ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG NGÔ VĂN ĐỊNH PHÉP DỊCH CHUYỂN LƢỢC ĐỒ KHỐI TRONG MÔ HÌNH DỮ LIỆU DẠNG KHỐI LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC MÁY TÍNH Thái Nguyên - 2015 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG NGÔ VĂN ĐỊNH PHÉP DỊCH CHUYỂN LƢỢC ĐỒ KHỐI TRONG MÔ HÌNH DỮ LIỆU DẠNG KHỐI CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÁY TÍNH MÃ SỐ: 60 48 0101 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC MÁY TÍNH Ng-êi h-íng dÉn khoa häc TS LÊ VĂN PHÙNG Thái Nguyên - 2015 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn nhận đƣợc giúp đỡ tận tình thầy hƣớng dẫn khoa học, thầycô trƣờng Đại học Công nghệ thông tin truyền thông - Đại học Thái Nguyên Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô trƣờng Đại học Công nghệ thông tin truyền thông - Đại học Thái Nguyên tạo điều kiện học tập, nghiên cứu giúp đỡ nhiều trình làm luận văn Đặc biệt xin cảm ơn thầyTS Lê Văn Phùng tận tình hƣớng dẫn, bảo suốt trình học tập, nghiên cứu đề tài giúp đỡ hoàn thành luận văn Thái Nguyên, ngày 15 tháng năm 2015 Học viên Ngô Văn Định Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết nghiên cứu dƣới hƣớng dẫn khoa học TS Lê Văn Phùng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố công trình khác Học viên Ngô Văn Định Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn i MỤC LỤC Trang MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT iii DANH MỤC CÁC HÌNH iv MỞ ĐẦU CHƢƠNG MÔ HÌNH DỮ LIỆU DẠNG KHỐI 1.1 Một số mô hình liệu tiêu biểu 1.1.1 Mô hình liệu quan hệ 1.1.2 Mô hình hƣớng đối tƣợng 1.1.3 Mô hình liệu dạng khối 1.2 Khối, lƣợc đồ khối đặc trƣng 1.2.1 Khái niệm khối lƣợc đồ khối 1.2.2 Các phép tính khối 1.2.3 Khái niệm phụ thuộc hàm 15 1.2.4 Bao đóng tập thuộc tính số 16 1.2.5 Khóa lƣợc đồ khối R tập F R 19 1.2.6 Các dạng chuẩn, tựa chuẩn tựa chuẩn hóa lƣợc đồ khối 22 1.2.7 Khái niệm phủ phủ tối thiểu tập phụ thuộc hàm 31 Kết luận chƣơng 33 CHƢƠNG PHÉP DỊCH CHUYỂN LƢỢC ĐỒ KHỐI 34 2.1 Phép dịch chuyển lƣợc đồ quan hệ 34 2.1.1 Định nghĩa 34 2.1.2 Thuật toán dịch chuyển lƣợc đồ quan hệ 35 2.1.3 Bổ đề siêu khoá phép dịch chuyển lƣợc đồ quan hệ 39 2.1.4 Dịch chuyển lƣợc đồ quan hệ dạng cân 40 2.2 Phép dịch chuyển lƣợc đồ khối 43 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn ii 2.2.1 Định nghĩa 43 2.2.2 Sự khác biệt phép chuyển dịch lƣợc đồ khối so với phép dịch chuyển lƣợc đồ quan hệ 45 2.2.3 Một số thuật toán dịch chuyển lƣợc đồ khối 46 2.2.4 Biểu diễn bao đóng qua phép dịch chuyển 48 2.2.5 Biểu diễn khóa qua phép dịch chuyển 51 2.2.6 Ví dụ 55 Kết luận chƣơng 56 CHƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH THỬ NGHIỆM 58 3.1 Bài toán thử nghiệm 58 3.2 Phân tích thiết kế chƣơng trình thử nghiệm 59 3.2.1 Thủ tục dịch chuyển 59 3.2.2 Biểu diễn khóa qua phép dịch chuyển 60 3.2.3 Thiết kế chƣơng trình 60 3.3 Cài đặt thực chƣơng trình thử nghiệm 60 3.3.1 Yêu cầu hệ thống 60 3.3.2 Hệ thống liệu vào/ra 61 3.3.3 Hệ thống giao diện 61 3.3.4 Kết thử nghiệm chƣơng trình đánh giá 62 Kết luận chƣơng 67 KẾT LUẬN 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Luận văn