Chương trình quản lý đào tạo chạy trong môi trường mạng LAN (local area network)

Luận văn Tốt Nghiệp

Đặng Quốc Dũng 40E3

Lời nói đầu
Trong xu thế toàn cầu hoá hiện nay, máy tính và các hệ thống mạng
thông tin máy tính ngày càng đợc sử dụng rộng rÃi trong hầu hết các lĩnh vực
kinh tế, văn hoá và xà hội. Các ứng dụng phong phú của mạng máy tính có thể
kể đến ở đây là:
ã Sử dụng chung tài nguyên nh máy in Laser, máy in nhanh, ổ đĩa cứng
với dung lợng lớn (hàng chục đến hàng trăm GigaByte) trong tự động
hoá văn phòng; sử dụng chung tài nguyên tính toán chính là các máy PC
có công suất ngày càng lớn trong mạng cục bộ đối với các tính toán
khoa học.
ã Truy nhập từ xa đối với các hệ thống tính toán có công suất lớn hoặc
các mạng cục bộ với các dịch vụ thông tin giá trị gia tăng phong phú.
ã Các hệ thống thông tin tài chính, ngân hàng cho phép thanh toán và
kiểm tra tài khoản trên phạm vi toàn cầu.
ã Các hệ thống thông tin dịch vụ liên quốc gia nh đăng ký và đặt chỗ
khách sạn, đăng ký và thanh toán vé máy bay, vé tầu hoả,
ã Các hệ thống quản lý nh hệ thống thông tin th viện, hệ thống phục vụ
cho công tác quản lý đào tạo trong các trờng đại học,...
ã Các hệ thống thông tin xà hội công cộng.
Những yếu tố thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của máy tính và mạng
thông tin máy tính, đó là:
ã Những tiến bộ đáng kể của công nghiệp vi điện tử, cho phép sản xuất
các linh kiện ®iƯn tư (c¸c bé vi xư lý, bé nhí, c¸c vi mạch điều khiển
ghép nối ngoại vi và thông tin số liệu, các vi mạch thực hiện chuyển
mạch gói) có công suất ngày càng lớn, tiêu hao năng lợng ngày càng ít,
giá thành hạ.
Chơng trình Quản Lí Đào Tạo

1


Luận văn Tốt Nghiệp

Đặng Quốc Dũng 40E3

ã Cải tiến và nâng cao hiệu suất tính toán trên cơ sở cải tiến kiến trúc của
toàn bộ hệ thống.
ã Việc đa vào sử dụng các hệ thống truyền dẫn tốc độ cao, xác suất lỗi
truyền thấp trên cơ sở sử dụng cáp quang và việc thực hiện các ghép nối
truyền dẫn và chuyển mạch thông minh, công suất lớn (thành quả của
công nghiệp vi điện tử).
Bản thân công nghệ mạng thông tin máy tính cũng có những tiến triển
đáng ghi nhận. Những cố gắng thực hiện mạng máy tính theo mô hình
ISO/OSI - do độ phức tạp, "nặng nề" của các giao thức thực hiện chức năng
của các mức - cũng không phủ nhận đợc một thực tế là các mạng thông tin
máy tính đợc thực hiện trên cơ sở bộ giao thức TCP/IP đang tăng trởng một
cách hết sức nhanh chóng. Do tính mềm dẻo, dễ thích ứng trong các môi trờng
mạng khác nhau trong nguyên tắc hoạt động của bộ giao thức TCP/IP, lại đợc
hỗ trợ rộng rÃi trong các hệ điều hành quan trọng và thông dụng hiện nay nh
UNIX, Windows để thực hiện kết nối mạng và liên kết các mạng, công nghệ
Internet/Intranet đà trở thành công nghệ kết nối mạng tiêu chuẩn và hiệu quả
hiện nay.
Từ khi mạng máy tính ra đời nó phục vụ rất nhiỊu trong mäi lÜnh vùc
®êi sèng kinh tÕ x· héi nh con ngời có thể khai thác thông tin trên mạng, lấy
dữ liệu và dùng chung dữ liệu trên mạng,... Nhng từ những nguồn tin ấy từ đâu
để con ngời cã thĨ truy nhËp tíi vµ sư dơng chóng. Cho nên khi môi trờng
mạng phát triển về phần cứng và phần mềm hệ điều hành mạng còn những

phần thông tin ®Ĩ chóng ta cung cÊp cho ngêi dïng truy nhËp đến thì thế nào?
Vì vậy, chúng ta phải tổ chức thiết kế cơ sở dữ liệu trên mạng máy tính để ngời dùng có thể truy nhập đến những thông tin mà họ cần. Bài luận văn giải
quyết một phần nhỏ về vấn đề này.
Tháng
5/2004.

Chơng trình Quản Lí Đào Tạo

2


Luận văn Tốt Nghiệp

Đặng Quốc Dũng 40E3

Nội dung Luận văn
Dựa vào nền tảng của sự phát triển công nghệ mạng thông tin máy tính,
và ứng dụng công nghệ mạng trong thực tiển đời sống tôi đà quyết định chọn
đề tài cho bài luận văn tốt nghiệp của tôi là Chơng trình Quản Lí Đào Tạo
chạy trong môi trờng Mạng LAN.
Trong bài luận văn gồm ba chơng có cấu trúc nh sau:
ã Chơng I:

Đại cơng về thiết kế các Hệ thống phân tán.

ã Chơng II:

Thiết kế bài toán thực tế : Chơng trình Quản Lí Đào
Tạo chạy trong môi trờng mạng LAN.

ã Chơng III:

Kết luận.

Đề tài của luận văn là vấn đề mới đối với sinh viên và do những hạn chế
nhất định về thời gian, chắc rằng luận văn không thể tránh khỏi có những thiếu
sót. Rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy cô giáo và góp ý của các bạn để tôi
có thể hoàn thiện về mặt kiến thức để tiếp tục nghiên cứu phát triển sau này.
Xin cảm ơn thầy giáo Nguyễn Quang Ninh Giảng viên khoa Công
nghệ Thông tin Trờng Đại học Vinh - đà tạo điều kiện giúp đỡ tôi rất nhiều
trong việc hoàn thành bài luận văn này.

