Bài giảng Cơ sở dữ liệu và quản trị cơ sở dữ liệu - Chương 1:Tổng quan về cơ sở dữ liệu - Nguyễn Vương Thịnh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAMKHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TINBÀI GIẢNG HỌC PHẦNCƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆUGiảng viên: ThS. Nguyễn Vương ThịnhBộ môn: Hệ thống thông tinHải Phòng, 2016Chương 1TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU2Thông tin về giảng viênHọ và tênNguyễn Vương ThịnhĐơn vị công tácBộ môn Hệ thống thông tin – Khoa Công nghệ thông tinHọc vịThạc sỹChuyên ngànhHệ thống thông tinCơ sở đào tạoTrường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc Gia Hà NộiNăm tốt nghiệp2012Điện thoại0983283791Emailthinhnv@vimaru.edu.vnWebsiteông tin về học phầnTên học phầnCơ sở dữ liệu và quản trị cơ sở dữ liệuTên tiếng AnhDatabase and Database ManagementMã học phần17425Số tín chỉ04 tín chỉ (LT: 45 tiết, TH: 30 tiết)Bộ môn phụ tráchHệ thống thông tinPHƯƠNG PHÁP HỌC TẬP, NGHIÊN CỨUNghe giảng, thảo luận, trao đổi với giảng viên trên lớp.Tự nghiên cứu tài liệu và làm bài tập ở nhà.PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁSV phải tham dự ít nhất 75% thời gian.Có 02 bài kiểm tra viết giữa học phần (X2 = (L1 + L2)/2), 01 bài kiểm tra thực hành (X3). Điểm quá trình X = (X2 + X3)/2.Thi kết thúc học phần bằng hình thức trắc nghiệm khách quan trên máy tính (Z = 0.5X + 0.5Y).4Tài liệu tham khảoElmasri, Navathe, Somayajulu, Gupta, Fundamentals of Database Systems (the 4th Edition), Pearson Education Inc, 2004.Nguyễn Tuệ, Giáo trình Nhập môn Hệ Cơ sở dữ liệu, Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam, 2007. Nguyễn Kim Anh, Nguyên lý của các hệ Cơ sở dữ liệu, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, 2004.5Tài liệu tham khảoTỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU 1.1. KHÁI NIỆM VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU1.2. HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU1.3. CÁC MỨC TRỪU TƯỢNG VÀ CÁC MÔ HÌNH DỮ LIỆU1.4. SỰ ĐỘC LẬP DỮ LIỆU VÀ LƯỢC ĐỒ 03 MỨC671.1. KHÁI NIỆM VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆUCơ sở dữ liệu (Database) có thể xem là một tập hợp các dữ liệu có quan hệ với nhau (related data).Dữ liệu (Data) là thông tin về những sự kiện đã biết (sự vật, hiện tượng/đối tượng trong thế giới thực), được ghi lại trên các phương tiện lưu trữ và mang một ý nghĩa ngầm định.Ông Smith là một người đàn ông trung niên (khoảng 45 tuổi) làm nghề giáo viênNameSexAgeJobTonyM50DoctorSmithM45TeacherMarryF22StudentTomM26PoliceDữ liệu (data)Cơ sở dữ liệu (Database)Thông tin(Information)NameSexAgeJobSmithM45Teacher8CÁC THUỘC TÍNH CỦA CƠ SỞ DỮ LIỆU:Cơ sở dữ liệu thường phản ánh một khía cạnh nào đó của thế giới thực (miniworld). Mọi thay đổi của thế giới thực trong phạm vi đó đều phải được phản ánh trong cơ sở dữ liệu.