bài 1 tổng quan về cơ sở dữ liệu

Bài 1:
TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU


Mục tiêu bài học hơm nay
Giải thích khái niệm dữ liệu và cơ sở dữ liệu (CSDL)
Các phương pháp quản lý dữ liệu và các đặc trưng
Giải thích các mơ hình dữ liệu khác nhau
Hệ quản trị CSDL (DBMS) và hệ quản trị CSDL quan hệ
(RDBMS)

Slide 1 - Tổng quan về CSDL

2


Dữ liệu
Dữ liệu (data)
Là các thông tin của đối tượng (ví dụ: người, vật, một khái niệm,
sự việc…) được lưu trữ trên máy tính.
Có thể truy nhập vào dữ liệu để trích xuất ra các thơng tin.

Dữ liệu được mơ tả dưới nhiều dạng khác nhau (các ký tự,
ký số, hình ảnh, ký hiệu, âm thanh…). Mỗi cách mơ tả như
vậy gắn với một ngữ nghĩa nào đó.

Slide 1 - Tổng quan về CSDL

3

Dữ liệu
Dữ liệu về đối tượng có thể khác nhau, tùy thuộc vào ngữ
cảnh.
Ví dụ: dữ liệu về đối tượng sinh viên có thể khác nhau tùy
vào mục đích quản lý:
Quản lý điểm: Tên, mã sinh viên, điểm môn 1, điểm môn 2, điểm
môn 3
Quản lý nhân thân: Tên, địa chỉ, ngày sinh, quê quán, lớp

Slide 1 - Tổng quan về CSDL

4


Cơ sở dữ liệu (CSDL)
CSDL (Database) = Tập hợp dữ liệu được tổ chức có cấu
trúc liên quan với nhau và được lưu trữ trong máy tính.
CSDL được thiết kế, xây dựng cho phép người dùng lưu
trữ dữ liệu, truy xuất thông tin hoặc cập nhật dữ liệu

Lưu trữ thông tin
Người dùng

Cơ sở dữ liệu
Cho phép truy nhập
thông tin

Slide 1 - Tổng quan về CSDL

5

Cơ sở dữ liệu
CSDL được tổ chức có cấu trúc:
Các dữ liệu lưu trữ có cấu trúc thành các bản ghi (record), các
trường dữ liệu (field).
Các dữ liệu lưu trữ có mối quan hệ (relational) với nhau.

Khả năng truy xuất thông tin từ CSDL:
CSDL được cấu trúc để dễ dàng truy cập, quản lý và cập nhật dữ
liệu

 Cần phải quản trị CSDL

Slide 1 - Tổng quan về CSDL

6


Dữ liệu và Cơ sở dữ liệu
Ví dụ một CSDL:

Dữ liệu là các
cuốn sách

Kho dữ liệu về từng cuốn sách gồm:

- Tên sách

- Tên tác giả

- Nhà xuất bản
- Năm xuất bản
- Giá sách...

Slide 1 - Tổng quan về CSDL

CSDL lưu
trữ thơng
tin các cuốn
sách

Truy cập CSDL để tìm
các cuốn sách theo tên
tác giả, theo nhà xuất
bản…

7


Các đặc tính trong CSDL
CSDL cung cấp khả năng trừu tượng hóa dữ liệu thơng qua các lớp. Bao gồm
3 lớp: Lớp vật lý, Lớp logic, Lớp bên ngoài.
Sự phân biệt giữa các lớp tạo nên 2 tầng độc lập: Độc lập dữ liệu vật lý và
Độc lập dữ liệu logic

Slide 1 - Tổng quan về CSDL

8

Các đặc tính trong CSDL
Lớp vật lý:
Lớp vật lý chứa tồn bộ các file dữ liệu
Người dùng CSDL khơng nhất thiết phải nắm được
cấu trúc tổ chức của các file dữ liệu vật lý khi sử dụng
một cơ sở dữ liệu.

