHANVIEN MANV, MADA DEAN SODA=MADA MANV=MA_NVIEN MA_NVIEN, SODA PHANCONG PHANCONG 48 Ví dụ 14 (tt) • Nhân viên chỉ được phân công vào các đề án do phòng ban của mình phụ trách: – Bối cảnh: NHANVIEN, DEAN, PHANCONG – Biểu diễn: NVDA  NHANVIEN PHG=PHONG DEAN t  PHANCONG ( s  NVDA ( t.MA_NVIEN  s.MANV  t.MADA  s.SODA )) – Bảng tầm ảnh hưởng: R14 NHANVIEN Thêm  Xóa  DEAN   PHANCONG   Sửa  (MANV,PHG)  (MADA,PHONG)  (MA_NVIEN,SODA) 49 NHANVIEN DEAN MANV HOTEN PHG MADA TENDA PHONG 1 Tùng 1 10 Sả phẩ X 1 2 Tiế 3 30 Sả phẩ Y 3 3 Trang 4 70 Sả phẩ Z 4 4 Trung 3 90 Sả phẩ T 3 PHANCONG MANV MADA 1 10 3 30 1 70 3 70 2 90 50 Ví dụ 15 • Người quản lý của nhân viên v̀ nhân viên phải cùng phòng NHANVIEN MANV HOTEN PHG LUONG MA_NQL 1 Tùng 1 45000 null 2 Tiế 3 50000 1 3 Trang 4 15000 null 4 Trung 4 60000 3 5 Thủy 1 20000 1 6 Tuấ 4 35000 null 7 T ườ g 4 45000 6 Vi ph m 51 Ví dụ 16 • DDH (MADH, NGAYDH, MAHD) • CT_DDH (MADH, MAMH, SOLUONG) • HOADON (MAHD, NGAYGH, TONGTIEN, MADH) • CT_HOADON (MACT, MAHD, MAMH, SOLUONG, DONGIA) R̀ng buộc tòn vẹn: Chỉ giao h̀ng các mặt h̀ng có đặt. 52 CÀI ĐẶT RÀNG BU C TOÀN V N - Trigger Transaction (giao tác) Stored Procedure (thủ tục lưu trữ nội) C̀i đặt • Các RBTV được c̀i đặt bởi – Primary key – Foreign key – Check contraint – Trigger – Transaction 54 Trigger • Là tập hợp các lệnh được thực hiện tự động khi xuất hiện một biến cố nào đó thêm xóa sửa trước sau giá trị mới giá trị cũ Biến cố Điều kiện Thỏa Không thỏa Tập hợp các lệnh row-level statement-level Thông báo lỗi 55 Trigger (tt) • Cú pháp CREATE TRIGGER <Tên_trigger> AFTER|BEFORE INSERT|UPDATE|DELETE <Tên_bảng> REFERENCING NEW ROW|TABLE AS <Tên_1> OLD ROW|TABLE AS <Tên_2> FOR EACH ROW | FOR EACH STATEMENT WHEN (<Điều kiện>) <Tập_lệnh_SQL> ON DROP TRIGGER <Tên_trigger> 56 Ví dụ 15 • Lương của trưởng phòng phải lớn hơn 50000 CREATE TRIGGER TR_PB_UPD AFTER UPDATE OF TRPHG ON PHONGBAN REFERENCING NEW ROW AS NewTuple FOR EACH ROW WHEN (50000 >= (SELECT LUONG FROM NHANVIEN WHERE MANV=NewTuple.TRPHG)) Thông báo lỗi cho người dùng 57 Ví dụ 15 (tt) • Lương của trưởng phòng phải lớn hơn 50000 CREATE TRIGGER TR_PB_UPD AFTER UPDATE OF TRPHG ON PHONGBAN REFERENCING NEW ROW AS NewTuple OLD ROW AS OldTuple FOR EACH ROW FROM NHANVIEN WHEN (50000 >= (SELECT LUONG WHERE MANV=NewTuple.TRPHG)) UPDATE PHONGBAN SET TRPHG=OldTuple.TRPHG WHERE TRPHG=NewTuple.TRPHG 58 Ví dụ 15 (tt) • Lương của trưởng phòng phải lớn hơn 