Chương 1: Tổng quan về hệ quản trị cơ sở dữ liệu (Database management system-DBMS)

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU(Database Management System-DBMS)Nội dungGiới thiệu tổng quan về hệ quản trị cơ sở dữ liệu (Overview of DBMS)Ví dụ một cơ sở dữ liệu Đặc điểm của cơ sở dữ liệu (Characteristics of the Database)Người sử dụng cơ sở dữ liệuHệ quản trị cơ sở dữ liệu và hệ thống file (DBMS vs. File-based system)Thuận lợi của cách tiếp cận cơ sở dữ liệu (Advantages of using the DBMS approach)Giới thiệu tổng quan về DBMSDữ liệu và thông tin (Data and Information)Dữ liệu (Data)Sự biểu diễn các sự vật, đối tượng trong thế giới thực cấu thành những khối thông tinDữ liệu là thành phần chính của hệ quản trị cơ sở dữ liệu.Dữ liệu không truyền đạt được thông tin có ích.Dữ liệu có cấu trúc: số, ngày, chuỗi ký tự, Dữ liệu không có cấu trúc: hình ảnh, âm thanh, đoạn phim, Siêu dữ liệu (Meta data)Là dữ liệu dùng để mô tả các tính chất/đặc điểm của dữ liệu.Thông tin (Information):Dữ liệu đã được xử lý và truyền tải những thông tin có ích.Giới thiệu tổng quan về DBMSCơ sở dữ liệu (Database): Là tập hợp các dữ liệu được quan hệ theo một cách có nghĩa mà nó có thể được truy cập theo những trình tự logic khác nhau.Đặc điểm chính của dữ liệu trong cơ sở dữ liệu là:Có cấu trúc.Có quan hệĐược truy cập theo những trình tự logic khác nhau.Giới thiệu tổng quan về DBMSHệ quản trị cơ sở dữ liệu (Database Management system-DBMS): Là hệ thống các phần mềm hỗ trợ người dùng có thể phân tích, thiết kế, duy trì và khai thác CSDL.Các DBMS thông dụng: Visual FoxPro, Microsoft Access, SQL Server, DB2, Oracle hầu hết các DBMS hiện nay đều dựa trên mô hình quan hệ.Giới thiệu tổng quan về DBMSChức năng của DBMS:Định nghĩa cơ sở dữ liệu: Xác định kiểu dữ liệu, các cấu trúc dữ liệu và các ràng buộc dữ liệu lưu trữ trong cơ sở dữ liệu.Xây dựng cơ sở dữ liệu: Tiến trình lưu trữ trong cơ sở dữ liệu và được điều khiển bởi hệ quản trị cơ sở dữ liệu.Giới thiệu tổng quan về DBMSThao tác cơ sở dữ liệu:Truy vấn cơ sở dữ liệu (querying the database)Cập nhật cơ sở dữ liệu (updating the database): phản ánh sự thay đổi dữ liệu từ thế giới thực.Kết xuất dữ liệu.Giới thiệu tổng quan về DBMSMôi trường của hệ cơ sở dữ liệuGiới thiệu tổng quan về DBMSMô hình dữ liệu (Database Models):Một tập các công cụ dùng để mô tả cơ sở dữ liệu (data, relationships, sematics, constraints) ở mức trừu tượng.Mức trừu tượng (Levels of abstraction)Mô hình dữ liệu khái niệm (Conceptual Data Model): Sự mô tả dữ liệu ở mức cao Giúp dễ dàng hiểu rõ các yêu cầu.Mô hình dữ liệu biểu diễn (Representational Data Model) Mô tả sự biểu diễn logic của dữ liệu dữ liệu Mô hình dữ liệu vật lý (Physical Data Model)Mô tả chi tiết các định dạng bản ghi, cấu trúc tập tin, Giới thiệu tổng quan về DBMSMột DBMS có những tính năngNgôn ngữ giao tiếp giữa người sử dụng và CSDLTừ điển dữ liệu (Data Dictionary)Bảo mật (security)Cơ chế giải quyết tranh chấp dữ liệuCơ chế sao lưu (backup), phục hồi (restore)Đảm bảo tính độc lập giữa dữ liệu và chương trìnhNgôn ngữ của DBMSNgôn ngữ mô tả dữ liệu (DDL – Data Definition Language): Khai báo cấu trúc CSDL, các mối liên hệ của dữ liệu, các quy định, ràng buộc dữ liệu.Ngôn ngữ thao tác dữ liệu (DML – Data Manipulation Language): Thực hiện thao tác thêm, xóa, sửa dữ liệu.Ngôn ngữ của DBMSNgôn ngữ truy vấn có cấu trúc (SQL – Structured Query Language): Sử dụng truy vấn để khai thác những thông tin cần thiết.Ngôn ngữ quản lý dữ liệu (DCL – Data Control Language) Thay đổi cấu trúc bảng, khai báo bảo mật, cấp quyền cho người sử dụng.Ví dụ cơ sở dữ liệu UNIVERSITY Cơ sở dữ liệu University lưu trữ thông tin về students, courses, grades trong một trường đại học.Ví dụ cơ sở dữ liệu UNIVERSITY Các đặc điểm của cơ sở dữ liệuTính tự mô tả của hệ cơ sở dữ liệuĐịnh nghĩa và mô tả về cấu trúc và các ràng buộc của cơ sở dữ liệu được lưu trữ trong một danh mục được gọi là meta-data.