dùng thống ký hiệu chữ viết tắt sau: Ký hiệu Ý nghĩa CSDL sở liệu Dom(A) miền giá trị thuộc tính A LĐQH lƣợc đồ quan hệ r r(R) khối r tập R Rx lát cắt r(R) điểm x PTH phụ thuộc hàm x(i) = (x, Ai) thuộc tính số lƣợc đồ khối (x id(i)= {x(i)|x id, i = n) id} tập thuộc tính số lƣợc đồ khối Fh tập phụ thuộc hàm R Fhx tập phụ thuộc hàm Rx Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn iv DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1 Biểu diễn khối SANPHAM Hình 1.2Ví dụ phép hợp 10 Hình 1.3Ví dụ phép giao 10 Hình 1.4 Ví dụ phép trừ 11 Hình 3.1 Giao diện chƣơng trình 61 Hình 3.2 Giao diện nhập liệu 62 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn MỞ ĐẦU Lí chọn lựa đề tài Ngày nay, công nghệ thông tin trở thành nhân tố thiếu đƣợc lĩnh vực đời sống xã hội Sự bùng nổ nhu cầu xây dựng hệ thống thông tin, mà trƣớc hết hệ thống thông tin quản lý trở thành hƣớng nghiên cứu quan tâm nhiều nhà khoa học nhƣ ngƣời sử dụng Các hệ thống sở liệu (CSDL) lần lƣợt xuất Vào năm 60, hệ sở liệu đời dƣới dạng mô hình thực thể - liên kết (có đặc điểm nhận dạng đối tƣợng), mạng phân cấp Tiếp đến vào năm 70 hệ thứ hai CSDL đời Đó mô hình quan hệ E F Codd đề xuất Loại mô hình đánh dấu mốc quan trọng sở lý thuyết hệ thống CSDL Sở dĩ mô hình đƣợc đánh giá cao đƣợc xây dựng dựa sở toán học chặt chẽ Tuy nhiên, quan hệ có cấu trúc phẳng (tuyến tính) nên mô hình chƣa đủ đáp ứng ứng dụng phức tạp, sở liệu có cấu trúc phi tuyến,… Trong năm gần đây, việc nghiên cứu nhằm mở rộng mô hình quan hệ đƣợc nhiều nhà khoa học quan tâm Theo hƣớng nghiên cứu có số hƣớng mở rộng mô hình quan hệ đƣợc đề xuất nghiên cứu nhƣ: mô hình liệu đa chiều; khối liệu; kho liệu; mô hình liệu dạng khối Trong đó, mô hình liệu dạng khối, khối khái niệm đƣợc mở rộng từ quan hệ mô hình quan hệ, khối biểu diễn liệu có tính chất động (biểu diễn liệu có thuộc tính thay đổi theo thời gian, không gian…) có khả đáp ứng tốt nhiều lớp toán phức tạp Trong mô hình quan hệ, để giảm tính phức tạp việc xác định bao đóng, khóa sở liệu lớn, phức tạp, ngƣời ta đề xuất phép dịch chuyển lƣợc đồ quan hệ (LĐQH) Trong mô hình sở liệu dạng Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn khối, việc xác định khóa bao đóng khó khăn hơn, mà phép dịch chuyển lƣợc đồ khối đƣợc đề xuất với mục đích tƣơng tự Mục tiêu đề tài tìm hiểu kỹ thuật thu gọn lƣợc đồ khối dựa phép dịch chuyển lƣợc đồ khối phƣơng pháp biểu diễn bao đóng khóa lƣợc đồ khối thông qua phép dịch chuyển với độ phức tạp thấp so với phƣơng pháp tìm bao đóng khóa thông thƣờng Đồng thời, nghiên cứu thuật toán cài đặt chƣơng trình thử nghiệm với thuật toán dịch chuyển lƣợc đồ khối biểu diễn khóa lƣợc đồ khối qua phép dịch chuyển Mục đích nghiên cứu Mô hình liệu dạng khối mở rộng mô hình quan hệ với khối cho phép biểu diễn liệu có tính chất động (biểu diễn liệu có thuộc tính thay đổi theo thời gian) Tuy nhiên, nghiên cứu mô hình liệu chƣa nhiều Đối với sở liệu khối lớn phức tạp, việc xác định khóa bao đóng việc khó Nhờ việc dịch chuyển lƣợc đồ khối, việc tính bao đóng khóa trở nên đơn giản Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan mô hình liệu