50000 CREATE TRIGGER TR_PB_UPD AFTER UPDATE OF LUONG ON NHANVIEN REFERENCING NEW ROW AS NewTuple OLD ROW AS OldTuple FOR EACH ROW WHEN (NewTuple.LUONG <= 50000 AND NewTuple.MANV IN ( SELECT TRPHG FROM PHONGBAN )) UPDATE NHANVIEN SET LUONG=OldTuple.LUONG WHERE LUONG=NewTuple.LUONG 59 Transaction • Là tập các lệnh thực hiện một xử lý nào đó trong một ứng dụng CSDL, sao cho – Hoặc là tất cả các lệnh đều được thực hiện thành công – Hoặc là không có lệnh nào được thực hiện • Ví dụ: xử lý chuyển tiền trong ngân hàng Giao tác Chuyển_tiền Giảm tiền trong tài khoản người gửi Tăng tiền trong tài khoản người nhận Nếu tất cả đều thành công thì hoàn tất giao tác Ngược lại quay lui giao tác Cuối giao tác 60 Transaction (tt) • Giao tác phải đảm bảo – Tính nguyên tố (atomicity) – Tính nhất quán của CSDL (consistency) • Các RBTV không bị vi phạm – Trong khi thực hiện giao tác – Trước v̀ sau khi thực hiện giao tác 61 Ví dụ 7 • Mỗi trận đấu l̀ cuộc thi đấu của đúng 2 đội Giao tác Thêm_trận_đấu(t, s) Thêm t vào THIDAU Thêm s vào THIDAU Nếu có một thao tác thất bại thì Quay lui giao tác Ngược lại Hoàn tất giao tác Cuối nếu Cuối giao tác 62 Ví dụ 7 (tt) Giao tác Xóa_trận_đấu(ngay, gio) Với mọi sTHIDAU (s.NGAYngay  s.GIOgio) Xóa s khỏi THIDAU Cuối với mọi Nếu có một thao tác thất bại thì Quay lui giao tác Ngược lại Hoàn tất giao tác Cuối nếu Cuối giao tác 63 Ví dụ 11 • Mỗi hóa đơn phải có ít nhất một chi tiết hóa đơn Giao tác Thêm_hóa_đơn Thêm HOADON Thêm chi tiết thứ 1 vào CTHD Thêm chi tiết thứ 2 vào CTHD … Nếu có một thao tác thêm thất bại thì Quay lui giao tác Ngược lại Hoàn tất giao tác Cuối nếu Cuối giao tác 64 Stored Procedure • Các DBMS thương mại cung cấp cách thức lưu trữ các hàm hay thủ tục – Được lưu trữ trong lược đồ CSDL – Được sử dụng trong các câu lệnh SQL • Cú pháp CREATE PROCEDURE <Tên_thủ_tục> <DS_tham_số> AS Khai báo biến cục bộ Thân chương trình GO EXEC <Tên_thủ_tục> <DS_ tham_số> 65 Ví dụ 7 • Mỗi trận đấu l̀ cuộc thi đấu của đúng 2 đội CREATE PROCEDURE Thêm_trận_đấu t THIDAU , s THIDAU AS begin tran Thêm t vào THIDAU If @@error<>0 rollback tran Thêm s vào THIDAU If @@error<>0 commit tran rollback tran GO EXEC Thêm_trận_đấu x, y 66 Nhận xét • DBMS sẽ kiểm tra RBTV – Sau khi một thao tác cập nhật diễn ra trên CSDL – Cuối mỗi giao tác • Nên cài đặt RBTV ở đâu ??? – DBMS – Application – Trigger quá nhiều  hệ thống chậm chạp – Stored Procedure  hiệu quả cao 67 CÂU HỎI ? 68