bài giảng môn nhập môn cơ sở dữ liệu(1)

Nhập môn cơ sở dữ liệu www.ou.edu.vn khai.hq@ou.edu.vn Chương 1: Tổng quan về cơ sở dữ liệu Tham khảo tài liệu [A]: Chapter 1: Introduction to Databases 1 khai.hq@ou.edu.vn Nội dung chương 1 (1) 1. Một số ví dụ sử dụng hệ thống CSDL 2. Đặc điểm của hệ thống lưu DL theo file 3. Nhược điểm của hệ thống lưu DL theo file 4. Ý nghĩa của thuật ngữ CSDL (database) 5. Ý nghĩa của thuật ngữ hệ quản trị CSDL (DBMS) (DBMS: Database Management System) 2 Chương 1: Tổng quan về cơ sở dữ liệu Trang 1 Nhập môn cơ sở dữ liệu www.ou.edu.vn khai.hq@ou.edu.vn Nội dung chương 1 (2) 6. Các chức năng chính của DBMS 7. Các thành phần chính của môi trường DBMS 8. Vai trò của con người trong môi trường DBMS 9. Lịch sử phát triển của các hệ DBMS 10. Ưu điểm và nhược điểm của DBMS 3 khai.hq@ou.edu.vn Ví dụ về các ứng dụng CSDL Mua bán ở siêu thị Mua bán dùng thẻ tín dụng Đặt vé đi nghỉ mát tại trạm giao dịch du lịch Đọc, mượn sách tại thư viện Thanh lý hợp đồng bảo hiểm Sử dụng mạng internet Học tập, nghiên cứu tại trường đại học 4 Chương 1: Tổng quan về cơ sở dữ liệu Trang 2 Nhập môn cơ sở dữ liệu www.ou.edu.vn khai.hq@ou.edu.vn Hệ thống lưu DL theo file (File-based System) Là tập hợp một số chương trình ứng dụng để phục vụ cho các người dùng cuối (end users), ví dụ chương trình giúp người dùng in ra các bảng báo cáo Mỗi chương trình quản lý các dữ liệu có thiết kế riêng cho chương trình đó 5 khai.hq@ou.edu.vn Ví dụ về hệ thống lưu DL theo file: Hệ thống Quản lý cho thuê nhà (gồm 2 chương trình) 6 Chương 1: Tổng quan về cơ sở dữ liệu Trang 3 Nhập môn cơ sở dữ liệu www.ou.edu.vn khai.hq@ou.edu.vn Hạn chế của phương pháp lưu DL theo file (1) 1. Dữ liệu riêng rẽ và cô lập – Mỗi chương trình sử dụng dữ liệu của riêng mình – Người dùng một chương trình khó thấy được những thông tin có ích cho mình khi thông tin này nằm trong dữ liệu của các chương trình khác 2. Dữ liệu bị trùng lắp – Các dữ liệu giống nhau có thể được lưu ở các chương trình khác nhau -> bị dư thừa DL – Các dữ liệu giống nhau có thể được lưu không cùng giá trị, hay không cùng format -> bị mâu thuẫn DL 7 khai.hq@ou.edu.vn Hạn chế của phương pháp lưu DL theo file (2) 3. Dữ liệu lệ thuộc vào chương trình – Cấu trúc của file lưu DL do code của chương trình tạo ra 4. Chương trình lệ thuộc dữ liệu (không tương thích các format file DL khác nhau) – Các chương trình được viết bằng các ngôn ngữ LT khác nhau nên không thể dễ dàng truy xuất các file DL của các chương trình khác 5. Chức năng của chương trình là cố định, không linh hoạt – Các chương trình được viết theo các chức năng định sẳn, nếu có yêu cầu chức năng nào mới thì phải viết một chương trình mới 8 Chương 1: Tổng quan về cơ sở dữ liệu Trang 4 Nhập môn cơ sở dữ liệu www.ou.edu.vn khai.hq@ou.edu.vn Phương pháp lưu dữ liệu bằng CSDL Lý do phát sinh phương pháp này: – Không nên đưa việc định nghĩa DL vào chương trình – Nên lưu DL riêng và không phụ thuộc vào chương trình – Nên có sự kiểm soát khi truy xuất và xử lý DL, và việc kiểm soát này không nên đặt trong một chương trình Kết quả: – Hệ quản trị CSDL (DBMS) 9 khai.hq@ou.edu.vn Cơ sở dữ liệu (Database) Là tập hợp có tính chia sẽ của các DL có quan hệ logic với nhau (và sự miêu tả của các DL này), được thiết kế để đáp ứng nhu cầu về thông tin cho một tổ chức (Shared collection of logically related data (and a description of this data), designed to meet the information needs of an organization) System catalog (metadata): cung cấp thông tin miêu tả DL, giúp cho chương trình và DL có thể độc lập với nhau Các DL quan hệ logic với nhau bao