Ông Smith chuyển từ nghề giáo viên sang làm nhân viên phát hành sách (book seller)JobBook SellerNameSexAgeJobSmithM45Teacher9Cơ sở dữ liệu là một tập hợp dữ liệu có quan hệ logic chặt chẽ với nhau và mang một ý nghĩa nào đó. Một tập hợp hỗn tạp và ngẫu nhiên của dữ liệu không thể xem là một cơ sở dữ liệu.10Một cơ sở dữ liệu được thiết kế, xây dựng và lưu trữ dữ liệu cho một mục đích cụ thể nào đó. Nó hướng tới một nhóm người dùng và những ứng dụng mà nhóm người dùng này quan tâm. Nhà quản lýNhân viênCSDL giao nhận Container tại bãiPhần mềm quản lý giao nhận Container tại bãi111.2. HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU1.2.1. KHÁI NIỆMHệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS): là một tập hợp các chương trình phần mềm cho phép tạo ra (create) và duy trì, khai thác (maintain) các cơ sở dữ liệu.121.2.2. CHỨC NĂNG CỦA HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆUHệ quản trị CSDL là một hệ thống phần mềm có tính năng tổng quát, cung cấp các chức năng cho phép định nghĩa (thiết kế) (defining), xây dựng (constructing), khai thác (manipulating) và chia sẻ (sharing) các cơ sở dữ liệu giữa những người dùng và ứng dụng khác nhau. A. Định nghĩa/Thiết kế CSDL (Defining): xác định ra các kiểu dữ liệu, các cấu trúc, các ràng buộc đối với dữ liệu được lưu trữ.B. Xây dựng CSDL (Constructing): là tiến trình lưu trữ bản thân dữ liệu của CSDL lên các thiết bị lưu trữ dưới sự điều khiển của hệ quản trị CSDL. 13C. Khai thác CSDL (Manipulating): bao gồm các chức năng như truy vấn để lấy về dữ liệu, cập nhật CSDL để phản ánh những thay đổi của thế giới thực, kết xuất các báo biểu (report) từ dữ liệuD. Chia sẻ CSDL (Sharing): cho phép nhiều người dùng và ứng dụng truy xuất CSDL đồng thời.E. Bảo vệ CSDL (Protection):Bảo vệ hệ thống (System Protection): ngăn ngừa những sự cố có thể xảy ra đối với CSDL do sự hỏng hóc của phần cứng hoặc phần mềm.Bảo mật CSDL (Security Protection): ngăn ngừa những truy cập trái phép vào CSDL.F. Duy trì CSDL (Maintain): cho phép những thay đổi (tiến hóa) trong CSDL để phù hợp với sự thay đổi của thế giới thực. 14Người dùng/Lập trình viênChương trình ứng dụng/Truy vấn(Application Programs/Queries)Phần mềm xử lý truy vấn/chương trình(Software to process queries/programs)Phần mềm truy xuất dữ liệu được lưu trữ (Software to Access Stored Data)Dữ liệu cấu trúc(Meta – Data)Dữ liệu lưu trữ(Stored Database)Hệ quản trị CSDL151.3. CÁC MỨC TRỪU TƯỢNG DỮ LIỆU VÀ CÁC MÔ HÌNH DỮ LIỆU1.3.1. SỰ TRỪU TƯỢNG DỮ LIỆU (DATA ABSTRACTION) Cho phép tạo ra sự độc lập tương đối giữa chương trình và dữ liệu → Không cần thay đổi chương trình ứng dụng khi cấu trúc lưu trữ dữ liệu thay đổi. Hệ quản trị CSDL16Hệ quản trị CSDL cung cấp khả năng biểu diễn dữ liệu ở mức khái niệm (conceptual representation): ẩn giấu đi chi tiết của việc lưu trữ dữ liệu và thực thi các thao tác trên dữ liệu.Mô hình dữ liệu (Data Model) là một kiểu trừu tượng hóa cho phép biểu diễn dữ liệu ở mức khái niệm bằng cách sử dụng các khái niệm logic như: đối tượng (object), thuộc tính (property), liên kết giữa các đối tượng (relationship),...