Áp dụng điện toán đám mây trong quản lý hồ sơ bệnh án tại bệnh viện ung bướu nghệ an

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

NGUYỄN ĐẶNG CẨM TÚ

ÁP DỤNG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY TRONG QUẢN LÝ HỒ SƠ BỆNH ÁN
TẠI BỆNH VIỆN UNG BƢỚU NGHỆ AN
Chuyên ngành: Công nghệ thông tin

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. Phạm Đăng Hải

Hà Nội – Năm 2016


MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ....................................................................................................................4
Chƣơng 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU ORACLE VÀ
ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY .........................................................................................9
1.1. Khái quát về Hệ quản trị CSDL Oracle ...............................................................9
1.1.1. Khái niệm về CSDL Oracle ...................................................................9
1.1.2. Ưu điểm của CSDL Oracle ..................................................................10
1.1.3. Kiến trúc của Hệ quản trị CSDL Oracle ..............................................11
1.2. Khái quát về Điện toán đám mây .......................................................................15
1.2.1. Khái niệm về Điện toán đám mây........................................................15
1.2.2. Các thành phần của điện toán đám mây...............................................17
1.2.3. Các tầng kiến trúc của điện toán đám mây ..........................................18
1.2.4. Mô hình dịch vụ trong điện toán đám mây ..........................................19

1.2.5. Các mô hình triển khai điện toán đám mây .........................................22
1.3. Dịch vụ Đám mây CSDL Oracle .......................................................................26
1.3.1. Giới thiệu về Dịch vụ Đám mây CSDL Oracle ...................................26
1.3.2. Các thành phần chính của Dịch vụ Đám mây CSDL Oracle ...............27
1.4. Kết luận chương .................................................................................................31
Chƣơng 2. XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ HỒ SƠ BỆNH ÁN TẠI
BỆNH VIỆN UNG BƢỚU NGHỆ AN ..................................................................32
2.1. Giới thiệu về Bệnh viện Ung Bướu Nghệ An ....................................................32
2.2. Các yêu cầu quản lý hồ sơ bệnh án trong bệnh viện ..........................................36
2.2.1. Quản lý thông tin bệnh nhân ...............................................................36
2.2.2. Quản lý thông tin điều trị của bệnh nhân ............................................36
2.3. Quy trình khám và điều trị nội trú......................................................................37
2.3.1. Quy trình khám và chuẩn bị hồ sơ nhập viện ......................................37
2.3.2. Quy trình khám và điều trị nội trú .......................................................38


2.4. Phân tích và thiết kế Hệ thống quản lý hồ sơ bệnh án tại Bệnh viện Ung Bướu
Nghệ An ....................................................................................................................39
2.4.1. Mô hình quan hệ thực thể (ERD) của Hệ thống ..................................39
2.4.2. Mô hình quan hệ dữ liệu của Hệ thống ................................................50
2.4.3. Thiết kế cơ sở dữ liệu quan hệ trong Hệ thống ....................................61
2.5. Kết luận chương .................................................................................................73
Chƣơng 3. ỨNG DỤNG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY CHO HỆ THỐNG QUẢN
LÝ HỒ SƠ BỆNH ÁN.............................................................................................74
3.1. Đặt vấn đề ..........................................................................................................74
3.2. Ứng dụng điện toán đám mây cho hệ thống quản lý hồ sơ bệnh án ..................74
3.3. Một số giao diện của Hệ thống quản lý hồ sơ bệnh án tại Bệnh viện Ung Bướu
Nghệ An ....................................................................................................................76
3.3.1. Giao diện quản lý Bệnh nhân ............................................................... 73
3.3.2. Giao diện Tiếp bệnh nhân .................................................................... 74

3.3.3. Giao diện xóa Bệnh nhân ..................................................................... 75
3.3.4. Giao diện Khám bệnh........................................................................... 75
3.3.5. Giao diện Cấp thuốc ............................................................................. 77
3.3.6. Giao diện Thống kê .............................................................................. 79
3.4. Kết luận chương .................................................................................................77
KẾT LUẬN ..............................................................................................................89
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................91


