Cơ sở dữ liệu - Bài 1: Tổng quan

CƠ SỞ DỮ LIỆU Bài 1: TỔNG QUAN 1 HVĐ – THQL QUẢN LÝ DỮ LIỆU • Làm thế nào để quản lý dữ liệu hiệu quả: – Đúng – Đủ – Kịp thời • Thảo luận: hoạt động bán điện • Cần một lý thuyết, qua đó xác định – Mô hình – Các vai trò người – Công cụ hỗ trợ HVĐ – THQL 2 MỤC TIÊU BUỔI HỌC • Kiến thức – Các vấn đề khi quản lý tập trung dữ liệu – Các thành phần và chức năng của DBMS – Các mức trừu tượng của mô hình cơ sở dữ liệu – Các vai trò người dùng • Kỹ năng – Xác định kiểu người dùng – Xác định loại DBMS – Đánh giá mức trừu tượng của mô hình • Giới thiệu môn học – Kiến thức, kỹ năng, bài toán – Yêu cầu và phương thức triển khai HVĐ – THQL 3 TÌNH HUỐNG • Bài tập 1 • Bài tập 2 • Bài tập 6 • Bài tập 7 • Bài tập 8 • Bài tập 9 HVĐ – THQL 4 NỘI DUNG • Quản lý tập trung dữ liệu • Môi trường cơ sở dữ liệu • Triển khai môn học HVĐ – THQL 5 QUẢN LÝ TẬP TRUNG DỮ LIỆU • Quản lý tập trung dữ liệu – Vai trò của dữ liệu – dữ liệu & thông tin – Tiếp cận hệ thống tập tin – Tiếp cận cơ sở dữ liệu – Các bài toán • Môi trường cơ sở dữ liệu • Triển khai môn học HVĐ – THQL 6 VAI TRÒ CỦA DỮ LIỆU • Ta đã từng nghe thuật ngữ cơ sở dữ liệu – Khi mua hàng – Khi đặt tour du lịch – Khi mượn tài liệu • Quản lý dữ liệu là một trong các yếu tố quan trọng của một tổ chức • Dữ liệu được quản lý tốt giúp người quản lý nhanh chóng có được thông tin chính xác, đầy đủ và kịp thời HVĐ – THQL 7 Q.LÝ DỮ LIỆU – TÌNH HUỐNG • Môn: kỹ thuật bàn phím (15 tiết), Internet, (20 tiết) • Quản lý Minh (hsl 3), giảng viên Lan (hsl 3), giảng viên Hùng (hsl 2), giảng viên mời Thảo. • Lan dạy 1 lớp kỹ thuật bàn phím và 1 lớp Internet, Hùng dạy 1 lớp kỹ thuật bàn phím, Thảo dạy 2 lớp Internet. • Cách tính lương: – Lương quản lý = lương cứng + 1800 – Lương giảng viên = lương cứng + tiền giảng – Lương giảng viên mời = tiền giảng * 1.5 Trong đó • lương cứng = hsl * 450 • tiền giảng = tổng số tiết x 50 HVĐ – THQL 8 TIẾP CẬN HỆ THỐNG TẬP TIN • Tổ chức dữ liệu trong tập tin • Lệ thuộc vào chương trình ứng dụng • Có vấn đề khi – Dữ liệu lớn với một hệ thống các tập tin được tạo ra – Nhiều bộ phận sử dụng HVĐ – THQL 9 TIẾP CẬN CƠ SỞ DỮ LIỆU • Dữ liệu được quản lý tập trung • Được thiết kế cho nhu cầu thông tin của một tổ chức • Môi trường cơ sở dữ liệu – Phần cứng (mạng máy tính, thiết bị ngoại vi) – Phần mềm (hệ điều hành, hệ quản trị cơ sở dữ liệu) – Người dùng – Dữ liệu – Thủ tục (các quy tắc lưu trữ) HVĐ – THQL 10 CÁC BÀI TOÁN • Toàn vẹn dữ liệu • Bảo mật dữ liệu • Điều khiển tương tranh • Độc lập dữ liệu HVĐ – THQL 11 THẢO LUẬN • Người dùng (bài tập 1) • Dữ liệu (bài tập 2) • Hệ quản trị CSDL (bài tập 6) HVĐ – THQL 12 MÔI TRƯỜNG CSDL • Quản lý tập trung dữ liệu • Môi trường cơ sở dữ liệu – Người dùng – Hệ quản trị cơ sở dữ liệu – Mô hình cơ sở dữ liệu • Triển khai môn học HVĐ – THQL 13 NGƯỜI DÙNG • Chúng ta xét các vai trò người dùng – Quản trị (dữ liệu, cơ sở dữ liệu) – Thiết kế (logic, vật lý) – Viết ứng dụng – Người dùng cuối (“thơ ngây”, chuyên nghiệp) • Thực hiện các công việc – Thiết kế cơ sở dữ liệu (ngôn ngữ mô hình hoá) – Cài đặt cơ sở dữ liệu (ngôn ngữ cơ sở dữ liệu) – Quản trị cơ sở dữ liệu (ngôn ngữ cơ sở dữ liệu) – Thao tác cơ sở dữ liệu (ngôn ngữ cơ sở dữ liệu) – Lập trình cơ sở dữ liệu (ngôn ngữ cơ sở dữ liệu) – Lập trình ứng dụng (ngôn ngữ lập trình) 14 HVĐ – THQL 4 CHỨC NĂNG CHÍNH • Tạo và bảo toàn cơ sở dữ liệu. • Cho phép truy xuất cơ sở dữ liệu theo thẩm quyền. • Phục hồi dữ liệu theo yêu cầu. • Cập nhật dữ liệu. HVĐ – THQL 15 9 CHỨC NĂNG CHI TIẾT • Quản lý tự điển dữ liệu • Quản lý lưu trữ • Quản lý nhập xuất • Quản lý bảo mật • Điều khiển truy xuất nhiều người dùng • Quản lý sao lưu và phục hồi cơ sở dữ liệu • Quản lý sự toàn vẹn dữ liệu • Giao tiếp với người dùng và giao diện lập trình ứng dụng • Giao tiếp với cơ sở dữ liệu HVĐ – THQL 16 8 DỊCH VỤ (CODD, 1982) • Hỗ trợ giao tác • Kiểm soát tương tranh • Phục hồi dữ liệu khi có sự cố • Kiểm soát đặc quyền của người dùng • Hỗ trợ truyền thông dữ liệu • Bảo đảm tính toàn vẹn • Bảo đảm tính độc lập dữ liệu • Cung cấp các tiện ích cho người quản trị CSDL HVĐ – THQL 17 7 THÀNH PHẦN HVĐ – THQL 18 DBMS Tiền xử lý DML Xử lý truy vấn Lập trình viên Người dùng Quản trị cơ sở dữ liệu Chương trình UD Truy vấn Lược đồ cơ sở dữ liệu Cơ sở dữ liệu và tự điển dữ liệu Biên dịch DDL Mã chương trình Quản lý DB Quản lý DD Phương thức truy xuất Quản lý tập tin Vùng đệm hệ thống BỘ QUẢN LÝ DỮ LIỆU HVĐ – THQL 19 Kiểm tra toàn vẹn Xử lý truy vấn Quản lý dữ liệu Quản lý giao tác Kiểm soát đặc quyền Quản lý lịch Tối ưu truy vấn Mã chương trình Xử lý lệnh Quản lý DD Quản lý tập tin DM Quản lý vùng đệm Quản lý phục hồi MÔ HÌNH • Kiến trúc ANSI/SPARC • Ngôn ngữ cơ sở dữ liệu: – Cài đặt – Thao tác – Quản trị – Lập trình HVĐ – THQL 20 VÍ DỤ HVĐ – THQL 21 MÔ HÌNH QUAN HỆ • Dữ liệu được tổ chức thành các bảng • Lược đồ chính là tiêu đề cột • Với hệ quản trị CSDL, có ngôn ngữ CSDL, như – create table NLL(id char(2), hTen char(5), hsLuong int) – insert into NLL values (“QL”, “Minh”, 3) HVĐ – THQL 22 THẢO LUẬN • Bài tập 7 (mô hình dữ liệu) • Bài tập 8 (loại ngôn ngữ CSDL) • Bài tập 9 (độc lập dữ liệu) • Bài tập 11 (tổng hợp) HVĐ – THQL 23 TRIỂN KHAI MÔN HỌC • Quản lý tập trung dữ liệu • Môi trường cơ sở dữ liệu • Triển khai môn học – Yêu cầu môn học – Triển khai môn học HVĐ – THQL 24 KIẾN THỨC • Các đặc điểm của tiếp cận CSDL • Môi trường CSDL • Mô hình CSDL quan hệ • Ngôn ngữ CSDL quan hệ • Lý thuyết thiết kế CSDL quan hệ dựa trên phụ thuộc hàm • Nắm rõ phương pháp luận thiết kế CSDL 25 HVĐ – THQL BIỂU ĐỒ CÁC KIẾN THỨC 26 HVĐ – THQL KỸ NĂNG • Đánh giá lược đồ cơ sở dữ liệu qua các tiêu chuẩn của lý thuyết thiết kế • Thiết kế cơ sở dữ liệu mức quan niệm • Chuẩn hoá lược đồ quan hệ thỏa các tiêu chuẩn của lý thuyết thiết kế • Dùng ngôn ngữ hỏi – Khai thác cơ sở dữ liệu – Phục hồi đầy đủ dữ liệu cho các đối tượng dữ liệu phức tạp – Cài đặt các ràng buộc toàn vẹn phức tạp 27 HVĐ – THQL BIỂU ĐỒ CÁC KỸ NĂNG 28 HVĐ – THQL BIỂU ĐỒ CÁC BÀI TOÁN • Gồm • 5 bài toán chính • 3 bài toán phụ • nhiều bài toán con 29 HVĐ – THQL NHÓM THEO NỘI DUNG • Truy vấn • Phụ thuộc hàm • Dạng chuẩn • Phân rã • Chuẩn hoá • Thiết kế 30 HVĐ – THQL CẤU TRÚC MÔN HỌC • Tổng quan về môi trường CSDL (khái niệm) • Lập mô hình dữ liệu mức quan niệm (bài toán chính 1 và 2) • Mô hình CSDL