→ ẨN GIẤU ĐI CHI TIẾT VỀ VIỆC LƯU TRỮ VÀ THỰC THI TRÊN CƠ SỞ DỮ LIỆU.171.3.2. CÁC LOẠI MÔ HÌNH DỮ LIỆUMô hình dữ liệu mức khái niệm (Conceptual Data Model)Sử dụng các khái niệm gần gũi với nhận thức của người dùng cuối như: Thực thể (Entity), Thuộc tính (Attribute), Liên kết (Relationship),... Phụ ThuộcNgười Phụ ThuộcTình Trạng Sức KhỏeGiới TínhHọ TênQuan HệNgày SinhNNhân Viên1Họ TênChuyên MônTrình độNgoại NgữMã NV18B. Mô hình dữ liệu mức vật lý (Physical Data Model)Sử dụng các khái niệm mô tả chi tiết cách thức lưu trữ dữ liệu trên bộ nhớ → Chỉ phù hợp với các chuyên gia tin học, khó hiểu với người dùng cuối.Record 0Record 1Record 2Record 3Record 4Record 5Record 6Record 3P19C. Mô hình dữ liệu mức logic (Implementation Data Model): Là mức trung gian của 2 mức trên. Sử dụng các khái niệm có thể hiểu được với dùng cuối những cũng khá gần gũi với cách thức lưu trữ dữ liệu trên máy tính.LớpMã LớpTên LớpPhòng HọcHọc ViênMã HVTên HVNăm SinhĐiểm ThiMã LớpMã LớpTên LớpPhòng họcL1Word T001P203L2Word T002P204Mã HVTên HVNăm SinhĐiểm ThiMã LớpHV01An19845.5L1HV02Bình19897.0L2HV03Cường19856.5L1201.4. KIẾN TRÚC LƯỢC ĐỒ 03 MỨC VÀ SỰ ĐỘC LẬP DỮ LIỆUKhung nhìn ngoài(External View)Khung nhìn ngoài(External View)Lược đồ khái niệm(Conceptual Schema)Lược đồ trong(Internal Schema). . .MỨC NGOÀI(External Level)MỨC KHÁI NIỆM(Conceptual Level)MỨC TRONG(Internal Level)Ánh xạ mức ngoài – mức khái niệmÁnh xạ mức khái niệm – mức trongNgười dùng cuối(End User)CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐƯỢC LƯU TRỮ (Stored Database)21A. Mức trong (Internal Level)Bao gồm một lược đồ trong (Internal Schema) dùng để mô tả cấu trúc lưu trữ vật lý của cơ sở dữ liệu.Lược đồ trong sử dụng mô hình dữ liệu mức vật lý (physical data model) và mô tả hoàn chỉnh chi tiết của việc lưu trữ dữ liệu và cách thức truy cập dữ liệu vật lý.B. Mức khái niệm (Conceptual Level)Bao gồm lược đồ khái niệm mô tả cấu trúc của toàn bộ cơ sở dữ liệu ứng với một nhóm các người dùng.Lược đồ khái niệm che dấu đi chi tiết của cấu trúc lưu trữ vật lý và chỉ tập trung vào mô tả các thực thể, kiểu dữ liệu, liên kết giữa các thực thể, các thao tác của người dùng và các ràng buộc . 22C. Mức ngoài (External Level)Bao gồm một số các khung nhìn (user view) hay còn gọi là lược đồ ngoài (External Schema). Mỗi khung nhìn chỉ mô tả một phần của cơ sở dữ liệu mà một nhóm người dùng cụ thể quan tâm và che dấu toàn bộ phần còn lại đối với nhóm người dùng đó.SỰ ĐỘC LẬP DỮ LIỆU (DATA INDEPENDENCE)Độc lập dữ liệu mức logic: Là khả năng cho phép thay đổi lược đồ khái niệm mà không ảnh hưởng tới các lược đồ ngoài và chương trình ứng dụng.Độc lập dữ liệu mức vật lý: Là khả năng cho phép thay đổi lược đồ trong mà không ảnh hưởng tới lược đồ khái niệm.Q & A23