Chương 1 Giới thiệu về Database

Nội dung Các định nghĩa cơ bản  Hệ thống xử lý tập tin truyền thống và nhược điểm của nó  Cơ sở dữ liệu và các ưu điểm  Chức năng và thành phần cuả hệ quản trị CSDL DBMS...  Databa

Chương 1: Giới thiệu về Database

Database System 1

Database System 2

Nội dung

 Các định nghĩa cơ bản

 Hệ thống xử lý tập tin truyền thống và

nhược điểm của nó

 Cơ sở dữ liệu và các ưu điểm

 Chức năng và thành phần cuả hệ quản trị CSDL (DBMS)

Các định nghĩa cơ bản

 Data (dữ liệu) và information (thông tin)

◦ Data: bao gồm sự việc (fact), văn bản(text), đồ

họa(graphics), hình ảnh (images), âm thanh (sound)

◦ Information: dữ liệu đã được xử lý

 Phân biệt giữa data và information??

Database System 4

Các định nghĩa cơ bản (tt)

 Siêu dữ liệu (metadata): mô tả các tính chất

hoặc các đặc điểm của dữ liệu khác

Database System 5

Make Model OwnerID ID Name Age

Honda Accord 12 12 Nemo 22

Honda Accord 156 156 Dory 21

◦ Hạn chế việc dùng chung dữ liệu

◦ Thời gian phát triển lâu

◦ Chi phí bảo trì chương trình cao

Database System 6

Hệ thống xử lý tập tin truyền thống

 Data are not stored on disk

 Programmer defines both logical data structure

and physical structure (storage structure, access

methods, I/O modes, etc)

 One data set per program High data redundancy.

PROGRAM 2 Data

Management

PROGRAM 3 Data

Management

PROGRAM 1 Data

Problems with early data management

◦ All data may not fit available memory

 Programmer productivity low

◦ The programmer has to do a lot of tedious work.

8 Database System

File Processing -

Recent (and Current) History

 Data are stored in files with interface between programs and files.

 Various access methods exist (e.g., sequential, indexed,

random)

 One file corresponds to one or several programs.

PROGRAM 1 Data

PROGRAM 3 Data

Management

File System Services

9 Database System

File System Functions

 Mapping between logical files and physical files

◦ Logical files: a file viewed by users and programs.

 Data may be viewed as a collection of bytes or

as a collection of records (collection of bytes with a particular structure)

 Programs manipulate logical files

◦ Physical files: a file as it actually exists on a storage

device.

 Data usually viewed as a collection of bytes

located at a physical address on the device

 Operating systems manipulate physical files.

 A set of services and an interface (usually

called application independent interface – API)

10 Database System

Problems With File Systems

 Data are highly redundant

◦ sharing limited and at the file level

 Data is unstructured

◦ “flat” files

 High maintenance costs

◦ data dependence; accessing data is difficult

◦ ensuring data consistency and controlling access to data

 Sharing granularity is very coarse

 Difficulties in developing new applications

11 Database System

PROGRAM 1

PROGRAM 1

PROGRAM 2

IntegratedDatabase

DBMS

Query Processor Transaction Mgr

…

Database Approach

12 Database System

 Database: Là một tập hợp dữ liệu có liên quan

luận lý với nhau chứa thông tin về 1 tổ chức nào

đó có tổ chức và được dùng chung đáp ứng nhu cầu khai thác thông tin của người dùng

 Hệ quản trị CSDL ( Database Management

System - DBMS ): là 1 bộ phần mềm cho phép

người sử dụng định nghĩa, tạo lập, bảo trì và điều khiển truy xuất CSDL

Database System 13

Ba thuộc tính cơ bản của Database

 Persistent

 Interrelated

 Shared

Database System 14

Ba thuộc tính cơ bản của

Database

 Persistent:

◦ Dữ liệu được lưu trữ trong bộ nhớ ổn định như đĩa cứng Khi dữ liệu không cần dùng nữa thì có thể xoá hay sao lưu lại.

