Bài giảng Cơ sở dữ liệu - Chương 1: Khái quát về cơ sở dữ liệu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

BÀI GIẢNG HỌC PHẦN

CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU

Chương 1

TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU
Giảng viên: ThS. Nguyễn Vương Thịnh
Bộ môn:
Hệ thống thông tin

Hải Phòng, 2016


Thông tin về giảng viên
Họ và tên

Nguyễn Vương Thịnh

Đơn vị công tác Bộ môn Hệ thống thông tin – Khoa Công nghệ thông tin

2

Học vị

Thạc sỹ

Chuyên ngành

Hệ thống thông tin

Cơ sở đào tạo

Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc Gia Hà Nội

Năm tốt nghiệp

2012

Điện thoại

0983283791

Email



Website

/>

Thông tin về học phần
Tên học phần

Cơ sở dữ liệu và quản trị cơ sở dữ liệu

Tên tiếng Anh

Database and Database Management

Mã học phần

17425

Số tín chỉ

04 tín chỉ (LT: 45 tiết, TH: 30 tiết)

Bộ môn phụ trách

Hệ thống thông tin

PHƯƠNG PHÁP HỌC TẬP, NGHIÊN CỨU
 Nghe giảng, thảo luận, trao đổi với giảng viên trên lớp.
 Tự nghiên cứu tài liệu và làm bài tập ở nhà.
PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ
 SV phải tham dự ít nhất 75% thời gian.
 Có 02 bài kiểm tra viết giữa học phần (X2 = (L1 + L2)/2), 01 bài
kiểm tra thực hành (X3). Điểm quá trình X = (X2 + X3)/2.
 Thi kết thúc học phần bằng hình thức trắc nghiệm khách quan
3

trên máy tính (Z = 0.5X + 0.5Y).


Tài liệu tham khảo
1. Elmasri, Navathe, Somayajulu, Gupta, Fundamentals of Database

Systems (the 4th Edition), Pearson Education Inc, 2004.
2. Nguyễn Tuệ, Giáo trình Nhập mơn Hệ Cơ sở dữ liệu, Nhà xuất bản
Giáo dục Việt Nam, 2007.
3. Nguyễn Kim Anh, Nguyên lý của các hệ Cơ sở dữ liệu, Nhà xuất bản
Đại học Quốc gia Hà Nội, 2004.

4


Tài liệu tham khảo

5


TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU
1.1. KHÁI NIỆM VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU
1.2. HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU
1.3. CÁC MỨC TRỪU TƯỢNG VÀ CÁC MƠ HÌNH DỮ
LIỆU
1.4. SỰ ĐỘC LẬP DỮ LIỆU VÀ LƯỢC ĐỒ 03 MỨC

6


1.1. KHÁI NIỆM VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU
 Cơ sở dữ liệu (Database) có thể xem là một tập hợp các
dữ liệu có quan hệ với nhau (related data).
Dữ liệu (Data) là thông tin về những sự kiện đã biết (sự vật, hiện
tượng/đối tượng trong thế giới thực), được ghi lại trên các phương
tiện lưu trữ và mang một ý nghĩa ngầm định.

Name

Sex

Age

Job

Smith

M

45

Teacher

Dữ liệu
(data)

Ơng Smith là một người đàn
ơng trung niên (khoảng 45
tuổi) làm nghề giáo viên

7

Thông tin
(Information)

Name

Sex

Age

Job

Tony

M

50

Doctor

Smith

M

45

Teacher

Marry

F

22

Student

Tom

M

26

Police

Cơ sở dữ liệu
(Database)


CÁC THUỘC TÍNH CỦA CƠ SỞ DỮ LIỆU:
 Cơ sở dữ liệu thường phản ánh một khía cạnh nào đó
của thế giới thực (miniworld). Mọi thay đổi của thế
giới thực trong phạm vi đó đều phải được phản ánh
trong cơ sở dữ liệu.

Ông Smith chuyển từ nghề
giáo viên sang làm nhân viên
phát hành sách (book seller)

8

Job

Name

Sex

Age

Job

Book Seller

Smith

M

45

Teacher


 Cơ sở dữ liệu là một tập hợp dữ liệu có quan hệ logic
chặt chẽ với nhau và mang một ý nghĩa nào đó. Một tập
hợp hỗn tạp và ngẫu nhiên của dữ liệu không thể xem
là một cơ sở dữ liệu.

