CSDL.Ch1.Tong quan ve CSDL.ppt

Ts. Nguyễn An Tế
Ths. Bùi Xuân Huy
Khoa Công Nghệ Thông Tin Kinh Doanh
huybx@ueh.edu.vn
(2022)
Cơ sở dữ liệu
Chương 1: Tổng quan về CSDL

(2022) Chương 1: Tổng quan về CSDL
2
Mục tiêu
 Hiểu những khái niệm cơ bản liên quan đến cách tổ chức
CSDL
 Hiểu các chức năng của hệ quản trị CSDL
 Hiểu quy trình mô hình hóa dữ liệu
 Biết một số mô hình dữ liệu

3
Tài liệu tham khảo
 Tài liệu tiếng Anh
Garcia-Molina H., Ullman J. D., & Widom J., Database System: The
complete book, 2nd Edition, Prentice Hall, 2008.
Elmasri R., & Navathe S. B., Fundamentals of Database Systems,
7th Edition, Addison-Wesley, 2015.
Maier D., Theory of Relational Databases, 1st Edition, Computer Science
Press, 1983.
 Tài liệu tiếng Việt
Nguyễn An Tế, Nguyễn Thúy Ngọc & Nguyễn Kiều Oanh, CSDL: Nhập
môn và thực hành, NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2015.

4
Nội dung
1. Cơ sở dữ liệu
2. Hệ quản trị CSDL
3. Mô hình hóa dữ liệu
4. Một số mô hình dữ liệu

5
 Dữ liệu
Tri thức
(Knowledge)
Thông tin
(Information)
Dữ liệu
(Data)

6
1. Cơ sở dữ liệu (tt.)
 Chủng loại DL  lãnh vực ứng dụng
● text
● images
● audio
● video

7
 Khái niệm CSDL (database)
● tập hợp/tổ chức DL một cách có hệ thống
● khối lượng DL lớn
● DL được lưu trữ thường trực (dài hạn) trên bộ nhớ thứ cấp
● phục vụ nhiều người dùng, đa mục tiêu: users, applications
 Ví dụ
● kinh doanh
● chính trị, xã hội
● . . .

8
 Nhiều người dùng, đa mục tiêu: yêu cầu về tính đúng đắn
● phù hợp về nội dung: thỏa mãn nhu cầu đa dạng
(ngữ nghĩa phụ thuộc người sử dụng/ứng dụng)
● chính xác về nội dung: nhất quán và phản ánh đúng thực tại

9
 Nhiều người dùng, đa mục tiêu: yêu cầu về tính đầy đủ
● Quyền hạn khai thác của mỗi nhóm đối tượng
● thể hiện, biểu diễn  nhận thức, hiệu quả “tiếp nhận”
● sự tiến hóa của nhu cầu

10
 Nhiều người dùng, đa mục tiêu: yêu cầu về th.gian đáp ứng
● lưu trữ hiệu quả
● xử lý hiệu quả
● truyền thông hiệu quả

11
 Yêu cầu khác
● dễ thích ứng với sự thay đổi môi trường khai thác: platform,
#users, …
● an toàn / bảo mật

12
Software Information System

13
Nội dung
● Các đặc trưng
● Các chức năng
● Kiến trúc

14
 Hệ quản trị CSDL (Database Management System – DBMS):
phần mềm hỗ trợ
● tổ chức lưu trữ nhiều CSDL
● khai thác hiệu quả nhiều CSDL
 Sản phẩm phổ biến hiện nay
● Oracle
● SQL Server
● MySQL
● . . .

15
2. Hệ quản trị CSDL (tt.)
 Minh họa
CSDL1
DBMS
Ứng dụng 1
Utilisateur
CSDL2
Ứng dụng 2
Ứng dụng 3
Utilisateur

16
 Đầu thập kỷ 60: hệ thống quản lý tập tin (File System)
Hệ
thống
quản
lý
tập
tin
tập tin
tập tin
tập tin
Quản lý dữ liệu
Quản lý dữ liệu
Ứng dụng 1
Ứng dụng 2

17
 Hạn chế của hệ thống quản lý tập tin
● truy cập kém hiệu quả
● trùng lắp thông tin, thiếu nhất quán
● giới hạn sự truy cập đồng thời
● an toàn và bảo mật dữ liệu không cao