Đặc điểm này cho phép các phần mềm hệ quản trị cơ sở dữ liệu làm việc với các cơ sở dữ liệu khác nhau.Tính độc lập dữ liệu và chương trìnhCấu trúc của các tập tin lưu trữ trong các hệ quản trị cơ sở dữ liệu là riêng biệt do đó sự thay đổi các cấu trúc lưu trữ dữ liệu không làm thay đổi các chương trình truy cập vào hệ quản trị cơ sở dữ liệu.Các đặc điểm của cơ sở dữ liệuTính trừu tượng (Data Abstraction)Hệ quản trị cơ sở dữ liệu chỉ cung cấp việc biểu diễn dữ liệu ở mức khái niệm và che giấu chi tiết và cách thức lưu trữ dữ liệu.Tính trừu tượng hóa giúp bảo đảm tính độc lập chương trình và dữ liệu.Hỗ trợ nhiều cách nhìn cơ sở dữ liệu:Một cơ sở dữ liệu có nhiều người dùng, mỗi người đòi hỏi một cách nhìn (view) khác nhau về cơ sở dữ liệuView là một thành phần của cơ sở dữ liệu.Các đặc điểm của cơ sở dữ liệuChia sẽ dữ liệu và xử lý đa tiến trìnhCho phép nhiều người dùng cùng truy cập cơ sở dữ liệu tại cùng một thời điểmĐiều khiển các tiến trình đồng thời bên trong DBMS, bảo đảm rằng mỗi giao dịch được thực hiện chính xác hay hủy hoàn toàn.Các mức trừu tượng dữ liệuMức vật lý (Physical level or internal level)Là mức lưu trữ cấu trúc CSDL chi tiết ở mức thấp. Dành cho người quản trị và người sử dụng chuyên môn.Mức logic (Logical level or conceptual level)Mô tả dữ liệu gì được lưu trữ trong CSDL và mối quan hệ giữa các dữ liệu nàyMức view (View level or external level) Đây là mức cao nhất của trừu tượng dữ liệu, nó là cách nhìn riêng biệt của người dùng với cơ sở dữ liệu.Các mức trừu tượng dữ liệuNgười dùng cơ sở dữ liệuCác đối tượng người dùng giao tiếp với cơ sở dữ liệu:Người dùng cơ sở dữ liệuNgười quản trị CSDL (Database Administrator)Cấp quyền truy cậpĐiều hành và giám sát việc sử dụng CSDLYêu cầu tài nguyên phần mềm và phần cứng khi cầnNgười thiết kế CSDL (Database Designer)Chịu trách nhiệm về việc xác định dữ liệu lưu trữ, chọn cấu trúc thích hợp để biểu diễn và lưu trữ dữ liệu.Liên hệ với người dùng để nắm bắt các yêu cầu và đưa ra các thiết kế phù hợpTrở thành thành viên quản trị khi thiết kế hoàn tấtNgười dùng cơ sở dữ liệuNgười dùng (Database User)Người lập trình ứng dụng (Application Programmer)Các kỹ sư phần mềmNhóm người hỗ trợ: thiết kế cài đặt HQT CSDL, phát triển các công cụ hổ trợ thiết kế, vận hành và duy trì môi trường cho hệ CSDLNgười dùng cuối (End user)Người ít sử dụngNgười dùng thường xuyênHệ tập tin (File system)Là tập hợp các tập tin riêng lẻ phục vụ cho một mục đích của đơn vị sử dụng.Ưu điểm: Triển khai ứng dụng nhanhKhả năng đáp ứng nhanh chóng, kịp thời (vì chỉ phục vụ cho mục đích hạn hẹp)Khuyết điểm:Trùng lắp dữ liệu lãng phí, dữ liệu không nhất quánChi phí caoChia sẻ dữ liệu kémThuận lợi của cách tiếp cận CSDLQuản lý dữ liệu tập trung (Centralized data management)Giảm dư thừa (Reducing redundancies )Quản lý dữ liệu hiệu quả hơn.Cung cấp duy trì việc lưu trữ của các cấu trúc dữ liệu và đối tượng chương trình.Cung cấp cơ chế sao lưu và phục hồi dữ liệu.Tính độc lập dữ liệu (Data Independence)Các chương trình độc lập với sự thay đổi về cấu trúc lưu trữ dữ liệu.DBMS cung cấp giao diện giữa chương trình ứng dụng và dữ liệu.