Database System 15

Ba thuộc tính cơ bản của Database

Ba thuộc tính cơ bản của

Database

 Shared:

◦ Database có thể có nhiều người dùng và nhiều người

dùng có thể sử dụng cùng 1 database tại cùng 1 thời

điểm

◦ Bài toán đồng thời (concurrency problem)

Database System 17

Các bước phát triển của công

nghệ Database

 Thế hệ 1: hỗ trợ việc dò tìm ngẫu nhiên và tuần

tự, người dùng phải viết chương trình để truy

Các bước phát triển của công

nghệ Database

 Thế hệ 3: xuất hiện DBMS quan hệ

 Đã bắt đầu có ngôn ngữ phi thủ tục

 Là 1 đơn vị công việc ( work unit) được xử lý một cách chắc chắn mà không cần có sự can thịêp từ người dùng khác và không bị mất dữ liệu do lỗi

 Ví dụ: dịch vụ rút tiền ATM, đặt vé máy bay

trước,…

Database System 20

Four module của Database System

several disparate sources, with some degree of

pre-aggregation performed, in order to save query time.

Database System 21

Four module của Database System

hiện đại

 By the amount of data that needs to be stored, and concurrency

◦ Data Warehouse – Grand data store for holding

nearly all organization data and its history.

◦ Data Mart – Specialized data store optimized for

aggregations, used for specific situations, and

heldas a subset of the data warehouse - processed

using a technology known as Online Analytical

Processing (OLAP)

Database System 22

Database System 23

Phân loại DBMS

 Enterprise DBMS : thường chạy trên server công suất lớn và chi phí cao, database mà DBMS quản lý thường phản ánh mọi chức năng của cả tổ chức

 Desktop DBMS : chạy trên PC, server nhỏ, chi phí thấp và hỗ trợ có giới hạn việc xử

Database System 24

Cách tiếp cận Database

 Người sử dụng tương tác với CSDL thông qua

chương trình ứng dụng ( application program)

 Người sử dụng có thể nhìn thấy dữ liệu họ cần

thông qua khung nhìn (View - tiện ích của DBMS)

Database System 25

Cách tiếp cận Database (tt)

 Ưu điểm:

◦ Độc lập dữ liệu – chương trình

◦ Giảm tối thiểu dư thừa dữ liệu

◦ Nâng cao tính nhất quán dữ liệu

◦ Nâng cao việc dùng chung dữ liệu

◦ Tăng hiệu suất phát triển ứng dụng

◦ Tuân thủ các tiêu chuẩn

◦ Nâng cao chất lượng của dữ liệu

◦ Nâng cao tính truy xuất và tính đáp ứng của dữ liệu

◦ Giảm chi phí bảo trì chương trình

Database System 26

◦ Tốn thêm chi phí cho phần cứng

◦ Tốn chi phí chuyển đổi

◦ Giảm hiệu súât của ứng dụng

◦ Bị ảnh hưởng nhiều do hư hỏng

Database System 27

◦ Người quản trị dữ liệu (DA – Data administration)

◦ Người thiết kế CSDL ( Database designer)

◦ Người phát triển ứng dụng (application developer)

◦ Người dùng cuối (end-user)

Database System 28

Chu kỳ phát triển hệ thống

 Chu kỳ phát triển hệ thống (SDLC – System

Development Life Cycle): là phương pháp luận

truyền thống được dùng để phát triển, bảo trì và thay thế các hệ thống thông tin

Database System 30

◦ Thiết kế luận lý (logical design)

◦ Thiết kế vật lý (physical design)

◦ Thực hiện (implementation)

◦ Bảo trì (maintenance)

Database System 31

Project initiation and planning

Analysis

Logical design

Physical design

Physical design

Physical design

Physical design

Maintenance

Quá trình phát triển Database

 Dựa trên chu kỳ phát triển hệ thống

 Gồm 6 giai đoạn sau:

◦ Mô hình hóa xí nghiệp (Enterprise modeling) Tương ứng với giai đoạn 1 của SDLC

◦ Mô hình hóa dữ liệu ý niệm (Conceptual data modeling)