dạng khối; số khái niệm thuật toán liên quan - Nghiên cứu phép dịch chuyển lƣợc đồ khối mô hình liệu dạng khối số thuật toán dịch chuyển lƣợc đồ khối - Áp dụng thuật toán dịch chuyển toán thực tế Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu: Đối tƣợng nghiên cứu: Mô hình liệu dạng khối Phạm vi nghiên cứu: Phép dịch chuyển lƣợc đồ khối nhằm giảm nhẹ độ phức tạp việc tính bao đóng khóa khối Phƣơng pháp nghiên cứu - Phƣơng pháp nghiên cứu lý luận Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 55 b) Giả sử Kx khóa x= (Sx, Gx), Kx = {x(i), i id, đó, B}, x ta có K khóa , từ đó, dựa vào kết a) ta có K khóa Mệnh đề 2.6 (điều kiện cần đủ)[4] n Cho lƣợc đồ khối = (R, Fh), R = (id; A1, A2,…, An) X, K  id (i) , i X = {x(i), x = (S, G), id, i A}, K = {x(i), x id, i B}; A, B {1, 2, , n}, X U0, = \X Khi đó, a) K khóa K khóa b) K khóa {x(i), i B}, x Kx khóa x = (Sx, Gx), Kx = id Chứng minh a) K khóa K khóa Thật vậy, từ giả thiết K khóa , X U0 mệnh đề 2.4 ta suy K =K\X khóa K khóa K khóa Giả sử K khóa , X U0 theo mệnh đề 2.5 ta suy K khóa b) Giả sử K khóa của ta có Kx khóa theo kết câu a) ta suy K khóa x = (Sx, Gx), Kx = {x(i), i Ngƣợc lại, Kx khóa x B}, x = (Sx, Gx), Kx = {x(i), i id B}, x id ta có K khóa Từ đó, áp dụng kết câu a) K khóa 2.2.6 Ví dụ Cho lƣợc đồ khối = (R, F), với R = (id; A1A2A3A4A5A6); id = {1, 2} F={ {1(1), 2(1), 1(5), 2(5) } {1(4) , 2(4)}, {1(2), 2(2), 1(3), 2(3) } {1(5) , 2(5)}, Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 56 {1(5) , 2(5)} {1(2), 2(2), 1(3), 2(3) } } X1 = {1(1), 2(1), 1(5), 2(5), 1(6), 2(6)}; X2 = {1(6), 2(6)} Tính (X1)+Fh, (X2)+Fh Bài giải Theo hệ 2.3 công thức tính bao đóng cho tập thuộc tính (X1)+Fh = X1( )+Fh\X1 Ta tính = (S1, G1) = \X1 {1(4) , 2(4)}, {1(2), 2(2), 1(3), 2(3) } G1 = F\X1={ {1(2), 2(2), 1(3), 2(3) } { (loại), } {1(2), 2(2), 1(3), 2(3), 1(4) , 2(4) } { Từ ta tính đƣợc ( )+Fh/X1= {1(2), 2(2), 1(3), 2(3), 1(4) , 2(4) } (X1)+Fh = X1( )+Fh\X1 = {1(1), 2(1), 1(5), 2(5), 1(6), 2(6), 1(2), 2(2), 1(3), 2(3), 1(4), 2(4) } = R (X2)+Fh = X2( )+Fh\X2 Ta tính = (S2, G2) = \X2 G2={ {1(1), 2(1)} {1(4) , 2(4)}, {1(2), 2(2), 1(3), 2(3) } {1(2), 2(2), 1(3), 2(3) } ={ {1(1), 2(1)} (loại), } {1(4) , 2(4)}, {1(2), 2(2), 1(3), 2(3) }} Từ ta tính đƣợc ( )+Fh/X2= {1(2), 2(2), 1(3), 2(3)} (X2)+Fh = X2( )+Fh\X2 = {1(2), 2(2), 1(3), 2(3), 1(6), 2(6)} Kết luận chƣơng Trong chƣơng này, luận văn trình bày số vấn đề phép dịch chuyển LĐQH lƣợc đồ khối giới thiệu cácthuật toán dịch chuyển Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 57 lƣợc đồ khối mô hình liệu dạng khối Đƣa phƣơng pháp biểu diễn bao đóng khóa lƣợc đồ khối thông qua phép dịch chuyển Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 58 CHƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH THỬ NGHIỆM Luận văn tập trung nghiên cứu tìm hiểu mô hình sở liệu dạng khối phép dịch chuyển lƣợc đồ khối Việc cài đặt chƣơng trình thử nghiệm nhằm mục đích mô kết nghiên cứu đƣợc học viên Chƣơng trình có giao diện đơn giản, dễ sử dụng, dễ hiểu đƣợc viết ngôn ngữ lập trình C#, ngôn ngữ có hƣớng đối tƣợng, phổ biến cho phép tạo giao diện nhanh, dễ dàng 3.1 Bài