bài giảng chương i tổng quan về hệ quản trị cơ sở dữ liệu (database management system)

TỔNG QUAN VỀ
TỔNG QUAN VỀ
HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LiỆU
HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LiỆU
DATABASE MANAGEMENT SYSTEM
DATABASE MANAGEMENT SYSTEM
2
Nội dung

Giới thiệu

Quá trình phát triển

Một số đặc tính của CSDL

Người sử dụng CSDL

Kiến trúc của HQT CSDL

Các tính năng của HQT CSDL

Các khái niệm

Ngôn ngữ CSDL
Chương 1 : Nhập môn Hệ Quản Trị CSDL
MỤC TIÊU

Trình bày cái nhìn bao quát về cơ sở dữ liệu
(Database) cũng như về hệ quản trị cơ sở dữ liệu
(DBMS), hệ Cơ sở dữ liệu (Database System).


Các yêu cầu khi xây dựng một DBMS.

Một số khái niệm quan trọng: giao tác
(transaction), concurrent control, khôi phục sau
sự cố …

Hiểu cấu trúc tổng thể của một DBMS.

Hiểu vai trò của người sử dụng hệ thống.
Chương 1 : Nhập môn Hệ Quản Trị CSDL 3
4
QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA CÁC HỆ THỐNG QUẢN
LÝ DỮ LiỆU

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
Tập
tin
Tập
tin
Dữ liệu
Chương 1 : Nhập môn Hệ Quản Trị CSDL
MỘT THÍ DỤ
Chương 1 : Nhập môn Hệ Quản Trị CSDL 5
Course scheduling
application
Course scheduling
application
Student admission
application
Student admission
application
Instructors schedules
application
Instructors schedules
application
Semester planning
application
Semester planning
application
Course data file
Student data file
Student data file

Instructor data file
Course data file
Course data file
Semeter data file
Những lợi ích
Chương 1 : Nhập môn Hệ Quản Trị CSDL 6
Course scheduling
application
Course scheduling
application
Student admission
application
Student admission
application
Instructors schedules
application
Instructors schedules
application
Semester planning
application
Semester planning
application
Course data file
Student data file
Instructor data file
Semeter data file
MỘT SỐ KHÁI NiỆM CƠ BẢN

Database : Cơ sở dữ liệu
một tập các dữ liệu có liên quan với nhau được tổ

chức và lưu trữ theo một định dạng nào đó nhằm
làm làm giảm thiểu sự dư thừa dữ liệu và có thể
phục vụ cho nhiều user đồng thời.
Chương 1 : Nhập môn Hệ Quản Trị CSDL 7
SALES
SALES
CUSTOMERS
CUSTOMERS
ACCOUNT
ACCOUNT
HR
MANAGER
ADMIN
8
Database

Ví dụ

Kinh doanh

Ngân hàng và tài chính

Giáo dục

Hành chính

Giải trí

…


Dữ liệu (Data)

Một mô tả hình thức về thông tin và hoạt động

Tên, địa chỉ, số điện thoại của khách hàng

Báo cáo doanh thu

Đăng ký học phần
Thông tin
Dữ liệu
Chọn lọc
Chương 1 : Nhập môn Hệ Quản Trị CSDL
9
Database (tt)

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

Danh sách sinh viên

Niên giám điện thoại

Danh mục các đề án

Một CSDL biểu diễn một phần của thế giới thực (thế giới
thu nhỏ)


CSDL được thiết kế, xây dựng, và lưu trữ với một mục
đích xác định, phục vụ cho một số ứng dụng và người
dùng