Slide 1 - Tổng quan về CSDL

9


Các đặc tính trong CSDL
Lớp logic (cịn được gọi là Schema):
Cấu trúc dữ liệu trừu tượng được tạo thành từ lớp vật lý.
Lớp logic có thể chứa một tập hợp các bảng hai chiều, một cấu
trúc phân cấp tương tự như sơ đồ tổ chức của một công ty hay
một vài cấu trúc khác

Slide 1 - Tổng quan về CSDL

10


Các đặc tính trong CSDL
Lớp bên ngồi:
Bao gồm các khung nhìn (view) và được gọi chung là
subschema
Khung nhìn: là khái niệm cho phép nhiều người dùng quan sát
dữ liệu theo nhiều cách khác nhau trong khi dữ liệu lưu bên dưới

tầng vật lý là duy nhất.

Slide 1 - Tổng quan về CSDL

11


Các đặc tính trong CSDL
Độc lập dữ liệu vật lý:
Khả năng thay đổi cấu trúc file vật lý của một cơ sở dữ liệu mà
không làm gián đoạn người dùng đang truy cập vào các quá
trình đang diễn ra được gọi là độc lập dữ liệu vật lý
Việc phân biệt lớp vật lý với lớp lô-gic tạo ra sự độc lập dữ liệu
vật lý

Slide 1 - Tổng quan về CSDL

12


Các đặc tính trong CSDL
Độc lập dữ liệu logic:
Khả năng tạo ra các thay đổi tới lớp lô-gic mà không làm gián
đoạn người dùng hiện tại và các quá trình đang diễn ra được gọi
là độc lập dữ liệu lô-gic.
Việc phân biệt giữa lớp lơ-gic và lớp bên ngồi tạo ra tính độc
lập dữ liệu lơ-gic.

Slide 1 - Tổng quan về CSDL

13


Quản lý dữ liệu
Quản lý dữ liệu: là quản lý một số lượng lớn dữ liệu, bao
gồm cả việc lưu trữ và cung cấp cơ chế cho phép Thao
tác (thêm, sửa, xóa dữ liệu) và Truy vấn dữ liệu.
2 phương pháp quản lý dữ liệu:
Hệ thống quản lý bằng file
Hệ thống quản lý bằng CSDL

Slide 1 - Tổng quan về CSDL

14


Quản lý dữ liệu bằng file
Dữ liệu được lưu trữ trong các file riêng biệt
Ví dụ: các chương trình lưu trữ thông tin bằng hệ
thống các file dạng text
Nhược điểm của việc quản lý bằng file:
Dư thừa và mâu thuẫn dữ liệu
Kém hiệu quả trong truy xuất ngẫu nhiên, hoặc xử lý
đồng thời
Dữ liệu lưu trữ rời rạc
Gặp vấn đề về an toàn và bảo mật

Slide 1 - Tổng quan về CSDL

15

Quản lý dữ liệu bằng CSDL
Quản lý dữ liệu bằng CSDL giúp dữ liệu được lưu trữ một cách hiệu
quả và có tổ chức, cho phép quản lý dữ liệu nhanh chóng và hiệu quả
Lợi ích của hệ thống quản lý bằng CSDL:
Tránh dư thừa, trùng lắp dữ liệu

CSDL

Đảm bảo sự nhất quán trong CSDL
Các dữ liệu lưu trữ có thể được chia sẻ
Có thể thiết lập các chuẩn trên dữ liệu
Duy trì tính tồn vẹn dữ liệu
Đảm bảo bảo mật dữ liệu

Slide 1 - Tổng quan về CSDL

16


Các mơ hình CSDL
Các CSDL có thể khác nhau về chức năng và mơ hình dữ liệu (data
model).
Mơ hình dữ liệu sẽ quyết định cách thức lưu trữ và truy cập dữ liệu.
Tùy từng ngữ cảnh quan hệ giữa các thành phần dữ liệu trong
CSDL, mơ hình phức hợp được áp dụng để việc lưu trữ và truy xuất
dữ liệu đạt hiệu quả cao nhất.