toán thử nghiệm Trên thực tế, có nhiều toán phân tích thiết kế, xây dựng chƣơng trình cần phải chuẩn hóa sở liệu Vì liệu dùng để xây dựng chƣơng trình không đƣợc chuẩn hóa dẫn đến dƣ thừa, gây khó khăn cho việc quản lý, sử dụng, xử lý liệu ứng dụng Trong trình đó, ngƣời thiết kế thƣờng gặp số vấn đề sau: Khi xác định số đặc điểm đối tƣợng đƣợc lƣu trữ, ngƣời thiết kế liệt kê tất thuộc tính cần quản lý đối tƣợng mà không quan tâm đến vấn đề liệu thêm thuộc tính có bị trùng lặp thông tin không, liệu có quán không Chẳng hạn, hệ thống bán hàng, lƣu trữ thông tin nhà cung cấp để đặt hàng số thông tin ta cần là: mã nhà cung cấp, tên nhà cung cấp, địa chỉ, số điện thoại, mã hàng, tên hàng Với đối tƣợng nhà cung cấp ta quản lý nhà cung cấp cung cấp mặt hàng ta biết đƣợc nhà cung cấp cung cấp mặt hàng tên nhƣng liệu tên mặt hàng không quán Khi nhập liệu ta nhập nhƣ sau: Mã nhà cung cấp … Mã hàng Tên hàng 01 01 Abc 02 02 Abc Bảng Quan hệ nhà cung cấp Điều gây khó khăn cho ta trình truy xuất thông tin Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 59 Để khắc phục đƣợc vấn đề trên, ngƣời thiết kế phải dựa vào qui tắc quản lý (phụ thuộc hàm), áp dụng hệ luật dẫn Amstrong phụ thuộc hàm để xác định mối liên hệ thuộc tính đối tƣợng đối tƣợng CSDL Sau đó, sử dụng thuật toán tìm khóa đối tƣợng Dựa vào khóa phụ thuộc hàm, ngƣời thiết kế xác định dạng chuẩn để đánh giá tính chất LĐQH đối tƣợng cần quản lý Trong thực tế, ngƣời ta đánh giá cao LĐQH đạt từ dạng chuẩn trở lên dạng chuẩn CSDL tránh trùng lắp thông tin Do đó, LĐQH không đạt đƣợc dạng chuẩn 3, ngƣời thiết kế phân rã LĐQH thành lƣợc đồ đảm bảo dạng chuẩn cao hơn, liệu không bị trùng lắp mà giữ đƣợc tính bảo toàn, tính xác liệu, không gây thông tin Trong mô hình sở liệu dạng khối, thiết kế CSDL, ngƣời ta gặp phải vấn đề tƣơng tự nhƣng độ phức tạp lớn nhiều, đặc biệt CSDL lớn Trong chƣơng 3,tác giả xây dựng chƣơng trìnhsử dụng thuật toán dịch chuyển nhằm thu gọnlƣợc đồ phƣơng pháp biểu diễn khóa lƣợc đồ khối thông qua phép dịch chuyển nhằm mô kết nghiên cứu luận văn 3.2 Phân tích thiết kế chƣơng trình thử nghiệm 3.2.1 Thủ tục dịch chuyển Trong chƣơng luận văn, tác giả giới thiệu thuật toán dịch chuyển lƣợc đồ khối Cả thủ tục có thông tin vào lƣợc đồ khối = (R, Fh) tập thuộc tính số X, thông tin lƣợc đồ dịch chuyển theo tập thuộc tính số X : = \ X = (V,G) với V = R\X, G = F\X Xác định V: Ở thủ tục dịch chuyển, việc xác định tập V:=R\X giống nhau, nghĩa V thu đƣợc từ việc loại bỏ khỏi R thuộc tính X Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 60 Việc xác định tập FTH G: Đối với thủ tục dịch chuyển sử dụng thuật toán 2.1, ta tiến hành thực trực tiếp FTH khối ban đầu Còn thủ tục dịch chuyển sử dụng thuật toán 2.2, ta tiến hành thực lát cắt Việc thực thao tác G:= Rutgon(G) ta thực việc: + Loại bỏ PTH tầm thƣờng (dạng X Y, X Y) + Loại bỏ bớt PTH trùng 3.2.2 Biểu diễn khóa qua phép dịch chuyển Theo mệnh đề 2.26, việc xác định khóa lƣợc đồ khối α đƣợc thực thông qua việc tìm khóa lƣợc đồ β = α\X với X U0; Việc xác định khóa lƣợc đồ khối β đƣợc thực thông qua việc tìm khóa Kxcủa lát cắt βx, x id, lát cắt lại coi