Vai trò của chuẩn hóa dữ liệu trong thiết kế csdl

Vai trò chuẩn hóa liệu thiết kế CSDL LỜI MỞ ĐẦU Mơ hình liệu quan hệ E.Codd đề xuất năm 1970 đánh dấu mốc phát triển quan trọng sở lý thuyết khả ứng dụng hệ sở liệu ( CSDL ) Cùng với bùng nổ nhu cầu xây dựng hệ thống thông tin, trước hết hệ thống thông tin quản lý, kéo theo tham gia vào hãng máy tính lớn với xuất hệ quản trị sở liệu danh tiếng như: DB2, Sybase Oracle thị trường công nghệ thông tin giới Đặc biệt không kể đến phát triển vũ bão hệ máy tính cá nhân mơi trường tính tốn phân tán thập kỷ cuối kỷ trước, tạo bước chuyển biến mạnh mẽ cách tiếp cận triết lý triển khai hệ CSDL, với xuất hệ quản trị CSDL mới, gọn nhẹ thân thiện với người sử dụng : Foxbase FoxPro SQL server Thuật ngữ CSDL trở nên quen thuộc với nhà quản lý, nhân viên văn phòng doanh nghiệp, muốn tiến hành tin học hoá hoạt động quản lý doanh nghiệp việc thiết kế hệ sở liệu nguồn lực khác sẵn sàng Và vấn đề quan trọng việc thiết kế hệ sở liệu vấn đề chuẩn hoá sở liệu Cơ sở liệu ví “ xương sống ” “ thể ” hệ thống thông tin quản lý doanh nghiệp, muốn có “ thể ” chắn, bền vững phải có “ xương sống ” vững chắc, đầy đủ Vấn đề chuẩn hoá liệu thiết kế sở liệu rộng lớn, nghiên cứu trình chuẩn hố lược đồ quan hệ mặt vấn đề Từ việc chuấn hoá liệu đưa lược đồ quan hệ ngắn gọn, sở phục vụ cho việc thiết kế liu Vai trò chuẩn hóa liệu thiÕt kÕ CSDL Xuất phát từ tính cấp thiết vấn đề này, em chọn đề tài : “ Vai trị chuẩn hố liệu thiết kế sở liệu” Em xin chân thành cám ơn hướng dẫn giúp đỡ TS Trần Thị Song Minh thầy cô giáo khác khoa giúp em hồn thành đề tài Vì hiểu biết kiến thức em nhiều hạn chế, nên viết em nhiều thiếu sót, em mong muốn nhận góp ý giáo để em hồn thành viết có hiểu biết đầy đủ vấn đề Em xin chân thành cám ơn! NỘI DUNG Trong nhiều năm, cơng nghệ tính tốn thơng tin phát triển từ hệ thống lớn, đắt tiền, độc quyền đến hệ thống mở mạnh không đắt tiền Sự phát triển mang lại lợi ích to lớn cho người dùng cuối phát triển gói ứng dụng số xử lý văn bản, bảng tính điện tử, văn phịng xuất bản, hệ quản lý sở liệu, máy tính trợ giúp cơng nghệ phần mềm Trước máy tính hố sở liệu giới thiệu, liệu lưu trữ theo kiểu điện tử thành nhiều tập tin riêng biệt sử dụng hệ tập tin ( từ sau ta gọi hệ tập tin theo lối cũ) cũ Những tập tin xử lý ngôn ngữ hệ thứ ba : COBOL, FORTRAN, PASCAL BASIC để tạo giải pháp cho vấn đề doanh nghiệp Mỗi ứng dụng chẳng bạn hệ tính lương, hệ kho, hay hệ thống kế tốn có tập hợp tập tin riêng chứa liệu riêng Tuy nhiên, quy mô kinh doanh tổ chức nhu cầu xử lý thao tác liệu với mục đích khác theo quy cách khác tăng lên, số vấn đề nghiêm trọng nảy sinh Các hệ thống sở tệp phát triển với ứng Vai trß cđa chn hãa d÷ liƯu thiÕt kÕ CSDL dụng đặc biệt, việc lưu trữ thông tin tổ chức hệ thống tệp có số bất lợi sau : - Có liên kết chặt chẽ cấu trúc luận lý cấu trúc vật lý tập tin chương trình ứng dụng khai thác chúng Điều khiến việc tạo nên ứng dụng khó khăn, tốn nhiều thời gian mà tốn kếm bảo trì hệ thống - Có dư thừa liệu lớn qua việc trùng lắp tập tin ứng dụng khác Điều tạo vấn đề : liệu thiếu quán, không