Giáo án Bài 13. Cơ sở dữ liệu quan hệ

Giúp HS nhận ra dữ liệu cần được tổ chức thành bảng, và tên người có thể trùng nên cần mã riêng để nhận diện.

GV đưa ra tình huống: thư viện trường ghi sổ mượn sách bằng tên người đọc và tên sách. HS trả lời câu hỏi: Nếu hai bạn cùng tên An cùng mượn sách thì làm sao biết lượt mượn nào thuộc bạn nào? Nếu sửa tên một bạn thì phải tìm và sửa ở những dòng nào?

HS nêu được ít nhất hai ý: tên có thể trùng nên không đủ để phân biệt người đọc, cần một mã riêng cho mỗi người; nếu tên lưu ở nhiều dòng thì khi đổi tên phải sửa nhiều nơi, dễ sai sót. Từ đó GV dẫn vào ý tưởng tách thông tin thành các bảng có mã.

Nêu được cách mô hình quan hệ tổ chức dữ liệu thành bảng và giải thích được khóa chính xác định duy nhất bản ghi.

GV trình chiếu bảng DocGia(MaDG, Ten) và Sach(MaSach, Tua) cùng dữ liệu mẫu. HS làm việc theo nhóm 4 người theo kĩ thuật mảnh ghép: mỗi cặp nhận một bảng, xác định bản ghi (một hàng là gì), thuộc tính (cột là gì), chọn khóa chính. Câu hỏi GV đặt ra: Một hàng trong DocGia đại diện cho cái gì? Vì sao không chọn Ten làm khóa chính? Khóa chính có được phép rỗng không? Kết quả được ghi vào Phiếu học tập số 1, phần A. Có thể dùng học liệu NeoEdu để xem ví dụ về bảng và khóa chính trước khi làm.

Bảng DocGia: bản ghi là một người đọc; thuộc tính MaDG và Ten; khóa chính là MaDG vì mỗi giá trị xác định duy nhất một người và không được rỗng; Ten không chọn làm khóa chính vì có thể trùng nhau (hai người cùng tên An).
Bảng Sach: bản ghi là một đầu sách trong thư viện; thuộc tính MaSach và Tua; khóa chính là MaSach.
Kết luận HS rút ra: Khóa chính phải có tính duy nhất và không rỗng, mỗi bảng có đúng một khóa chính (có thể gồm một hoặc nhiều thuộc tính).

Giải thích được khóa ngoài tham chiếu khóa chính của bảng khác, nêu được quan hệ một–nhiều và liên kết bảng theo giá trị khóa.

GV trình chiếu bảng Muon(MaMuon, MaDG, MaSach, SoNgay) với dữ liệu mẫu. Nhiệm vụ: chỉ ra khóa chính của Muon, các khóa ngoài và bảng cha tương ứng; xác định quan hệ một–nhiều giữa DocGia và Muon, giữa Sach và Muon; kiểm tra xem mỗi giá trị khóa ngoài có tồn tại ở bảng cha không. Câu hỏi GV đặt ra: Vì sao MaDG trong Muon không phải là khóa chính? Một người đọc có thể có bao nhiêu lượt mượn? Nếu xóa dòng MaDG = 1 ở DocGia thì điều gì xảy ra với các lượt mượn 101 và 103?

Muon.MaMuon là khóa chính; Muon.MaDG là khóa ngoài tham chiếu DocGia.MaDG; Muon.MaSach là khóa ngoài tham chiếu Sach.MaSach.
Quan hệ một–nhiều: một DocGia có nhiều Muon (An có 2 lượt là 101 và 103; Binh có 1 lượt là 102); một Sach có nhiều Muon (sách 12 được mượn ở lượt 102 và 103).
Kiểm tra: các giá trị khóa ngoài (1, 2, 11, 12) đều tồn tại ở bảng cha.
Kết luận HS rút ra: khóa ngoài giữ liên hệ giữa các bảng; liên kết dựa trên giá trị khóa, không phụ thuộc vị trí hàng; khóa ngoài không được trỏ đến giá trị không tồn tại để tránh bản ghi mồ côi.

