Mô hình cơ sở dữ liệu phân tán và ứng dụng vào hệ cơ sở dữ liệu quốc gia về kinh tế xã hội

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ─────── * ─────── ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CƠNG NGHỆ THƠNG TIN Đề tài: MƠ HÌNH CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÂN TÁN VÀ ỨNG DỤNG Sinh viên thực hiện: Trần Minh Tuấn Lớp: CNPM - K48 Giáo viên hướng dẫn: ThS Thạc Bình Cường Hà Nội 6-2008 PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mục đích nội dung ĐATN - Nghiên cứu Cơ sở liệu phân tán - Tìm hiểu hệ Cơ sở liệu quốc gia Kinh tế - Xã hội - Tìm hiểu khả áp dụng mơ hình sở liệu phân tán vào hệ Cơ sở liệu quốc gia Kinh tế- Xã hội Các nhiệm vụ cụ thể ĐATN - Tìm hiểu lý thuyết Cơ sở liệu phân tán - Khảo sát, tìm hiểu hệ Cơ sở liệu quốc gia Kinh tế -Xã hội - Tìm hiểu cơng nghệ áp dụng để thực nhân liệu - Viết chương trình ứng dụng minh họa Lời cam đoan sinh viên: Tôi – Trần Minh Tuấn - cam kết ĐATN cơng trình nghiên cứu thân hướng dẫn ThS Thạc Bình Cường Các kết nêu ĐATN trung thực, khơng phải chép tồn văn cơng trình khác Hà Nội, ngày 23 tháng năm 2008 Tác giả ĐATN Trần Minh Tuấn Xác nhận giáo viên hướng dẫn mức độ hoàn thành ĐATN cho phép bảo vệ: Hà Nội, ngày 23 tháng năm 2008 Giáo viên hướng dẫn ThS Thạc Bình Cường -Sinh viên thực hiện: Trần Minh Tuấn Khóa K48 Lớp CNPM TĨM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nội dung đồ án trình bày bao gồm phần trình bày lý thuyết sở liệu phân tán, phần hệ sở liệu quốc gia Kinh tế- Xã hội phần xây dựng ứng dụng minh họa Phần lý thuyết sở liệu phân tán trình bày lý thuyết hệ sở liệu phân tán bao gồm: khái niệm, đặc trưng, ưu, nhược điểm, kiến trúc bản, vấn đề liên quan thiết kế hệ sở liệu phân tán Phần sở liệu quốc gia Kinh tế- Xã hội mô tả mục tiêu, yêu cầu hệ thống, trình bày mơ hình chức chi tiết bảng sở liệu Phần xây dựng ứng dụng minh họa thực minh họa cho chế nhân liệu -Sinh viên thực hiện: Trần Minh Tuấn Khóa K48 Lớp CNPM ABSTRACT OF THESIS The thesis includes parts which present the thesis of distributed database, the description about the National Socio-Economic Database, and the development of the illustrative application The thesis of distributed database presents the definition, characteristics, advantages and disadvantages, models, and some relating problems when designing distributed database system The part written about the National Socio-Economic Database depicts the objectives, requirements, functional models and detailed design of tables in the system The illustrative application illustrates the replication mechanism -Sinh viên thực hiện: Trần Minh Tuấn Khóa K48 Lớp CNPM LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo, ThS Thạc Bình Cường, mơn Cơng nghệ phần mềm, khoa Công nghệ thông tin, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, bảo, cung cấp nhiều tài liệu tham khảo tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới tập thể thầy, cô giáo trường Đại học Bách Khoa Hà Nội nói chung Khoa Cơng nghệ thơng tin nói riêng tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em kiến thức, kinh nghiệm quý báu suốt năm học vừa qua Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình bạn bè, giúp đỡ tạo điều kiện cho em suốt trình thực đồ án Hà nội ngày 