nghiên cứu, xây dựng cơ sở dữ liệu tích cực

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGÔ THỊ THANH HOÀ NGHIÊN CỨU, XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU TÍCH CỰC LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội, LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận văn “Nghiên cứu, xây dựng Cơ sở dữ liệu tích cực” là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các tài liệu, kết quả nêu trong luận văn là hoàn toàn trung thực, được trích dẫn và phát triển từ các tài liệu, tạp chí, website…. Ngô Thị Thanh Hoà 1 LỜI CẢM ƠN ời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS.Nguyễn Tuệ đã cho em nhiều ý kiến đóng góp quý báu, tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em về mặt kiến thức cũng như tài liệu để em có thể hoàn thành luận văn này. Em xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám hiệu, các phòng ban, Khoa sau Đại học Trường Đại học Công nghệ đã tạo điều kiện cho em trong suốt khoá học. Em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy giáo, cô giáo Trường Đại học Công nghệ – Đại học Quốc Gia Hà Nội , các thầy, cô giáo đã tham gia giảng dạy, hướng dẫn, chỉ bảo cho em trong suốt hai năm học qua. Và em xin gửi lời cảm ơn đến bạn bè, gia đình và các đồng nghiệp đã có những động viên, khuyến khích và hỗ trợ cần thiết để em hoàn thành luận văn này. Hà nội, ngày 10 tháng 5 năm 2011 Ngô Thị Thanh Hoà L 2 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN 1 MỤC LỤC 2 BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT 5 MỞ ĐẦU 6 Chương I 8 TỔNG QUAN VỀ CSDL QUAN HỆ VÀ CÁC RÀNG BUỘC TOÀN VẸN 8 1.1. TỔNG QUAN VỀ CSDL QUAN HỆ 8 1.1.1. Các khái niệm CSDL quan hệ 8 1.1.2. Chuẩn hóa 11 1.1.2.1. Các cấu trúc phụ thuộc 12 1.1.2.2. Các dạng chuẩn. 15 1.1.3. Các quy tắc toàn vẹn 18 1.1.4. Các ngôn ngữ quan hệ dữ liệu 19 1.1.4.1. Đại số quan hệ 20 1.1.4.2. Các tính toán quan hệ 23 1.1.4.3. Tương tác với các ngôn ngữ lập trình 26 1.1.5. Hệ Quản trị CSDL quan hệ 26 1.2. CÁC RÀNG BUỘC TOÀN VẸN TRÊN CSDL QUAN HỆ 29 1.2.1. Kiểm soát toàn vẹn ngữ nghĩa tập trung 31 1.2.1.1. Khái niệm ràng buộc toàn vẹn 31 1.2.1.2. Các yếu tố của ràng buộc toàn vẹn 32 1.2.1.3. Phân loại ràng buộc toàn vẹn 35 1.2.2. Bắt tuân theo ràng buộc toàn vẹn 39 Chương II 43 CƠ SỞ DỮ LIỆU TÍCH CỰC 43 3 2.1. CƠ SỞ DỮ LIỆU TÍCH CỰC 43 2.1.1. Khái niệm cơ sở dữ liệu tích cực 43 2.1.2. Quy tắc ECA 43 2.1.2.1. Sự kiện (Event) 43 2.1.2.2. Điều kiện (Condition) 47 2.1.2.3. Hành động (Active) 48 2.2. MÔ HÌNH TỔNG QUÁT VÀ CÁC TRIGGER TRONG ORACLE 49 2.2.1. Mô hình tổng quát của CSDL tích cực: 49 2.2.2. Vấn đề thiết kế và cài đặt cho các cơ sở dữ liệu tích cực 55 2.2.3. Các ứng dụng tiềm năng đối với các cơ sở dữ liệu tích cực 57 Chương III 59 CÀI ĐẶT CÁC QUY TẮC ECA BẰNG NGÔN NGỮ SQL 59 3.1. GIỚI THIỆU TRIGGER TRONG SQL-SERVER 59 3.2. CSDL TRONG QUẢN LÝ BÁN HÀNG 59 3.2.1. Danh mục Cart: 60 2.2.2. Danh mục CartStatus: 60 2.2.3. Danh mục News: 60 2.2.4. Danh mục Parent Product: 61 2.2.5. Danh mục Product: 61 2.2.6. Danh mục ProductCart: 61 2.2.7. Danh mục Role: 62 2.2.8. Danh mục user: 62 3.3. QUY TẮC TẠO TRIGGER 62 3.4. CÁC TRIGGER TRONG CSDL 63 3.4.1. Trigger ngăn chặn việc xóa database trên Server. 