Slide 1 - Tổng quan về CSDL

17


Các mơ hình CSDL
Các mơ hình:

Mơ hình dữ liệu phân cấp (Hierarchical

Mơ hình dữ liệu file phẳng

model)

(Flat file)

Mơ hình dữ liệu quan hệ (Relational model)

Mơ hình dữ liệu mạng

Mơ hình dữ liệu hướng đối tượng (Object-

(Network model)

Oriented model)

Custo Company
mer ID Name

Contact First Contact Last Job Title
Name

Name

6 Company F Francisco

26 Company Z Run

City

Sta
te

Pérez-Olaeta

Purchasing
Manager
Accounting
Assistant

Order
Detail:
Product 28

Customer:
6

Milwa WI
ukee

Liu

Order: 56

Miami FL
Order: 79

Order
Detail:
Product 7

Order
Detail:
Product 51
Employee:
2

Slide 1 - Tổng quan về CSDL

(Other
Employee
2 Orders)

18


Mơ hình dữ liệu file phẳng
Mơ hình này chỉ dùng cho các CSDL đơn giản.
CSDL dạng file phẳng thường là file kiểu văn bản chứa
dữ liệu dạng bảng

Slide 1 - Tổng quan về CSDL

19


Mơ hình dữ liệu file phẳng
Ví dụ: một file phẳng thể hiện thông tin một Customer (Khách hàng)
dưới dạng bảng của một công ty Northwind Traders chuyên cung
cấp các mặt hàng thực phẩm

Customer
ID

Company
Name

Contact First
Name

Contact Last
Name

Job Title

City

State

6

Company F

Francisco

Pérez-Olaeta

Purchasing
Manager

Milwaukee

WI

26

Company Z

Run

Liu

Accounting
Assistant

Miami

FL

Slide 1 - Tổng quan về CSDL

20

Mơ hình dữ liệu phân cấp
Tổ chức theo hình cây, mỗi nút biểu diễn một thực thể dữ liệu.
Liên hệ dữ liệu thể hiện trên liên hệ giữa nút cha và nút con. Mỗi nút
cha có thể có một hoặc nhiều nút con, nhưng mỗi nút con chỉ có thể có
một nút cha.
Do đó mơ hình phân cấp thể hiện các kiểu quan hệ:
1-1
1-N

Slide 1 - Tổng quan về CSDL

21


Mơ hình dữ liệu phân cấp
Ví dụ: một mơ hình dữ liệu phân cấp trong CSDL Northwind

Customer:6

Order: 56

Order: 79

Slide 1 - Tổng quan về CSDL

Order Detail:
Product 48

Order Detail:
Product 7

Order Detail:
Product 51

22


Mơ hình dữ liệu phân cấp
Hạn chế:
Một nút con khơng thể có q một nút cha -> Khơng biểu diễn được
các quan hệ dữ liệu phức tạp

Slide 1 - Tổng quan về CSDL

23


Mơ hình dữ liệu mạng
Cách tổ chức:
Các file riêng biệt trong hệ thống file phẳng được gọi là các bản
ghi . Tập hợp bản ghi cùng kiểu tạo thành một kiểu thực thể dữ
liệu.
Các kiểu thực thể kết nối với nhau thơng qua mối quan hệ chacon.
Mơ hình dữ liệu mạng biểu diễn bởi một đồ thị có hướng, và các
mũi tên chỉ từ kiểu thực thể cha sang kiểu thực thể con.

Slide 1 - Tổng quan về CSDL

24


Mơ hình dữ liệu mạng
Ví dụ: Cấu trúc mơ hình mạng của Northwind
Order: 56

Order Detail:
Product 28

Customer: 6

Order: 79

Order Detail:
Product 7

Order Detail:
Product 51
Employee:2

Slide 1 - Tổng quan về CSDL

(Other
Employee 2
Orders)

25