Tập ngẫu nhiên của các dữ liệu không thể xem là một
CSDL.
Chương 1 : Nhập môn Hệ Quản Trị CSDL
10
Một ví dụ về CSDL
PHANCONG MA_NVIEN SODA THOIGIAN
123456789 1 32.5
123456789 2 7.5
666884444 3 40.0
453453453 1 20.0
DEAN TENDA MADA DDIEM_DA PHONG
San pham X 1 VUNG TAU 5
San pham Y 2 NHA TRANG 5
San pham Z 3 TP HCM 5
Tin hoc hoa 10 HA NOI 4
NHANVIEN HONV TENLOT TENNV MANV NGSINH MA_NQL PHG
Tran Hong Quang 123456789 03/09/1969 987654321 4
Nguyen Thanh Tung 333445555 12/08/1955 888665555 5
Nguyen Manh Hung 666884444 09/15/1962 333445555 5
Tran Thanh Tam 453453453 07/31/1972 333445555 5
Chương 1 : Nhập môn Hệ Quản Trị CSDL
11
DBMS (Database Management System)

Hệ quản trị CSDL (Database Management System)


Một phần mềm hệ thống cho phép định nghĩa, xây dựng
xử lý và bảo trì dữ liệu

Định nghĩa – khai báo bộ khung dữ liệu cùng với các mô tả
chi tiết về dữ liệu thông qua DDL

Xây dựng – lưu trữ dữ liệu lên bộ nhớ phụ

Xử lý – truy vấn, cập nhật và phát sinh báo cáo thông qua
DML.

Bảo trì : cho phép bảo trì dữ liệu ở trạng thái nhất quán trước
khi hư hỏng phần cứng hoặc phần mềm.
Chương 1 : Nhập môn Hệ Quản Trị CSDL
Chương 1 : Nhập môn Hệ Quản Trị CSDL

phần mềm cung cấp các công cụ để xây dựng và
quản lý CSDL.
DBMS (tt)
12
HỆ CƠ SỞ DỮ LiỆU

Một phần mềm cho phép xây dựng một DBMS

Một số bất lợi khi lưu trữ thông tin trong hệ thống file
thông thường. (flat file) :
dư thừa dữ liệu  dữ liệu không nhất quán
khó khăn trong việc truy xuất dữ liệu.
Sự cô lập dữ liệu.
Các vấn đề về tính nguyên tử.

Vấn đề an toàn
Tính bất thường trong truy xuất cạnh tranh.
Chương 1 : Nhập môn Hệ Quản Trị CSDL 13
14
Hệ CSDL (tt)
Xử lý truy vấn
HQT CSDL
Truy xuất dữ liệu
CSDL
CSDL
Định nghĩa
CSDL
Định nghĩa
CSDL
Người sử dụng/Lập trình viên
Chương trình ứng dụng/Truy vấn
Hệ CSDL
Catalog
Chương 1 : Nhập môn Hệ Quản Trị CSDL
15
Quá trình phát triển (tt)

Hạn chế: Nếu lưu giữ thông tin có tổ chức trong hệ
thống tập tin thông thường sẽ gặp nhiều bất lợi:

Dư thừa dữ liệu và tính không nhất quán

Gặp khó khăn trong việc truy xuất dữ liệu

Sự cô lập dữ liệu


Tính nguyên tử

Tính truy xuất cạnh tranh

An toàn dữ liệu
Chương 1 : Nhập môn Hệ Quản Trị CSDL
Dư thừa dữ liệu và tính không nhất
quán

Do các file và các trình ứng dụng được tạo ra bởi
các người lập trình khác nhau, nên các file có định
dạng khác nhau, các chương trình được viết trong
các ngôn ngữ lập trình khác nhau, cùng một thông
tin có thể được lưu giữ trong các file khác nhau.
Tính không thống nhất và dư thừa này sẽ làm tăng
chi phí truy xuất và lưu trữ, hơn nũa, nó sẽ dẫn đến
tính không nhất quán của dữ liệu: các bản sao của
cùng một dữ liệu có thể không nhất quán.
Chương 1 : Nhập môn Hệ Quản Trị CSDL
Khó khăn trong việc truy xuất dữ
liệu

