Bài giảng Cơ sở dữ liệu (Database) - Chương 1: Các khái niệm cơ bản về hệ cơ sở dữ liệu

CƠ SỞ DỮ LIỆU
(DATA BASE)
Phạm Thị Anh Lê
Khoa CNTT - Đại học Sư Phạm Hà Nội

1


NỘI DUNG
Chương 1: Các khái niệm cơ bản về hệ
CSDL
n Chương 2: Mơ hình hố dữ liệu
n Chương 3: Thiết kế cơ sở dữ liệu logic
n Chương 4: Thiết kế cơ sở dữ liệu vật lý
n

2


TÀI LIỆU THAM KHẢO
n

n

n
n

Hồ Thuần, Hồ Cẩm Hà, Các hệ CSDL – Lý thuyết và thực
hành, Tập 1,2 – NXB Giáo dục, 2005
H.Garcia Monila, J.D.Ullman, and J.Widom, Database
Systems: The Complete Book

Ullman J.D., Principles of Database and Knowledge-base
Slide bài giàng:
/>
3


ĐÁNH GIÁ
n

Chuyên cần: 10%
n
n
n

n

Điều kiện: 30% (Tính theo các bài kiểm tra và bài tập)
n

n

n

Vắng số buổi học < 10%: 10
Vắng số buổi học từ 10% đến 20%: 5
Vắng số buổi học > 20%: 0
Bài tập: SV làm và nộp đầy đủ các bài tập trên hệ thống quản lý học tập,
không nộp bài đúng hạn được 0 điểm, không được sao chép
Kiểm tra viết 50 phút (tuần 10)

Thi cuối kỳ: 60%
n
n

Thi trắc nghiệm 30 phút (30%)
Báo cáo bài tập lớn (70%)
4


KẾ HOẠCH MÔN HỌC
n
n
n
n

Chương 1: 3 tiết (LT + BT)
Chương 2: 6 tiết (LT + BT)
Chương 3: 30 tiết (LT + BT + TH)
Chương 4: 6 tiết (LT + BT)

5


CHƯƠNG I

CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
VỀ HỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU

6

CSDL là gì? Tại sao cần tới các hệ CSDL?
Dữ liệu: biểu diễn được lưu trữ của các đối tượng có ý
nghĩa và các sự kiện
n

n
n

Có cấu trúc: số, văn bản, ngày tháng
Phi cấu trúc: hình ảnh, video, tài liệu

Thơng tin: dữ liệu được xử lý để tăng sự hiểu biết cho
người sử dụng dữ liệu
n Siêu dữ liệu: dữ liệu mơ tả các thuộc tính và ngữ cảnh
của dữ liệu người dùng
n

7


CSDL là gì? Tại sao cần tới các hệ CSDL?

Dữ liệu trong ngữ cảnh
Ngữ cảnh giúp người dùng hiểu được dữ liệu

8


CSDL là gì? Tại sao cần tới các hệ CSDL?

Dữ liệu tóm tắt
Dữ liệu được chuyển thành thơng tin hữu ích giúp người
9
quản lý đưa ra quyết định và giải thích


CSDL là gì? Tại sao cần tới các hệ CSDL?

Mơ tả các thuộc tính hoặc đặc điểm của dữ liệu, bao gồm
kiểu dữ liệu, kích thước trường, giá trị cho phép và ngữ
10
cảnh dữ liệu


CSDL là gì? Tại sao cần tới các hệ CSDL?

Tất cả các ứng dụng đều cần đến CSDL

11


CSDL là gì? Tại sao cần tới các hệ CSDL?
Nhược điểm của việc lưu trữ thông tin của một tổ
chức trong một hệ xử lý tệp:
n
n
n
n
n

n
n

Dư thừa dữ liệu và khơng nhất qn
Khó khăn trong việc truy cập dữ liệu
Sự cơ lập của dữ liệu
Các vấn đề tồn vẹn
Các vấn đề về tính nguyên tố của các giao tác
Các dị thường của truy cập tương tranh
Các vấn đề an toàn
12


I.1. CSDL là gì? Tại sao cần tới các hệ CSDL?
CSDL ra đời nhằm giải quyết các vấn đề nêu trên
CSDL
n Một tập các dữ liệu có liên quan với nhau chứa thơng tin
về một tổ chức nào đó.
n Được lưu trữ trên các thiết bị nhớ thứ cấp.
HQT CSDL
n Phần mềm cho phép người dùng giao tiếp với CSDL.
n Cung cấp môi trường thuận lợi và hiệu quả để tìm kiếm
và lưu trữ thơng tin của CSDL.
13


