Boi duong giao vien cot can Tin hoc 12

Trao đổi đầu giờ
Khó khăn khi thực hiện CT & SGK 12?
Thời lượng
Nội dung
Phương tiện giảng dạy
Nội dung cần trao đổi ở hội nghị?
Bổ sung kiến thức về CSDL
Trao đổi kinh nghiệm giảng dạy
…
Kế hoạch làm việc

BCV: Ths. Phạm Văn Huy
Bộ môn Toán – Khoa Sư phạm
Một số vấn đề về
Cơ sở dữ liệu
Tài liệu tham khảo
Hồ Thuần, Hồ Cẩm Hà
Các hệ cơ sở dữ liệu: Lý thuyết và thực hành, NXBGD, 2009
Tô Văn Nam
Giáo trình Cơ sở dữ liệu
NXBGD, 2009
Jeffrey D.Ullman
Nguyên lý các hệ CSDL và Cơ sở tri thức
(Tập 1. Mô hình dữ liệu và ngôn ngữ vấn tin)
Giới thiệu
Thông tin
Sự hiểu biết của con người
Dữ liệu
là các số liệu rời rạc (con số, ký hiệu, hình ảnh, …)
chứa đựng thông tin cần quan tâm
Vd: Điểm thi, số điện thoại, tên nhân viên…
không có ý nghĩa nếu chưa được xử lý


Nghịch lý:
Xử lý thông tin  làm nghèo thông tin
Khái quát về các hệ CSDL
Lưu trữ dữ liệu dạng tệp truyền thống
Dư thừa dữ liệu và không nhất quán
Khó khăn trong việc truy cập dữ liệu
Sự cô lập của dữ liệu
Các vấn đề toàn vẹn
Các vấn đề về tính nguyên tố của các giao tác
Các dị thường của truy cập tương tranh
Các vấn đề về an toàn, bảo mật
 Giải quyết nhờ Các hệ CSDL
Khái quát về các hệ CSDL
Cơ sở dữ liệu
Tập hợp dữ liệu có liên quan (của một tổ chức)
Được lưu trữ trên thiết bị nhớ thứ cấp
Đáp ứng nhu cầu khai thác của nhiều người, nhiều mục đích
Hệ quản trị Cơ sở dữ liệu
Phần mềm
Giúp người dùng giao tiếp với CSDL
Tạo môi trường thuận lợi và hiệu quả tìm kiếm và lưu trữ thông tin của CSDL
Một số hệ quản trị CSDL:
Access (dùng cho hệ thống nhỏ và vừa, dễ sử dụng)
FoxPro, SQL Server, Oracle, MySQL
Khái quát về các hệ CSDL
Hệ Cơ sở dữ liệu
Hệ CSDL = CSDL + Hệ QTCSDL
Mục đích:
Cung cấp cách nhìn trừu tượng về dữ liệu
Kiến trúc ba mức của một hệ CSDL
Phục vụ cho nhiều nhiều loại người dùng với các vai trò khác nhau
Người quản trị CSDL
Người thiết kế CSDL
Người lập trình ứng dụng
Người sử dụng đầu cuối

Khái quát về các hệ CSDL
Kiến trúc ba mức của một hệ CSDL
Mức vật lí (Mức trong)
Mô tả cách thức dữ liệu được lưu trữ trên thiết bị
Cách tổ chức cấu trúc dữ liệu, tổ chức các tệp
Cấp phát vùng nhớ, mô tả bản ghi, nén…
Tại sao lại quan tâm đến vấn đề này?
Mức logic (Mức khái niệm)
Mô tả dữ liệu nào cần được lưu trữ và mối quan hệ giữa chúng
Biểu diễn các thực thể, thuộc tính và các mối quan hệ
Các ràng buộc toàn vẹn
Mức khung nhìn (Mức ngoài)

Khái quát về các hệ CSDL
Kiến trúc ba mức của một hệ CSDL
Mức khung nhìn (Mức ngoài)
Mô tả phần dữ liệu thích hợp nhất theo yêu cầu người sử dụng
CSDL phục vụ cho nhiều người dùng
Trình bày dữ liệu ở những khuôn dạng khác nhau (khung nhìn)
Chọn lựa thuộc tính, đối tượng
Tổng hợp dữ liệu mới