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, VIẾT TẮT
TT

Viết tắt

Đầy đủ

Diễn giải
Điện toán đám mây

1

CC

Cloud Computing

2

NIST

National

Institute
of
Standard and Technology

3

PaaS

Platform as a Service

4

CaaS

Communication
Service

5

IaaS

Infrastructure as a Service

Cơ sở hạ tầng như là dịch vụ

6

MaaS

Monitoring as a Service

Giám sát như là dịch vụ

7

SaaS

Software as a Service

Phần mềm như là dịch vụ

8

DaaS

Database as a Service

CSDL như là dịch vụ

9

DBMS

Database Management
System

Hệ thống quản lý CSDL

10

CSDL

11

ERD

as

Nền tảng như là dịch vụ
a Truyền tin như là dịch vụ

Cơ sở dữ liệu
Entity Relationship
Diagram

1

Lược đồ quan hệ thực thể


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Kiến trúc của Oracle Server ......................................................................11
Hình 1.2: Cấu trúc Database .....................................................................................12
Hình 1.3: Quan hệ giữa Database, Tablespace và Datafiles .....................................14
Hình 1.4: Minh họa điện toán đám mây....................................................................16
Hình 1.5: Miêu tả các lợi ích của điện toán đám mây...............................................17
Hình 1.6: Các thành phần của điện toán đám mây....................................................18
Hình 1.7: Mô hình kiến trúc điện toán đám mây của Sun ........................................19
Hình 1.8: Mô hình phần mềm hoạt động như một dịch vụ .......................................20
trong điện toán đám mây ...........................................................................................20

Hình 1.9: Mô hình nền tảng hướng tới dịch vụ trong điện toán đám mây................20
Hình 1.10: Mô hình hạ tầng hướng dịch vụ trong điện toán đám mây .....................21
Hình 1.11: Minh hoạ mô hình đám mây công cộng..................................................22
Hình 1.12: Minh hoạ mô hình đám mây cộng đồng .................................................23
Hình 1.13: Minh họa mô hình đám mây riêng ảo .....................................................25
Hình 1.14: Minh họa mô hình đám mây lai [1] ........................................................26
Hình 2.1: Quảng cảnh của Bệnh viện Ung Bướu Nghệ An ......................................33
Hình 2.2: Sơ đồ qui trình khám và chuẩn bị hồ sơ nhập viện ...................................37
Hình 2.3: Sơ đồ qui trình khám và điều trị nội trú ....................................................39
Hình 2.4: Mô hình quan hệ thực thể .........................................................................40
Hình 2.5: Lược đồ hồ sơ bệnh án ..............................................................................53
Hình 2.6: Lược đồ Hồ sơ nhập viên ..........................................................................54
Hình 2.7: Lược đồ Điều trị tại khoa ..........................................................................55
Hình 2.8: Lược đồ thuốc điều trị ...............................................................................56
Hình 2.9: Lược đồ Xét nghiệm .................................................................................57
Hình 2.10: Lược đồ Chẩn đoán hình ảnh ..................................................................58
Hình 2.11: Lược đồ Phẫu thuật – Thủ thuật..............................................................59
Hình 2.12: Lược đồ sử dụng y dụng cụ tiêu hao .......................................................60
Hình 3.1: Tạo ứng dụng trên hệ thống azure.com ....................................................75

2


Hình 3.2: Đưa ứng dụng lên đám mây ......................................................................76
Hình 3.3: Giao diện chính của Hệ thống quản lý hồ sơ bệnh án ..............................77
Hình 3.4: Giao diện danh sách bệnh nhân ................................................................77
Hình 3.5: Giao diện tiếp nhận bệnh nhân..................................................................78
Hình 3.6: Giao diện xóa thông tin bệnh nhân ...........................................................79
Hình 3.7: Giao diện danh sách bệnh nhân đợi khám ................................................79
Hình 3.8: Giao diện chi tiết thanh toán .....................................................................80

Hình 3.9: Giao diện cấp thuốc...................................................................................81
Hình 3.10: Giao diện thêm nhân viên .......................................................................82
Hình 3.11: Giao diện chỉnh sửa thông tin nhân viên ................................................82
Hình 3.12: Giao diện xóa nhân viên .........................................................................83
Hình 3.13: Giao diện xem thông tin cá nhân ............................................................83
Hình 3.14: Giao diện thống kê ..................................................................................84
Hình 3.16: Thống kê danh sách phẫu thuật (mổ phiên, mổ cấp cứu) .......................85
Hình 3.17: Thống kê Cận lâm sàng ...........................................................................86
Hình 3.18: Thống kê thuốc sử dụng ..........................................................................87

3


LỜI CAM ĐOAN
Em cam đoan rằng nội dung của luận văn “Áp dụng điện toán đám mây
trong quản lý hồ sơ bệnh án tại Bệnh viện Ung bướu Nghệ An” là hoàn toàn
do em tìm hiểu, nghiên cứu và viết ra. Tất cả đều được em thực hiện cẩn thận
theo sự định hướng, hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn. Mọi tham
khảo dùng trong luận văn đều được trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên công
trình, thời gian, địa điểm công bố.
Em xin chịu trách nhiệm với những nội dung trong luận văn này.
Ngƣời thực hiện đề tài