23 tháng 05 năm 2008 Sinh viên: Trần Minh Tuấn Lớp CNPM-K48 : -Sinh viên thực hiện: Trần Minh Tuấn Khóa K48 Lớp CNPM LỜI MỞ ĐẦU Bước sang kỷ 21, nhân loại chuyển từ xã hội công nghiệp sang xã hội thông tin Với mạng Internet tốc độ cao ngày mở rộng toàn giới, với việc ứng dụng Công nghệ thông tin ngày sâu nhiều lĩnh vực, nhu cầu khả kết nối, chia sẻ thông tin người trở nên lớn hết Để không bị tụt hậu lại phía sau, quốc gia, tổ chức kinh tế xã hội nhận thức vai trị quan trọng khơng thể thiếu cơng nghệ thơng tin việc nâng cao hiệu hoạt động, thúc đẩy phát triển quốc gia, tổ chức Tuy nhiên vấn đề khó khăn đặt khối lượng công việc cần thực ngày lớn, lượng liệu cần lưu trữ thao tác xử lý chúng ngày tăng đặc điểm qui mô, tổ chức nghiệp vụ, kho liệu lại phân bố trải rộng nhiều nơi khác nhau, sử dụng công nghệ khác nhau, khả liên kết hạn chế Trong trường hợp vậy, tổ chức phải tiến hành xây dựng ứng dụng hệ sở liệu phân tán Công nghệ phân tán nghiên cứu lâu ngày trở nên ổn định, hồn thiện Nó cung cấp khả kết nối, chia sẻ liệu gần giới hạn, nâng cao hiệu hoạt động khả mở rộng hệ thống, tăng tính tin cậy tính sẵn sàng cho người sử dụng Ở Việt Nam, việc ứng dụng Cơng nghệ thơng tin nói chung sở liệu phân tán nói riêng cịn hạn chế, lý chủ yếu hạ tầng mạng, công nghệ Việt Nam chưa thực phát triển Tuy nhiên năm trở lại tình hình cải thiện tích cực Trong khối quan Nhà nước, Chính phủ thể tâm cao việc tin học hóa cơng tác quản lý, cải cách thủ tục hành chính, tăng cường trao đổi chia sẻ thông tin, giúp nâng cao hiệu điều hành, tiết kiệm chi phí, bước tiến đến mục tiêu Chính phủ điện tử Nằm khn khổ chương trình hỗ trợ kĩ thuật Ủy ban Châu Âu cho Việt Nam, dự án xây dựng sở liệu quốc gia Kinh tế-Xã hội triển khai Bộ Kế hoạch Đầu tư nhằm lưu trữ thông tin, liệu, báo cáo tình hình phát triển kinh tế xã hội quốc gia qua năm, phục vụ cho trình điều hành Chính phủ cơng tác dự báo, lập kế hoạch định hướng phát triển đất nước Qua thời gian tìm hiểu, em định chọn đề tài cho đồ án tốt nghiệp là: “Mơ hình Cơ sở liệu phân tán ứng dụng vào hệ sở liệu quốc gia Kinh tế-Xã hội” Đồ án tập trung tìm hiểu lý thuyết, số kĩ thuật liên quan đến sở liệu phân tán ứng dụng lý thuyết kỹ thuật vào q trình kết nối, trao đổi liệu hệ sở liệu quốc gia Kinh tế-Xã hội -Sinh viên thực hiện: Trần Minh Tuấn Khóa K48 Lớp CNPM Đồ án gồm chương sau: Chương I: Tổng quan hệ sở liệu quốc gia Kinh tế-Xã hội Chương trình bày chung hệ thống cần xây dựng, mục tiêu, yêu cầu hệ thống, đưa mơ hình tổng thể cho hệ thống Chương II: Lý thuyết sở liệu phân tán Chương trình bày lý thuyết hệ sở liệu phân tán, bao gồm khái niệm, đặc trưng, ưu, nhược điểm, kiến trúc bản, vấn đề liên quan thiết kế hệ sở liệu phân tán Chương III: Phân tích hệ sở liệu quốc gia Kinh tế-Xã hội Chương trình bày mơ hình chức hệ sở liệu quốc gia Kinh tế-Xã hội Chương IV: Thiết kế hệ sở liệu quốc gia Kinh tế-Xã hội Chương trình bày thiết kế chi tiết bảng sở liệu quốc gia Kinh tế-Xã hội Chương V: Xây dựng ứng dụng Chương trình bày giải pháp tự động cập nhật đồng liệu cho hệ thống, viết chương trình ứng dụng thử nghiệm để minh họa cho giải pháp Phần cuối đánh giá kết đạt hướng phát triển đề tài -Sinh viên thực hiện: Trần Minh Tuấn Khóa K48 Lớp CNPM Mục lục Danh mục hình vẽ .11 Danh mục