LĐQH Vậy, việc tìm khóa lƣợc đồ khối lại trở thành việc tìm khóa LĐQH 3.2.3 Thiết kế chương trình Chƣơng trình cần có số chức sau: + Nhập liệu: cho phép ngƣời sử dụng nhập lƣợc đồ khối, phụ thuộc hàm thuộc tính số Việc nhập liệu đƣợc thực thông qua tệp nhập trực tiếp + Thực thủ tục dịch chuyển lƣợc đồ khối: Cho phép ngƣời sử dụng lựa chọn áp dụng thuật toán dịch chuyển lƣợc đồ khối đầu vào, hiển thị kết hình + Biểu diễn khóa qua phép dịch chuyển 3.3 Cài đặt thực chƣơng trình thử nghiệm 3.3.1 Yêu cầu hệ thống Chƣơng trình thử nghiệm đƣợc viết ngôn ngữ lập trình Visual C# tảng Net công cụ lập trình Visual Studio 2013 Để sử dụng chƣơng trình, máy tính cần cài đặt Dotnet Framework 4.5 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 61 3.3.2 Hệ thống liệu vào/ra Với mục tiêu toán thực phép dịch chuyển lƣợc đồ khối theo tập thuộc tính số, liệu đầu vào hệ thống bao gồm: + Lƣợc đồ khối = (R,F), với: R = (id; A1, A2,…, An); F: tập phụ thuộc hàm có dạng L R, đó: n L, R  id (i) , id(i) = (x(i)| x id); x(i) = (x; Ai); i n + Tập thuộc tính số X  id (i) , X = {x(i), x id, i A}, A {1, 2, i ., n} Thông tin thu đƣợc từ toán là: + Lƣợc đồ khối = \ X = (V,G), V = R\X, G = F\X + Biểu diễn khóa lƣợc đồ khối 3.3.3 Hệ thống giao diện Giao diện chính: Hình 3.1 Giao diện chương trình Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 62 Giao diện nhập khối ban đầu, phụ thuộc hàm, tập thuộc tính: Hình 3.2 Giao diện nhập liệu 3.3.4 Kết thử nghiệm chương trình đánh giá Ví dụ 3.1 Cho lƣợc đồ khối = (R,F), với R = (id; A1A2A3A4A5A6); id = {1} F={ {1(1), 1(5) } {1(4)}, {1(1)} {1(4), 1(6)}, {1(2), 1(3) } {1(5)}, {1(5)} {1(2), 1(3)} } X = {1(1), 1(4), 1(6)} Xác định = \ X = (V,G), V = R\X, G = F\X Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 63 V=R\X = {1(2), 1(3), 1(5)} G = { {1(5) } ={ (loại), (loại), {1(2), 1(3)} {1(5)}, {1(5)} {1(2), 1(3)} } {1(2), 1(3)} {1(5)}, {1(5)} {1(2), 1(3)} } Lƣợc đồ khối = \ X thu đƣợc có dạng: = (V,G) với V = (id; A2A3A5); id = {1} G = { {1(2), 1(3)} {1(5)}, {1(5)} {1(2), 1(3)} } Kết thực chƣơng trình: Trong ví dụ này, id ={1}, lƣợc đồ khối suy biến thành LĐQH, phép dịch chuyển lƣợc đồ khối trở thành phép dịch chuyển mô hình quan hệ Ví dụ3.2 Cho lƣợc đồ khối = (R,F), với R = (id; ABCDEHKI); id ={1} F = { {(1; A), (1; B)} {(1; C)}, {(1; C)} {(1; D), (1; E) (1; H)}, {(1; H)} {(1;K)}} X = {(1; B), (1; I)} Hãy xác định = \X Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 64 Kết thực phần mềm: Ta dịch chuyển α theo X, ta đƣợc sơ đồ β = V = ({1}; ACDEHK) G = { {(1; A)} {(1; C)}, {(1; C)} {(1; D), (1; E) (1; H)}, {(1; H)} {(1; K)} } Ví dụ 3.3 Cho lƣợc đồ khối = (R,F), với R = (id; A1A2A3A4A5A6); id = {1, 2} F={ {1(1), 2(1), 1(5), 2(5)} {1(5), 2(5)} {1(4), 2(4)}, {1(2), 2(2), 1(3), 2(3)}, {1(1), 2(1), 1(3), 2(3)} {1(1), 2(1)} {1(5), 2(5), 1(6), 2(6)} {1(5), 2(5), 1(6), 2(6)},{1(2), 2(2), 1(4),2(4)} {1(3), 2(3)}, {1(1), 2(1)}, {1(3), 2(3)} X = {1(2), 2(2), 1(3), 2(3), 1(5), 2(5)} + Xác định = \ X = (V,G), V = R\X, G = F\X + Tìm khóa lƣợc đồ khối Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 65 Kết thực phần mềm: Áp dụng thuật toán 2.4 