gian đĩa bị lãng phí, thời gian bảo trì lưu phịng hệ tập tin gia tăng, vấn đề quản trị không trọng bảo mật tổ chức liệu thiết thống Chúng ta thử xem xét ví dụ thường gặp tổ chức hệ quản trị nguồn nhân lực, hệ gồm ba hệ : + Hệ lương : hệ trì ngày cơng lương cho tất nhân viên tổ chức + Hệ nhân : hệ trì lý lịch cá nhân, liệu tổ chức, công việc đào tạo vị trí thăng tiến + Hệ hưu : hệ quản trị quy tắc liên quan đến nghỉ hưu, loại nghỉ hưu, chi tiết hưu nhân viên Vấn đề phức tạp hệ lương thông thường quản lý phịng tài chính, hệ nhân hệ hưu quản lý phịng tổ chức, có nhiều liệu nhân viên chung cho ba hệ - hệ thường thực sử dụng riêng biệt chúng tạo trùng liệu nhân viên mà chúng dùng Người sử dụng có khả khai thác liệu trực tiếp Vai trò chuẩn hóa liệu thiết kế CSDL Cơ sở liệu hệ quản trị sở liệu đời nhằm giải vấn đề liệu lưu trữ theo lối cũ, tạo thống hệ liệu vào hệ sở liệu chính, khắc phục nhược điểm hệ thống thông tin cũ A Thiết kế sở liệu - Lược đồ quan hệ : I - Một số khái niệm chung: Cơ sở liệu (CSDL) gì? Cơ sở liệu ( Database ) lĩnh vực nghiên cứu mơ hình, nguyên lý, phương pháp tổ chức liệu vật mang tin Nghiên cứu sở liệu giúp chun gia lưu trữ, tìm kiếm, cập nhật thơng tin nhanh, tiết kiệm nhớ, thời gian Một khía cạnh quan trọng nghiên cứu sở liệu giúp hiểu ràng buộc mang tính chất nội mơ hình CSDL, để từ giúp nắm nguyên lý sở liệu, vận dụng vận hành máy tính , ngồi nghiên cứu sở liệu giúp cho việc hiểu sâu mặt lý thuyết CSDL, mối quan hệ với lĩnh vực khác, đặc thù riêng phong phú Vai trò chuẩn hóa liệu thiết kế CSDL Người sử dụng trực tuyến Các chương trình ứng dụng Cơ sở liệu hợp Theo sơ đồ nhìn thấy thành phần sở liệu hợp sưu tập liệu chứa phương tiện lưu trữ như: đĩa từ, băng từ…và người sử dụng trực tuyến sử dụng hay chia sẻ sở liệu Các chương trình ứng dụng theo lơ thực thao tác liệu lấy từ sở liệu tìm kiếm, sửa đổi, bổ sung, loại bỏ… Người sử dụng trực tuyến thao tác với sở liệu từ thiết bị đầu cuối gần cách xa, họ thực tất thao tác: tìm kiếm, sửa đổi, bổ sung, loại bỏ… Như vậy, Cơ sở liệu sưu tập liệu tác nghiệp lưu trữ lại hệ ứng dụng tổ chức Hệ quản trị sở liệu hệ sở liệu: 2.1 Hệ quản trị sở liệu: ( DataBase Management System - DBMS): tập phần mềm quản lý CSDL cung cấp dịch vụ xử lý CSDL cho người phát triển ứng dụng người dung cuối, DBMS cung cấp Vai trò chuẩn hóa liệu thiết kÕ CSDL giao diện người sử dụng liệu, biến đổi CSDL vật lý thành CSDL logic - Dựa vào tổ chức liệu, DBMS chia thành năm loại: + Loại phân cấp hệ IMS IBM + Loại mạng IDMS Cullinet Software + Loại tập tin đảo ADABAS Software AG + Loại quan hệ ORACLE Oracle, DB2 IBM, Access Microsoft Access + Loại đối tượng, tiếp cận thiết kế DBMS việc sử dụng loại sớm trở nên phổ biến - DBMS có vai trị quan trọng hệ thống lập trình có mặt máy PC, Mainframe, hệ thống phần mềm khác, chẳng hạn trình biên dịch, hệ điều hành, nguyên lý DBMS xuất nghiên cứu nhằm giúp nắm vững nguyên lý mặt lý thuyết để sử dụng cài đặt DBMS cách hiệu Hiện tại, loại DBMS sử dụng cơng nghệ loại DBMS quan hệ ( RDBMS), loại chiếm lĩnh công nghệ 10-15 năm cuối đánh bật loại DBMS phân cấp