Nguyễn Đặng Cẩm Tú

4


LỜI CẢM ƠN
Tác giả xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn của các thầy giáo, cô giáo

trong Viện CNTT-TT – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã giảng dạy
nhiệt tình, cung cấp rất nhiều kiến thức, tài liệu quý giá và phương pháp học
trong thời gian vừa qua.
Em đặc biệt bày tỏ lòng biết ơn thầy giáo TS. Phạm Đăng Hải đã tạo
mọi điều kiện và luôn giúp đỡ, hướng dẫn em tận tình để em hoàn thành đề tài
luận văn chuyên ngành này. Ngoài ra xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo và
các đồng nghiệp tại Bệnh viện Ung bướu Nghệ An luôn sẵn sàng giúp đỡ và
tạo mọi điều kiện tốt nhất. Và xin cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp luôn
quan tâm động viên giúp đỡ để tác giả để đạt được kết quả như ngày hôm nay.
Mặc dù có nhiều cố gắng bằng toàn bộ kiến thức để hoàn thành công
việc, song thời gian và kinh nghiệm của bản thân chưa được trau dồi nhiều
nên việc trình bày, phân tích, xây dựng chương trình còn nhiều thiếu sót cần
được bổ sung. Vì vậy em rất mong nhận được ý kiến đóng góp của thầy cô để
sản phẩm này có thể hoàn thiện, được ứng dụng vào thực tiễn.
Hà nội, tháng 9 năm 2016
Ngƣời thực hiện đề tài
Nguyễn Đặng Cẩm Tú

5


MỞ ĐẦU
Điện toán đám mây (Cloud Computing – CC) được định nghĩa bởi NIST
(National Institute of Standard and Technology) [2] là một hệ thống mô hình cho
phép truy cập mạng theo yêu cầu (on-demand) và truy cập các nguồn tài nguyên
máy tính (các ô lưu trữ, các server, các dịch vụ… và các ứng dụng) đã được cấu
hình một cách thuận tiện. Các lợi ích của Điện toán đám mây đã trình bày trong [4]
bao gồm giảm độ phức tạp hệ thống, nâng cao hiệu quả kinh tế và tài chính, dễ dàng
mở rộng hệ thống, cấp phát các nguồn tài nguyên trong hệ thống một cách hiệu quả,
chất lượng dịch vụ tốt hơn và hệ thống linh hoạt hơn.

Các giải pháp triển khai Điện toán đám mây gồm Đám mây riêng, Đám mây
công cộng, Đám mây lai và Đám mây cộng đồng. Bảy dịch vụ đám mây gồm: Nền
tảng như là dịch vụ (PaaS), Cơ sở hạ tầng như là dịch vụ (IaaS), Truyền dữ liệu như
là dịch vụ (CaaS), Giám sát như là dịch vụ (MaaS), Phần mềm như là dịch vụ
(SaaS), Bảo mật như là dịch vụ và CSDL như là dịch vụ (DaaS) [8].
Phần mền như là dịch vụ (SaaS) là một lĩnh vực mới của CSDL như là dịch
vụ (DaaS) và cung cấp các tính năng tốt hơn và giống với Hệ thống quản lý CSDL
(DBMS). Thị trường DaaS đang tăng nhanh chóng và được nhiều nhà sản xuất phần
mềm quan tâm, làm thay đổi kiến trúc Client-Server quản lý dữ liệu truyền thống
[7]. Trong [3] đưa ra tất cả các lợi ích và các ưu điểm của việc chuyển đổi CSDL tới
CSDL Đám mây như dịch vụ tốt hơn, giảm chi phí, truy cập online từ xa…nâng cao
hiệu quả việc ứng dụng công nghệ thông tin.
Bệnh viện Ung bướu Nghệ An là bệnh viện chuyên ngành ung thư. Bệnh
nhân tập trung tại các tỉnh Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình… Là một
bệnh viện vệ tinh nên việc cần xin ý kiến chuyên ngành từ các giáo sư, bác sĩ tại các
bệnh viện tuyến trung ương ngay tức thì trong quá trình khám, phẫu thuật hay điều
trị là rất cần thiết. Tuy nhiên hiện nay công tác quản lý hồ sơ bệnh án của Bệnh viện
vẫn còn dựa trên sổ sách giấy tờ. Dẫn đến việc hỗ trợ về chuyên môn sâu từ các
giáo sư, bác sĩ tại các bệnh viện tuyến trung ương gặp nhiều khó khăn.