bảng 12 Danh mục từ viết tắt 13 Chương 1: Tổng quan hệ CSDL quốc gia KTXH 14 I Tính cần thiết phải xây dựng hệ CSDL quốc gia KT-XH 14 II Mục tiêu hệ thống 15 III Một số khái niệm 15 III.1 Báo cáo kế hoạch .16 III.2 Báo cáo sơ tình hình thực 16 III.3 Báo cáo tình hình thực 16 III.4 Các tiêu kinh tế xã hội 16 III.5 Báo cáo chuyên đề .17 IV Quan hệ với hệ thống báo cáo định kỳ .17 IV.1 Hệ thống báo cáo định kỳ 17 IV.2 Hệ thống CSDL quốc gia Kinh tế - Xã hội 18 V Quan hệ với hệ CSDL chuyên ngành 18 VI Các đơn vị vận hành hệ thống 20 VII Mơ hình hệ thống 20 VII.1 Nguồn liệu đầu vào 20 VII.2 Phương thức lưu trữ 21 VII.3 Phương thức khai thác 21 VII.4 Mơ hình tổng thể .23 Chương 2: Lý thuyết CSDL phân tán .24 I Khái niệm 24 I.1 Định nghĩa CSDL phân tán 24 I.2 So sánh CSDL phân tán CSDL tập trung 25 I.3 Phân loại hệ CSDL phân tán 26 II Đặc trưng hệ thống phân tán 28 II.1 Chia sẻ tài nguyên .28 II.2 Xử lý đồng thời 28 II.3 Tính suốt 28 II.3.1 Trong suốt phân tán: .28 II.3.2 Trong suốt giao dịch: 29 -Sinh viên thực hiện: Trần Minh Tuấn Khóa K48 Lớp CNPM II.3.3 Trong suốt cố 29 II.3.4 Trong suốt thao tác .29 II.3.5 Trong suốt tính không 29 II.4 Khả mở rộng qui mô 29 II.5 Tính mở .30 III Ưu nhược điểm CSDL phân tán 30 III.1 Ưu điểm: .30 III.2 Nhược điểm 30 IV Các kiến trúc hệ CSDL phân tán 31 IV.1 Kiến trúc client/server 31 IV.2 Kiến trúc ngang hàng peer – to – peer .31 IV.3 Kiến trúc đa hệ quản trị CSDL 32 V Thiết kế CSDL phân tán 34 V.1 Khung thiết kế CSDL phân tán 34 V.1.1 Đối tượng thiết kế CSDL phân tán 35 V.1.2 Hướng thiết kế Top-Down Bottom-Up 36 V.2 Thiết kế phân đoạn CSDL 38 V.2.1 Phân đoạn ngang 39 V.2.2 Phân đoạn dọc .42 V.2.3 Phân đoạn hỗn hợp .43 V.3 Thiết kế chỗ 44 Chương 3: Phân tích hệ CSDL quốc gia KTXH 47 I Mơ hình chức mức đỉnh 47 II Mơ hình chức quản lý danh mục .49 II.1 Mô hình chức quản lý danh mục 52 II.2 Mơ hình chức quản lý BMSL .53 III Mơ hình chức quản lý số liệu 53 III.1 Mơ hình chức cập nhật số liệu 54 III.2 Mơ hình chức duyệt số liệu .55 IV Mơ hình chức trao đổi liệu 56 V Mơ hình chức tổng hợp báo cáo 57 VI Mô hình chức cập nhật văn báo cáo 57 VI.1 Mơ hình chức cập nhật văn báo cáo thức 58 VI.2 Mơ hình chức duyệt báo cáo .59 VII Mơ hình chức khai thác thơng tin 60 VIII Mơ hình chức quản trị hệ thống 61 VIII.1 Mơ hình chức bảo mật 62 VIII.2 Mơ hình chức quản trị 63 Chương 4: Thiết kế hệ CSDL quốc gia KTXH 64 I Danh sách thực thể liệu 64 I.1 Một số quy ước viết tắt CSDL 64 I.2 Thông tin danh mục 64 -Sinh viên thực hiện: Trần Minh Tuấn Khóa K48 Lớp CNPM I.3 Dữ liệu 65 I.4 Quản trị bảo mật .65 II Mô tả chi tiết bảng .66 II.1 Một số quy ước 66 II.2 Thông tin danh mục .66 II.3 Dữ liệu 75 II.4 Quản trị bảo mật .91 Chương Xây dựng ứng dụng 99 I Giải pháp cung cấp liệu tự động cho hệ CSDL QG KT-XH .99 II Các thành phần Replication 101 III Các chế Replication SQL Server 2005 .102 IV Các bước thực Replication 103 IV.1 Phía xuất liệu 103 IV.2 Phía nhận liệu 103 V Chương trình minh họa 104 V.1 Tạo Publication 104 V.2 Tạo Subscription .106 V.3 Kết 106 VI Một số vấn đề cần lưu ý an toàn bảo mật 107 VI.1 Bảo mật máy chủ CSDL 107 VI.2 Bảo mật chế Replication 108 Đánh giá kết hướng phát triển đề tài 109 Tài liệu tham khảo 110 -Sinh viên thực hiện: Trần Minh Tuấn Khóa K48 Lớp CNPM 10