Bài giảng Cơ sở dữ liệu - Chương 1: Tổng quan về cơ sở dữ liệu - Lưu Huỳnh Châu Pha

 
9 
Nội dung chi tiết 
Giới thiệu 
Quá trình phát triển 
Một số đặc tính của CSDL 
Người sử dụng CSDL 
Các tính năng của HQT CSDL 
Kiến trúc của HQT CSDL 
Các khái niệm 
Ngôn ngữ CSDL 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 
10 
Quá trình phát triển 
Tập tin (File) 
Hệ 
Thống 
Quản 
Lý 
Tập 
Tin 
Chương trình ứng dụng 1 
Quản lý dữ liệu 
Chương trình ứng dụng 2 
Quản lý dữ liệu 
Chương trình ứng dụng 3 
Quản lý dữ liệu 
Tập 
tin 
Tập 
tin 
Tập 
tin 
Dữ liệu 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 
11 
Quá trình phát triển (tt) 
Hạn chế 
Dữ liệu bị trùng lắp và dư thừa 
Thiếu tính nhất quán giữa các dữ liệu 
Khó khăn trong việc truy xuất 
Việc chia sẻ dữ liệu bị hạn chế 
Khó khôi phục 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 
12 
Quá trình phát triển (tt) 
Cơ sở dữ liệu (Database) 
Hệ 
Quản 
Trị 
CSDL 
Chương trình ứng dụng 1 
Quản lý dữ liệu 
Chương trình ứng dụng 2 
Quản lý dữ liệu 
Chương trình ứng dụng 3 
Quản lý dữ liệu 
CSDL 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 
13 
Nội dung chi tiết 
Giới thiệu 
Quá trình phát triển 
Một số đặc tính của CSDL 
Tính tự mô tả 
Tính độc lập giữa chương trình và dữ liệu 
Tính trừu tượng dữ liệu 
Tính nhất quán 
Các cách nhìn dữ liệu 
Người sử dụng CSDL 
Các tính năng của HQT CSDL 
Kiến trúc của HQT CSDL 
Các khái niệm 
Ngôn ngữ CSDL 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 
14 
Tính tự mô tả 
Hệ CSDL không chỉ chứa bản thân CSDL mà còn chứa định nghĩa đầy đủ (mô tả) của CSDL 
Các định nghĩa được lưu trữ trong catalog 
Chứa các thông tin về cấu trúc tập tin, kiểu và dạng thức lưu trữ của mỗi thành phần dữ liệu và những ràng buộc dữ liệu 
Dữ liệu trong catalog gọi là meta-data 
Các CTƯD có thể truy xuất đến nhiều CSDL nhờ thông tin cấu trúc được lưu trữ trong catalog 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 
15 
Tính độc lập 
Vì định nghĩa về cấu trúc CSDL được lưu trữ trong catalog nên khi có thay đổi nhỏ về cấu trúc ta ít phải sửa lại chương trình 
Độc lập 
Chương trình 
Dữ liệu 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 
16 
Tính trừu tượng 
Hệ CSDL cho phép trình bày dữ liệu ở một mức trừu tượng cho phép, nhằm che bớt những chi tiết lưu trữ thật của dữ liệu 
Trừu tượng hóa dữ liệu – Mô hình dữ liệu 
Mô hình dữ liệu 
Đối tượng 
Thuộc tính của đối tượng 
Mối liên hệ 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 
17 
Tính nhất quán 
Lưu trữ dữ liệu thống nhất 
Tránh được tình trạng trùng lắp thông tin 
Có cơ chế điều khiển truy xuất dữ liệu hợp lý 
Tránh được việc tranh chấp dữ liệu 
Bảo đảm dữ liệu luôn đúng tại mọi thời điểm 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 
18 
Các cách nhìn dữ liệu 
Hệ CSDL cho phép nhiều người dùng thao tác lên cùng một CSDL 
Mỗi người đòi hỏi một cách nhìn (view) khác nhau về CSDL 
Một view là 
Một phần của CSDL hoặc 
Dữ liệu tổng hợp từ CSDL 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 
19 
Nội dung chi tiết 
Giới thiệu 
Quá trình phát triển 
Một số đặc tính của CSDL 
Người sử dụng CSDL 
Quản trị viên (Database Administrator - DBA) 
Thiết kế viên (Database Designer) 
Người dùng cuối (End User) 
Các tính năng của HQT CSDL 
Kiến trúc của HQT CSDL 
Các khái niệm 
Ngôn ngữ CSDL 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 
20 