6


Để giải quyết vấn đề trên qua nghiên cứu và tìm hiểu tác giả nhận thấy có
nhiều giải pháp có thể giải quyết được. Tuy nhiên một trong những giải pháp mang
lại nhiều hiệu quả đó là sử dụng công nghệ điện toán đám mây vào quản lý hồ sơ
bệnh án. Do vậy tác giả đã chọn đề tài “Áp dụng điện toán đám mây trong quản lý
hồ sơ bệnh án tại Bệnh viện Ung bướu Nghệ An”.
Mục tiêu của đề tài: Nghiên cứu Tổng quan về Hệ quản trị CSDL Oracle và
Điện toán đám mây để nắm những kiến thức cơ bản phục vụ cho các nghiên cứu

tiếp theo; Khảo sát, đưa ra yêu cầu quản lý của Bệnh viện Ung Bướu Nghệ An và
xây dựng Hệ thống quản lý hồ sơ bệnh nhân hỗ trợ thăm khám, chữa bệnh nâng cao
hiệu quả hoạt động. Cuối cùng tiến hành thử nghiệm Hệ thống quản lý hồ sơ bệnh
nhân hoạt động trên môi trường điện toán đám mây.
Cấu trúc của luận văn được chia thành 3 chương cụ thể như sau:
Chƣơng 1: Tổng quan về Hệ quản trị CSDL Oracle và Điện toán đám
mây
Trình bày những vấn đề cơ bản liên quan đến Hệ quản trị CSDL Oracle như
khái niệm CSDL Oracle, kiến trúc của Hệ quản trị CSDL Oracle. Đồng thời cũng
trình bày Tổng quan về Điện toán đám mây; và Dịch vụ Đám mây CSDL Oracle.
Chƣơng 2: Xây dựng Hệ thống quản lý hồ sơ bệnh nhân tại Bệnh viện
Ung Bƣớu Nghệ An
Giới thiệu sơ lược về Bệnh viện Ung Bướu Nghệ An; Khảo sát, đưa ra yêu
cầu quản lý hồ sơ bệnh án của bệnh nhân trong bệnh viện; Phân tích và thiết kế
CSDL cho Hệ thống quản lý hồ sơ bệnh án tại Bệnh viện Ung Bướu Nghệ An.
Chƣơng 3: Ứng dụng điện toán đám mây cho hệ thống quản lý hồ sơ
bệnh án
Thiết lập Hệ thống quản lý hồ sơ bệnh án hoạt động trên môi trường điện
toán đám mây bằng cách sử dụng các công cụ hỗ trợ; Đưa ra một số giao diện của
Hệ thống…
Để hoàn thành luận văn này, trước hết tác giả xin chân thành cảm ơn TS
Phạm Đăng Hải - người đã trực tiếp hướng dẫn, cung cấp tài liệu và có nhiều ý kiến

7


đóng góp cho luận văn. Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo, cán
bộ khoa Công nghệ thông tin, Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tận tình giảng dạy,
giúp đỡ tác giả trong quá trình thực hiện luận văn và trong suốt khóa học.

8


Chƣơng 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU ORACLE VÀ
ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY
Trong chương này, luận văn sẽ trình bày những kiến thức cơ bản liên quan
đến Hệ quản trị CSDL Oracle như khái niệm CSDL Oracle, kiến trúc của Hệ quản
trị CSDL Oracle,… Đồng thời luận văn cũng sẽ trình bày khái quát về Điện toán
đám mây và xây dựng điện toán đám mây dựa trên Oracle.
1.1. Khái quát về Hệ quản trị CSDL Oracle
1.1.1. Khái niệm về CSDL Oracle
Cơ sở dữ liệu (CSDL) Oracle (hoặc Oracle Database) là một tập dữ liệu được
xem như là đơn vị dữ liệu. Mục tiêu của một cơ sở dữ liệu là để lưu trữ và truy vấn
thông tin. Máy chủ cơ sở dữ liệu là chìa khóa để giải quyết các bài toán quản lý
thông tin. Một máy chủ CSDL có khả năng quản lý dữ liệu lớn trong môi trường có
nhiều người dùng, trong đó những người dùng có thể đồng thời truy cập cùng dữ
liệu. Tất cả những vấn đề này được thực hiện với hiệu năng cao. Máy chủ cơ sở dữ
liệu có thể ngăn truy cập trái phép và cung cấp các giải pháp hiệu quả cho việc khôi
phục dữ liệu khi có sự cố xảy ra.
Oracle Database là cơ sở dữ liệu đầu tiên được thiết kế theo tính toán lưới
(Grid Computing), đây là cách mềm dẻo và hiệu quả về chi phí nhất cho việc quản
lý thông tin và các ứng dụng. Tính toán lưới tạo ra các tiêu chuẩn công nghiệp
(Pools of Industry-Standard), Mođun hóa lưu trữ và các máy chủ. Với kiến trúc tính
toán lưới này, mỗi hệ thống mới có thể được cung cấp một cách nhanh chóng từ các
tiêu chuẩn công nghiệp. Không cần làm việc quá tải vì khả năng lưu trữ có thể dễ
dàng được bổ sung hoặc được cấp lại từ các tiêu chuẩn công nghiệp khi cần thiết.
Cơ sở dữ liệu Oracle có các cấu trúc logic và các cấu trúc vật lý. Do cấu trúc
logic và cấu trúc vật lý độc lập nhau nên lưu trữ vật lý của dữ liệu có thể được quản
lý mà không ảnh hưởng việc truy cập các cấu trúc lưu trữ logic.