Môi trường của hệ thống xử lý file thông thường
không cung cấp các công cụ cho phép truy xuất
thông tin một cách hiệu quả và thuận lợi.
Chương 1 : Nhập môn Hệ Quản Trị CSDL
Chương 1 : Nhập môn Hệ Quản Trị CSDL
Sự cô lập dữ liệu


Các giá trị dữ liệu được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu
phải thoả mãn một số các ràng buộc về tính nhất
quán của dữ liệu (ràng buộc nhất quán/consistency
contraints ). Trong hệ thống xử lý file thông thường,
rất khó khăn trong việc thay đổi các chương trình để
thoả mãn các yêu cầu thay đổi ràng buộc. Vấn đề
trở nên khó khăn hơn khi các ràng buộc liên quan
đến các hạng mục dữ liệu nằm trong các file khác
nhau.
Chương 1 : Nhập môn Hệ Quản Trị CSDL
Tính nguyên tử

Tính nguyên tử của một hoạt động (giao dịch) là:
hoặc nó được hoàn tất trọn vẹn hoặc không có gì
cả. Điều này có nghĩa là một hoạt động (giao dịch)
chỉ làm thay đổi các dữ liệu bền vững khi nó đã
hoàn tất (kết thúc thành công) nếu không, giao dịch
không để lại một dấu vết nào trên CSDL. Trong hệ
thống xử lý file thông thường khó đảm bảo được
tính chất này.
Chương 1 : Nhập môn Hệ Quản Trị CSDL
Tính truy xuất cạnh tranh

Một hệ thống cho phép nhiều người sử dụng cập
nhật dữ liệu đồng thời, có thể dẫn đến kết quả là dữ
liệu không nhất quán. Điều này đòi hỏi một sự giám
sát. Hệ thống xử lý file thông thường không cung
cấp chức năng này.
Chương 1 : Nhập môn Hệ Quản Trị CSDL
An toàn dữ liệu


Một người sử dụng hệ cơ sở dữ liệu không cần thiết
và cũng không có quyền truy xuất tất cả các dữ liệu.
Vấn đề này đòi hỏi hệ thống phải đảm bảo được
tính phân quyền, chống truy xuất trái phép
22
Các khung 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
Chương 1 : Nhập môn Hệ Quản Trị CSDL
Chương 1 : Nhập môn Hệ Quản Trị CSDL
Góc nhìn dữ liệu (Data View)

Mức khung nhìn (View Level)

Mô tả 1 phần nào đó của toàn bộ hệ thống.

Mức luận lý (Logical level)

Những thông tin gì được lưu trữ trong CSDL ?


Có những mối quan hệ nào giữa những thông tin đó?

Mức vật lý (Physical Level)

Dữ liệu được lưu trữ như thế nào?
Physical Level
Logical Level
View 1 View 2 View n…
View Level
23
Chương 1 : Nhập môn Hệ Quản Trị CSDL
Góc nhìn dữ liệu (tt)
type customer = record
customer-id: string;
customer-name: string;
customer-street: string;
cusomter-city: string;
end;

Mức vật lý

Mẫu tin customer là 1 block các byte liên tiếp nhau

Mức luận lý

customer và các mối liên kết được định nghĩa

Mức khung nhìn


Người sử dụng chỉ được truy xuất đến 1 phần thông tin
của customer
24
Chương 1 : Nhập môn Hệ Quản Trị CSDL
Các đặc trưng của dữ liệu

Có tính ít dư thừa dữ liệu

Chia sẻ cho nhiều người sử dụng

Có tính an toàn, bảo mật

Cho phép truy xuất đồng thời

Có thể khôi phục khi có sự cố

Có tính độc lập

Vật lý (physical)

Khi thay đổi tổ chức vật lý của CSDL thì không làm ảnh hưởng
đến chương trình đang khai thác CSDL đó

Luận lý (logical)

Khi thay đổi mức quan niệm không làm ảnh hưởng đến các
chương trình đang khai thác CSDL
25