Chơng trình Quản Lí Đào Tạo

3


Luận văn Tốt Nghiệp

Đặng Quốc Dũng 40E3
Chơng I:

đại cơng về Thiết kế các hệ thống phân tán
Sự thay đổi của môi trờng cạnh tranh và những cơ hội mới nảy sinh
trong kinh tế, xà hội đà thúc đẩy việc cơ cấu lại các tổ chức, các công ty: Việc
sát nhập, hợp nhất và cũng cố đà dẫn đến việc liên kết hoặc sắp xếp lại các ứng
dụng riêng lẻ ở các tổ chức. Tơng tự nh vậy việc chia nhỏ công ty lại khiến
những ngời quản lí phải mở rộng kiểm soát, dẫn đến yêu cầu phải truy nhập tới
các dữ liệu, các ứng dụng và con ngời trên một phạm vi rộng lớn. Việc quản lí
các luồng dữ liệu trên cơ sở mạng cục bộ (LAN) với kiến trúc máy quản lí file

đơn giản đà gây ra những vấn đề nghiêm trọng. Vì thế các hệ thống phân tán
đợc thiết kế và phát triển. Nó có một ý nghĩa to lớn đối với các hoạt động hàng
ngày của tỉ chøc vµ lµ mét thµnh tùu lín cđa viƯc phát triển hệ thống công
nghệ thông tin.
Một số công nghệ mới đây đà đợc sử dụng để hợp nhất, chia nhỏ và
phân tán dữ liệu của các hệ thống thông tin. Những công nghệ đó là những
mạng lớn với Cơ sở Dữ liệu đa dạng: Cơ sở Dữ liệu với kiến trúc khách/dịch
vụ và Cơ sở Dữ liệu phân tán.
Trong chơng này, tôi xin trình bày những nội dung sau:
ã Các hình thức tổ chức hệ thống phân tán
ã Đặc trng của các loại hình hệ thống phân tán
ã Tổ chức dữ liệu trong hệ thống phân tán
ã Thiết kế Cơ sở Dữ liệu phân tán

Chơng trình Quản Lí Đào T¹o”

4


Luận văn Tốt Nghiệp

Đặng Quốc Dũng 40E3

1. Các hình thức tổ chức hệ thống phân tán:
1.1. Tổ chức hệ thống mạng địa phơng
Các máy tính cá nhân và máy trạm có thể đợc sử dụng nh một hệ thống
độc lập trợ giúp các ứng dụng của địa phơng. Tuy nhiên, dữ liệu có thể là
có giá trị cho nhân viên thuộc những nhóm khác nhau. Bằng cách kết nối
bên trong giữa các máy tính, các nhân viên có thể sử dụng chung dữ liệu và
các tài nguyên khác của mạng nh máy in, máy fax, nh vậy sẽ rẻ hơn khi

dùng riêng lẻ.
Một mạng cục bộ (Local Area Network LAN) sẽ trợ giúp một mạng
các máy tính cá nhân với các kho dữ liệu riêng của nó và có thể chia sẽ các
thiết bị và phần mềm trên nó. Một máy tính đợc gán nhiệm vụ của một
máy chủ để lu trử Cơ sở Dữ liệu và các ứng dụng. Các đơn thể của hệ quản
trị Cơ sở Dữ liệu, sẻ trợ giúp việc truy nhập từ nhiều ngời dùng vào Cơ sở
Dữ liệu dùng chung.
1.1.1. Máy dịch vụ File:
Trong môi trờng LAN, tất cả thao tác dữ liệu đều diển ra ở máy
trạm, ở đó dữ liệu đợc yêu cầu. Một hay một số máy dịch vụ File đợc
gắn vào mạng LAN. Một máy dịch vụ file là một thiết bị quản lí các
hoạt động file và phục vụ các máy tính cá nhân đợc kết nối trong mạng
LAN. Trong cấu hình của máy dịch vụ file, mỗi máy dịch vụ file có một
phần đĩa cứng dành cho mỗi máy cá nhân. Chơng trình trên máy cá
nhân có thể tham chiếu đến các file trên đĩa này bằng một đặc tả đờng
dẫn đến và mọi th mục cùng file trên nó.
Khi sử dụng một Cơ sở Dữ liệu trong môi trờng máy chủ File, mỗi
máy cá nhân đợc phép sử dụng chơng trình ứng dụng Cơ sở Dữ liệu trên
nó. Nh vậy là có một Cơ sở Dữ liệu trên máy chủ File và nhiều bản sao
của nó hoạt động bình thờng trên mỗi máy cá nhân đang hoạt động. Đặc
trng nguyên thuỷ của mạng LAN dựa trên máy khách là tất cả mọi thao
Chơng trình Quản Lí Đào Tạo

5


Luận văn Tốt Nghiệp

Đặng Quốc Dũng 40E3

tác dữ liệu đợc thực hiện trên máy các nhân, không phải trên máy chủ
File. Máy chủ File đơn giản nh một thiết bị lu trữ dữ liệu dùng chung và
là sự mở rộng của máy cá nhân. Nh vây, khi các máy cá nhân làm việc
và có yêu cầu máy chủ File sẽ gửi toàn bộ File tơng ứng qua mạng đến
máy cá nhân, và các thao tác dữ liệu dợc thực hiện. Các hoạt động an
toàn cũng thực hiện tại máy cá nhân.