9


1.1.2. Ƣu điểm của CSDL Oracle
Nhiều người cho rằng Oracle chỉ sử dụng cho những doanh nghiệp (DN) lớn
nên không thích hợp ở Việt Nam.
Điều này là hoàn toàn sai lầm. Oracle không chỉ nhắm tới những DN lớn mà
còn nhắm tới những DN trung bình và cho cả những DN nhỏ. Cụ thể Oracle Server
có đủ các phiên bản thương mại từ Personal, Standard đến Enterprise (ngoài ra còn
có Oracle lite).
Về phía các DN: Oracle tỏ ra rất có ưu điểm như tính bảo mật cao, tính an
toàn dữ liệu cao, dễ dàng bảo trì - nâng cấp, cơ chế quyền hạn rõ ràng, ổn định,...
Oracle cũng không quá đắt như chúng ta nghĩ, nếu DN đã từng mua lisence
của MS-SQLServer thì sẽ thấy giá của Oracle cũng không chênh lệch là bao thậm
chí còn rẻ hơn, nhưng lợi ích có được lại rất lớn.
Về phía những nhà phát triển: Oracle cũng tỏ ra rất có ưu điểm như dễ cài
đặt, dễ triển khai và dễ nâng cấp lên phiên bản mới. Hơn nữa, Oracle còn tích hợp
thêm PL/SQL, là một ngôn ngữ lập trình có cấu trúc. Tạo thuận lợi cho các lập trình
viên viết các Trigger, StoreProcedure, Package. Đây là điểm rất mạnh so với các
CSDL hiện có trên thị trường.
Oracle, ngoài các kiểu dữ liệu thông thường còn có các kiểu dữ liệu đặc biệt
khác góp phần mang lại sức mạnh cho Oracle như Blob, Clob, Bfile,... Nếu chúng ta
chỉ chạy thử, chúng ta cũng không cần lo đến vấn đề lisence vì có thể download từ
trang của Oracle.
Ngoài ra, chúng ta có thể triển khai Oracle trên nhiều hệ điều hành khác nhau
(Windows, Linux,...) mà không cần phải viết lại PL/SQL code. Có thể import một
dumpFile (backupFile) từ một máy chạy OS này sang OS khác hoặc từ một version
thấp lên một version cao hơn mà không gặp bất cứ trở ngại nào (việc ngược lại cũng
có thể thực hiện được nếu như chúng ta không cài các tính năng mới so với version
trước đó).

10


1.1.3. Kiến trúc của Hệ quản trị CSDL Oracle
Oracle Server là một hệ thống quản trị CSDL đối tượng – quan hệ cho phép
quản lý thông tin một cách toàn diện. Oracle Server bao gồm hai thành phần chính
là Oracle Instance và Oracle Database.
1.1.4.1. Oracle Instance
Oracle Instance bao gồm một cấu trúc bộ nhớ System Global Area (SGA) và
các tiến trình nền (background processes) được sử dụng để quản trị CSDL. Oracle
Instance được xác định qua tham số môi trường ORACLE_SID của hệ điều hành.

Hình 1.1: Kiến trúc của Oracle Server
 System Global Area – SGA
SGA là vùng bộ nhớ chia sẻ được sử dụng để lưu trữ dữ liệu và các thông tin
điều khiển của Oracle Server. SGA được cấp phát trong bộ nhớ của máy tính mà
Oracle Server đang hoạt động trên đó. Các User kết nối tới Oracle sẽ chia sẻ các dữ
liệu có trong SGA, việc mở rộng không gian bộ nhớ cho SGA sẽ làm nâng cao hiệu
quả của hệ thống, lưu trữ được nhiều dữ liệu trong hệ thống hơn đồng thời giảm
thiểu các thao tác truy xuất đĩa (disk I/O).
 Background Process
Background Process (các tiến trình nền) thực hiện các chức năng thay cho lời
gọi tiến trình xử lý tương ứng. Nó điều khiển vào ra, cung cấp các cơ chế xử lý song

11


song nâng cao hiệu quả và độ tin cậy. Tùy theo từng cấu hình mà Oracle Instance có
các Background Process như: Database Writer (DBW0); Log Writer (LGWR);

System Monitor (SMON)…
1.1.4.2. Oracle Database
Như trên đã trình bày, Oracle Database là tập hợp các dữ liệu được xem như
một đơn vị thành phần (Unit). Database có nhiệm vụ lưu trữ và trả về thông tin liên
quan. Database được xem xét dưới hai góc độ cấu trúc logic và cấu trúc vật lý. Tuy
vậy, hai cấu trúc dữ liệu này vẫn tồn tại tách biệt nhau, việc quản lý dữ liệu theo cấu
trúc lưu trữ vật lý không gây ảnh hưởng tới cấu trúc logic.
Oracle Database được xác định bởi tên duy nhất và được quy định trong
tham số DB_NAME của Parameter File.

