CSDL 1

Chương 1
Tổng quan về CSDL
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
2
Nội dung chi tiết
Giới thiệu
Quá trình phát triển
Một số đặc tính của CSDL
Người sử dụng CSDL
Kiến trúc của HQT CSDL
Các tính năng của HQT CSDL
Các khái niệm
Ngôn ngữ CSDL
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
3
Giới thiệu
Ví dụ
Kinh doanh
Ngân hàng và tài chính
Giáo dục
Hành chính
Giải trí
…
Dữ liệu (Data)
Một mô tả hình thức về thông tin và hoạt động
Tên, địa chỉ, số điện thoại của khách hàng
Báo cáo doanh thu
Đăng ký học phần
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
4
Giới thiệu (tt)
Cơ sở dữ liệu (Database)
Một tập hợp có cấu trúc của những dữ liệu có liên quan với nhau được lưu trữ trong máy tính
Danh sách sinh viên
Niên giám điện thoại
Danh mục các đề án
Một CSDL biểu diễn một phần của thế giới thực (thế giới thu nhỏ)
CSDL được thiết kế, xây dựng, và lưu trữ với một mục đích xác định, phục vụ cho một số ứng dụng và người dùng
Tập ngẫu nhiên của các dữ liệu không thể xem là một CSDL
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
5
Giới thiệu (tt)
Hệ quản trị CSDL (Database Management System)
Tập hợp các chương trình cho phép người sử dụng tạo ra và duy trì CSDL
Một phần mềm hệ thống cho phép định nghĩa, xây dựng và xử lý dữ liệu
Định nghĩa – khai báo bộ khung dữ liệu cùng với các mô tả chi tiết về dữ liệu
Xây dựng – lưu trữ dữ liệu lên bộ nhớ phụ
Xử lý – truy vấn, cập nhật và phát sinh báo cáo
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
6
Giới thiệu (tt)
Hệ CSDL (Database System)
Catalog
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
7
Một ví dụ về CSDL
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
8
Một ví dụ về CSDL (tt)
Quản lý đề án của một công ty
Định nghĩa CSDL
Cấu trúc bảng, bao gồm các thành phần dữ liệu và kiểu dữ liệu tương ứng
Xây dựng CSDL
Đưa dữ liệu vào các bảng
Xử lý CSDL
Thực hiện các truy vấn: “Cho biết những nhân viên thuộc phòng 5”
Thực hiện các phép cập nhật: “Chuyển nhân viên Nguyễn Thanh Tùng sang phòng số 1”
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
9
Nội dung chi tiết
Giới thiệu
Quá trình phát triển
Một số đặc tính của CSDL
Người sử dụng CSDL
Kiến trúc của HQT CSDL
Các tính năng của HQT CSDL
Các khái niệm
Ngôn ngữ CSDL
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
10
Quá trình phát triển
Tập tin (File)
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
11
Quá trình phát triển (tt)
Hạn chế
Dữ liệu bị trùng lắp và dư thừa
Thiếu tính nhất quán giữa các dữ liệu
Khó khăn trong việc truy xuất
Việc chia sẻ dữ liệu bị hạn chế
Khó khôi phục
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
12
Quá trình phát triển (tt)
Cơ sở dữ liệu (Database)
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
13
Nội dung chi tiết
Giới thiệu
Quá trình phát triển
Một số đặc tính của CSDL
Tính tự mô tả
Tính độc lập giữa chương trình và dữ liệu
Tính trừu tượng dữ liệu
Tính nhất quán
Các cách nhìn dữ liệu
Người sử dụng CSDL
Kiến trúc của HQT CSDL
Các tính năng của HQT CSDL
Các khái niệm
Ngôn ngữ CSDL
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
14
Tính tự mô tả
Hệ CSDL không chỉ chứa bản thân CSDL mà còn chứa định nghĩa đầy đủ (mô tả) của CSDL
Các định nghĩa được lưu trữ trong catalog
Chứa các thông tin về cấu trúc tập tin, kiểu và dạng thức lưu trữ của mỗi thành phần dữ liệu và những ràng buộc dữ liệu
Dữ liệu trong catalog gọi là meta-data (data of data)