Vận dụng được quy trình xác định khóa chính, khóa ngoài và quan hệ một–nhiều; nhận biết các lỗi thường gặp về trùng khóa và liên kết sai.

HS làm bài tập 2, 3, 4, 5, 7 (trắc nghiệm và đúng sai) và bài tập 8, 9 (tự luận) dưới đây. Mỗi bài dùng bản mẫu riêng, không kế thừa kết quả của bài khác.
Bài 2: Tên An có nên mặc nhiên làm khóa chính mọi thư viện? A. Không vì có thể trùng tên; B. Có vì tên luôn duy nhất; C. Có chỉ vì tên đã bỏ dấu; D. Có chỉ vì đã sắp tên theo chữ cái.
Bài 3: An liên quan bao nhiêu hàng trong Muon?
Bài 4: Khóa ngoài cần trỏ giá trị hợp lệ theo ràng buộc. Đúng hay sai?
Bài 5: Quan hệ dựa vào hai bảng có hàng thứ nhất cùng vị trí. Đúng hay sai?
Bài 7: Thêm lượt có MaMuon = 101 lần nữa thì có vấn đề gì? A. Trùng khóa chính; B. Chỉ tăng tổng SoNgay, không vấn đề; C. Tự sinh mã khác dù không quy định; D. Tự ghi đè hợp lệ trong mọi cấu hình.
Bài 8: Chỉ ra khóa chính, khóa ngoài và quan hệ một–nhiều trong mẫu DocGia, Sach, Muon và nêu một ví dụ An có hai lượt.
Bài 9: Nếu người đọc đổi tên, vì sao không cần sửa MaDG trong mọi lượt mượn?
HS có thể luyện thêm các bài tương tác trên trang NeoEdu.

Đáp án bài 2: A (có thể trùng tên, cần tiêu chí duy nhất thật).
Bài 3: 2 hàng (101 và 103).
Bài 4: Đúng (tránh bản ghi mồ côi).
Bài 5: Sai (liên kết bằng giá trị khóa, không bằng vị trí hàng).
Bài 7: A (trùng khóa chính, vì MaMuon = 101 đã tồn tại).
Bài 8 (thang chấm gợi ý): ba khóa chính đúng, mỗi khóa 0,3 điểm; hai khóa ngoài đúng đích (Muon.MaDG tham chiếu DocGia, Muon.MaSach tham chiếu Sach), mỗi khóa 0,3 điểm; hai quan hệ một–nhiều, mỗi quan hệ 0,25 điểm; ví dụ An có hai lượt, 0,15 điểm. Chấp nhận phương án tương đương đúng và có lí giải.
Bài 9 (thang chấm gợi ý): nêu được mã và tên độc lập nhau nên chỉ cần sửa Ten ở DocGia, các lượt vẫn liên kết qua MaDG, 0,6 điểm; nêu được cần đúng quyền và kiểm tra đúng người trước khi sửa, 0,4 điểm.

Vận dụng quy trình xác định bản ghi, chọn mã duy nhất, ghép khóa ngoài và kiểm tra trường hợp trùng hoặc không tồn tại vào một tình huống thực tế.

Nhóm HS đề xuất mô hình hai bảng để quản lí việc mượn đồ dùng học tập trong lớp (ví dụ: bảng HocSinh và bảng DoDung, bảng Muon ghi lượt mượn). Mỗi nhóm cần: nêu bản ghi của từng bảng; chọn khóa chính và giải thích vì sao không chọn tên làm khóa; xác định khóa ngoài và bảng cha; nêu cách kiểm tra khi hai bạn trùng tên hoặc khi mã đồ dùng không tồn tại. Dữ liệu dùng là dữ liệu giả định.

Sản phẩm nhóm là một sơ đồ gồm ba bảng, ví dụ: HocSinh(MaHS, Ten), DoDung(MaDD, TenDD), Muon(MaMuon, MaHS, MaDD, SoNgay); trong đó MaHS và MaDD là khóa ngoài, MaMuon là khóa chính; có ít nhất một ví dụ về hai bạn trùng tên được phân biệt bằng mã và một quy tắc kiểm tra khi MaDD không tồn tại trong DoDung.