Hình 1.2: Cấu trúc Database
 Cấu trúc vật lý Database
Cấu trúc vật lý bao gồm tập hợp các Control File, Online Redo Log File và
các Datafiles:
- Datafiles:
Mỗi một Oracle Database đều có thể có một hay nhiều Datafiles. Các
Database Datafiles chứa toàn bộ dữ liệu trong Database. Các dữ liệu thuộc
cấu trúc logic của Database như Tables hay Indexes đều được lưu trữ dưới
dạng vật lý trong các Datafiles của Database.

12


- Redo Log Files:
Mỗi Oracle Database đều có một tập hợp từ 02 Redo Log Files trở lên. Các
Redo Log Files trong Database thường được gọi là Database’s Redo Log.
Một Redo Log được tạo thành từ nhiều Redo Entries (gọi là các Redo
Records).
Chức năng chính của Redo Log là ghi lại tất cả các thay đổi đối với dữ liệu
trong Database. Redo Log File được sử dụng để bảo vệ Database khỏi những

hỏng hóc do sự cố. Oracle cho phép sử dụng cùng một lúc nhiều Redo Log
gọi là Multiplexed Redo Log để cùng lưu trữ các bản sao của Redo Log trên
các ổ đĩa khác nhau.
Các thông tin trong Redo Log File chỉ được sử dụng để khôi phục lại
Database trong trường hợp hệ thống gặp sự cố và không cho phép ghi trực
tiếp dữ liệu trong Database lên các Datafiles trong Database.
Công việc khôi phục dữ liệu từ các Redo Log được gọi là Rolling Forward.
 Control Files
Mỗi Oracle Database đều có ít nhất một Control File. Control File chứa các
mục thông tin quy định cấu trúc vật lý của Database như:
+ Tên của Database.
+ Tên và nơi lưu trữ các Datafiles hay Redo Log Files.
+ Time Stamp (mốc thời gian) tạo lập Database,…
Mỗi khi một Instance của Oracle Database được mở, Control File của nó sẽ
được sử dụng để xác định Datafiles và các Redo Log Files đi kèm. Khi các thành
phần vật lý của Database bị thay đổi (ví dụ như, tạo mới Datafile hay Redo Log
File), Control File sẽ được tự động thay đổi tương ứng bởi Oracle.
Control File cũng được sử dụng đến khi thực hiện khôi phục lại dữ liệu.
 Cấu trúc logic Database
Cấu trúc logic của Oracle Database bao gồm các đối tượng Tablespace,
Schema Objects, Data Blocks, Extents, và Segments.

13


- Tablespace: Một Database có thể được phân chia về mặt logic thành các
đơn vị gọi là các Tablespace. Tablespace thường bao gồm một nhóm các
thành phần có quan hệ logic với nhau.
- Databases, Tablespaces và Datafiles: Mối quan hệ giữa các Database,
Tablespace, và Datafile có thể được minh họa bởi hình vẽ sau:

Hình 1.3: Quan hệ giữa Database, Tablespace và Datafiles
- Schema và Schema Objects: Schema là tập hợp các đối tượng (Objects) có
trong Database. Schema Objects là các cấu trúc logic cho phép tham chiếu trực tiếp
tới dữ liệu trong Database. Schema Objects bao gồm các cấu trúc như Tables,
Views, Sequences, StoredProcedures, Synonyms, Indexes, Clusters, và Database
Links.
- Data Blocks, Extents, và Segments: Oracle điều khiển không gian lưu trữ
trên đĩa cứng theo các cấu trúc logic bao gồm các Data Blocks, Extents, và
Segments.
- Oracle Data Blocks: Là mức phân cấp logic thấp nhất, các dữ liệu của
Oracle Database được lưu trữ trong các Data Blocks. Một Data Block tương
ứng với một số lượng nhất định các Bytes vật lý của Database trong không
gian đĩa cứng. Kích thước của một Data Block được chỉ ra cho mỗi Oracle
Database ngay khi Database được tạo lập. Database sử dụng, cấp phát và giải
phóng vùng không gian lưu trữ thông qua các Oracle Data Blocks.
- Extents: Là mức phân chia cao hơn về mặt logic các vùng không gian trong
Database. Một Extent bao gồm một số Data Blocks liên tiếp nhau, cùng được