Các CTƯD có thể truy xuất đến nhiều CSDL nhờ thông tin cấu trúc được lưu trữ trong catalog
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
15
Tính độc lập
Vì định nghĩa về cấu trúc CSDL được lưu trữ trong catalog nên khi có thay đổi nhỏ về cấu trúc ta ít phải sửa lại chương trình
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
16
Tính trừu tượng
Hệ CSDL cho phép trình bày dữ liệu ở một mức trừu tượng cho phép, nhằm che bớt những chi tiết lưu trữ thật của dữ liệu
Trừu tượng hóa dữ liệu
Mô hình dữ liệu
Đối tượng
Thuộc tính của đối tượng
Mối liên hệ
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
17
Tính nhất quán
Lưu trữ dữ liệu thống nhất
Tránh được tình trạng trùng lắp thông tin
Có cơ chế điều khiển truy xuất dữ liệu hợp lý
Tránh được việc tranh chấp dữ liệu
Bảo đảm dữ liệu luôn đúng tại mọi thời điểm

Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
18
Các cách nhìn dữ liệu
Hệ CSDL cho phép nhiều người dùng thao tác lên cùng một CSDL
Mỗi người đòi hỏi một cách nhìn (view) khác nhau về CSDL
Một view là
Một phần của CSDL hoặc
Dữ liệu tổng hợp từ CSDL
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
19
Nội dung chi tiết
Giới thiệu
Quá trình phát triển
Một số đặc tính của CSDL
Người sử dụng CSDL
Quản trị viên (Database Administrator - DBA)
Thiết kế viên (Database Designer)
Người dùng cuối (End User)
Kiến trúc của HQT CSDL
Các tính năng của HQT CSDL
Các khái niệm
Ngôn ngữ CSDL
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
20
Quản trị viên
Có trách nhiệm quản lý hệ CSDL
Cấp quyền truy cập CSDL
Điều phối và giám sát việc sử dụng CSDL


Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
21
Thiết kế viên
Chịu trách nhiệm về
Lựa chọn cấu trúc phù hợp để lưu trữ dữ liệu
Quyết định những dữ liệu nào cần được lưu trữ
Liên hệ với người dùng để nắm bắt được những yêu cầu và đưa ra một thiết kế CSDL thỏa yêu cầu này
Có thể là 1 nhóm các DBA quản lý các CSDL sau khi việc thiết kế hoàn tất
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
22
Người dùng cuối
Người ít sử dụng
Ít khi truy cập CSDL, nhưng cần những thông tin khác nhau trong mỗi lần truy cập và dùng những câu truy vấn phức tạp
Người quản lý
Người sử dụng thường xuyên
Thường xuyên truy vấn và cập nhật CSDL nhờ vào một số các chức năng đã được xây dựng sẳn
Nhân viên
Người sử dụng đặc biệt
Thông thạo về HQT CSDL, tự xây dựng những truy vấn phức tạp cho công việc
Kỹ sư, nhà khoa học, người phân tích,…
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
23
Nội dung chi tiết
Giới thiệu
Quá trình phát triển
Một số đặc tính của CSDL
Người sử dụng CSDL
Kiến trúc của HQT CSDL
Các tính năng của HQT CSDL
Các khái niệm
Ngôn ngữ CSDL
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
24
Kiến trúc của HQT CSDL
Kiến trúc 3 lược đồ
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
25
Kiến trúc của HQT CSDL (tt)
Mức trong (lược đồ trong)
Mô tả cấu trúc lưu trữ vật lý CSDL
Mức quan niệm (lược đồ quan niệm)
Mô tả cấu trúc của toàn thể CSDL cho 1 cộng đồng người sử dụng, gồm thực thể, kiểu dữ liệu, mối liên hệ và ràng buộc
Che bớt các chi tiết của cấu trúc lưu trữ vật lý
Mức ngoài (lược đồ ngoài)
Còn gọi là mức khung nhìn (view)
Mô tả một phần của CSDL mà 1 nhóm người dùng quan tâm đến và che dấu phần còn lại của CSDL đối với nhóm người dùng đó
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
26
Kiến trúc của HQT CSDL (tt)
Độc lập dữ liệu
Độc lập logic
Khả năng thay đổi lược đồ quan niệm mà không thay đổi lược đồ ngoài hoặc các CTƯD
Độc lập vật lý
Khả năng thay đổi lược đồ trong mà không làm thay đổi lược đồ quan niệm cũng như lược đồ ngoài
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
27
Kiến trúc của HQT CSDL (tt)
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
28
Nội dung chi tiết
Giới thiệu
Quá trình phát triển
Một số đặc tính của CSDL
Người sử dụng CSDL
Kiến trúc của HQT CSDL
Các tính năng của HQT CSDL
Các khái niệm
Ngôn ngữ CSDL
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
29
Các tính năng của HQT CSDL
Kiểm soát được tính dư thừa của dữ liệu
Tích hợp các nhu cầu dữ liệu của người dùng để xây dựng một CSDL thống nhất
Chia sẻ dữ liệu
Trong môi trường đa người dùng, các HQT phải cho phép truy xuất dữ liệu đồng thời
Hạn chế những truy cập không cho phép
Từng người dùng và nhóm người dùng có một tài khoản và mật mã để truy xuất dữ liệu
Cung cấp nhiều giao diện
HQT cung cấp ngôn ngữ giữa CSDL và người dùng
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
30
Các tính năng của HQT CSDL (tt)
Đảm bảo các ràng buộc toàn vẹn
RBTV (Integrity Constraints) là những qui định cần được thỏa mãn để đảm bảo dữ liệu luôn phản ánh đúng ngữ nghĩa của thế giới thực
Một số RB có thể được khai báo với HQT và HQT sẽ tự động kiểm tra. Một số RB khác được kiểm tra nhờ CTƯD
Khả năng sao lưu dự phòng khi gặp sự cố
Có khả năng khôi phục dữ liệu khi có sự hư hỏng về phần cứng hoặc phần mềm
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
31
Các tính năng của HQT CSDL (tt)
Các tính năng khác
Chuẩn hóa
Cho phép DBA định nghĩa và bắt buộc áp dụng một chuẩn thống nhất cho mọi người dùng
Uyển chuyển
Khi nhu cầu công việc thay đổi, cấu trúc CSDL rất có thể thay đổi, HQT cho phép thêm hoặc mở rộng cấu trúc mà không làm ảnh hưởng đến CTƯD
Giảm thời gian phát triển ứng dụng
Tính khả dụng
Khi có một sự thay đổi lên CSDL, tất cả người dùng đều thấy được
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
32
Nội dung chi tiết
Giới thiệu
Quá trình phát triển
Một số đặc tính của CSDL
Người sử dụng CSDL
Các tính năng của HQT CSDL
Kiến trúc của HQT CSDL
Các khái niệm
Mô hình dữ liệu (Data Model)
Lược đồ CSDL (Database Schema)
Thể hiện CSDL (Database Instance)
Ngôn ngữ CSDL
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
33
Mô hình dữ liệu
Bao gồm
Các khái niệm biểu diễn dữ liệu
Các phép toán xử lý dữ liệu