9


 Một cơ sở dữ liệu được thiết kế, xây dựng và lưu trữ
dữ liệu cho một mục đích cụ thể nào đó. Nó hướng tới
một nhóm người dùng và những ứng dụng mà nhóm
người dùng này quan tâm.

Nhà quản lý

Nhân viên

10

Phần mềm quản lý
giao nhận Container
tại bãi

CSDL giao nhận
Container tại bãi


1.2. HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU
1.2.1. KHÁI NIỆM
Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS): là một tập hợp các
chương trình phần mềm cho phép tạo ra (create) và duy
trì, khai thác (maintain) các cơ sở dữ liệu.

11


1.2.2. CHỨC NĂNG CỦA HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU
 Hệ quản trị CSDL là một hệ thống phần mềm có tính
năng tổng qt, cung cấp các chức năng cho phép định
nghĩa (thiết kế) (defining), xây dựng (constructing), khai
thác (manipulating) và chia sẻ (sharing) các cơ sở dữ
liệu giữa những người dùng và ứng dụng khác nhau.
A. Định nghĩa/Thiết kế CSDL (Defining): xác định ra các
kiểu dữ liệu, các cấu trúc, các ràng buộc đối với dữ liệu

được lưu trữ.
B. Xây dựng CSDL (Constructing): là tiến trình lưu trữ bản
thân dữ liệu của CSDL lên các thiết bị lưu trữ dưới sự điều
khiển của hệ quản trị CSDL.
12


C. Khai thác CSDL (Manipulating): bao gồm các chức
năng như truy vấn để lấy về dữ liệu, cập nhật CSDL để
phản ánh những thay đổi của thế giới thực, kết xuất các
báo biểu (report) từ dữ liệu
D. Chia sẻ CSDL (Sharing): cho phép nhiều người dùng và
ứng dụng truy xuất CSDL đồng thời.
E. Bảo vệ CSDL (Protection):
 Bảo vệ hệ thống (System Protection): ngăn ngừa những
sự cố có thể xảy ra đối với CSDL do sự hỏng hóc của
phần cứng hoặc phần mềm.
 Bảo mật CSDL (Security Protection): ngăn ngừa những
truy cập trái phép vào CSDL.
F. Duy trì CSDL (Maintain): cho phép những thay đổi (tiến
hóa) trong CSDL để phù hợp với sự thay đổi của thế giới
13
thực.


Người dùng/Lập trình viên

Chương trình ứng dụng/Truy vấn
(Application Programs/Queries)

Hệ quản trị
CSDL

Phần mềm xử lý truy vấn/chương trình
(Software to process queries/programs)

Phần mềm truy xuất dữ liệu được lưu trữ
(Software to Access Stored Data)

Dữ liệu cấu trúc
(Meta – Data)
14

Dữ liệu lưu trữ
(Stored Database)


1.3. CÁC MỨC TRỪU TƯỢNG DỮ LIỆU VÀ
CÁC MƠ HÌNH DỮ LIỆU
1.3.1. SỰ TRỪU TƯỢNG DỮ LIỆU (DATA ABSTRACTION)
 Cho phép tạo ra sự độc lập tương đối giữa chương trình
và dữ liệu → Khơng cần thay đổi chương trình ứng
dụng khi cấu trúc lưu trữ dữ liệu thay đổi.

Hệ quản trị
CSDL

15

 Hệ quản trị CSDL cung cấp khả năng biểu diễn dữ liệu
ở mức khái niệm (conceptual representation): ẩn giấu
đi chi tiết của việc lưu trữ dữ liệu và thực thi các thao
tác trên dữ liệu.
 Mơ hình dữ liệu (Data Model) là một kiểu trừu tượng
hóa cho phép biểu diễn dữ liệu ở mức khái niệm bằng
cách sử dụng các khái niệm logic như: đối tượng
(object), thuộc tính (property), liên kết giữa các đối
tượng (relationship),...
→ ẨN GIẤU ĐI CHI TIẾT VỀ VIỆC LƯU TRỮ VÀ THỰC THI
TRÊN CƠ SỞ DỮ LIỆU.
16