I.1. CSDL là gì? Tại sao cần tới các hệ CSDL?
Hệ CSDL nói đến một CSDL cùng với HQTCSDL
để truy cập CSDL đó
Mục đích chính của hệ CSDL: cung cấp cho người

dùng một cách nhìn trừu tượng về dữ liệu (che dấu
những chi tiết phức tạp về cách thức dữ liệu được lưu
trữ và bảo trì)

14


I.2. Kiến trúc 3 mức của một hệ CSDL
Mức khung nhìn
Khung nhìn 1

Khung nhìn 2

Khung nhìn n

Mức lơgic

Mức vật lý

15


I.3. Lược đồ và thể hiện của CSDL
Lược đồ CSDL (database schema):
n Tồn bộ mơ tả của CSDL.
n Có 3 loại lược đồ: lược đồ trong, lược đồ khái
niệm, lược đồ ngoài.
Thể hiện của CSDL (database instance):
n Toàn bộ dữ liệu lưu trữ trong CSDL tại một thời
điểm nhất định.

n Nhiều thể hiện của CSDL có thể tương ứng với
một lược đồ CSDL.
16


I.4. Sự độc lập của dữ liệu
Lược đồ ngoài

Lược đồ ngoài

Ánh xạ mức ngoài/mức
khái niệm

Lược đồ ngoài

Độc lập DL mức logic

Lược đồ khái niệm
Ánh xạ mức khái
niệm/mức trong

Độc lập DL mức vật lí
Lược đồ trong
17


I.5. Những cách tiếp cận một CSDL
Mơ hình CSDL là một tập hợp các khái niệm và
kí pháp dùng để mô tả DL, các mối quan hệ của DL
và các ràng buộc trên DL của một tổ chức.

Một mơ hình CSDL gồm 3 thành phần:
n Phần mô tả cấu trúc của CSDL.
n Phần mô tả các thao tác, định nghĩa các phép tốn
được phép trên dữ liệu.
n Phần mơ tả các ràng buộc tồn vẹn để đảm bảo sự
chính xác của dữ liệu.
18


I.5.1. Các mơ hình logic trên cơ sở đối tượng
(Object-Based Data Models)
Mơ hình thực thể - quan hệ
n Thực thể: một “vật” tồn tại, độc lập, phân biệt
được với các “vật” khác. Ví dụ: một cá nhân, một
quyển sách, một dự án, …
n Mối quan hệ: thể hiện một liên kết giữa nhiều
thực thể.
n Ràng buộc: là các bản số (lực lượng) của ánh xạ,
biểu thị số các thực thể được liên kết với một tập
thực thể thông qua một tập mối quan hệ.
19


I.5.1. Các mơ hình logic trên cơ sở đối tượng
(Object-Based Data Models)
Mơ hình thực thể - quan hệ
Tên KH

Số dư
Số CMT

Số TK
TP

Khách hàng

Người_gửi

Tài_khoản
20


I.5.1. Các mơ hình logic trên cơ sở đối tượng
(Object-Based Data Models)
Mơ hình hướng đối tượng
n Đối tượng: chứa các thuộc tính, phương
thức.
n Lớp: tập các đối tượng có cùng tập thuộc
tính, phương thức.
n Thơng báo: một đối tượng có thể truy cập
tới dữ liệu của đối tượng khác bằng cách gọi
tới phương thức của đối tượng đó.
21


I.5.2. Các mơ hình logic trên cơ sở bản ghi
(Record-Based Data Models)
Mơ hình quan hệ
n Dữ liệu được thể hiện trong các bảng. Mỗi
bảng gồm các dòng (bản ghi) và cột (trường|
thuộc tính).

n Một liên kết giữa các bảng: nhờ vào sự
xuất hiện trùng lặp của một số thuộc tính ở
hơn một bảng.

22


I.5.2. Các mơ hình logic trên cơ sở bản ghi
(Record-Based Data Models)
Mơ hình quan hệ
Tên KH
Ban
Giao

Số CMT
CM1024
CM5566

TP

Số TK

Hà Nội
n Bái

A101
A215

Số TK

Số dư

A101
A215
A217

5.0
7.0
6.5
23


I.5.2. Các mơ hình logic trên cơ sở bản ghi
(Record-Based Data Models)
Mơ hình mạng
n Dữ liệu được biểu diễn bởi một tập các bản
ghi (giống các bản ghi của Pascal)
n Mối liên kết: được biểu diễn bởi các mối
nối (links) có thể được xem như những con
trỏ, phân biệt đối tượng là chủ của liên kết và
các đối tượng thành phần.
Sơ đồ các bản ghi cùng các liên kết giữa
chúng là tập các đồ thị.
24


I.5.2. Các mơ hình logic trên cơ sở bản ghi
(Record-Based Data Models)
Mơ hình mạng
Ban

Giao

CM1024

A101

5.0

A215

7.0

A217

6.5

Hà Nội

CM5566 n Bái

25