Tương ứng với giai đoạn 2 và 3 cùa SDLC

◦ Thiết kế Database luận lý ( logical database design)

Tương ứng với giai đoạn 4 của SDLC

Database System 33

Quá trình phát triển Database (tt)

◦ Thiết kế và định nghĩa database vật lý (physical database design and definition) Tương ứng với giai đoạn 5

của SDLC

◦ Thực hiện database( database implementation) Tương

ứng với giai đoạn 6 của SDLC

◦ Bảo trì database ( database maintenance) Tương ứng với giai đoạn cuối của SDLC

Database System 34

Kiến trúc database ba mức

 Mức vật lý (lược đồ trong) được xây dựng trong giai đoạn thiết kế vật lý, mô tả dữ liệu thực sự

được lưu trữ như thế nào trong CSDL

 Mức ý niệm được xây dựng trong giai đoạn phân tích, mô tả dữ liệu nào được lưu trữ trong CSDL

và mối quan hệ nào giữa chúng Nó biểu diễn các thức thể, thuộc tính và mối quan hệ giữa các

thực thể đó

 Mức ngoài ( khung nhìn của người dùng) được

xây dựng trong giai đoạn phân tích và thiết kế,

mô tả chỉ 1 phần dữ liệu thích hợp với 1 người

dùng nhất định Mức này bao gồm nhiều khung nhìn (view) khác nhau

Database System 35

Database System 36

Conceptual schema

Internal schema

User view 1 User view 2 User view 3

Kiến trúc ba mức

 Mức logic nằm giữa mức khung nhìn và

mức vật lý, coi như đây là cách cảm nhận của người dùng về dữ liệu Tại mức logic tồn tại cả 2 ánh xạ đến 2 mức còn lại tạo nên sự độc lập đối với nhau của 2 mức đó

 Mục đích của kiến trúc 3 mức là tách biệt quan niệm về CSDL của người dùng với

chi tiết biểu diễn vật lý của CSDL  tạo ra

sự độc lập dữ liệu (data independence)

Database System 37

Độc lập dữ liệu

 Có 2 loại độc lập dữ liệu

◦ Độc lập dữ liệu vật lý: khả năng sửa đổi lược đồ vật lý

mà không làm thay đổi lược đồ khái niệm, không phải

viết lại chương trình ứng dụng.

◦ Độc lập dữ liệu logic: khả năng sửa đổi lược đồ logic mà không làm thay đổi khung nhìn

Database System 38

Kiến trúc truyền thống

 Còn gọi là hệ xử lý từ xa (teleprocessing)

 Gồm 1 máy tính CPU và 1 số trạm đầu cuối

( terminal)

◦ Tất cả xử lý tập trung trên cùng 1 máy tính

◦ Các trạm đầu cuối gửi yêu cầu về máy trung tâm

Database System 40

Kiến trúc truyền thống

Database System 41

Kiến trúc file – server

 Việc xử lý không tập trung vào 1 máy

trung tâm mà phân tán trên mạng.

 File-server lưu giữ các tệp dữ liệu mà các ứng dụng và hệ QTCSDL cần đến

◦ Dữ liệu truyền trên mạng nhiều

◦ Mỗi trạm phải cài đặt một bản sao đầy đủ của

hệ QTCSDL

◦ Tính nhất quán dữ liệu phức tạp hơn vì có

nhiều hệ QTCSDL truy cập vào cùng tệp dữ

liệu

Database System 42

Kiến trúc file – server

Kiến trúc Client/Server

 Khắc phục được nhược điểm của 2 kiểu

trên

 Các bộ phận phần mềm tương tác với

nhau tạo nên 1 hệ thống:

◦ Tiến trình client quản trị giao diện người dùng và ứng

dụng logic Tiến trình client nhận yêu cầu người dùng,

kiểm tra, gửi thông điệp về server

◦ Tiến trình server tiếp nhận, xử lý yêu cầu, gửi trả kết

quả về lại client.

Database System 44

Kiến trúc client – server

Database System 45

LAN

Các yêu cầu vể dữ liệu

Dữ liệu được chọn gửi

về máy chủ Máy khách 1