V=R\X = {1(1), 1(4), 1(6), 2(1), 2(4), 2(6)} G = F\X ={ {1(1),2(1)} {1(4), 2(4)}, {1(1), 2(1)} {1(6), 2(6)} (loại), {1(1),2(1)} {1(6),2(6)}, (loại), {1(1), 2(1)}, {1(4), 2(4)} (loại) } Thu gọn G, ta đƣợc: Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 66 G ={ {1(1), 2(1)} {1(4), 2(4), 1(6), 2(6)}, {1(6), 2(6)} {1(1), 2(1)} } {1(1), 2(1)} } = \ X thu đƣợc có dạng: Vậy = (V,G) với V = (id; A1A4A6); id = {1,2} G ={ {1(1), 2(1)} {1(4), 2(4), 1(6), 2(6)}, {1(6), 2(6)} Áp dụng thuật toán 2.5 id = {1, 2} nên R có lát cắt R1 = ({1}; A1A2A3A4A5A6); với tập FTH Fh1={ {1(1), 1(5) } {1(5)} {1(4)}, {1(1)} {1(2), 1(3)} , {1(1), 1(3) } {1(3)}, {1(5), 1(6) } {1(5), 1(6) }, {1(2), 1(4) } {1(1)}, {1(3)}} R2 = ({2}; A1A2A3A4A5A6); với tập FTH Fh1={ {2(1), 2(5) } {2(5)} {2(4)}, {2(1)} {2(2), 2(3)} , {2(5), 2(6) }, {2(2), 2(4) } {2(3)}, {2(5), 2(6) } {2(3)} {2(1)}, {2(1), 2(3) } } Ta cần thực phép dịch chuyển lát cắt với lƣợc đồ tƣơng ứng = (R1,Fh1) tập thuộc tính X1 = {1(2), 1(3), 1(5)}, = (R2,Fh2) tập thuộc tính X2 = { 2(2), 2(3), 2(5)} Ta có: = 1\ X1 = (V1,G1) V1=R1\X1 = {1(1), 1(4), 1(6)} G1 = Fh1\X1 = { {1(6)} {1(1)} {1(1)} (loại), {1(6) }, {1(4)} (loại) {1(4),1(6) }, {1(6)} {1(1)}, {1(1)} {1(4)}, (loại), } Thu gọn G1, ta đƣợc G1 = { {1(1)} {1(1)} } Tƣơng tự, ta có Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 67 = 2\ X2 = (V2,G2) V2=R2\X2 = {2(1), 2(4), 2(6)} G2 = { Vậy {2(1)} {2(4),2(6) }, {2(6)} {2(1)} } = \ X thu đƣợc có dạng: = (V,G) với V = (id; A1A4A6); id = {1,2} G={ ={ {1(1)} {1(4),1(6) }, {1(6)} {1(1)}, {2(1)} {2(4),2(6) }, {2(6)} {2(1)} {1(1), 2(1)} {1(4), 2(4), 1(6), 2(6)}, {1(6), 2(6)} } {1(1), 2(1)} } Nhƣ vậy, qua số ví dụ, kết thử nghiệm phần mềm hoàn toàn trùng khớp với việc thực thuật toán giấy Việc áp dụng thuật toán dịch chuyển lƣợc đồ khối có kết tƣơng tự Kết luận chƣơng Trong chƣơng này,tác giả tiến hành xây dựng chƣơng trình ngôn ngữ lập trình C# tảng Visual Studio 2013,sử dụng thuật toán dịch chuyển nhằm thu gọnlƣợc đồ áp dụng phƣơng pháp biểu diễn khóa lƣợc đồ khối ứng dụng Tác giả đƣa số ví dụ đơn giản để thử nghiệm kết thực chƣơng trình với việc thực thuật toán giấy với kết trùng khớp Tuy nhiên, ứng dụng đơn giản, dừng lại mức độ mô kết nghiên cứu tác giả Việc xây dựng chƣơng trình có tính ứng dụng thực tế cần phải đầu tƣ nhiều thời gian công sức Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 68 KẾT LUẬN Qua tìm hiểu nghiên cứu phép dịch chuyển lƣợc đồ khối mô hình liệu dạng khối, luận văn thực đƣợc số kết sau đây: - Tìm hiểu mô hình liệu mới, mô hình liệu dạng khối Mô hình mở rộng mô hình liệu quan hệ E.Codd đề xuất năm 1970 - Trình bày số kết nghiên cứu bao đóng, khóa phụ thuộc hàm mô hình đồng thời giới thiệu tính chất khóa, thuật toán tìm khóa, dạng chuẩn tựa chuẩn Mối liên quan mô hình liệu dạng khối với mô hình quan hệ - Tìm hiểu giới thiệu phép dịch chuyển lƣợc đồ khối mô hình liệu dạng khối số thuật toán liên quan; ứng dụng thuật toán vào việc xây dựng chƣơng trình demo cho phép thực số thao tác mô hình liệu dạng khối Trên số kết mà luận văn tìm đƣợc phép dịch chuyển lƣợc đồ khối mô hình liệu dạng khối Tuy nhiên, kết