1.3.2. CÁC LOẠI MƠ HÌNH DỮ LIỆU
A. Mơ hình dữ liệu mức khái niệm (Conceptual Data Model)
 Sử dụng các khái niệm gần gũi với nhận thức của người
dùng cuối như: Thực thể (Entity), Thuộc tính (Attribute),
Liên kết (Relationship),...
Giới Tính

Ngày Sinh

Họ Tên

Người Phụ
Thuộc
Tình Trạng Sức
Khỏe

Quan Hệ

N

Phụ Thuộc

1

Mã NV

Nhân Viên
Chun Mơn
Ngoại Ngữ

17

Họ Tên

Trình độ


B. Mơ hình dữ liệu mức vật lý (Physical Data Model)
 Sử dụng các khái niệm mô tả chi tiết cách thức lưu trữ
dữ liệu trên bộ nhớ → Chỉ phù hợp với các chuyên gia
tin học, khó hiểu với người dùng cuối.
Record 0

Record 3

18

Record 1

Record 4

Record 2

Record 5

Record 3

Record 6

P


C. Mơ hình dữ liệu mức logic (Implementation Data Model):
 Là mức trung gian của 2 mức trên.
 Sử dụng các khái niệm có thể hiểu được với dùng cuối
những cũng khá gần gũi với cách thức lưu trữ dữ liệu
trên máy tính.
Lớp

Học Viên

Mã Lớp

Mã HV

Tên Lớp

Tên HV

Phịng Học

Tên Lớp

Phịng học

L1

Word T001

P203

L2

Word T002

P204

Mã HV

Tên HV

Năm
Sinh

Điểm
Thi

Mã
Lớp

Năm Sinh

HV01

An

1984

5.5

L1

HV02

Bình

1989

7.0

L2

Điểm Thi

HV03

Cường

1985

6.5

L1

Mã Lớp

19

Mã Lớp


1.4. KIẾN TRÚC LƯỢC ĐỒ 03 MỨC VÀ SỰ
ĐỘC LẬP DỮ LIỆU
Người dùng cuối
(End User)

MỨC NGỒI
(External Level)

...

Khung nhìn
ngồi
(External View)

Ánh xạ mức ngoài – mức

khái niệm

MỨC KHÁI NIỆM
(Conceptual Level)

Lược đồ khái niệm
(Conceptual Schema)

Ánh xạ mức khái niệm –
mức trong

MỨC TRONG
(Internal Level)

20

Lược đồ trong
(Internal Schema)

CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐƯỢC LƯU
TRỮ
(Stored Database)

Khung nhìn
ngồi
(External View)


A. Mức trong (Internal Level)
 Bao gồm một lược đồ trong (Internal Schema) dùng để

mô tả cấu trúc lưu trữ vật lý của cơ sở dữ liệu.
 Lược đồ trong sử dụng mơ hình dữ liệu mức vật lý
(physical data model) và mơ tả hồn chỉnh chi tiết của
việc lưu trữ dữ liệu và cách thức truy cập dữ liệu vật lý.
B. Mức khái niệm (Conceptual Level)
 Bao gồm lược đồ khái niệm mơ tả cấu trúc của tồn bộ
cơ sở dữ liệu ứng với một nhóm các người dùng.
 Lược đồ khái niệm che dấu đi chi tiết của cấu trúc lưu
trữ vật lý và chỉ tập trung vào mô tả các thực thể, kiểu
dữ liệu, liên kết giữa các thực thể, các thao tác của
người dùng và các ràng buộc .
21


C. Mức ngoài (External Level)
 Bao gồm một số các khung nhìn (user view) hay cịn
gọi là lược đồ ngồi (External Schema).
 Mỗi khung nhìn chỉ mơ tả một phần của cơ sở dữ liệu
mà một nhóm người dùng cụ thể quan tâm và che dấu
tồn bộ phần cịn lại đối với nhóm người dùng đó.

22

SỰ ĐỘC LẬP DỮ LIỆU (DATA INDEPENDENCE)
 Độc lập dữ liệu mức logic: Là khả năng cho phép
thay đổi lược đồ khái niệm mà không ảnh hưởng tới
các lược đồ ngồi và chương trình ứng dụng.
 Độc lập dữ liệu mức vật lý: Là khả năng cho phép
thay đổi lược đồ trong mà không ảnh hưởng tới
lược đồ khái niệm.

Q&A
23