63 4 3.4.2. Trigger ngăn chặn insert vào bảng Product 64 3.4.3. Trigger ngăn chặn update (cập nhật) bảng Product. 66 3.4.4. Trigger ngăn chặn xóa dữ liệu trong bảng 67 3.4.5. Trigger ngăn chặn tạo mới record trong bảng. 68 3.4.6. Tạo mới trong bảng ( không vi phạm trigger của trigger 05) 69 3.4.7. Trigger ngăn chặn xóa bảng trong database 71 3.4.8. Ngăn chặn xóa trigger trong CSDL 71 3.4.9. Không cho phép tạo mới bảng trong CSDL. 72 3.4.10. Không cho phép tạo mới trigger trong CSDL 73 KẾT LUẬN 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 5 BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT Stt Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt 1 ABDS Active Database System Hệ thống cơ sở dữ liệu tích cực 2 CSDL Cơ sở dữ liệu 3 DBMS Database Management System Hệ quản trị cơ sở dữ liệu 4 ECA Event-Condition-Active Sự kiện-Điều kiện-Hành động 5 HQTCSDL Hệ quản trị cơ sở dữ liệu 6 WFF Well-formal formular Một công thức xây dựng tốt 6 MỞ ĐẦU Theo truyền thống, các hệ thống cơ sở dữ liệu được xem như là các kho để lưu trữ thông tin cần thiết của một ứng dụng và chúng được truy cập hoặc bởi những người sử dụng chương trình hoặc các giao diện tương tác. Tuy nhiên, các hệ thống cơ sở dữ liệu đang được sử dụng cho một phạm vi các lĩnh vực liên quan đến việc xử lý các thông tin phức tạp, thậm chí số lượng lớn dữ liệu, hoặc đòi hòi sự thực hiện chính xác cao, trong đó môi trường nhiều thành phần theo quy ước chứng tỏ không được thỏa mãn. Điều này dẫn đến xu hướng chung trong việc nghiên cứu cơ sở dữ liệu hướng chức năng được yêu cầu bởi một ứng dụng được hỗ trợ trong cơ sở dữ liệu, sinh ra các hệ thống cơ sở dữ liệu với nhiều khả năng tinh xảo để mô phỏng cả khía cạnh cấu trúc và hoạt động của một ứng dụng. Trong số những lĩnh vực nhận được sự chú ý trong những năm gần đây với cái nhìn làm nổi bật sự hoạt động dễ dàng là lập trình cơ sở dữ liệu, các cơ sở dữ liệu tạm thời, các cơ sở dữ liệu không gian, các cơ sở dữ liệu đa phương tiện (truyền thông), các cơ sở dữ liệu suy diễn và các cơ sở dữ liệu tích cực. Trong luận văn này, tôi tập trung vào vấn đề cơ sở dữ liệu tích cực. Hệ thống cơ sở dữ liệu tích cực (ADBS) hỗ trợ các cơ chế cho phép chúng tự động phản ứng tới các sự kiện đang diễn ra bên trong hoặc bên ngoài chính hệ thống cơ sở dữ liệu đó. Trong những năm gần đây, nỗ lực đáng kể được hướng tới việc nâng cao hiểu biết các hệ thống đó, và có nhiều ứng dụng được đề xuất. Sự tích cực ở mức độ cao này không mang lại sự phù hợp với phương pháp tiếp cận để tích hợp các chức năng của hoạt động với các hệ thống cơ sở dữ liệu quy ước, nhưng nó mang tới việc cải thiện tầm hiểu biết ngôn ngữ miêu tả cách thức hành động tích cực, các mô hình thực hiện và các kiến trúc. Trong luận văn này trình bày các tính chất cơ bản của hệ cơ sở dữ liệu tích cực, mô tả tập hợp các hệ thống tiêu biểu trong một framework phổ biến, nghiên cứu tầm quan trọng của việc thiết kế các công cụ để phát triển các ứng dụng tích cực. Cơ sở dữ liệu tích cực hỗ trợ ứng dụng trên bằng cách di chuyển hành động phản ứng lại từ ứng dụng tới hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS). Các cơ sở dữ liệu tích cực theo cách đó có đủ khả năng giám sát và phản ứng lại những tình 7 huống riêng biệt có liên quan đến ứng dụng. Bản chất phản ứng lại là tập trung và xử lý đúng cách đúng lúc. Mục đích của luận văn: - Tìm hiểu và xây dựng CSDL tích cực: cơ sở dữ liệu mà trong đó việc đảm bảo các ràng buộc toàn vẹn được thực hiện một cách tự động thông qua các quy tắc ECA. - Cơ sở dữ liệu tích cực có ứng dụng tốt trong việc mở rộng các hệ thống cơ sở dữ liệu, làm dễ dàng cho người sử dụng khai thác cơ sở dữ liệu. Nội dung của luận văn được trình bày trong 3 chương: Chương 1: Tổng quan về cơ sở dữ liệu quan hệ và các loại ràng buộc trên CSDL quan hệ Chương 2: Cơ sở lý thuyết của cơ sở dữ liệu tích cực, cụ thể là cấu trúc và việc xây dựng các quy tắc ECA. Chương 3: Cài đặt các quy tắc ECA bằng SQL. [...]... tương thích cơ sở dữ liệu Một trạng thái cơ sở dữ liệu được nói là tương thích nếu cơ sở dữ liệu thỏa mãn một tập hợp các ràng buộc gọi là các ràng buộc toàn vẹn ngữ nghĩa Việc duy trì một cơ sở dữ liệu tương thích đòi hỏi 30 nhiều cơ cấu như là kiểm soát đồng thời, tính tin cậy, sự bảo vệ, kiểm soát toàn vẹn ngữ nghĩa Kiểm soát toàn vẹn ngữ nghĩa đảm bảo tính tương thích của cơ sở dữ liệu bằng cách... quá trình thiết kế cơ sở dữ liệu Chúng có thể biểu thị các liên kết giữa các đối tượng như là đưa vào sự phụ thuộc trong mô hình quan hệ hoặc mô tả các cấu trúc và tính chất của đối tượng Việc tăng sự đa dạng của các ứng dụng cơ sở dữ liệu và sự phát triển mới đây của các công cụ giúp đỡ thiết kế cơ sở dữ liệu kêu gọi đối với các ràng buộc toàn vẹn mạnh mẽ có thể làm giàu mô hình dữ liệu Kiểm soát toàn... hệ Nó thông dịch các phép toán quan hệ bằng cách gọi tầng truy cập dữ liệu thông qua các truy vấn trích rút và cập nhật Tầng truy cập dữ liệu (data access layer) quản trị các cấu trúc dữ liệu thể hiện các quan hệ (files, indices) Nó cũng quản lý các buffer bằng việc lưu trữ các dữ liệu được truy cập đến các đĩa để nhận hoặc ghi dữ liệu Cuối cùng, tầng tương thích (consistency layer) quản lý các kiểm... nhiều lý do để chọn mô hình dữ liệu quan hệ như: Cơ sở toán học của mô hình quan hệ là một ứng viên tốt cho xử lý lý thuyết Mô hình quan hệ có thể được đặc trưng bởi ít nhất 3 tính chất mạnh mẽ: a Cấu trúc dữ liệu của nó là đơn giản Chúng là các quan hệ, các bảng hai chiều mà