18
 Nửa cuối thập kỷ 60: DBMS thế hệ thứ 1
● mô hình mạng
● mô hình phân cấp
 Từ thập kỷ 70: DBMS thế hệ thứ 2
● mô hình quan hệ
● mô hình hướng đối tượng

19
2.1 Các đặc trưng – Độc lập dữ liệu
 Độc lập vật lý: độc lập tương đối giữa DL trong thực tế với
cấu trúc lưu trữ
● xử lý dữ liệu mà không lo ngại nhiều về phương pháp lưu trữ
nhờ vào các mô hình dữ liệu
 Độc lập luận lý: thể hiện DL dưới nhiều góc nhìn khác nhau
● giữa các ứng dụng khác nhau
● giữa những NSD/nhóm NSD khác nhau

20
2.1 Đặc trưng – Khai thác hiệu quả
 Truy cập hiệu quả
● các ngôn ngữ cấp cao (NSD không quan tâm đến cấu trúc lưu
trữ vật lý)
● quản lý các truy cập đồng thời
 Không trùng lắp thông tin: nhất quán dữ liệu
● hiệu quả cập nhật >> hiệu quả lưu trữ
 Bảo mật dữ liệu
 An toàn dữ liệu

 CSDL
● dữ liệu (data): mô tả thế giới thực
● từ điển dữ liệu (data dictionnary / metadata)
 dữ liệu dùng để mô tả cho những dữ liệu khác
21
2.1 Các đặc trưng – Mô tả dữ liệu

22
2.2 Các chức năng
 Tạo lập các CSDL
● định nghĩa dữ liệu: Data Definition Language – DDL
 Xử lý dữ liệu
● thêm, sửa, xóa: Data Manipulation Language – DML
 Truy vấn dữ liệu
● khai thác: Data Query Language – DQL

23
2.2 Các chức năng (tt.)
 Chia sẻ dữ liệu: quản lý các truy cập đồng thời
 Bảo mật dữ liệu: quyền truy cập (username, password)
 An toàn dữ liệu: backup, restore
 Giao diện: ngôn ngữ, công cụ mạnh
 Dữ liệu “tập trung” (ngữ nghĩa): nhất quán, không trùng lắp

24
2.3 Kiến trúc
 ANSI / SPARC Model: 3 mức thể hiện dữ liệu
Sơ đồ trong
CSDL
Sơ đồ quan niệm
Sơ đồ
ngoài SE1
Ứng dụng A1
Sơ đồ
ngoài SE2
Sơ đồ
ngoài SE3
Ứng dụng A2 Ứng dụng A3 Ứng dụng A4
Góc nhìn
ứng dụng
Tầng
giao tiếp
Góc nhìn
hệ thống

25
2.3 Kiến trúc (tt.)
 Sơ đồ trong (internal schema)
● biểu diễn dữ liệu: cấu trúc lưu trữ
● phương pháp truy cập: chỉ mục, …
 Sơ đồ quan niệm (conceptual schema)
● cái nhìn toàn diện về dữ liệu trong phạm vi ứng dụng
● dựa trên các mô hình dữ liệu
 Sơ đồ ngoài (external schema)
● góc nhìn giới hạn: biểu diễn từng phần dữ liệu tùy theo NSD /
nhóm NSD

26
Nội dung
● Mô hình dữ liệu
● Các mức trừu tượng hóa

27
 Biểu diễn DL, thể hiện ngữ nghĩa của DL
● thế giới thực  máy tính
● phụ thuộc mức độ trừu tượng

28
3. Mô hình hóa dữ liệu (tt.)
Cách tiếp cận
Phương pháp
Công cụ hỗ trợ
Mô hình DL
Mô hình hóa
DL

29
 Mô hình DL (data model)
● sơ đồ
● ngôn ngữ hình thức
 Chọn lựa mô hình DL ?

30
 Cách tiếp cận (approach)
● “a way of dealing with something; a way of doing or thinking
about something” (Merriam-Webster)
● nguyên lý cơ sở, nền tảng
● mang tính định hướng
 Phương pháp (method)
● các bước thực hiện

31
 Công cụ hỗ trợ
● mô tả, biểu diễn DL
● nội dung: chuyển đổi mức trừu tượng (cao / thấp hơn),
thay đổi mô hình, đánh giá, . . .
● tiện ích: lập tài liệu kỹ thuật, triển khai, . . .