quan hệ (khái niệm + kỹ năng giải bài toán dùng đại số quan hệ) • Ngôn ngữ cơ sở dữ liệu (bài toán chính 3 và 4) • Lý thuyết thiết kế (bài toán chính 5 + ba bài toán phụ) 31 HVĐ – THQL PHÂN NHÓM CÁC BÀI TOÁN • Nhóm 1: truy vấn – Xây dựng biểu thức đại số quan hệ – Viết câu truy vấn • Nhóm 2: cơ bản về phụ thuộc hàm – Tính bao đóng, kiểm tra thành viên – Tìm phủ tối thiểu, tìm tập khoá • Nhóm 3: lý thuyết thiết kế – Xác định dạng chuẩn – Đánh giá một phân rã – Chuẩn hoá một lược đồ quan hệ • Nhóm 4: phương pháp luận thiết kế – Thiết kế cơ sở dữ liệu mức quan niệm – Thiết kế cơ sở dữ liệu mức vật lý 32 HVĐ – THQL YÊU CẦU ĐỐI VỚI SINH VIÊN • Đạt mức hiểu và giải thích được đối với các khái niệm liên quan đến cơ sở dữ liệu. • Đạt được mức áp dụng được đối với các yêu cầu về kỹ năng – Truy vấn – Thiết kế mức vật lý – Thiết kế mức quan niệm – Đánh giá một kết quả thiết kế 33 HVĐ – THQL PHƯƠNG THỨC TRIỂN KHAI • Vai trò giảng viên – Phát biểu bài toán rõ ràng – Cung cấp đầy đủ tài liệu đầu vào – Nêu khái niệm, cách tiếp cận, cung cấp tài liệu lý thuyết – Kiểm soát – Kết luận & Đánh giá • Vai trò sinh viên – Làm bài (bài tập, bài thuyết trình, đồ án …) và chuẩn bị bài trước khi đến lớp – Trao đổi, phản biện 34 HVĐ – THQL PHƯƠNG PHÁP HỌC • Nghe giảng và thảo luận trên lớp • Làm bài tập, chuẩn bị bài thuyết trình, đọc trước tài liệu để sẵn sàng cho thảo luận, trao đổi và phản biện • Lập mô hình bằng công cụ hỗ trợ thiết kế • Dùng ngôn ngữ cơ sở dữ liệu trực tiếp và thông qua hệ quản trị • Nhập xuất dữ liệu bằng công cụ phát triển ứng dụng 35 HVĐ – THQL ĐÁNH GIÁ • Quá trình (cập nhật thường xuyên) – Dự lớp (10%) – Bài thu hoạch, bài tập, bài thực hành (05%) – Thuyết trình, thảo luận, phản biện, kiểm tra (20%) – Điểm đồ án (15%) • Thi – Tự luận (50%) HVĐ – THQL 36 GIỚI THIỆU CÔNG CỤ • Lập mô hình: – Power designer 12 • Hệ quản trị CSDL – Microsoft Access – SQLServer – PostgreSQL • Phát triển ứng dụng – C# – Microsoft Access HVĐ – THQL 37 TRỞ LẠI MỤC TIÊU • Kiến thức – Các vấn đề khi quản lý tập trung dữ liệu – Các thành phần và chức năng của DBMS – Các mức trừu tượng của mô hình cơ sở dữ liệu – Các vai trò người dùng • Kỹ năng – Xác định kiểu người dùng – Xác định loại DBMS – Đánh giá mức trừu tượng của mô hình • Môn học – Kiến thức – Kỹ năng – Bài toán HVĐ – THQL 38 THẢO LUẬN TÌNH HUỐNG • Cơ sở dữ liệu bán hàng: – Khách hàng muốn biết chi tiết về hàng hoá; – Người quản lý muốn biết doanh số bán hàng chi tiết theo thời gian, theo chủng loại hàng hoá, theo nhóm khách hàng và từng nhân viên bán hàng. • Cơ sở dữ liệu trường đại học: – Sinh viên muốn biết kết quả học tập; – Giảng viên muốn biết lịch giảng chi tiết. HVĐ – THQL 39 KẾT LUẬN • Tiếp cận CSDL để quản lý dữ liệu hiệu quả – Môi trường CSDL – Dữ liệu được quản lý tập trung – Mô hình CSDL với kiến trúc 3 mức • Ngôn ngữ – Mô hình hoá (mức ngoài, mức quan niệm, mức trong) – Ngôn ngữ CSDL • Hệ quản trị cơ sở dữ liệu – Giúp người dùng thực hiện các vai trò dễ dàng và hiệu quả – Bảo đảm giải quyết các vấn đề bảo tồn, truy xuất và bảo mật – Hỗ trợ mô hình: độc lập dữ liệu, toàn vẹn, an toàn và chia sẻ • Vai trò quản trị CSDL HVĐ – THQL 40