Quản trị viên 
Có trách nhiệm quản lý hệ CSDL 
Cấp quyền truy cập CSDL 
Điều phối và giám sát việc sử dụng CSDL 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 
21 
Thiết kế viên 
Chịu trách nhiệm về 
Lựa chọn cấu trúc phù hợp để lưu trữ dữ liệu 
Quyết định những dữ liệu nào cần được lưu trữ 
Liên hệ với người dùng để nắm bắt được những yêu cầu và đưa ra một thiết kế CSDL thỏa yêu cầu này 
Có thể là 1 nhóm các DBA quản lý các CSDL sau khi việc thiết kế hoàn tất 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 
22 
Người dùng cuối 
Người ít sử dụng 
Ít khi truy cập CSDL, nhưng cần những thông tin khác nhau trong mỗi lần truy cập và dùng những câu truy vấn phức tạp 
Người quản lý 
Người sử dụng thường xuyên 
Thường xuyên truy vấn và cập nhật CSDL nhờ vào một số các chức năng đã được xây dựng sẵn 
Nhân viên 
Người sử dụng đặc biệt 
Thông thạo về HQT CSDL, tự xây dựng những truy vấn phức tạp cho công việc 
Kỹ sư, nhà khoa học, người phân tích kinh doanh, 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 
23 
Nội dung chi tiết 
Giới thiệu 
Quá trình phát triển 
Một số đặc tính của CSDL 
Người sử dụng CSDL 
Các tính năng của HQT CSDL 
Kiến trúc của HQT CSDL 
Các khái niệm 
Ngôn ngữ CSDL 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 
24 
Các tính năng của HQT CSDL 
Kiểm soát được tính dư thừa của dữ liệu 
Tích hợp các nhu cầu dữ liệu của người dùng để xây dựng một CSDL thống nhất 
Chia sẻ dữ liệu 
Trong môi trường đa người dùng, các HQT phải cho phép truy xuất dữ liệu đồng thời 
Hạn chế những truy cập không cho phép 
Từng người dùng và nhóm người dùng có một tài khoản và mật mã để truy xuất dữ liệu 
Cung cấp nhiều giao diện 
HQT cung cấp ngôn ngữ giữa CSDL và người dùng 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 
25 
Các tính năng của HQT CSDL (tt) 
Đảm bảo các ràng buộc toàn vẹn 
RBTV (Integrity Constraints) là những qui định cần được thỏa mãn để đảm bảo dữ liệu luôn phản ánh đúng ngữ nghĩa của thế giới thực 
Một số RB có thể được khai báo với HQT và HQT sẽ tự động kiểm tra. Một số RB khác được kiểm tra nhờ CTƯD 
Khả năng sao lưu dự phòng khi gặp sự cố 
Có khả năng khôi phục dữ liệu khi có sự hư hỏng về phần cứng hoặc phần mềm 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 
26 
Các tính năng của HQT CSDL (tt) 
Các tính năng khác 
Chuẩn hóa 
Cho phép DBA định nghĩa và bắt buộc áp dụng một chuẩn thống nhất cho mọi người dùng 
Uyển chuyển 
Khi nhu cầu công việc thay đổi, cấu trúc CSDL rất có thể thay đổi, HQT cho phép thêm hoặc mở rộng cấu trúc mà không làm ảnh hưởng đến CTƯD 
Giảm thời gian phát triển ứng dụng 
Tính khả dụng 
Khi có một sự thay đổi lên CSDL, tất cả người dùng đều thấy được 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 
27 
Nội dung chi tiết 
Giới thiệu 
Quá trình phát triển 
Một số đặc tính của CSDL 
Người sử dụng CSDL 
Các tính năng của HQT CSDL 
Kiến trúc của HQT CSDL 
Các khái niệm 
Ngôn ngữ CSDL 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 
28 
Kiến trúc của HQT CSDL 
Kiến trúc 3 lược đồ 
Người dùng 
Lược đồ ngoài 1 
Lược đồ ngoài n 
Lược đồ quan niệm 
Lược đồ trong 
Người dùng 
Ánh xạ ngoài/Ánh xạ quan niệm 
Mức ngoài 
Mức quan niệm 
Mức trong 
Ánh xạ quan niệm/Ánh xạ trong 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 
29 
Kiến trúc của HQT CSDL (tt) 
Mức trong (lược đồ trong) 
Mô tả cấu trúc lưu trữ vật lý CSDL 
Mức quan niệm (lược đồ quan niệm) 