bƣớc đầu, việc nghiên cứu tiếp mô hình liệu vấn đề mở cần đƣợc nghiên cứu tiếp Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO A Tiếng Việt [1] Nguyễn Kim Anh (2002), “Đại số khối sở liệu đa chiều”, Tạp chí Tin học Điều khiển học, 18(2), tr 149-154 [2] Nguyễn Xuân Huy (2006), Các phụ thuộc logic sở liệu, Nhà xuất Thống kê, Hà Nội [3] Lê Văn Phùng (2010), Cơ sở liệu quan hệ Công nghệ phân tích-Thiết kế, Nhà xuất Thông tin Truyền thông, Hà Nội [4] Trịnh Đình Thắng (2011), Mô hình liệu dạng khối, Nhà xuất Lao Động, Hà Nội [5]Vũ Đức Thi (1997), Cơ sở liệu: Kiến thức thực hành, NXB Thống Kê, Hà Nội [6] Vũ Đức Thi (2010), Giáo trình Cơ sở liệu nâng cao, Nhà xuất Đại học Thái Nguyên, Thái Nguyên [7] Trịnh Đình Vinh (2011), Một số phụ thuộc liệu sở liệu dạng khối, Luận án tiến sĩ toán học, Hà Nội B Tiếng Anh [8] C Stolte, D Tang, and P Hanrahan Polaris (2002): “A System for Query, Analysis, and Visualization of Multi-dimensional Relational Databases” In IEEE Trans On Visualization and Computer Graphics, 8(1), pp 52-65 [9] Demetrovics J, Ho Thuan, Nguyen Xuan Huy, Le Van Bao (1986), Translations of relation schemes, balanced relation scheme and the problem of key representation, EIK, Berlin [10] E Rundensteiner, M Ward, J Yang, and P Doshi XmdvTool (2002): “VisualInteractive Data Exploration and Trend Discovery of Highdimensional Data Sets” In Proc ACM SIGMOD 2002 [11] Harinarayan V., Rajaraman A., and Ullman J D (1996), “Implementing data cubes efficiently”, SIGMOD Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn [...]... 1 Mô hình dữ liệu dạng khối Giới thiệu tóm tắt về các mô hình dữ liệu Các khái niệm cơ bản về mô hình dữ liệu dạng khối nhƣ: Định nghĩa khối, lát cắt, lƣợc đồ khối ; các phép tính trên khối Một số khái niệm về bao đóng, khóa, phụ thuộc hàm trong mô hình dữ liệu dạng khối Tìm hiểu một số thuật toán tìm bao đóng và khóa của lƣợc đồ khối Chƣơng 2 Phép dịch chuyển lƣợc đồ khối Giới thiệu sơ lƣợc về phép. .. thống hóa các khái niệm cơ bản về mô hình dữ liệu dạng khối; các phép toán và thuật toán liên quan trên mô hình dữ liệu dạng khối - Tìm hiểu phép dịch chuyển lƣợc đồ khối trong mô hình dữ liệu dạng khối và một số thuật toán dịch chuyển lƣợc đồ khối - Áp dụng thuật toán đó trên để xây dựng chƣơng trình minh họa khả năng dịch chuyển khối và biểu diễn khóa qua phép dịch chuyển 7 Cấu trúc luận văn Các nội... lƣợc về phép dịch chuyển LĐQH trong mô hình quan hệ và một số vấn đề liên quan Tìm hiểu về phép dịch chuyển và thuật toán dịch chuyển lƣợc đồ khối trong mô hình dữ liệu dạng khối Đƣa ra phƣơng pháp biểu diễn bao đóng và khóa của lƣợc đồ khối thông qua phép dịch chuyển Chƣơng 3 Chƣơng trình thử nghiệm Tiến hành cài đặt các thuật toán dịch chuyển lƣợc đồ khối trong mô hình dữ liệu dạng khối Số hóa bởi... mô hình thực thể-liên kiết, tuy nhiên để đảm bảo yêu cầu truy xuất hiệu quả các thông tin cần thiết trong các cấu trúc đối tƣợng cũng không phải là một công việc đơn giản 1.1.3 Mô hình dữ liệu dạng khối Mô hình dữ liệu dạng khối là một mở rộng của mô hình quan hệ, khi đó, mô hình quan hệ có thể đƣợc coi là một trƣờng họp đặc biệt của mô