Khái quát về các hệ CSDL
Kiến trúc ba mức của một hệ CSDL
Ý nghĩa
Tách biệt quan niệm về CSDL của nhiều người sử dụng với những chi tiết biểu diễn về vật lý của CSDL
Người dùng có thể tạo và thay đổi khung nhìn riêng, độc lập
Tương tác của người dùng với CSDL không phụ thuộc vào những vấn đề chi tiết trong lưu trữ dữ liệu
Người quản trị có thể thay đổi cấu trúc lưu trữ CSDL mà không làm ảnh hưởng tới khung nhìn của người sử dụng
Những thay đổi về khía cạnh vật lí không làm ảnh hưởng đến cấu trúc bên trong của CSDL
Ai là người được lợi nhất?



Khái quát về các hệ CSDL
Lược đồ CSDL
Lược đồ CSDL = Mô tả CDSL
3 loại lược đồ
Lược đồ ngoài (lược đồ con)
Lược đồ logic
Lược đồ vật lý
Thể hiện của CSDL
CSDL thay đổi theo thời gian (do thêm, xóa, sửa, …)
Thể hiện CSDL = Toàn bộ dữ liệu tại một thời điểm nhất định
Có thể có nhiều thể hiện CSDL ứng với một lược đồ CSDL
Khái quát về các hệ CSDL
Sự độc lập của dữ liệu
Lược đồ ở mức trên không bị ảnh hưởng khi có sự thay đổi các lược đồ ở mức dưới
2 loại độc lập dữ liệu
Độc lập dữ liệu vật lý
Khả năng sửa đổi lược đồ vật lý mà không làm thay đổi lược đồ logic  không phải viết lại ứng dụng
Cần thiết khi nào?
Độc lập dữ liệu logic
Khả năng sửa đổi lược đồ logic mà không làm thay đổi các
khung nhìn  không phải viết lại ứng dụng
Cần thiết khi nào?
Độc lập nào dễ thực hiện hơn?
Khái quát về các hệ CSDL
Các cách tiếp cận một CSDL
Mô tả lược đồ như thế nào?
Ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu của hệ QTCSDL  Mức thấp
Mô hình dữ liệu  Mức cao
Mô hình dữ liệu
Tập các khái niệm + ký pháp dùng để mô tả dữ liệu, các mối quan hệ của dữ liệu và các ràng buộc trên dữ liệu
3 thành phần
Phần mô tả cấu trúc
Phần mô tả thao tác, định nghĩa các phép toán được phép
Phần mô tả các ràng buộc toàn vẹn
Khái quát về các hệ CSDL
Các cách tiếp cận một CSDL
Ví dụ: Trong mô hình quan hệ
Dữ liệu tổ chức theo dạng Bảng (quan hệ)
Dòng  Mẫu tin (Bản ghi)
Mỗi dòng là một bộ (cột) dữ liệu
Cột  Trường (Thuộc tính)
Mỗi trường có một kiểu dữ liệu riêng
Lược đồ quan hệ:
Tên_qhệ(t.tính_1, t.tính_2, …., t.tính_n)
Các trường là khóa được gạch dưới (hoặc in đậm)
Khái quát về các hệ CSDL
Các mô hình logic
Các mô hình dựa trên cơ sở đối tượng
Mô hình thực thể - mối quan hệ (liên kết)
Mô hình hướng đối tượng
Mô hình dữ liệu ngữ nghĩa
Mô hình dữ liệu chức năng
Các mô hình dựa trên cơ sở bản ghi
Mô hình quan hệ
Mô hình mạng
Mô hình phân cấp
3 thế hệ của hệ CSDL?
Khái quát về các hệ CSDL
Các mô hình logic
Sự khác nhau giữa các mô hình
Mô hình dựa trên cơ sở bản ghi
Đặc tả cấu trúc tổng thể của hệ CSDL ở mức cao
Không dùng con trỏ  Xây dựng được cơ sở toán học hình thức
Cung cấp tính độc lập dữ liệu
Không cung cấp được các phương tiện thỏa đáng cho việc đặc tả tường minh các ràng buộc trên dữ liệu
Mô hình mạng và phân cấp
Đòi hỏi người dùng phải có những hiểu biết ở mức vật lý
Mô hình dựa trên cơ sở bản ghi
Cung cấp nhiều chất liệu có tính ngữ nghĩa để đặc tả ràng buộc

Khái quát về các hệ CSDL
Các yêu cầu cơ bản của hệ CSDL
Tính cấu trúc

Tính toàn vẹn

Tính nhất quán
Dữ liệu phải đảm bảo tính đúng đắn trong mọi trường hợp
Tính an toàn, bảo mật thông tin
Tính độc lập với các ứng dụng
Không dư thừa
Cho ví dụ?
Làm sao để khắc phục?