Mô tả cấu trúc của toàn thể CSDL cho 1 cộng đồng người sử dụng, gồm thực thể, kiểu dữ liệu, mối liên hệ và ràng buộc 
Che bớt các chi tiết của cấu trúc lưu trữ vật lý 
Mức ngoài (lược đồ ngoài) 
Còn gọi là mức khung nhìn (view) 
Mô tả một phần của CSDL mà 1 nhóm người dùng quan tâm đến và che dấu phần còn lại của CSDL đối với nhóm người dùng đó 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 
30 
Kiến trúc của HQT CSDL (tt) 
Độc lập dữ liệu 
Độc lập logic 
Khả năng thay đổi lược đồ quan niệm mà không thay đổi lược đồ ngoài hoặc các CTƯD 
Độc lập vật lý 
Khả năng thay đổi lược đồ trong mà không làm thay đổi lược đồ quan niệm cũng như lược đồ ngoài 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 
31 
Nội dung chi tiết 
Giới thiệu 
Quá trình phát triển 
Một số đặc tính của CSDL 
Người sử dụng CSDL 
Các tính năng của HQT CSDL 
Kiến trúc của HQT CSDL 
Các khái niệm 
Mô hình dữ liệu 
Lược đồ 
Thể hiện 
Ngôn ngữ CSDL 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 
32 
Mô hình dữ liệu 
Mô hình dữ liệu (Data model) bao gồm 
Các khái niệm biểu diễn dữ liệu 
Các phép toán xử lý dữ liệu 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 
33 
Mô hình dữ liệu (tt) 
Mô hình mức cao 
Cung cấp các khái niệm gần gũi với người dùng 
Mô hình phải tự nhiên và giàu ngữ nghĩa 
VD: mô hình thực thể kết hợp (ER), mô hình đối tượng 
Mô hình cài đặt 
Đưa ra các khái niệm người dùng có thể hiểu được nhưng không quá xa với cách dữ liệu được tổ chức thật sự trên máy tính 
VD: mô hình quan hệ, mô hình mạng, mô hình phân cấp 
Mô hình mức thấp (mô hình vật lý) 
Đưa ra các khái niệm mô tả chi tiết về cách thức dữ liệu được lưu trữ trong máy tính 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 
34 
Ví dụ mô hình ER 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 
35 
Ví dụ mô hình mạng 
SVIEN 
MHOC 
HPHAN 
KQUA 
DKIEN 
SVIEN_DIEM 
MHOC_MO 
MHOC_SAU 
MHOC_TRUOC 
KQUA_HPHAN 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 
36 
Ví dụ mô hình phân cấp 
PHONGBAN 
TENPHG 
MAPHG 
TRPHG 
NG_NHANCHUC 
NHANVIEN 
TEN 
MANV 
NGSINH 
DCHI 
DEAN 
TENDA 
MADA 
DDIEM_DA 
NGUOIQUANLY 
TEN_NQL 
MANV 
THANNHAN 
TENTN 
PHAI 
NGSINH 
NHANCONG 
TEN 
MANV 
THOIGIAN 
Mức 2: 
Mức 1: 
Mức 3: 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 
37 
Lược đồ 
Lược đồ CSDL (Database Schema) 
Là các mô tả về cấu trúc và ràng buộc trên CSDL 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 
38 
Thể hiện 
Thể hiện CSDL (Database Instance) 
Là dữ liệu hiện thời được lưu trữ trong CSDL ở một thời điểm nào đó 
Tình trạng của CSDL 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 
39 
Ngôn ngữ CSDL 
Ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu (DDL – Data Definition Language) 
Xác định ra lược đồ quan niệm 
Ngôn ngữ lưu trữ dữ liệu(SDL – Storage Definition Language) 
Ngôn ngữ định nghĩa lược đồ trong 
Ngôn ngữ định nghĩa khung nhìn(VDL – View Definition Language) 
Ngôn ngữ định nghĩa lược đồ ngoài 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 
40 
Ngôn ngữ CSDL (tt) 
Ngôn ngữ thao tác dữ liệu (DML – Data Manipulation Language) 
Cho phép truy xuất, thêm, xóa, sửa dữ liệu 
Mức cao (phi thủ tục) 
Mức thấp (thủ tục) 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 
41 
Bài tập về nhà 
Đọc ‘Kiến trúc của HQT CSDL’ 
Chương 1, phần 1.2, trang 9 – 15 
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM 
42