Chương 1: Tổng quan về CSDL - Cô Nguyễn Thị Thu Hiếu

Môn học Cơ sở dữ liệu GV: Nguyễn Thị Thu Hiếu LOGO Các khái niệm cơ bản  Cơ Sở Dữ Liệu/ Database?  Hệ Quản Trị CSDL/ Database Management System - DBMS?  Bảng/ Table?  Khóa chính/ Primary key?  Khóa ngoại/ Foreign key?  Quan hệ/ Relationship?  Ràng buộc, tham chiếu dữ liệu/ References?  Duy nhất dữ liệu/ Unique?  Truy vấn/ Query? Khái niệm Cơ Sở Dữ Liệu  Là một hệ thống các thông tin có cấu trúc được lưu trữ trên các thiết bị lưu trữ thông tin.  Có thể thỏa mãn yêu cầu khai thác thông tin đồng thời của nhiều người sử dụng hay nhiều chương trình ứng dụng với nhiều mục đích khác nhau. Ví dụ: Danh bạ điện thoại là một ví dụ về CSDL  Là các thông tin có ý nghĩa  Là tập hợp các thông tin có cấu trúc  Các thông tin này có liên quan với nhau và có thể hệ thống được Ưu điểm của CSDL  Giảm sự trùng lặp thông tin xuống mức thấp nhất và do đó bảo đảm được tính nhất quán và toàn vẹn dữ liệu.  Đảm bảo dữ liệu có thể truy xuất theo nhiều cách khác nhau.  Khả năng chia sẻ thông tin cho nhiều người sử dụng. Ưu điểm của CSDL (tt)  Giảm sự trùng lặp thông tin xuống mức thấp nhất và do đó bảo đảm được tính nhất quán và toàn vẹn dữ liệu.  Đảm bảo dữ liệu có thể truy xuất theo nhiều cách khác nhau.  Khả năng chia sẻ thông tin cho nhiều người sử dụng. Kiến trúc của 1 hệ CSDL Sơ đồ kiến trúc của một hệ CSDL Kiến trúc của 1 hệ CSDL (tt) Mức CSDL vật lý  Một tập hợp các tệp dữ liệu, các chỉ mục hoặc những cấu trúc lưu trữ khác dùng để truy xuất dữ liệu một cách có hiệu quả gọi là CSDL vật lý. CSDL vật lý tồn tại thường xuyên trong thiết bị lưu trữ như đĩa từ, nhiều CSDL có thể được quản lý bởi cùng một HQTCSDL. Kiến trúc của 1 hệ CSDL (tt)  Mức CSDL khái niệm  CSDL khái niệm là một sự trừu tượng hoá của thế giới thực khi nó được gắn với người sử dụng.  HQTCSDL cung cấp ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu(Data Definition Language - DDL) để mô tả lược đồ khái niệm (Conceptual Scheme) và nó sẽ được cài đặt bằng lược đồ vật lý (Physical Scheme). DDL cho phép ta mô tả CSDL khái niệm nhờ các thuật ngữ của “mô hình dữ liệu”.  CSDL vật lí là sự cài đặt cụ thể của CSDL mức khái niệm. Kiến trúc của 1 hệ CSDL (tt) Mức CSDL khung nhìn  Khung nhìn (view) hay lược đồ con (SubScheme) là một phần của CSDL khái niệm hoặc là sự trừu tượng hoá một phần CSDL khái niệm.  Hay nói một cách khác View là cách nhìn của người sử dụng đối với CSDL, là một đối tượng tưởng tượng được xây dựng từ CSDL khái niệm nhưng thực sự không tồn tại trong CSDL đó. Hệ Quản Trị CSDL Ví dụ:  Danh bạ điện thoại của một quốc gia, một thành phố.. chứa tới hàng triệu số và những thông tin cần thiết về khách hàng.  Trong trường đại học có tới hàng ngàn sinh viên. Nhà trường phải quản lý tất cả những thông tin liên quan đến sinh viên như: tên, ngày sinh, quê quán, địa chỉ, kết quả học tập…  Xét một Ví dụ về CSDL quản lý tài liệu và độc giả trong thư viện quốc gia. Giả sử rằng có 100 triệu cuốn sách, mỗi cuốn sách cần lưu 10 thông tin liên quan, mỗi thông tin chứa tối đa 400 kí tự thì CSDL sẽ phải có tối thiểu 100 *106 * 400 *10 kí tự (bytes). Như vậy, dung lượng bộ nhớ cần dùng là: 100 *106 * 400 *10= 400 GB.  