gần DBMS mạng 2.2.Hệ sở liệu: hệ thống gồm thành phần: - Cơ sở liệu hợp nhất: sở liệu hệ có tính chất tối thiểu hoá dư thừa chia sẻ - Những người sử dụng: người sử dụng hệ người có nhu cầu truy nhập vào CSDL, có nghĩa người sử dụng bao gồm tất Vai trß cđa chn hãa d÷ liƯu thiÕt kÕ CSDL người sử dụng cuối, người viết chương trình ứng dụng người điều khiển toàn hệ thống hay gọi người quản trị sở liệu - Phần mềm hệ quản trị sở liệu: - Phần cứng: bao gồm thiết bị nhớ thứ cấp sử dụng để lưu trữ liệu * Theo nhóm nghiên cứu hệ quản trị sở liệu ANSI/SPARC, kiến trúc CSDL chia thành mức khác nhau: - Mức ngồi ( Khung nhìn): + Mức ngồi lien quan đến cách nhìn, quan niệm người sử dụng CSDL , cịn gọi “ khung nhìn” + Có nhiều cách nhìn mức ngồi khác nhau, cách nhìn bao gồm biểu diễn trừu tượng phần CSDL + Mỗi người sử dụng cần ngôn ngữ để giao tiếp với hệ thống sở liệu ngơn ngữ liệu ( Data sub language – DSL) + Về nguyên tắc, DSL kết hợp ngơn ngữ: ~ Ngơn ngữ định nghĩa liệu: ( Data Definition Language – DDL): dùng để định nghĩa khai báo đối tượng CSDL ~ Ngôn ngữ thao tác liệu: ( Data Manipulation Language – DML):dùng để hỗ trợ việc thao tác xử lý đối tượng sở liệu - Mức khái niệm: Vai trß cđa chn hãa d÷ liƯu thiÕt kÕ CSDL + Mức khái niệm cho phép ta định nghĩa cách nhìn thống cho người sử dụng, bao gồm biểu diễn trừu tượng tổng thể toàn CSDL + Lược đồ khái niệm thể ngôn ngữ định nghĩa liệu khác Đó ngơn ngữ định nghĩa liệu khái niệm ( Conceptual DDL) - Mức ( gọi mức vật lý): + Mức gần với cách lưu trữ nhớ máy tính + CSDL vật lý tệp liệu theo cấu trúc lưu thiết bị nhớ ngồi + Lược đồ khơng định nghĩa kiểu ghi lưu trữ mà định mục, cách biểu diễn trường lưu trữ, trật tự vật lý ghi lưu trữ + Lược đồ thể ngôn ngữ định nghĩa liệu khác – ngơn ngữ định nghĩa liệu mức ( Internal DDL) Vai trß cđa chn hãa d÷ liƯu thiÕt kÕ CSDL Người sử dụng A1 Người sử dụng A2 Ngôn ngữ Ngôn ngữ Ngư B1 N Không gian làm việc Không gian làm việc Không Người quản trị hệ thống ( Database Administrator ) xây dựng bảo trì lược đồ ánh xạ * Lược đồ ngồi A Mơ hình ngồi A (Exernal ( Khung nhìn ) Scherma A) (External Model A) * Ánh xạ mơ hình ngồi A mơ hình Án * Lược đồ khái niệm Mơ (D (Con Mơ Ánh xạ mơ hìn * Lược đồ ( Internal schema) ( Storage structure definition) Kiến trúc hệ thống sở liệu Mơ hình tro ( Cơ sở Vai trß cđa chn hãa d÷ liƯu thiÕt kÕ CSDL Phân loại hệ sở liệu: 3.1 Các hệ sở liệu tập trung: Với hệ sở liệu tập trung, tập tất liệu định vị trạm đơn lẻ Những người sử dụng trạm từ xa, truy nhập sở liệu thông qua công cụ truyền thông liệu * Đặc điểm: - Các hệ sở liệu tập trung cung cấp kiểm soát lớn việc truy nhập cập nhật liệu so với hệ sở liệu phân tán - Chúng bị mắc lỗi nhiều chúng phụ thuộc vào tính sẵn sang tài nguyên 3.1.1 Hệ sở liệu cá nhân: kiểu hệ sở liệu quen thuộc Hệ sở liệu cá nhân thường có người sử dụng đơn lẻ : vừa thiết kế , tạo lập sở liệu, vừa cập nhật liệu bảo trì, lập báo cáo hiển thị báo cáo Hệ sở liệu thường hỗ trợ ứng dụng hay số giới hạn ứng dụng đơn lẻ Việc phát triển sử dụng hệ sở liệu cá nhân đơn giản dễ dàng ` Cơ sở liệu Hệ sở liệu cá nhân