Bài tập
Khái quát về các hệ CSDL
Hệ quản trị CSDL
Tập hợp các chương trình
Cho phép người dùng định nghĩa, tạo lập, bảo trì các CSDL
Cung cấp các truy cập có điều khiển đến CSDL
Hỗ trợ
Ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu (DDL)
Hệ thống các ký hiệu cho phép người dùng định nghĩa CSDL
Từ điển dữ liệu
Dữ liệu về dữ liệu (meta-data)
Cung cấp thông tin về dữ liệu cho hệ QTCSDL
Ngôn ngữ thao tác dữ liệu (DML)
Các kiểm soát, các điều khiển đối với các truy cập vào CSDL
Khái quát về các hệ CSDL
Hệ quản trị CSDL
Hỗ trợ
Ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu (DDL)
Ngôn ngữ thao tác dữ liệu (DML)
Thao tác dữ liệu
Tìm kiếm  Ngôn ngữ hỏi (truy vấn)
chèn thêm, xóa bỏ, sửa đổi  Ngôn ngữ thao tác dữ liệu
2 loại DML
DML thủ tục: WHAT + HOW
DML phi thủ tục: WHAT
Dễ sử dụng (SQL)
Cần phải có các kỹ thuật tối ưu hóa
Các kiểm soát, các điều khiển đối với các truy cập vào CSDL
Khái quát về các hệ CSDL
Hệ quản trị CSDL
Hỗ trợ
Ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu (DDL)
Ngôn ngữ thao tác dữ liệu (DML)
Các kiểm soát, các điều khiển đối với các truy cập vào CSDL
Hệ thống an ninh
Hệ thống ràng buộc toàn vẹn
Hệ thống điều khiển tương tranh
Hệ thống điều khiển khôi phục CSDL khi có sự cố
Hỗ trợ truy cập từ điển dữ liệu

Khái quát về các hệ CSDL
Hệ quản trị CSDL
Các chức năng
Cung cấp khả năng lưu trữ, truy xuất, cập nhật dữ liệu
Cung cấp từ điển dữ liệu
Hỗ trợ các giao tác
Cung cấp các dịch vụ điều khiển tương tranh
Cung cấp cơ chế để khôi phục dữ liệu
Cung cấp dịch vụ phân quyền
Hỗ trợ cho truyền thông dữ liệu
Cung cấp dịch vụ đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu
…
Khái quát về các hệ CSDL
Hệ quản trị CSDL
Kiến trúc của một hệ quản trị CSDL

