Giáo án tin học 12 - Bài 10: Cơ sở dữ liệu quan hệ

§10. CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức - Học sinh biết khái niệm mô hình dữ liệu. - Biết khái niệm mô hình dữ liệu quan hệ và các đặc trưng cơ bản của mô hình này. - Biết khái niệm cơ sở dữ liệu quan hệ, khóa, khóa chính và liên kết giữa các bảng. 2. Kĩ năng - Xác định được các bảng và khóa liên kết giữa các bảng của bài toán quản lí đơn giản. - Liên hệ được với các thao tác cụ thể đã được học ở chương II. II. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH - Máy vi tính và máy chiếu projector dùng để chiếu các ví dụ. - Sách giáo khoa. - Các hình ảnh tương tự hình 69-74 (sách giáo khoa, trang 82-85) III. HOẠT ĐỘNG DẠY-HỌC 1. Tìm hiểu khái niệm mô hình dữ liệu. a. Mục tiêu: - Học sinh biết khái niệm mô hình dữ liệu. b. Nội dung: - Mô hình dữ liệu là một tập khái niệm dùng để mô tả cấu trúc dữ liệu, các thao tác dữ liệu, các ràng buộc dữ liệu của một cơ sở dữ liệu. c. Các bước tiến hành: - Giáo viên: Nêu câu hỏi thăm dò kiến thức học sinh: Sau khi được học khái niệm về cơ sở dữ liệu và hệ quản trị cơ sở dữ liệu MS Access, em hãy cho biết khi xây dựng các ứng dụng cơ sở dữ liệu, người ta thường quan tâm đến những vấn đề gì? - Học sinh: Người ta thường quan tâm đến cấu trúc dữ liệu và các thao tác trên dữ liệu đó. - Giáo viên: Nêu vấn đề: Khi xây dựng một cơ sở dữ liệu, người ta thường quan tâm đến dữ liệu nào cần được lưu trữ, dữ liệu được tổ chức như thế nào? có những phép toán nào, những thao tác nào trên các dữ liệu đó? giữa các dữ liệu có ràng buộc như thế nào? - Giáo viên: Để cho dễ hiểu người ta thường sử dụng các khái niệm để mô tả các yếu tố đó. Tập hợp các khái niệm này được gọi là mô hình dữ liệu. - Giáo viên: Như vậy, em hãy cho biết mô hình dữ liệu là gì? - Học sinh: Là tập các khái niệm dùng để mô tả cấu trúc dữ liệu, các thao tác dữ liệu và các ràng buộc trên dữ liệu của một cơ sở dữ liệu. - Giáo viên: Diễn giải: Có nhiều loại mô hình dữ liệu khác nhau như mô hình phân cấp, mô hình quan hệ, mô hình hướng đối tượng... nhưng trong giới hạn chương trình ta chỉ đề cập đến mô hình dữ liệu quan hệ, vì cho đến nay đó là mô hình phổ biến nhất trong thực tế xây dựng cơ sở dữ liệu. 2. Tìm hiểu mô hình dữ liệu quan hệ. a. Mục tiêu: Học sinh biết khái niệm về mô hình dữ liệu quan hệ. b. Nội dung: - Mô hình dữ liệu quan hệ là một mô hình được sử dụng phổ biến trong thực tế xây dựng các ứng dụng cơ sở dữ liệu. - Trong mô hình dữ liệu quan hệ: + Về mặt cấu trúc: Dữ liệu được thể hiện trong các bảng, mỗi bảng thể hiện thông tin về một chủ thể, mỗi bảng gồm các hàng và các cột. Các cột biểu thị các thuộc tính của chủ thể, mỗi hàng biểu thị một cá thể của chủ thể, gồm một bộ các giá trị tương ứng với các cột. + Về mặt thao tác trên dữ liệu: Có các thao tác cập nhật dữ liệu và khai thác dữ liệu như: thêm, xóa hay sửa bản ghi trong một bảng, sắp xếp, tìm kiếm và lọc. + Về mặt các ràng buộc dữ liệu: Dữ liệu trong các bảng phải thỏa mãn một số ràng buộc. Chẳng hạn: Trong bảng không có hai bộ giống nhau. Với sự xuất hiện lặp lại của một số thuộc tính ở các bảng, mối liên kết giữa các bảng được xác lập. Mối liên kết này thể hiện mối quan hệ giữa các chủ thể được cơ sở dữ liệu phản ánh. c. Các bước tiến hành: HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH - Yêu cầu học sinh tham khảo sách giáo khoa và chỉ ra những điểm tương tự về cấu trúc dữ liệu, các thao tác trên dữ liệu trong mô hình dữ liệu quan hệ với Access. - Giới thiệu ba đặc trưng của mô hình dữ liệu quan hệ như được trình bày ở phần nội dung. - Kể tên một số mô hình như mô hình hướng đối tượng, mô hình phân cấp, không giới thiệu về các mô hình đó. - Quan hệ « Bảng. - Thuộc tính « Cột. - Bản ghi « Hàng. - Thêm, xóa, sửa « cập nhật. - Hỏi: có những mô hình nào nữa ngoài mô hình quan hệ? 3. Tìm hiểu khái niệm cơ sở dữ liệu quan hệ. a. Mục tiêu: Học sinh nắm được khái niệm cơ sở dữ liệu quan hệ. b. Nội dung: - Cơ sở dữ liệu được xây dựng dựa trên mô hình dữ liệu quan hệ gọi là cơ sở dữ liệu quan hệ. - Hệ quản trị cơ sở dữ liệu dùng để tạo lập, cập nhật và khai thác cơ sở dữ liệu quan hệ gọi là hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ. - Trong cơ sở dữ liệu quan hệ, bảng được gọi là quan hệ, cột được gọi là thuộc tính, hàng được gọi là bộ (bản ghi), kiểu dữ liệu được gọi là miền dữ liệu. - Một quan hệ trong cơ sở dữ liệu quan hệ có các đặc trưng chính sau: + Mỗi quan hệ có một tên phân biệt với tên các quan hệ khác. + Các bộ là phân biệt và thứ tự của các bộ là không quan trọng. + Mỗi thuộc tính có một tên phân biệt, thứ tự của các thuộc tính là không quan trọng. + Quan hệ không có thuộc tính là đa trị hay phức hợp. c. Các bước tiến hành: HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH - Giới thiệu khái niệm về cơ sở dữ liệu quan hệ; khái niệm hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ. - Hỏi: Em biết những hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ nào? - Yêu cầu học sinh tham khảo sách giáo khoa, cho biết các đặc trưng chính của một quan hệ. - Giới thiệu ba ví dụ để học sinh phân biệt. số thẻ ms sách ngày mượn ngày trả TV-02 TO-012 TN-102 02/02/90 03/02/90 05/02/90 08/02/90 TV-04 TN-103 03/03/90 09/03/90 TV-01 TN-101 04/03/90 06/03/90 ... ... ... ... số thẻ ms sách ngày mượn ngày trả TV-02 TO-012 02/02/90 05/02/90 TV-04 TN-103 03/03/90 09/03/90 TV-01 TN-101 04/03/90 06/03/90 ... ... ... ... số thẻ ms sách Ngày mượn-trả ngày mượn ngày trả TV-02 TO-012 02/02/90 05/02/90 TV-04 TN-103 03/03/90 09/03/90 TV-01 TN-101 04/03/90 06/03/90 ... ... ... ... - Cách khắc phục để các bảng trên đúng là một quan hệ. - Chú ý theo dõi và ghi nhớ khái niệm. - MS Access, Foxpro. - Mỗi quan hệ có một tên phân biệt. - Các bộ là phân biệt và không kể thứ tự. - Mỗi thuộc tính là phân biệt và không kể thứ tự. - Không có thuộc tính ghép, mỗi thuộc tính của một bộ chỉ có một giá trị. - Không phải một quan hệ, vì thuộc tính thứ hai của bộ thứ nhất có 2 giá trị. - Đúng là một quan hệ. - Không phải là một quan hệ, vì có thuộc tính ghép. - Tách các thuộc tính ghép thành nhiều thuộc tính đơn, tách các bộ đa trị thành đơn trị. 4. Tìm hiểu khái niệm khóa và liên kết giữa các bảng trong cơ sở dữ liệu quan hệ. a. Mục tiêu: - Học sinh nắm được khái niệm khóa, khóa chính trong cơ sở dữ liệu quan hệ. - Bước đầu xác định được khóa và liên kết giữa các bảng của một bài toán đơn giản. b. Nội dung: - Khóa (key) của một bảng là một tập thuộc tính vừa đủ để phân biệt được các bộ trong bảng (nghĩa là không thể bỏ bớt đi bất kì một thuộc tính nào mà có thể phân biệt được các bộ) - Một bảng có thể có nhiều khóa. Trong các khóa của một bảng người ta thường chọn một khóa làm khóa chính (Primary key). - Trong một hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ, khi nhập dữ liệu cho một bảng, giá trị của mọi bộ tại khóa chính không được để trống. - Các hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ kiểm soát điều đó và đảm bảo sự nhất quán dữ liệu, tránh trường hợp thông tin về một cá thể xuất hiện nhiều hơn một lần sau những cập nhật dữ liệu. Ràng buộc như vậy về dữ liệu được gọi là ràng buộc toàn vẹn thực thể. c. Các bước tiến hành: - Giáo viên: Diễn giải: Trong một bảng của một cơ sở dữ liệu quan hệ, không thể có hai hàng nào tương ứng bằng nhau trên tất cả các thuộc tính. Ta nói rằng, tập tất cả các thuộc tính trong bảng phân biệt được các cá thể. Tuy nhiên, thông thường chỉ cần một tập con các thuộc tính trong bảng cũng có thể phân biệt được các cá thể. - Học sinh: Theo dõi dẫn dắt của giáo viên. - Giáo viên: Giới thiệu hình vẽ 72 (trang 85, sách giáo khoa) và giải thích thuộc tính Số thẻ dùng để phân biệt các học sinh. - Giới thiệu tiếp hình vẽ 73 (trang 85, sách giáo khoa) và giải thích với hai thuộc tính Số thẻ và Mã số sách cũng chưa đủ để phân biệt các lần mượn sách, vì một học sinh có thể mượn đi mượn lại cùng một cuốn sách. - Học sinh: Quan sát bảng và theo dõi giải thích của giáo viên để nhận biết. - Giáo viên: Nếu thêm một quy định: trong một ngày, một học sinh không được mượn một cuốn sách quá một lần, thì những thuộc tính nào phân biệt được các lần mượn. - Học sinh: Số thẻ, Mã số sách và Ngày mượn. - Giáo viên: Ta thường quan tâm đến một tập ít thuộc tính nhất mà đủ để phân biệt được các hàng trong bảng. Tập các thuộc tính đó gọi là khóa. - Giáo viên: Yêu cầu học sinh cho biết khái niệm khóa. - Học sinh: Là một tập ít nhất các thuộc tính của bảng để có thể phân biệt được các hàng trong bảng. - Giáo viên: Giới thiệu một bảng có hai khóa. Yêu cầu học sinh chỉ ra hai khóa đó. - Giáo viên: Diễn giải: Một bảng có thể có nhiều khóa, khi đó, người ta thường chọn một khóa nào đó làm khóa chính (Primary key). - Giáo viên: Diễn giải: Trong một hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ, khi nhập dữ liệu cho một bảng, dữ liệu tại các cột khóa chính không được để trống. Trong mô hình quan hệ, ràng buộc như vậy gọi là ràng buộc toàn vẹn thực thể. - Giáo viên: Trong một bảng có nhiều khóa, số thuộc tính của các khóa có bằng nhau không? Lấy ví dụ minh họa? - Học sinh: Có thể khác nhau. - Giáo viên: Lưu ý cho học sinh: Nên chọn khóa chính là khóa có ít thuộc tính nhất. - Giáo viên: Giới thiệu hình 71 (trang 84, sách giáo khoa) và giải thích giúp học sinh biết được các liên kết và ý nghĩa của các liên kết đó; biết được bảng chính và bảng tham chiếu trong liên kết. - Giáo viên: Yêu cầu học sinh tìm một số ví dụ trong chương II, xác định khóa và giải thích các mối liên kết. 5. Củng cố kiến thức - Giáo viên: Hãy kể tên hai mô hình dữ liệu. - Học sinh: Mô hình logic và mô hình vật lý. - Giáo viên: Hệ thống lại các khái niệm: Mô hình dữ liệu quan hệ; cơ sở dữ liệu quan hệ; hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ; khóa, khóa chính; liên kết giữa các bảng. 6. Hướng dẫn học ở nhà - Giáo viên yêu cầu: + Xem lại nội dung bài học, nắm các khái niệm + Trả lời các câu hỏi 1, 2, 3, sách giáo khoa, trang 87. - Giáo viên hướng dẫn học sinh chuẩn bị nội dung cho bài tập thực hành số 10: Hệ cơ sở dữ liệu quan hệ. + Nêu mục đích yêu cầu của bài thực hành: Biết chọn khóa cho các bảng dữ liệu trong một bài toán quen thuộc, biết khái niệm liên kết giữa các bảng, biết cách xác lập các liên kết giữa các bảng thông qua khóa để có thể tìm được thông tin liên quan đến một cá thể được quản lý. + Đọc nội dung của các bài tập 1 và bài tập 2 trang 79.