Bài giảng chương 1: Tổng quan về cơ sở dữ liệu

* * Chương 1 Tổng quan về CSDL * * Nội dung chi tiết Hệ thống tập tin cổ điển Cơ sở dữ liệu Hệ quản trị CSDL (DBMS) Các đặc tính của DBMS Các đối tượng sử dụng CSDL Các cách tiếp cận CSDL * * Hệ thống xử lý tập tin cổ điển Ví dụ * * Hệ thống xử lý tập tin cổ điển Ưu điểm Triển khai nhanh ứng dụng Chương trình làm chủ số liệu Khuyết điểm Trùng lắp về dữ liệu Lãng phí không gian lưu trữ Dữ liệu không nhất quán do được cập nhật nhiều nơi khác nhau. Không uyển chuyển → chi phí bảo trì cao. Chia sẻ dữ liệu kém * * Định nghĩa Cơ sở dữ liệu Cơ sở dữ liệu (Database) Một tập hợp có cấu trúc của những dữ liệu có liên quan với nhau được lưu trữ trong máy tính để thỏa mãn yêu cầu khai thác đồng thời của nhiều người sử dụng hay nhiều chương trình ứng dụng với nhiều mục đích khác nhau. CƠ SỞ DỮ LiỆU Chương trình ứng dụng 1 Chương trình ứng dụng 2 Cơ sở dữ liệu (Database )là sự tập hợp có tổ chức các dữ liệu có liên quan luận lý với nhau. Dữ liệu (Data):Sự biểu diễn của cac đối tượngvà sự kiệnđược ghi nhận và được lưu trữ trên các phương tiện của máy tính. .Dữ liệu có cấu trúc :số ,ngày ,chuỗi kí tự…. .Dữ liệu không có cấu trúc:hình ảnh ,âm thanh,đọan phim… * * -Có tổ chức (Organized): người sử dụng có thể dễ dàng lưu trữ ,thao tác và truy xuất dữ liệu -Có liên quan luận lý(Logically related): Dữ liệu mô tả một lĩnh vực mà nhóm người sử dụng quan tâm và được dùng để trả laời các cậu hỏi liên quan đến lĩnh vực này .Thông Tin -Thông tin là dữ liệu đã được xử lí để làm tăng sự hiểu biết của con người * * -Dữ liệu trong ngữ cảnh -Dữ liệu được tổng hợp/xử lí .Siêu Dữ liệu(Metadata) -siêu dữ liệu là dữ liệu dùng để mô tả các tính chất/đặc tính của dữ liệu khác(Dữ liệu về dữ liệu) -Cá đậc tính :Đinh nghĩa dữ liệu,cấu trúc dữ liệu,qui tắc/ràng buộc * * * * Định nghĩa Cơ sở dữ liệu Ưu điểm của CSDL Giảm sự trùng lặp dữ liệu xuống mức thấp nhất → đảm bảo tính nhất quán và toàn vẹn dữ liệu. Đảm bảo dữ liệu có thể truy xuất theo nhiều cách khác nhau. Khả năng chia sẻ dữ liệu tốt. Những vấn đề cần giải quyết khi chọn CSDL Tính chủ quyền của dữ liệu. Tính bảo mật và quyền khai thác thông tin của người sử dụng. Giải quyết tranh chấp dữ liệu. Khôi phục dữ liệu khi có sự cố. * * Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS) Hệ quản trị CSDL (Database Management System) Tập hợp các chương trình cho phép người sử dụng định nghĩa, duy trì, khai thác và quản lý CSDL. Định nghĩa – khai báo bộ khung dữ liệu cùng với các mô tả chi tiết về dữ liệu Xây dựng – lưu trữ dữ liệu lên bộ nhớ phụ Xử lý – truy vấn, cập nhật và phát sinh báo cáo * * Các tính năng của DBMS (1/2) 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 * * Các tính năng của DBMS (2/2) 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 * * Ngôn ngữ CSDL Ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu (DDL – Data Definition Language) Định nghĩa lược đồ CSDL Ngôn ngữ thao tác dữ liệu(DML – Data Manipulation Language) Cập nhật, khai thác CSDL Ngôn ngữ điều khiển dữ liệu(DCL – Data Control Language) Quản lý quyền khai thác CSDL * * Hệ CSDL Hệ CSDL (Database System) * * Một ví dụ về CSDL (1/2) * * Quản lý đề án của một công ty Định nghĩa CSDL Cấu trúc bảng, bao gồm các thành phần dữ liệu và kiểu dữ liệu tương ứng Xây dựng CSDL Đưa dữ liệu vào các bảng Xử lý CSDL Thực hiện các truy vấn: “Cho biết những nhân viên thuộc phòng 5” Thực hiện các phép cập nhật: “Chuyển nhân viên Nguyễn Thanh Tùng sang phòng số 1” Một ví dụ về CSDL (2/2) * * 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 * * 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 * * 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 * * 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 (table) Thuộc tính của đối tượng Mối liên hệ * * 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 * * Các đối tượng sử dụng CSDL Người quản trị (Database Administrator - DBA) Người phát triển ứng dụng (Database Designer, Developer,…) Người dùng cuối (End User) * * Người quản trị Có trách nhiệm quản lý hệ CSDL Phải có kiến thức sâu về tin học, CSDL, hệ quản trị CSDL, hệ thống máy tính, hệ thống mạng… Có nhiệm vụ cấp quyền truy cập CSDL Có nhiệm vụ điều phối và giám sát việc sử dụng CSDL Có nhiệm vụ phục hồi dữ liệu khi có sự cố * * Người phát triển ứng dụng Phải có kiến thức về tin học, CSDL,… Những công việc liên quan CSDL Lựa chọn cấu trúc phù hợp để lưu trữ dữ liệu Quyết định những dữ liệu nào cần được lưu trữ Xây dựng ứng dụng để quản lý và khai thác CSDL Khai thác CSDL qua chương trình ứng dụng và qua ngôn ngữ khai thác CSDL. * * Người dùng cuối Không đòi hỏi phải có kiến thức về tin học, CSDL. Khai thác CSDL thông qua chương trình ứng dụng. * * Các cách tiếp cận CSDL Tiếp cận theo mô hình phân cấp Tiếp cận theo mô hình mạng Tiếp cận theo mô hình thực thể kết hợp Tiếp cận theo mô hình quan hệ Tiếp cận theo mô hình hướng đối tượng * * Ví dụ mô hình ERD * * Ví dụ mô hình mạng * * Ví dụ mô hình phân cấp Mức 2: Mức 1: Mức 3: * * Lược đồ CSDL Lược đồ CSDL (Database Schema) Là các mô tả về cấu trúc và ràng buộc trên CSDL * * Thể hiện CSDL 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 * * * * Câu hỏi Phân biệt hệ thống tập tin cổ điển và cơ sở dữ liệu. Cho ví dụ minh họa. Trình bày các tính năng cơ bản của một hệ quản trị CSDL.