các phần tử của chúng là các mục dữ liệu Điều này cho phép một mức độ độc lập cao đối với biểu diễn dữ liệu vật lý (tức là các tệp... chia sẻ) Một khung nhìn quan hệ là một quan hệ ảo suy từ các quan hệ cơ sở bằng việc áp dụng các phép toán đại số quan hệ Quản trị khung nhìn bao gồm việc dịch các truy vấn của user từ dữ liệu bên ngoài thành dữ liệu quan niệm (các quan hệ cơ sở) Nếu truy vấn của user được diễn đạt trong tính toán quan hệ, truy vẫn áp dụng cho dữ liệu vẫn còn cùng một dạng Tầng kiểm tra (control layer) kiểm tra truy... thích cơ sở dữ liệu Phương pháp này cho phép người ta mô tả và sửa đổi các khẳng định toàn vẹn phức tạp một cách dễ dàng Vấn đề chính trong việc hỗ trợ việc kiểm soát toàn vẹn ngữ nghĩa tự động là chi phí của việc kiểm tra các khẳng định có thể quá cao Việc áp đặt các khẳng định toàn vẹn là tốn kém nói chung nó đòi hỏi truy cập đến một lượng dữ liệu lớn không bao hàm trong các cập nhật cơ sở dữ liệu. .. hóa 1.1.3 Các quy tắc toàn vẹn Các quy tắc toàn vẹn là các ràng buộc xác định các trạng thái tương thích của cơ sở dữ liệu Các ràng buộc toàn vẹn có thể là cấu trúc hay hành vi Các ràng buộc cấu trúc là vốn có đối với mô hình dữ liệu theo nghĩa là chúng bắt giữ thông tin trên các liên kết dữ liệu không thể được mô hình hóa một cách trực tiếp Các ràng buộc hành vi cho phép sự bắt giữ ngữ nghĩa của các... nghĩa đảm bảo tính tương thích của cơ sở dữ liệu bằng cách chối bỏ các chương trình cập nhật dẫn đến trạng thái cơ sở dữ liệu không tương thích hoặc là bằng cách kích hoạt các hành động cụ thể trên trạng thái CSDL, chúng đền bù đối với ảnh hưởng của các chương trình cập nhật Nghĩa là cơ sở dữ liệu được cập nhật phải thỏa mãn một tập hợp các ràng buộc toàn vẹn Nói chung, các ràng buộc toàn vẹn ngữ nghĩa... vấn và cập nhật cơ sở dữ liệu Các phép toán đại số Có 5 phép toán đại số quan hệ và 5 phép toán khác có thể được định nghĩa theo các phép toán này Các phép toán cơ bản là phép chọn, phép chiếu, phép hợp, phép trừ quan hệ và tích Đecac Hai phép toán đầu là hai phép toán một ngôi và ba phép toán sau là các phép toán hai ngôi Các phép toán thêm vào có thể được định nghĩa theo các phép toán cơ bản này là... sở dữ liệu Vấn đề sẽ khó khăn hơn khi các khẳng định được định nghĩa trên một cơ sở dữ liệu phân tán Có nhiều cách giải quyết đã được nghiên cứu để thiết kế một hệ thống toàn vẹn con bằng cách tổ hợp các chiến lược tối ưu Mục đích của chúng là (1) hạn chế số các khẳng định cần được áp buộc, (2) làm giảm số các truy cập dữ liệu để áp buộc một khẳng định cho trước trong sự có mặt của một chương trình . lập trình cơ sở dữ liệu, các cơ sở dữ liệu tạm thời, các cơ sở dữ liệu không gian, các cơ sở dữ liệu đa phương tiện (truyền thông), các cơ sở dữ liệu suy. các cơ sở dữ liệu tích cực. Trong luận văn này, tôi tập trung vào vấn đề cơ sở dữ liệu tích cực. Hệ thống cơ sở dữ liệu tích cực (ADBS) hỗ trợ các cơ