Hoạt động của CTUD qua hệ quản trị CSDL
Kiến trúc của một hệ quản trị CSDL
Kiến trúc của một hệ quản trị CSDL
Khái quát về các hệ CSDL
Vai trò của con người trong hệ CSDL
Người quản trị CSDL
Quản lí tài nguyên
Thiết kế và cài đặt ở mức vật lí
Cấp phát quyền, duy trì hệ thống…
Người thiết kế CSDL
Người thiết kế CSDL logic
Người thiết kế CSDL vật lý
Người lập trình ứng dụng
Người sử dụng đầu cuối
Người sử dụng đơn giản
Người sử dụng tinh tế
Khái quát về các hệ CSDL
Kiến trúc hệ QTCSDL đa người dùng
Hệ xử lý từ xa
Một máy tính trung tâm + một số trạm đầu cuối
Máy tính trung tâm
Chạy các trình ứng dụng và hệ QTCSDL
Thực hiện hầu hết các công việc
Trạm đầu cuối
Gửi và nhận thông điệp
Khái quát về các hệ CSDL
Kiến trúc hệ QTCSDL đa người dùng
Kiến trúc máy chủ tệp (file server)
Xử lý phân tán ở các trạm làm việc
Máy trung tâm
Chỉ chứa cơ sở dữ liệu
Trạm làm việc
Các ứng dụng + hệ QTCSDL
Nhược điểm
Lượng dữ liệu qua lại trên mạng rất nhiều
Cài đặt nhiều bản sao hệ QTCSDL
Khó giải quyết vấn đề tương tranh, giao tác, …
Khái quát về các hệ CSDL
Kiến trúc hệ QTCSDL đa người dùng
Kiến trúc máy khách-máy chủ (Client-Server)
Xử lý phân tán ở các trạm làm việc
Máy trung tâm
Chứa cơ sở dữ liệu + phần Server của hệ QTCSDL
Trạm làm việc
Các ứng dụng + phần Client của hệ QTCSDL
Ưu điểm
Nâng cao khả năng thực hiện (song song)
Có thể giảm chi phí phần cứng, giảm lượng lưu thông trên mạng
Nâng cao khả năng đảm bảo tính nhất quán
Phù hợp với hệ thống có tính mở
Mô hình dữ liệu quan hệ
Mô hình dữ liệu quan hệ
Các khái niệm cơ bản
Thuộc tính  Cột
Miền (Domain)  Kiểu dữ liệu
Tập hợp các giá trị nguyên tố
Tên miền, kiểu dữ liệu, khuôn dạng dữ liệu
Mỗi thuộc tính có một miền
Quan hệ (Relation)  Bảng
Một tập con tích Decartest của một hay nhiều miền
r = { (a1, a2, …, an) | ai  Dom(Ai) với i=1, 2,…, n }
Dom(Ai): Miền của thuộc tính Ai
(a1, a2, …, an): Các bộ của quan hệ  Các dòng
Lược đồ quan hệ (Relation Scheme)
Mô hình dữ liệu quan hệ
Các khái niệm cơ bản
Lược đồ quan hệ (Relation Scheme)
Tập thuộc tính  + Tập các điều kiện F
Điều kiện  Ràng buộc: Quan hệ giữa các thuộc tính
Thể hiện mặt bất biến của quan hệ
Dữ liệu thay đổi theo thời gian
Cấu trúc bảng tồn tại lâu hơn
Ký hiệu
R(A1, A2, …, An)
R: Tên quan hệ
Ai: Các thuộc tính
Thể hiện của lược đồ  Một quan hệ tại một thời điểm nhất định
Mô hình dữ liệu quan hệ
Các khái niệm cơ bản
Các tính chất đặc trưng của một quan hệ
Có tên phân biệt
Miền chỉ gồm giá trị nguyên tố (không đa trị, phức hợp)
Các giá trị của một thuộc tính phải thuộc cùng một miền
Có thể chứa giá trị null
Thứ tự thuộc tính là không quan trọng (ở mức logic)
Các bộ trong quan hệ là phân biệt
Thứ tự các bộ không quan trọng (về lý thuyết)
Mô hình dữ liệu quan hệ
Các khái niệm cơ bản
Khóa của quan hệ
Siêu khóa
Tập hợp gồm một hay nhiều thuộc tính
Xác định duy nhất một bộ (dòng) của quan hệ
Khóa
Siêu khóa nhỏ nhất (ít thuộc tính nhất)
Khóa dự tuyển
Có thể có nhiều khóa
Mỗi khóa gọi là khóa dự tuyển
Mô hình dữ liệu quan hệ
Các khái niệm cơ bản
Khóa chính
Chọn từ một trong các khóa dự tuyể
Có tính “nhận diện”
Chỉ thật sự có ý nghĩa khi khai thác dữ liệu
Khóa ngoài
Tập hợp các thuộc tính là khóa của một lược đồ quan hệ khác
Biểu diễn mối quan hệ giữa các quan hệ
Liên kết
Xác lập dựa trên thuộc tính khóa
Sự lặp lại một hay nhiều thuộc tính trong hai quan hệ
Một số câu hỏi
Khi nào cần tách bảng? Vì sao?
Làm sao xác định khóa?
Một hay nhiều thuộc tính?
Tại sao có cột Mã Số?
Liên kết thể hiện ở điểm nào khi thiết kế CSDL?
Không tạo liên kết trong Access được ko?