14


lưu trữ tại một thiết bị. Extent được sử dụng để lưu trữ các thông tin có cùng
kiểu.
- Segments: Là mức phân chia cao hơn nữa về mặt logic các vùng không
gian trong Database. Một Segment là một tập hợp các Extent được cấp phát
cho một cấu trúc logic. Segment có thể được phân chia theo nhiều loại khác
nhau: Data Segment, Index Segment, Rollback Segment, Temporary
Segment.
Oracle thực hiện cấp phát vùng không gian lưu trữ một cách linh hoạt mỗi

khi các Extent cấp phát đã sử dụng hết.
 Các cấu trúc vật lý khác
Ngoài ra, Oracle Server còn sử dụng các file khác để lưu trữ thông tin. Các
file đó bao gồm: Parameter File, Password File, Archived Redo Log File.
1.2. Khái quát về Điện toán đám mây
1.2.1. Khái niệm về Điện toán đám mây
Điện toán đám mây (Cloud Computing), còn gọi là điện toán máy chủ ảo, là
mô hình tính toán sử dụng các công nghệ máy tính và phát triển dựa vào mạng
Internet [3].
Theo tổ chức Xã hội máy tính IEEE, “Điện toán đám mây là hình mẫu trong
đó thông tin được lưu trữ thường trực tại các máy chủ trên Internet và chỉ được
được lưu trữ tạm thời ở các máy khách, bao gồm máy tính cá nhân, trung tâm giải
trí, máy tính trong doanh nghiệp, các phương tiện máy tính cầm tay, …".

15


Hình 1.4: Minh họa điện toán đám mây
 Các lợi ích của điện toán đám mây
- Điện toán đám mây đơn giản.
- Điện toán nền tảng Internet dễ dàng tiếp cận.
- Điện toán đám mây cung cấp sự bảo mật cho các tập tin quan trọng.
- Sử dụng điện toán đám mây là sử dụng chi phí một cách hiệu quả.
- Điện toán đám mây mang đến sự gia tăng tính linh hoạt cho các doanh
nghiệp.
- Điện toán đám mây cho phép gia tăng sự hợp tác và sát nhập kinh doanh.
- Điện toán đám mây góp phần Bảo vệ môi trường thông qua sự phát triển
của các trung tâm dữ liệu xanh và những đám mây xanh.

16

Hình 1.5: Miêu tả các lợi ích của điện toán đám mây.
1.2.2. Các thành phần của điện toán đám mây
Điện toán đám mây có thể chuyển đổi các chương trình ứng dụng diện rộng
theo kiến trúc và phân phối các dịch vụ.
Đại bộ phận hạ tầng cơ sở của điện toán đám mây hiện nay là sự kết hợp của
những dịch vụ đáng tin cậy được phân phối thông qua các trung tâm dữ liệu (Data
Center) được xây dựng trên những máy chủ với những cấp độ khác nhau của các
công nghệ ảo hóa. Những dịch vụ này có thể được truy cập từ bất kỳ đâu trên thế
giới, trong đó Đám mây là một điểm truy cập duy nhất cho tất cả các máy tính có
nhu cầu của khách hàng. Các dịch vụ thương mại cần đáp ứng yêu cầu chất lượng
dịch vụ từ phía khách hàng và thông thường đều đưa ra các mức thỏa thuận dịch vụ
(Service Level Agreement). Các tiêu chuẩn mở (Open Standard) và phần mềm mã
nguồn mở (Open Source Software) cũng góp phần phát triển điện toán máy chủ ảo.

17


Hình 1.6: Các thành phần của điện toán đám mây
- Cơ sở hạ tầng (Infrastructure)
- Lưu trữ đám mây (Cloud Storage)
- Nền tảng đám mây (Cloud Platform)
- Ứng dụng (Application)
- Dịch vụ (Services)
- Khách hàng (Client)
1.2.3. Các tầng kiến trúc của điện toán đám mây
Điện toán đám mây cung cấp các dịch vụ ở tất cả các tầng, từ phần cứng tới
các phần mềm.
Kiến trúc do Sun đề xuất đầu tiên gồm 6 tầng:

18


Hình 1.7: Mô hình kiến trúc điện toán đám mây của Sun
- Các máy chủ thực (Physical Servers)
- Các máy chủ ảo (Virtual Servers)
- Hệ điều hành (Operating System)
- Phần mềm trung gian (Middleware)
- Các chương trình ứng dụng (Applications)
- Các dịch vụ (Servers)
Các dịch vụ có thể chia thành 3 lớp chính: Phần mềm dịch vụ (Software as a
Service), nền dịch vụ (Platform as a Service), và cơ sở hạ tầng dịch vụ
(Infrastructure as a Service). Các lớp này có thể tập hợp thành các tầng kiến trúc
khác nhau, có thể chồng chéo, gối nhau.
1.2.4. Mô hình dịch vụ trong điện toán đám mây
1.2.4.1. Phần mềm hoạt động nhƣ dịch vụ (SaaS – Software as a Service)
Phần mềm hoạt động hướng dịch vụ hoặc gọi tắt là Phần mềm dịch vụ, là mô
hình triển khai phần mềm, một nhánh của điện toán đám mây, theo đó các nhà cung
cấp phần mềm như là các dịch vụ theo yêu cầu cho khách hàng. Theo định nghĩa
của hãng nghiên cứu toàn cầu IDC là: "phần mềm hoạt động trên web, được quản lý
bởi nhà cung cấp và cho phép người sử dụng truy cập từ xa".