Kiến trúc máy dịch vụ File
1.1.2. Những hạn chế của máy dịch vụ file:
Khi sử dụng máy dịch vụ file lên mạng cục bộ có ba hạn chế sau:
ã Sự di chuyển dữ liệu quá nhiều trên mạng.
ã Các máy trạm khách phải đủ mạnh.
ã Việc kiểm soát dữ liƯu lµ phi tËp trung.
1.2. Tỉ chøc hƯ thèng theo kiến trúc khách/dịch vụ:
Một sự cải tiến trong hệ thống dựa trên mạng LAN là kiến trúc khách
dịch vụ, trong đó các dữ liệu và xử lí ứng dụng dợc phân chia giữa máy
khách và máy dịch vụ. Máy trạm khách thờng quản lí giao diện và trình
điều khiển dữ liệu, còn máy dịch vụ Cơ sở Dữ liệu đại diện cho việc lu trữ
Cơ sở Dữ liệu và truy nhập đến nó, xử lí các truy vấn.
Chơng trình Quản Lí Đào Tạo

6


Luận văn Tốt Nghiệp

Đặng Quốc Dũng 40E3

Trong kiến trúc Client/Server, tất cả các hoạt động phục hồi, an toàn Cơ
sở Dữ liệu và quản lí truy nhập tơng tranh đều tập trung ở máy dịch vụ. Các

chức năng Cơ sở Dữ liệu trung tâm thờng đợc gọi là máy CSDL trong một
môi trờng Client/Server. ở máy dịch vụ, mọi yêu cầu về dữ liệu đợc thực
hiện, và chỉ những dữ liệu kết quả đáp ứng các yêu câu mới đợc gửi về máy
khách qua mạng. Nh vậy, máy dịch vụ cung cấp mọi địch vụ Cơ sở Dữ liệu
cho máy khách

Kiến trúc khách/dịch vụ
Các ứng dụng xây dựng trên cơ sở kiến trúc Client/Server cũng khác với
hệ thống Cơ sở Dữ liệu tập trung trên máy lớn. Điều khác cơ bản đó là, mỗi
máy khách là một phần thông minh cđa hƯ thèng xư lÝ øng dơng. Nãi c¸ch
kh¸c, chơng trình ứng dụng đợc ngời dùng thực hiện trên máy khách mà
không phải máy dịch vụ. Còn máy dịch vụ quản lí tất cả hoạt động truy
nhập dữ liệu và các chức năng kiểm tra. Trong khi đó, trong môi trờng máy
lớn, tất cả các bộ phận của HTTT đợc quản lí và thực hiện trên máy lớn.
Một u điểm khác của kiến trúc khách/dịch vụ là khả năng ghép nối môi
trờng máy khách với môi trờng máy dịch vụ. máy khách có thể gồm nhiều
loại khác nhau. Điều ®ã cã nghÜa lµ, nã cã thĨ dïng mét hƯ thống ứng dụng
Chơng trình Quản Lí Đào Tạo

7


Luận văn Tốt Nghiệp

Đặng Quốc Dũng 40E3

bất kì để sinh ra lệnh gửi yêu cầu dữ liệu đến máy dịch vụ (chơng trình ứng
dụng có thể viết bằng Quattro, DBASE, Foxpro,..) miễn là có giao diện
giao diện chơng trình ứng dụng (API) cho máy Cơ sở Dữ liệu.
Kiến trúc khách/dịch vụ có các u điểm sau:

ã Cho phép nhận đợc nhiều lợi ích từ công nghệ máy trạm mini
ã Cho phép thực hiện hầu hết các xử lí gần nguồn dữ liệu đợc xử lí,
nhờ vậy rút ngắn thời gian và giảm chi phí lu thông trên mạng.
ã Nó tạo điều kiện sử dụng các giao diện đồ họa và kĩ thuật trình diễn
trực quan thờng có sẵn đối với các máy trạm.
ã Nó khuyến khích chấp nhận các hệ mở.
Những hiểu biết về kiến trúc máy dịch vụ file và kiến trúc khách/dịch
vụ cho phép ta có thể trình bày một số các thiết kế cho các hệ phân tán dựa
trên cấu hình của các kiến trúc trên đây.
2. Đặc trng của các loại hình hệ thống phân tán:
Việc chuyển các hệ thống máy lớn trung tâm và các ứng dụng trên máy
mạng các nhân độc lập sang một hình thức tổ chức các hệ thống phân tán và
xử lí trên nhiều máy khác nhau, đây là một xu hớng phát triển mạnh. Vấn đề
đặt ra là cần lựa chọn hình thức phân tán nào cho mỗi mô hình phân tán cụ thể.
2.1. Các đặc trng của máy dịch vụ file và kiến trúc khách/dịch vụ
Cả hai mô hình máy dịch vụ file và cấu trúc khách/dịch vụ đều sử dụng
máy cá nhân, máy trạm và nối với nhau bằng mạng LAN. Trong khi kiến
trúc dịch vụ file trợ giúp phân tán dữ liệu thì kiến trúc khách/dịch vụ trợ
giúp phân tán dữ liệu và phân tán xử lí. Bảng sau tổng hợp những khác
nhau cơ bản giữa 2 loại kiến trúc trên.
Đặc trng
Xử lí
Truy nhập dữ liệu đồng