Ta thấy, bộ nhớ cũng là vấn đề cần phải được giải quyết. Tuy nhiên, vấn đề quan trọng hơn ở đây lại là cách thức tổ chức dữ liệu trong một cơ sở dữ liệu để phục vụ cho việc truy cập, tìm kiếm, cập nhật,….nhanh chóng và an toàn hơn.  Việc tổ chức dữ liệu như thế nào được thực hiện thông qua Hệ quản trị cơ sở dữ liệu. Hệ Quản Trị CSDL (tt)  Là tập hợp các chương trình dùng để quản lý cấu trúc và dữ liệu của CSDL đồng thời điều khiển việc truy xuất dữ liệu trong CSDL  Cung cấp cho người dùng và ứng dụng một môi trường thuận tiện và sử dụng hiệu quả tài nguyên dữ liệu Ví dụ: Một số hệ quản trị CSDL thường gặp  MS Access  MS SQL Server  MySQL  Oracle Các thành phần của hệ quản trị CSDL 1. Ngôn ngữ giao tiếp giữa người sử dụng và CSDL  Ngôn ngữ mô tả dữ liệu (Data Definition Language DDL)  Ngôn ngữ thao tác dữ liệu (Data Manipulation Language - DML)  Ngôn ngữ truy vấn dữ liệu, hay ngôn ngữ hỏi đáp có cấu trúc (StructuredQueryLanguage - SQL)  Ngôn ngữ điều khiển dữ liệu (Data Control Language DCL) 2.Từ điển dữ liệu(Data Dictionary)  Dùng để mô tả các ánh xạ liên kết  Ghi nhận các thành phần cấu trúc của CSDL, các chương trình ứng dụng, mật mã, quyền hạn sử dụng v.v... 3. Có biện pháp bảo mật tốt khi có yêu cầu bảo mật Các thành phần của hệ quản trị CSDL (tt) 4.Hệ quản trị CSDL phải cung cấp một giao diện (Interface) tốt, dễ sử dụng, dễ hiểu cho những người sử dụng không chuyên 5. Bảo đảm tính độc lập giữa dữ liệu và chương trình  Khi có sự thay đổi dữ liệu (như sửa đổi cấu lưu trữ các bảng dữ liệu, thêm các chỉ mục (Index)...) thì các chương trình ứng dụng (Application) đang chạy trên CSDL đó vẫn không cần phải được viết lại, hay cũng không là mảnh hưởng đến những NSD khác. Các thành phần của hệ quản trị CSDL (tt) 6. Cơ chế giải quyết vấn đề tranh chấp dữ liệu  Cấp quyền ưu tiên cho từng người sử dụng (người quản trị CSDL thực hiện)  Đánh dấu yêu cầu truy xuất dữ liệu, phân chia thời gian, người nào có yêu cầu trước thì có quyền truy xuất dữ liệu trước 7. Cơ chế Sao lưu (Backup) và phục hồi (Restore) dữ liệu khi có sự cố xảy ra  Định kỳ kiểm tra CSDL, sau một thời gian nhất định hệ quản trị CSDL sẽ tự động tạo ra một bản sao CSDL. Cách này hơi tốn kém, nhất là đối với các CSDL lớn  Tạo nhật ký (LOG) thao tác CSDL. Mỗi thao tác trên CSDL đều được hệ thống ghi lại, khi có sự cố xảy ra thì tự động lần ngược lại (RollBack) để phục hồi CSDL Kiến trúc của hệ quản trị CSDL Hệ Quản Trị CSDL Mô hình dữ liệu Mô hình CSDL (Database Model) là một hệ hình thức toán học gồm có hai phần:  Một hệ thống ký hiệu để mô tả dữ liệu.  Một tập hợp các phép toán thao tác trên dữ liệu đó. Mô hình dữ liệu (tt) Một số mô hình CSDL thông dụng:  Mô hình mạng  Mô hình phân cấp  Mô hình quan hệ  Mô hình thực thể liên kết  Mô hình hướng đối tượng LOGO