hình dữ liệu dạng khối Các nội dung cụ thể sẽ đƣợc trình bày trong. .. thành các phép chèn, loại bỏ và sửa đổi trên một quan hệ trong mô hình dữ liệu quan hệ * Đại số trên khối [4], [7] Cho r là một khối trên R = (id; A1, A2,…, An) Tƣơng tự nhƣ đại số quan hệ trong mô hình dữ liệu quan hệ, ở đây, các phép toán của đại số quan hệ đƣợc áp dụng cho các khối nhƣ: phép hợp, phép giao ,phép trừ, phép chiếu, phép chọn, phép kết nối, phép chia Ngoài ra, phép nối dài là phép toán... trên khối Các phép tính cơ bản thƣờng đƣợc áp dụng cho một cơ sở dữ liệu là: - Phép chèn (insert) - Phép loại bỏ (delete) - Phép sửa đổi (change) Trong mô hình dữ liệu dạng khối, các phép tính này cũng đƣợc áp dụng cho từng phần tử của các khối lƣu trữ trong máy Cụ thể - Phép chèn (insert)[4], [7] Cho lƣợc đồ khối R = (id; A1, A2,…, An), r(R) là một khối trên R Khi chèn thêm một phần tử t0 vào khối. .. bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 4 CHƢƠNG 1 MÔ HÌNH DỮ LIỆU DẠNG KHỐI 1.1 Một số mô hình dữ liệu tiêu biểu 1.1.1 Mô hình dữ liệu quan hệ Khái niệm toán học làm nền tảng cho mô hình quan hệ là các quan hệ theo lý thuyết tập hợp Đó là tập con của tích Đề-Các của một danh sách các miền, mỗi miền đơn giản là một tập các giá trị Ta có thể xem một quan hệ nhƣ một bảng, trong đó mỗi hàng... lƣợc đồ khối R = (id; A1, A2,…, An), F là tập các PTH trên R R thuộc dạng chuẩn 2 Khi đó, nếu id = {x} thì lƣợc đồ khối R suy biến thành LĐQH ở dạng chuẩn 2 trong mô hình dữ liệu quan hệ Mệnh đề 1.13[3], [5] Cho lƣợc đồ khối R = (id; A1, A2,…, An), và Fh là tập các PTH trên R R thuộc dạng chuẩn 2 Khi đó, R thuộc dạng chuẩn 2 thì với mọi x id, Rx cũng ở dạng chuẩn 2 Định nghĩa 1.10[3], [5] Cho lƣợc đồ khối. .. theo của luận văn 1.2 Khối, lƣợc đồ khối và các đặc trƣng cơ bản 1.2.1 Khái niệm khối và lược đồ khối Khái niệm toán học làm nền tảng cho mô hình dữ liệu dạng khối là các khối hiểu theo nghĩa của lý thuyết tập hợp Khối đƣợc định nghĩa nhƣ sau: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 6 Định nghĩa 1.1[4], [7] Gọi R=(id;A1, A2,…, An) là một bộ hữu hạn các phần tử, trong đó id là tập... trên R Ta gọi lƣợc đồ khối R thuộc dạng chuẩn 3 nếu nó ở dạng chuẩn 2 và mọi thuộc tính không khóa của R đều là không PTH bắc cầu vào khóa Mệnh đề 1.14[3], [5] Cho lƣợc đồ khối R = (id; A1, A2,…, An), F là tập các PTH trên R R thuộc dạng chuẩn 3 Khi đó, nếu id = {x} thì lƣợc đồ khối R suy biến thành LĐQH ở dạng chuẩn 3 trong mô hình dữ liệu quan hệ Mệnh đề 1.15[3], [5] Cho lƣợc đồ khối R = (id; A1, ... cứu nhƣ: mô hình liệu đa chiều; khối liệu; kho liệu; mô hình liệu dạng khối Trong đó, mô hình liệu dạng khối, khối khái niệm đƣợc mở rộng từ quan hệ mô hình quan hệ, khối biểu diễn liệu có tính... quan mô hình liệu dạng khối; số khái niệm thuật toán liên quan - Nghiên cứu phép dịch chuyển lƣợc đồ khối mô hình liệu dạng khối số thuật toán dịch chuyển lƣợc đồ khối - Áp dụng thuật toán dịch chuyển. .. mô hình liệu dạng khối - Tìm hiểu phép dịch chuyển lƣợc đồ khối mô hình liệu dạng khối số thuật toán dịch chuyển lƣợc đồ khối - Áp dụng thuật toán để xây dựng chƣơng trình minh họa khả dịch chuyển