Máy dịch vụ file
Chỉ ở khách
Thấp, mỗi máy

Chơng trình Quản Lí Đào Tạo

Máy khách/máy dịch vụ
Cả máy khách, máy dịch vụ
Cao, máy dịch vụ đảm
8


Luận văn Tốt Nghiệp

Đặng Quốc Dũng 40E3

thời
An toàn và toàn vẹn

khách thực hiện.
Thấp, máy khách

nhiệm.
Cao, máy dịch vụ đảm

CSDL
Sử dụng mạng

quản lí
nhiệm
File lớn, chuyển cả Truyền dữ liệu nhiều mức

Bảo trì phần mềm

file
Thấp, chỉ ở máy dịch Hỗn hợp, một số phần mềm

vụ
có thể gửi đến máy khách
Phần cứng và hệ thống, Ghép nối máy khách ghép nối máy khách và máy
sự mềm dẻo của phần và máy dịch vụ và có dịch vụ và có thể phối hợp
mềm

thể phối hợp

2.2. Những dạng tiên tiến của kiến trúc khách/dịch vụ:
Ngày nay, ngời ta đà đa ra mô hình khách/dịch vụ nhiều chức năng hệ
thống ứng dụng khác nhau dựa trên ba thành phần sau đây:
ã Quản trị dữ liệu: các chức năng này quản lí mọi tơng tác giữa phần
mềm, file và Cơ sở Dữ liệu bao gồm việc lấy dữ liệu truy vấn, cập
nhật, an toàn kiểm tra tơng tranh và phục hồi.
ã Trình diễn dữ liệu: chức năng này quản lí giao diện giữa phần mềm
ngời dùng và hệ thống, bao gồm hiển thị, in các biển báo và thẩm
định đầu vào hệ thống.
ã Xử lí dữ liệu: chức năng này chuyển đổi cái vào thành cái ra bao
gồm từ tổng hợp đơn giản đến các mô hình toán học phức tạp
Các kiến trúc khách/dịch vụ khác nhau phân tán các chức năng kể trên
cho từng máy khách, máy dịch vụ hay cả hai. Theo cách phân tán này có
thể có đến 27 mô hình khác nhau, trong đó chỉ có sáu mô hình đợc trình
bày sau đây là phổ dụng hơn cả.
2.2.1. Trình diễn thông tin phân tán:
Chức năng
Quản lí dữ liệu
Phân tích dữ liệu
Chơng trình Quản Lí Đào Tạo

Máy khách

Máy dịch vụ
Quản lí mọi dữ liệu
Phân tích mọi dữ liệu
9


Luận văn Tốt Nghiệp

Đặng Quốc Dũng 40E3
Dữ liệu trình diễn trên
máy dịch vụ đợc định

khách, sử dụng công nghệ

dạng để trình diễn cho

trình diễn của máy dịch

ngời dùng

Trình diễn dữ liệu

Dùng dữ liệu gửi cho

vụ.

Hình thức trình diễn phân tán của kiến trúc khách/dịch vụ đợc trình
bày ở bảng trên đợc sử dụng để làm mới các ứng dụng trên máy dịch vụ

và đợc gửi cho máy khách. Trong kiến trúc khách/dịch vụ, công việc gọi
máy quét màn hình làm việc trên máy khách để định dạng lại một
cách đơn giản các dữ liệu do máy dịch vụ quản lí. Kết quả này làm dễ
dàng việc sử dụng báo cáo, biểu mẫu và giao diện mà không phá huỷ
hoặc phải viết lại hệ thống cũ. Trình diễn phân tán đà hạn chế đợc sự
hoạt động của các biểu mẫu, báo cáo đang tồn tại, và khi cần những đơn
thể trình diễn trên cả máy khách và máy dịch vụ có thể thay đổi và bảo
trì đồng thời.
2.2.2 Trình diễn từ xa:
Kiểu trình diễn từ xa của mô hình khách/dịch vụ đặt tất cả các chức
năng trình diễn dữ liệu trên máy khách nên phần mềm trên máy khách
có mọi khả năng trình diễn những dữ liệu định dạng. Kiến trúc tạo ra 1
sự mềm dẻo rất lớn so với kiến trúc trình diễn phân tán. Khi ngời dùng
cần thay ®ỉi c¸c biĨu mÉu, b¸o c¸o hay néi dung míi thì chỉ cần bảo trì
phần mềm trên máy khách.
Ngày nay, định dạng siêu văn bản (HTML) trở thành định dạng
chung cho hệ mạng toàn cầu Internet. Vì vậy, mọi máy khách trong hệ
này đợc trang bị sẵn các phần mềm tr×nh dut HTML (nh Internet
Explorer, Netscape,..) cã thĨ tr×nh dut mọi thông tin lấy về từ mọi
máy dịch vụ trên hệ thống mà nó có thể kết nối đợc.
Chức năng
Chơng trình Quản Lí Đào Tạo

Máy khách

Máy dịch vụ
10


Luận văn Tốt Nghiệp

Đặng Quốc Dũng 40E3

Quản lí dữ liệu
Phân tích dữ liệu

Quản lí mọi dữ liệu
Phân tích mọi dữ liệu
Dữ liệu phân tích trên

Trình diễn dl

máy dịch vụ đợc định
dạng để trình diễn cho
ngời dùng

2.2.3. Quản lí dữ liệu từ xa:
Chức năng
Quản lí dữ liệu

Máy khách

Máy dịch vụ
Quản lí mọi dữ liệu

Dữ liệu thô đợc lấy từ
Phân tích dữ liệu

máy dịch vụ và đợc phân

Trình diễn dl

tích
Trình diễn tất cả dữ liệu

Hình thức quản lí dữ liệu từ xa của kiến trúc khách/dịch vụ đặt mọi
phần mềm ở máy khách, trừ các phần mềm quản lí dữ liệu. Trên một hệ
thống mạng tốc độ cao, tất cả các dữ liệu cần cho sự phân tích (mà
không phải sự trình diễn) đều có thể truyền từ máy dịch vụ đến máy
khách. Trên máy khách có thể sử dụng các phần mềm bất kì (Excel,
MATLAB,..) để xử lí dữ liệu có đợc. Nh vậy, Cơ sở Dữ liệu trên máy
dịch vụ đợc sử dụng chung nhng nó vẫn quản lí tập trung. Ngày nay, do
sự phát triển của kỹ thuật phần cứng, các máy khách là đủ mạnh (cả
phần cứng và phần mềm), đủ khả năng để lu trữ đợc các dữ liệu lớn và
tiến hành các xử lí cần thiết.
2.2.4. Phân tán chức năng:
Chức năng
Quản lí dữ liệu
Phân tích dữ liệu