gồm: các thực thể, các thuộc tính, và các mối quan hệ của các thông tin trong một tổ chức 10 Chương 1: Tổng quan về cơ sở dữ liệu Trang 5 Nhập môn cơ sở dữ liệu www.ou.edu.vn khai.hq@ou.edu.vn Hệ quản trị CSDL (DBMS) Là một hệ thống phần mềm cho phép ngưới dùng có thể định nghĩa, tạo, và duy trì CSDL, cho phép truy xuất CSDL theo cách có kiểm soát 11 khai.hq@ou.edu.vn Ví dụ về hệ quản trị CSDL (DBMS) 12 Chương 1: Tổng quan về cơ sở dữ liệu Trang 6 Nhập môn cơ sở dữ liệu www.ou.edu.vn khai.hq@ou.edu.vn Phương pháp lưu dữ liệu bằng CSDL Ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu (DDL: Data definition language) – Cho phép đặc tả kiểu DL, cấu trúc DL và ràng buộc DL – Tất cả các đặc tả DL được lưu trong CSDL Ngôn ngữ thao tác dữ liệu (DML: Data manipulation language). – Là công cụ để truy vấn DL 13 khai.hq@ou.edu.vn Phương pháp lưu dữ liệu bằng CSDL Việc truy xuất CSDL có kiểm soát có thể bao gồm các hệ thống sau: – Hệ thống bảo mật DL – Hệ thống nhất quán DL – Hệ thống kiểm soát đồng thời – Hệ thống kiểm soát việc phục hồi DL – Bảng ghi quyền truy xuất của các users Dùng cơ chế khung nhìn dữ liệu (view mechanism) – Cung cấp cho người dùng chính xác các DL mà người dùng đang cần 14 Chương 1: Tổng quan về cơ sở dữ liệu Trang 7 Nhập môn cơ sở dữ liệu www.ou.edu.vn khai.hq@ou.edu.vn Khung nhìn dữ liệu (View) (1) Cho phép mỗi user có cái nhìn riêng về CSDL Khung nhìn dữ liệu được xem là một phần cơ bản của CSDL 15 khai.hq@ou.edu.vn Khung nhìn dữ liệu (View) (2) Lợi ích của việc dùng view: – Làm giảm sự phức tạp của CSDL – Cung cấp thêm một mức độ an toàn – Cung cấp một cơ chế tùy biến để có thể thay đổi cách trình bày CSDL – Giúp ta có một cái nhìn không thay đổi đối với cấu trúc của một CSDL, cho dù bản thân CSDL đó có thể bị thay đổi 16 Chương 1: Tổng quan về cơ sở dữ liệu Trang 8 Nhập môn cơ sở dữ liệu www.ou.edu.vn khai.hq@ou.edu.vn Các thành phần của môi trường dùng DBMS (1) 17 khai.hq@ou.edu.vn Các thành phần của môi trường dùng DBMS (2) Phần cứng (Hardware) – Có thể là một máy PC hay là một mạng máy tính Phần mềm (Software) – Hệ DBMS, hệ điều hành, phần mềm mạng (nếu cần) và các chương trình ứng dụng Dữ liệu (Data) – Là DL được dùng và sự miêu tả về DL đó (được gọi là lược đồ DL (schema)) 18 Chương 1: Tổng quan về cơ sở dữ liệu Trang 9 Nhập môn cơ sở dữ liệu www.ou.edu.vn khai.hq@ou.edu.vn Các thành phần của môi trường dùng DBMS (3) Các thủ tục (Procedures) – Tài liệu hướng dẫn và các qui tắc được áp dụng khi thiết kế CSDL, sử dụng CSDL và DBMS Người dùng (People) 19 khai.hq@ou.edu.vn [...]... Mô hình dữ liệu (Data Model) (1) Là tập hợp các khái niệm có liên quan, dùng để miêu tả dữ liệu, mối quan hệ giữa các dữ liệu, và các ràng buộc trên dữ liệu của một tổ chức Mô hình dữ liệu bao gồm: – Một phần cấu trúc (A structural part) – Một phần thao tác (A manipulative part) – Có thể có một tập các qui tắc toàn vẹn (integrity rules) 16 Chương 2: Môi trường của cơ sở dữ liệu Nhập môn cơ sở dữ liệu... (system catalog) 3 khai.hq@ou.edu.vn Mục tiêu của kiến trúc 3 mức Tất cả users có thể truy xuất dữ liệu như nhau View của một user không bị thay đổi khi các view khác bị thay đổi Users không cần phải biết chi tiết ở mức vật lý cơ sở dữ liệu được lưu như thế nào 4 Chương 2: Môi trường của cơ sở dữ liệu Nhập môn cơ sở dữ liệu Trang 2 www.ou.edu.vn khai.hq@ou.edu.vn Mục tiêu của kiến trúc 3 mức Người quản trị... Có kiểm soát sự dư thừa dữ liệu Có tính nhất quán dữ liệu (data consistency) Chứa được nhiều thông tin hơn với cùng số lượng dữ liệu như nhau Cho phép chia sẽ dữ liệu Tăng cường sự toàn vẹn của dữ liệu (data integrity) Tăng độ bảo mật (security) Có tuân theo các tiêu chuẩn Tiết kiệm về kích cỡ 22 Chương 1: Tổng quan về cơ sở dữ liệu Nhập môn cơ sở dữ liệu Trang 11 www.ou.edu.vn khai.hq@ou.edu.vn Ưu... vụ kiểm tra quyền truy xuất dữ liệu 7 Hỗ trợ việc giao tiếp dữ liệu (kết hợp được với các software khác để thực hiện) 8 Có dịch vụ toàn vẹn dữ liệu 9 Hỗ trợ việc độc lập dữ liệu giữa CSDL và chương trình 10.Có các dịch vụ tiện ích khác: import, export, thống kê, giám sát, … 21 khai.hq@ou.edu.vn Các thành phần của DBMS 22 Chương 2: Môi trường của cơ sở dữ liệu Nhập môn cơ sở dữ liệu Trang 11 www.ou.edu.vn... hiện thực chi tiết Kết quả là một mô hình dữ liệu mức ý niệm (conceptual data model) 19 khai.hq@ou.edu.vn Các chức năng của DBMS (1) 1 Lưu, truy xuất và cập nhật dữ liệu 2 Có phân quyền truy xuất cho các user 3 Hỗ trợ giao tác (giao dịch) 4 Có dịch vụ kiểm soát đồng thời 5 Có dịch vụ phục hồi dữ liệu 20 Chương 2: Môi trường của cơ sở dữ liệu Nhập môn cơ sở dữ liệu Trang 10 www.ou.edu.vn khai.hq@ou.edu.vn... cứng Tốn chi phí vào việc chuyển đổi (Cost of conversion) Nhược điểm về tốc độ thực hiện Dễ bị hư hỏng hơn HẾT CHƯƠNG 1 24 Chương 1: Tổng quan về cơ sở dữ liệu Nhập môn cơ sở dữ liệu Trang 12 www.ou.edu.vn khai.hq@ou.edu.vn Chương 2: Môi trường của cơ sở dữ liệu Tham khảo tài liệu [A]: Chapter 2: Database Environment 1 khai.hq@ou.edu.vn Nội dung chương 2 (1) Mục đích của kiến trúc CSDL 3 mức Nội dung... Giảm chi phí truyền dữ liệu – Tăng tính nhất quán dữ liệu 29 khai.hq@ou.edu.vn Kiến trúc Client-server (2) 30 Chương 2: Môi trường của cơ sở dữ liệu Trang 15 Nhập môn cơ sở dữ liệu www.ou.edu.vn khai.hq@ou.edu.vn Các sơ đồ kết nối của kiến trúc Client-server 31 Bộ giám sát việc xử lý giao tác khai.hq@ou.edu.vn (Transaction Processing Monitor) (1) Là chương trình kiểm soát việc truyền dữ liệu giữa máy... khác nhau) – Không yêu cầu thay đổi lược đồ mức ý niệm hay mức ngoài 11 khai.hq@ou.edu.vn Độc lập dữ liệu của kiến trúc ANSI-SPARC 3 mức 12 Chương 2: Môi trường của cơ sở dữ liệu Nhập môn cơ sở dữ liệu Trang 6 www.ou.edu.vn khai.hq@ou.edu.vn Ngôn ngữ cho CSDL (Database Languages) (1) Ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu (DDL) – Cho phép người quản trị CSDL (DBA) hoặc user miêu tả và đặt tên cho các thực thể,... (external, conceptual, and internal levels) Mục đích của việc ánh xạ mức ngoài/mức ý niệm và mức ý niệm/mức trong Ý nghĩa của sự độc lập dữ liệu giữa logic và vật lý Phân biệt DDL và DML Phân loại các mô hình dữ liệu 2 Chương 2: Môi trường của cơ sở dữ liệu Nhập môn cơ sở dữ liệu Trang 1 www.ou.edu.vn khai.hq@ou.edu.vn Nội dung chương 2 (2) Mục đích và tầm quan trọng của việc mô hình hóa mức ý niệm Các... DBMS Người quản trị dữ liệu (Data Administrator (DA)) Người quản trị CSDL (Database Administrator (DBA)) Người thiết kế CSDL (Database Designers) Mức logic và vật lý (Logical and Physical) Người lập trình ứng dụng (Application Programmers) Người sử dụng chương trình (End Users) Mức cơ bản và mức thành thạo (naive and sophisticated) 20 Chương 1: Tổng quan về cơ sở dữ liệu Nhập môn cơ sở dữ liệu Trang 10 . 1: Tổng quan về cơ sở dữ liệu Trang 12 Nhập môn cơ sở dữ liệu www.ou.edu.vn khai.hq@ou.edu.vn Chương 2: Môi trường của cơ sở dữ liệu Tham khảo tài . quan về cơ sở dữ liệu Trang 6 Nhập môn cơ sở dữ liệu www.ou.edu.vn khai.hq@ou.edu.vn Phương pháp lưu dữ liệu bằng CSDL Ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu (DDL: . Tổng quan về cơ sở dữ liệu Trang 3 Nhập môn cơ sở dữ liệu www.ou.edu.vn khai.hq@ou.edu.vn Hạn chế của phương pháp lưu DL theo file (1) 1. Dữ liệu riêng