32
Quan niệm
(Conceptual)
Luận lý
(Logical)
Tổ chức
(Organizational)
Vật lý
(Physical)
 Các mức trừu tượng hóa  các giai đoạn triển khai

33
3.1 Mức quan niệm (Conceptual level)
 Sơ đồ quan niệm DL
● trả lời câu hỏi WHAT
● độc lập với môi trường cài đặt
 Yêu cầu về chất lượng mô hình hóa
● chính xác, đầy đủ (trong phạm vi ứng dụng)
● rõ ràng, dễ hiểu

34
3.2 Mức luận lý (Logical level)
 Sơ đồ logic DL
● trả lời câu hỏi HOW
● góc nhìn ứng dụng: khác với ANSI / SPARC model
● góc nhìn hệ thống: độc lập tương đối với môi trường cài đặt
● hiệu quả (nhiều yếu tố)

35
3.3 Mức tổ chức (Organizational level)
 Sơ đồ tổ chức DL
● trả lời câu hỏi HOW
● mức sites: tổ chức lưu trữ thành nhiều CSDL
● độc lập tương đối với môi trường cài đặt

36
3.4 Mức vật lý (Physical level)
 Sơ đồ vật lý DL
● tổ chức lưu trữ thành nhiều CSDL
● mức servers
● phụ thuộc vào môi trường cài đặt (DBMS)

37
Nội dung
● Mô hình DL phân cấp (Hierarchical Data Model)
● Mô hình DL mạng (Network Data Model)
● Mô hình DL quan hệ (Relational Data Model)
● Mô hình thực thể-mối kết hợp (Entity-Relationship Model)
● Mô hình DL hướng đối tượng (Object-Oriented Data Model)
● XML (Extensible Markup Language)

38
 Các thành phần chính của một mô hình DL
● ngôn ngữ định nghĩa DL: Data Definition Language
● ngôn ngữ xử lý (+ truy vấn) DL: Data Manipulation Language

39
4. Một số mô hình dữ liệu (tt.)
Hierarchical
1960s
Network
Entity-Relationship
Object-Oriented
Object-Relational
XML
1969
1997
Relational
1970
1976
1980s
1990s

40
4.1 Mô hình DL phân cấp
 Mô hình tổ chức DL theo hình cây
● nút: entity type
● cạnh: relationship
● truy vấn: path navigation

41
4.2 Mô hình DL mạng
 Mô hình tổ chức DL dưới dạng đồ thị
● nút: entity type
● cạnh: relationship
● truy vấn: path navigation

42
4.3 Mô hình DL quan hệ
 Mô hình DL quan hệ
● E. F. Codd, A Relational Model for Large Shared Data Banks,
Communications of ACM, 1970
● được áp dụng trong hầu hết các DBMS phổ biến: MS SQL
Server, Oracle, DB2, …
 Những thành phần chính
● ngôn ngữ mô tả cấu trúc của dữ liệu
● ngôn ngữ mô tả các ràng buộc trên dữ liệu
● các loại toán tử / phép toán thao tác trên dữ liệu

43
4.4 Mô hình ER
 Thường được sử dụng để mô hình hóa DL ở mức quan niệm
● khả năng diễn đạt ngữ nghĩa
● không có ngôn ngữ xử lý dữ liệu, không có DBMS
 Các khái niệm cơ bản
● thực thể (entity)
● thuộc tính (attribute)
● loại thực thể (entity type)
● mối kết hợp (relationship)
● loại mối kết hợp (relationship type)

44
4.5 Mô hình DL hướng đối tượng
 Dựa trên cách tiếp cận hướng đối tượng
● class diagram
● complex object, object identity
● class, attribute, behavior, association
● encapsulation
● inheritance, overriding, overloading, late binding
 CSDL hướng đối tượng (OODB)
● ODL: application-independent, application-dependent
● OQL
 chủ đề riêng

45
4.6 Mô hình đối tượng-quan hệ
 Hybrid: OO + Relational
● hạn chế trong việc biểu diễn DL của mô hình quan hệ
● độ phức tạp của mô hình hướng đối tượng

46
4.7 XML
 HTML
 SGML (Standard Generalized Markup Language)
 XML: DL bán cấu trúc (semi-structured)
● DTD
● XML schemas
● XPath, XQuery, XSL

47
Thảo luận

CSDL.Ch1.Tong quan ve CSDL.ppt

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to CSDL.Ch1.Tong quan ve CSDL.ppt

Similar to CSDL.Ch1.Tong quan ve CSDL.ppt (20)

CSDL.Ch1.Tong quan ve CSDL.ppt