Máy khách
Các dữ liệu đợc lấy và

Máy dịch vụ
Quản lí mọi dữ liệu
Các dữ liệu đợc lấy và

phân tích từ máy dịch vụ phân tích từ máy dịch vụ

Chơng trình Quản Lí Đào Tạo

11


Luận văn Tốt Nghiệp

Đặng Quốc Dũng 40E3
sau đó truyền cho máy
khách.
Tất cả dữ liệu (đợc phân

Trình diễn dl

tích cả trên máy dịch vụ
và máy khách)

Kiến trúc khách/dịch vụ với chức năng phân tán, phân tán các chức
năng phân tích trên cả máy khách và máy dịch vụ, để toàn bộ phần trình
diễn dữ liệu trên máy khách, tất cả các chức năng quản lí dữ liệu trên
máy chủ. kiến trúc này cho phép cài đặt các chức năng phân tích trên
các máy mà có chi phí hiệu quả nhất. Chẳng hạn, những phân tích đòi
hỏi nhiều dữ liệu có thể đặt trên máy dịch vụ mà trên đó lu trữ phần lớn
các dữ liệu cần thiết cho việc phân tích sẽ giảm lu lơng thông tin sẽ
truyền trên mạng. Tuy nhiên, trong môi trờng này, việc phát triển, kiểm
thử và bảo trì không tránh khỏi khó khăn vì nó liên quan đến việc đảm
bảo sự phối hợp nhất quán giữa các chức năng phân tích đợc phân tán
trên cả máy khách và máy dịch vụ.
2.2.5 Cơ sở Dữ liệu phân tán:
Chức năng
Quản lí dữ liệu

Máy khách
Máy dịch vụ
Quản lí dữ liệu địa ph- Chia sẽ quản lí dữ liệu
ơng
trên máy dịch vụ
Dữ liệu đợc lấy từ máy

Phân tích dữ liệu

khách và máy dịch vụ để

Trình diễn dl

phân tích.
Tất cả dữ liệu.

Kiến trúc máy khách/máy dịch vụ với Cơ sở Dữ liệu phân tán đặt
mọi chức năng trên máy khách, trừ phần dữ liệu và chức năng quản lí đợc dự kiến cho máy dịch vụ. Trong trờng hợp này, mỗi máy khách (máy
trạm) đợc lu trữ các dữ liệu cần thiết thờng xuyên cho các xử lí của nó.
Chơng trình Quản Lí Đào Tạo

12


Luận văn Tốt Nghiệp

Đặng Quốc Dũng 40E3

Chỉ dữ liệu dùng chung mới đặt trên máy dịch vụ và đợc chia sẽ cho

mọi máy khách. Chơng trình của máy khách có thể gọi đến cả máy trạm
địa phơng hay máy dịch vụ với cùng một truy vấn. Khái niệm về phân
đoạn dữ liệu theo chiều dọc hay phân đoạn dữ liệu theo chiều ngang
đợc sử dụng để quyết định xem dữ liệu nào đợc lu trữ trên máy khách
hay máy dịch vụ nào.
Nhiều công cụ đà đợc phát triển (nh Designer 2000 của Oracle) để
làm đơn giản hoá việc thiết kế và triển khai các hệ thông Cơ sở Dữ liệu
phân tán.
2.2.6. Xử lí phân tán:
Kiến trúc khách/dịch vụ với xử lí phân tán phối hợp các đặc trng tốt
nhất của chức năng phân tán và Cơ sở Dữ liệu phân tán bằng cách liên
kết chúng lại trên cả máy khách và máy dịch vụ, và chỉ để lại chức năng
trình diễn cho máy khách. Mô hình này cho phép định vị một cách mềm
dẻo cả chức năng phân tích và dữ liệu ở nơi mà chúng hoạt động là tốt
nhất. Tuy nhiên, cũng nh các mô hình khác mô hình này không tránh
khỏi một số khó khăn nh nó vốn có từ các mô hình đà nêu trên.
Chức năng

Phân tích dữ liệu

Máy dịch vụ
Chia sẽ quản lí dữ liệu

ơng

trên máy dịch vụ
Dữ liệu đợc lấy và từ

Dữ liệu đợc lấy từ máy

Quản lí dữ liệu

Máy khách
Quản lí dữ liệu địa ph-

máy dịch vụ để phân

khách và máy dịch vụ để tích. Sau đó gửi cho máy
phân tích

khách để phân tích tiếp
và trình diễn.

Trình diễn dl

Tất cả dữ liệu.

Những mô hình kiến trúc nêu trên cho các nhà thiết kế một phạm vi
rỗng rÃi để lựa chọn mô hình thích hợp đối với mỗi trờng hợp cụ thể.
Chơng trình Quản Lí Đào Tạo

13


Luận văn Tốt Nghiệp

Đặng Quốc Dũng 40E3

Cũng giống nh đối với các thiết kế vật lý khác, những chuẩn mực của tổ
chức và các ràng buộc mà tổ chức đặt ra (thời gian đáp ứng, trình độ ngời sử dụng,..) phải đợc xem xét khi lựa chọn mô hình thích hợp.