Phân loại
Mô hình mức cao
Mô hình cài đặt
Mô hình mức thấp
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
34
Mô hình dữ liệu (tt)
Mô hình mức cao
Cung cấp các khái niệm gần gũi với người dùng
Mô hình phải tự nhiên và giàu ngữ nghĩa
VD: mô hình thực thể kết hợp (ER), mô hình đối tượng…
Mô hình cài đặt
Đưa ra các khái niệm người dùng có thể hiểu được nhưng không quá xa với cách dữ liệu được tổ chức thật sự trên máy tính
VD: mô hình quan hệ, mô hình mạng, mô hình phân cấp
Mô hình mức thấp (mô hình vật lý)
Đưa ra các khái niệm mô tả chi tiết về cách thức dữ liệu được lưu trữ trong máy tính
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
35
Ví dụ mô hình ER
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
36
Ví dụ mô hình đối tượng
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
37
Ví dụ mô hình quan hệ
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
38
Ví dụ mô hình mạng
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
39
Ví dụ mô hình phân cấp
Mức 2:
Mức 1:
Mức 3:
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
40
Lược đồ CSDL
Là các mô tả về cấu trúc và ràng buộc trên CSDL
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
41
Thể hiện
Là dữ liệu hiện thời được lưu trữ trong CSDL ở một thời điểm nào đó
Còn gọi là tình trạng của CSDL
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
42
Nội dung chi tiết
Giới thiệu
Quá trình phát triển
Một số đặc tính của CSDL
Người sử dụng CSDL
Các tính năng của HQT CSDL
Kiến trúc của HQT CSDL
Các khái niệm
Ngôn ngữ CSDL
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
43
Ngôn ngữ CSDL
Ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu
(DDL – Data Definition Language)
Xác định ra lược đồ quan niệm

Ngôn ngữ lưu trữ dữ liệu
(SDL – Storage Definition Language)
Ngôn ngữ định nghĩa lược đồ trong

Ngôn ngữ định nghĩa khung nhìn
(VDL – View Definition Language)
Ngôn ngữ định nghĩa lược đồ ngoài
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
44
Ngôn ngữ CSDL (tt)
Ngôn ngữ thao tác dữ liệu
(DML – Data Manipulation Language)
Cho phép truy xuất, thêm, xóa, sửa dữ liệu
Mức cao (phi thủ tục)
Mức thấp (thủ tục)
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
45
Bài tập về nhà
Đọc ‘Kiến trúc của HQT CSDL’
Chương 1, phần 1.2, trang 9 – 15
Cơ sở dữ liệu - Khoa CNTT - ĐH KHTN TPHCM
46