19


Hình 1.8: Mô hình phần mềm hoạt động như một dịch vụ
trong điện toán đám mây
1.2.4.2. Nền tảng hƣớng một dịch vụ (PaaS – Platform as a Service)
Đây cũng là một biến thể của SaaS nhưng mô hình này là một nhánh của
điện toán đám mây, mang đến môi trường phát triển như một dịch vụ: Người sử dụng

xây dựng ứng dụng chạy trên cơ sở hạ tầng của nhà cung cấp và phân phối tới người
sử dụng thông qua máy chủ của nhà cung cấp đó. Người sử dụng sẽ không hoàn toàn
được tự do vì bị ràng buộc về mặt thiết kế và công nghệ . Một số ví dụ điển hình về
PaaS là Force.com của Salesforce.com, Google App Engine, Yahoo Pipes …

Hình 1.9: Mô hình nền tảng hướng tới dịch vụ trong điện toán đám mây

20


1.2.4.3. Hạ tầng hƣớng dịch vụ (Iaas – Infrastructure as a Service)
Infrastructure as a Service (IaaS) : Là tầng thấp nhất của điện toán đám mây,
nơi tập hợp các tài sản vật lý như các phần cứng máy chủ, hệ thống lưu trữ và các
thiết bị mạng, được chia sẻ và cung cấp dưới dạng dịch vụ IaaS cho các tổ chức hay
doanh nghiệp khác nhau. Cũng giống như dịch vụ PaaS, ảo hóa là công nghệ được
sử dụng rộng rãi để tạo ra cơ chế chia sẻ và phân phối các nguồn tài nguyên theo
yêu cầu. Ví dụ về các dịch vụ IaaS như IBM BlueHouse, Vmware, Amazon EC2,
Microsoft Azure Platform, Sun Parascale Cloud Storage…

Hình 1.10: Mô hình hạ tầng hướng dịch vụ trong điện toán đám mây

Ngoài ra còn có một số dịch vụ khác như: Network as a Service (NaaS) –
Mạng lưới như một dịch vụ; Storage as a Service (STaaS) – Lưu trữ như một dịch
vụ; Security as a Service (SECaaS) – Bảo mật như một dịch vụ; Database as a
Service (DaaS) – Dữ liệu như một dịch vụ; Desktop as a Service (DaaS) – Desktop
như một dịch vụ; Database as a Service (DBaaS) – Cơ sở dữ liệu như một dịch vụ;
Test Environment as a Service (TEaaS) – Môi trường kiểm tra như một dịch vụ…

21

1.2.5. Các mô hình triển khai điện toán đám mây
 Đám mây công cộng (Public Cloud) [1]:
Public Cloud dành cho nhiều người sử dụng được sở hữu bởi một công ty
nào đó kinh doanh dịch vụ cho người dùng cuối. Public Cloud có nhiều dạng và tồn
tại dưới nhiều hình thức như là Windows Azure, Microsoft Office 365 và Amazon
Elastic Compute Cloud… Cũng có thể tìm thấy các dịch vụ với quy mô nhỏ hơn và
những dịch vụ khách hàng phù hợp với nhu cầu cá nhân.
Ưu điểm lớn nhất của Public Cloud chính là nó luôn được sẵn sàng để sử
dụng nhanh chóng. Một ứng dụng kinh doanh mới nhất có thể được triển khai chỉ
trong vòng vài phút. Doanh nghiệp không cần đầu tư vào hệ thống hạ tầng IT nội bộ
để vận hành và đưa ra giải pháp nữa.
Còn có nhiều vấn đề ảnh hưởng đến quyết định của người ra quyết định.
Public Cloud đặt ở đâu? Công ty sở hữu nó đến từ quốc gia nào? Câu trả lời cho các
câu hỏi trên có thể ảnh hưởng đến sự thống nhất vế quốc gia và những quy tắc của
nền công nghiệp. Những sự hỗ trợ nào có thể đạt được với công ty viễn thông?
Public Cloud sẽ khác? Có thể Public Cloud có đội ngũ hỗ trợ tốt nhưng họ rất có thể
sẽ đẩy bạn đi 5000 dặm để có được một cuộc đàm thoại qua email. Bạn có thể tùy
biến bao nhiêu với đám mây công cộng này và nó kết hợp với dịch vụ nội bộ của
doanh nghiệp bạn ra sao thì không biết được.

Hình 1.11: Minh hoạ mô hình đám mây công cộng

22