2.3. Sự cân bằng giữa các yếu tố trong hệ phân tán:
Đối tợng chủ yếu của Cơ sở Dữ liệu phân tán là cung cấp dịch vụ truy
nhập dữ liệu cho ngời sử dụng ở mọi nơi khác nhau. Để đáp ứng đợc mục
tiêu đó, hệ thống phân tán phải có đợc tính trong suốt địa phơng. tính
trong suốt địa phơng đợc hiểu là một ngời sử dụng ở bất kì địa phơng nào
khi yêu cầu dữ liệu thì họ không cần biết các dữ liệu họ cần đợc lu trữ ở
đâu.
Mỗi yêu cầu bất kì để lấy dữ liệu hay cập nhật dữ liệu ở 1 trạm nào đó
đều đợc đáp ứng tự động bằng cách hệ thống gửi thông tin đến trạm này.
Các u điểm và nhợc điểm của hệ thống phân tán
ã Ưu điểm:
o Tăng cờng khả năng của hệ thống liên quan đến sự d thừa.
o Kiểm soát dữ liệu địa phơng theo hớng hoàn thiện sự tích hợp
và quản trị Cơ sở Dữ liệu từ xa.
o Tăng cờng các đơn thể ứng dụng và Cơ sở Dữ liệu mà không
làm cản trở ngời sử dụng hiện tại.
o Đáp ứng nhanh hầu hết các ứng dụng sử dụng dữ liệu tại địa
phơng.
ã Nhợc điểm:
o Phần mềm đắt và phức tạp.
o Phải xử lí mọi thay đổi thông báo trong mọi địa điểm.
o Khó kiểm soát đợc tính toàn vẹn dữ liệu với nhiều bản sao dữ
liệu và đợc phân bố rộng rÃi.
Chơng trình Quản Lí Đào Tạo

14


Luận văn Tốt Nghiệp

Đặng Quốc Dũng 40E3

o Đáp ứng chậm nhu cầu trong trờng hợp các phần mềm ứng
dụng không đợc phân bố với việc sử dụng chúng.
2.4. Tổ chức dữ liệu trong hệ thống phân tán
Một Cơ sở Dữ liệu phân tán là một Cơ sở Dữ liệu vật lí đợc phân chia
một cách vật lí trên nhiều máy tính ở nhiều địa phơng và kết nối với nhau
bằng một mạng truyền thông dữ liệu. Các máy trạm của hệ thống có thể đợc phân bố trên một vùng rộng lớn. Chẳng hạn nh toàn thế giới hoặc trong
một phạm vi nhỏ nh trong một ngôi nhà. Các máy tính trong hệ thống có
thể là các máy cá nhân đến máy lớn hay máy cực lớn.
2.4.1. Chiến lợc phân tán dữ liệu:
Nhiều tổ chức có mạng tính toán phân tán. Đối với những tổ chức
này, vấn đề quan trọng khi thiết kế vật lí là phải quyết định phân bố và
định vị dữ liệu nh thế nào trong mạng. Bốn chiến lợc phân tán dữ liệu cơ
bản là:
1. Tập trung dữ liệu: Tất cả dữ liệu tập trung tại một chổ. Cách này
là đơn giản, nhng có 3 nhợc điểm:
ã Các dữ liệu không sẵn sàng cho ngời sử dụng truy nhập từ xa.
ã Chi phí truyền thông dữ liệu tốn kém, có thể cao.
ã Toàn bộ hệ thống ngừng khi Cơ sở Dữ liệu ngừng hoạt động
2. Chia nhỏ dữ liệu: Cơ sở Dữ liệu đợc chia thành các phần nhỏ
liên kết với nhau (không trùng lặp). Mỗi phần dữ liệu này đợc đa
đến gần ngời sử dụng ở từng địa phơng để họ dễ dàng truy nhập
hơn.
3. Sao lặp dữ liệu: Cơ sở Dữ liệu đợc sao thành nhiều bản sao từng
phần hay đầy đủ và đợc đặt ở hai hay nhiều vị trí trên mạng. nếu
bản sao của Cơ sở Dữ liệu đợc lu trữ tại mọi trạm ta có trờng hợp

Chơng trình Quản Lí Đào Tạo

15


Luận văn Tốt Nghiệp

Đặng Quốc Dũng 40E3

sao lặp đầy đủ. Phơng thức này làm cực đại việc truy nhập tới dữ
liệu ở mọi địa phơng. Tuy nhiên phơng thức này làm nảy sinh
nhiều vấn đề khi cập nhật: khi có thay đổi dữ liệu trên một cơ sở
thì cần đợc xử lí lại và đồng bộ hoá dữ liệu cho tất cả các vị trí
khác. Một kỹ thuật mới hơn cho phép tạo bản sao không đầy đủ
phù hợp với yêu cầu dữ liệu tại mỗi trạm lu trữ và một bản đây đủ
ở máy dịch vụ. Sau mỗi thời gian, các bản sao đợc làm đồng bộ
với bản chính ở máy dịch vụ bằng một công cụ phần mềm nào
đó. Phần mềm Brieafcase [ ] là một công cụ của Microsoft cho
phép thực hiện điều này trên Cơ sở Dữ liệu Access.
4. Phơng thức lai: với chiến lợc này, Cơ sở Dữ liệu đợc phân thành
phần quan trọng và không quan trọng. Phần ít quan trọng đợc lu
trử chỉ ở một nơi, trong khi các mảng quan trọng hơn đợc lu trữ ở
nhiều nơi.
Khi xem xét tất cả các vấn đề và các khả năng có thể, vấn đề phân
tích phân tán dữ liệu trên mạng trở nên vô cùng phức tạp.
2.4.2. Kiến trúc cơ bản của một Cơ sở Dữ liệu phân tán:
Sơ đồ dới đây cho ta cho ta một kiến trúc cơ bản để tổ chức cho bất
kì một Cơ sở Dữ liệu phân tán nào:

Chơng trình Quản Lí Đào Tạo

16

Luận văn Tốt Nghiệp

Đặng Quốc Dũng 40E3

Kiến trúc cơ bản của Cơ sở Dữ liệu phân tán
Sơ đồ tổng thể: Sơ đồ này xác định tất cả các dữ liệu sẽ đợc lu trữ
trong Cơ sở Dữ liệu phân tán. Sơ đồ tổng thể có thể đợc định nghĩa một
cách chính xác theo cách nh trong Cơ sở Dữ liệu không phân tán. chúng
ta sẽ sử dụng mô hình quan hệ để hình thành nên sơ đồ này. Sử dụng
mô hình này, sơ đồ tổng thể bao gồm định nghĩa của một tập các quan
hệ tổng thể.
Sơ đồ phân đoạn: Mỗi quan hệ tổng thể có thể chia thành một vài
phần nhỏ hơn không giao nhau đợc gọi là đoạn (fragments). Có nhiều
cách khác nhau để thực hiện việc phân chia này. Sơ đồ tổng thể mô tả
các ánh xạ giữa các quan hệ tổng thể và các đoạn đợc định nghĩa trong
sơ đồ phân đoạn. ánh xạ này là một chiều. Có thể có nhiều đoạn liên kết
tới một quan hệ tổng thể, nhng mỗi đoạn chỉ liên kết tới nhiều nhất là
một quan hệ tổng thể. Các đoạn đợc chỉ ra bằng tên của quan hệ tổng
thể cùng với tên của chỉ mục đoạn.
Sơ đồ định vị: các đoạn là các phần lôgíc của một quan hệ tổng thể
đợc định vị trên một hoặc nhiều vị trí vật lý trên mạng. Sơ đồ định vị
xác định đoạn nào nằm ở các trạm nào. Lu ý rằng, kiểu ánh xạ đợc định

Chơng trình Quản Lí Đào Tạo

17

Luận văn Tốt Nghiệp

Đặng Quốc Dũng 40E3

nghĩa trong sơ đồ định vị quyết định Cơ sở Dữ liệu phân tán là d thừa
hay không. Tất cả các đoạn liên kết với cùng một quan hệ tổng thể R và
đợc định vị tại cùng một trạm j cấu thành ảnh vËt lÝ cđa quan hƯ tỉng
thĨ R t¹i tr¹m j. Bởi vậy, ta có thể ánh xạ một-một giửa một ảnh vật lý
và một cặp (quan hệ tổng thể, trạm). Các ảnh vật lí có thể đợc chỉ ra
bằng tên cđa mét quan hƯ tỉng thĨ vµ mét chØ mơc trạm.
Ví dụ: Ký hiệu Ri chỉ tới đoạn thứ i cđa quan hƯ tỉng thĨ R (nh h×nh
vÏ)
Ký hiƯu Rj là ảnh vật lý của quan hệ R tại trạm j.
Sơ đồ ánh xạ địa phơng: ánh xạ các ảnh vật lý tới các đối tợng các
hệ quản trị Cơ sở Dữ liệu địa phơng thao tác tại các trạm. ánh xạ này
phụ thuộc vào các hệ quản trị Cơ sở Dữ liệu địa phơng. Do vậy, trong
một hệ thống không đồng nhất, chúng ta phải có các kiểu ánh xạ địa phơng khác nhau tại các trạm khác nhau.

Chơng trình Quản Lí Đào Tạo

18


Luận văn Tốt Nghiệp

Đặng Quốc Dũng 40E3

Các đoạn và các ảnh vật lí của một quan hệ tổng thể
2.3. Các mức trong suốt và tính tự trị:
Quan hệ R có thể đợc lu trữ theo nhiều cách trong một hệ thống Cơ sở

Dữ liệu phân tán. Về phía hệ thống, ngời dùng càng ít biết về sự phân tán
thì càng tốt. Hệ thống có thể giấu các chi tiết về sự phân tán của dữ liệu
trong mạng bằng cách thể hiện rõ tính trong suốt của mạng.
ã Tính trong suốt liên hệ với tính tự trị địa phơng. Tính trong suốt
của một mạng là mức độ nhìn thấy đợc các dữ liệu mà không
hề biết đến sự phân tán của chúng.
Chơng trình Quản Lí Đào Tạo

19


Luận văn Tốt Nghiệp

Đặng Quốc Dũng 40E3

ã Tính tự trị là mức độ độc lập về cài đặt và khai thác dữ liệu của
một trạm đối với phần còn lại của hệ thống phân tán.
Sự trong suốt phân tán có nghĩa là một chơng trình đợc viết theo kiểu
Cơ sở Dữ liệu phân tán nhng đợc sử dụng nh Cơ sở Dữ liệu không phân tán.
Nói cách khác, chơng trình không bị ảnh hởng bởi sự di chuyển dữ liệu từ
một vị trí này sang vị trí khác. Tuy nhiên, về thực chất tốc độ thực hiện của
nó có bị ảnh hởng.
Một số mức khác nhau của sự trong suốt phân tán:
Mức 1: Trong suốt phân đoạn: Các ứng dụng thực hiện các truy cập
vào Cơ sở Dữ liệu nh nó không đợc phân tán.

Sự trong suốt phân đoạn
Ví dụ: Giả sử có quan hệ tổng thể là: SUPPLIER ( Id, Name, Age)
và các đoạn đợc tách ra từ quan hƯ tỉng thĨ lµ:
SUPPLIER1 ( Id1, Name, Age)

SUPPLIER2 ( Id2, Name, Age)
SUPPLIER3 ( Id3, Name, Age)

Chơng trình Quản Lí Đào Tạo

20


Luận văn Tốt Nghiệp

Đặng Quốc Dũng 40E3

Khi muốn tìm một ngời có Id= Id1 ta chỉ cần tìm trên quan hệ
tổng thể, ngời dùng không cần quan tâm quan hệ tổng thể SUPPLIER
có phân tán hay không:
SELECT *
FROM SUPPLIER
WHERE Id = Id1 ;
Mức 2: Trong suốt định vị: Trong suốt vị trí rất hữu ích bởi vì nó
cho phép ứng dụng bỏ qua các bản sao đà tồn tại của mỗi đoạn tại các
trạm. Do đó, ta có thể di chuyển các bản sao từ một trạm tới các trạm
khác, và cho phép tạo bản sao mới mà không ảnh hởng đến ứng dụng.

Sự trong suốt định vị
Ví dụ: Cũng với ví dụ trên nhng giả sử rằng, DBMS cung cấp trong
suốt vị trí nhng không trong suốt phân đoạn (Nh hình vẽ trên).
Một câu lệnh truy vấn để lấy ra ngời có Id = Id1 đầu tiên đợc thực
hiện với đoạn SUPPLIER1 và nếu DBMS trả về biến điều khiển Not
#FOUND thì một câu lệnh truy vấn tơng tự đợc yêu cầu thực hiện trên
đoạn SUPPLIER2.

Chơng trình Quản Lí Đào Tạo

21


Luận văn Tốt Nghiệp

Đặng Quốc Dũng 40E3

SELECT *
FROM SUPPLIER1
WHERE Id = “Id1”
IF Not #FOUND THEN
SELECT *
FROM SUPPLIER2
WHERE Id = Id1 ;
ở đây quan hệ SUPPLIER2 đợc sao làm 2 bản trên 2 trạm trạm 1 và
trạm 2, ta chỉ cần tìm thông tin trên quan hệ SUPPLIER2 mà không
quan tâm nó đợc sao ở vị trí nào.
Mức 3: Trong suốt ánh xạ địa phơng: Trong suốt ánh xạ địa phơng
là một đặc tính rất quan trọng của một hệ thống các DBMS không đồng
nhất. ứng dụng tham chiếu tới các đối tợng có các tên độc lập từ các hệ
thống cục bộ địa phơng. ứng dụng đợc cài đặt trên một hệ thống không
đồng nhất, nhng đợc sử dụng nh một ứng dụng trên hệ đồng nhất.

Sự trong suốt ánh xạ địa phơng
Ví dụ: Cũng với ví dụ trên nhng giả sử rằng DBMS cung cấp trong
suốt ánh xạ địa phơng:
SELECT *
Chơng trình Quản Lí Đào Tạo

22


Luận văn Tốt Nghiệp

Đặng Quốc Dũng 40E3

FROM SUPPLIER1 AS tram1
WHERE Id = “Id1”
IF Not #FOUND THEN
SELECT *
FROM SUPPLIER2 AS tram2
WHERE Id = “Id1” ;
Møc 4: Kh«ng trong suèt: Ngêi lập trình ứng dụng phải viết các chơng trình để chạy trên các hệ quản trị Cơ sở Dữ liệu địa phơng (DBMSs)
đợc cài đặt tại vị trí ứng dụng cần đọc dữ liệu (trên các vị trí khác nhau
các HĐH có thể khác nhau, hoặc DBMSs có thể khác nhau: các phiên
bản khác nhau trong cùng 1 hệ thống, các hệ thống khác nhau trong
cùng một kiểu, các chơng trình này thực hiện yêu cầu các hàm và cài
đặt chơng trình phụ trợ tại vị trí đợc yêu cầu).
2.5. Thiết kế Cơ sở Dữ liệu phân tán:
2.5.1. Sơ đồ thiết kế tổng thể Cơ sở Dữ liệu phân tán:
Sơ đồ thiết kế chung cho hệ Cơ sở Dữ liệu phân tán, gồm những
phần sau:
ã Thiết kế lợc đồ quan hệ tổng thể: thiết kế quan hệ tổng thể, và
mô tả toàn bộ dữ liệu sẽ đợc dùng trong ứng dụng.
ã Thiết kế phân đoạn: Thực hiện chia nhỏ dữ liệu thành các phần.
ã Thiết kế định vị các đoạn: Là quá trình thực hiện ánh xạ các
đoạn vào các trạm khác nhau, tạo các ảnh vật lí tại các trạm. Các
đoạn dữ liệu đợc đa vào các vị trí lu trữ thích hợp với yêu cầu

hoạt động thực tế của hệ thống.
ã Thiết kế Cơ sở Dữ liệu vật lí: thiết kế dữ liệu vật lí cho các quan
hệ tại các trạm.

Chơng trình Quản Lí Đào Tạo

23


Luận văn Tốt Nghiệp

Đặng Quốc Dũng 40E3

Sơ đồ thiết kế tổng thể
2.5.2. Các hớng thiết kế Cơ sở Dữ liệu phân tán:
Có 2 hớng tiếp cận trong thiết kế Cơ sở Dữ liệu phân tán là tiếp cận từ
trên xuống và tiếp cận từ dới lên.
a. Phơng pháp tiếp cận từ trên xuống:
Quá trình thiết kế hệ thống theo phơng pháp từ trên xuống bao gồm
các bớc nh sơ đồ cho ở hình sau, trong đó:
ã Các định nghĩa: Định nghĩa môi trờng hệ thống, dữ liệu và
các tiến trình cho tất cả những khả năng về dữ liệu của ngời sử
dụng.
ã Thiết kế khung nhìn: Hoạt động phân phối với sự định nghĩa
những cái chung cho ngời sử dụng.

Chơng trình Quản Lí Đào Tạo

24

Luận văn Tốt Nghiệp

Đặng Quốc Dũng 40E3

ã Thiết kế mức quan niệm: Là một tiến trình kiểm tra và xác
định rõ hai nhóm quan hệ phân tích thực thể và phân tích chức
năng.
ã Phân tích thực thể: xác định các thực thể, các thuộc tính và
các mối quan hệ giữa chúng
ã Phân tích chức năng: Xác định các chức năng của ứng dụng
và đa ra các chức năng cơ sở.
ã Thiết kế phân tán: thiết kế phân tán bao gồm hai phần thiết kế
phân đoạn và thiết kế định vị các đoạn.
ã Lợc đồ quan niệm mức địa phơng: tạo ra các lợc đồ Cơ sở Dữ
liệu mức quan niệm tại các địa phơng.
ã Thiết kế vật lý: thực hiện ánh xạ lợc đồ mức quan niệm tại các
địa phơng ra các đơn vị lu trữ vật lý.
ã Quan sát và kiểm tra: Kiểm tra các giai đoạn của quá trình
thiết kế Cơ sở Dữ liệu. Nếu một giai đoạn bị sai sẽ tiến hành
thiết kế lại.

Chơng trình Quản Lí Đào Tạo

25