Nghiên cứu cơ sở dữ liệu hướng đối tượng và áp dụng vào bài toán cụ thể với hệ quản trị DB40

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ VŨ ĐỨC HUY NGHIÊN CỨU CƠ SỞ DỮ LIỆU HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG VÀ ÁP DỤNG VÀO BÀI TOÁN CỤ THỂ VỚI HỆ QUẢN TRỊ DB4O LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội – 2011 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ VŨ ĐỨC HUY NGHIÊN CỨU CƠ SỞ DỮ LIỆU HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG VÀ ÁP DỤNG VÀO BÀI TOÁN CỤ THỂ VỚI HỆ QUẢN TRỊ DB4O Ngành: Công nghệ thông tin Chuyên ngành: Hệ thống thông tin Mã số: 60 48 05 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Đoàn Văn Ban Hà Nội – 2011 MỤC LỤC BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU Chƣơng CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU HƢỚNG ĐỐI TƢỢNG 1.1.Cơ sở liệu hƣớng đối tƣợng 1.1.1 Mô hình hƣớng đối tƣợng 1.1.2 Các hệ quản trị sở liệu hƣớng đối tƣợng 1.2 Các khái niệm sở liệu hƣớng đối tƣợng 1.2.1 Hƣớng đối tƣợng 1.2.2 Đối tƣợng lớp 1.2.3 Cấu trúc đối tƣợng kiến tạo kiểu 1.2.4 Bao gói che giấu thông tin 14 1.2.5 Phân cấp kiểu kế thừa 16 1.2.6 Đối tƣợng phức tạp 18 1.2.7 Đa hình, đa kế thừa, kế thừa chọn lọc 19 1.2.8 Phiên cấu hình 21 1.3 Chuẩn ODMG 21 1.3.1 Mơ hình hƣớng đối tƣợng ODMG 21 1.3.2 Ngôn ngữ định nghĩa đối tƣợng (ODL) 30 1.3.3 Ngôn ngữ truy vấn đối tƣợng (OQL) 35 1.3.4 Thiết kế sở liệu hƣớng đối tƣợng 43 1.4 Kết luận 46 Chƣơng HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU HƢỚNG ĐỐI TƢỢNG DB4O 47 2.1 Giới thiệu 47 2.2 Hệ quản trị sở liệu hƣớng đối tƣợng db4o 47 2.2.1 Tổng quan db4o 47 2.2.2 Khai thác db4o 49 2.2.3 Công cụ quản lý đối tƣợng 52 2.2.4 Các hệ thống truy vấn 55 2.2.5 Các đối tƣợng có cấu trúc 59 2.2.6 Tập hợp mảng 64 2.2.7 Kế thừa 69 2.2.8 Các giao tác 73 2.2.9 Làm việc chế độ Client/Server 74 2.3 Kết luận 79 Chƣơng BÀI TOÁN QUẢN LÝ SINH VIÊN KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI 80 3.1 Phát biểu toán 80 3.2 Chú giải 80 3.2.1 Lớp học 80 3.2.2 Sinh viên 80 3.2.3 Giáo viên 80 3.2.4 Môn học 80 3.2.5 Điểm 80 3.2.6 Hạnh kiểm 80 3.3 Mô hình USE CASE 81 3.3.1 Biểu đồ Use case 81 3.3.2 Quản trị ngƣời dùng 81 3.3.3 Cập nhật Môn học 81 3.3.4 Cập nhật Lớp học 82 3.3.5 Cập nhật Sinh viên 83 3.3.6 Cập nhật Điểm 83 3.3.7 Cập nhật Hạnh kiểm 84 3.3.8 Tìm kiếm Sinh viên 84 3.3.9 Tìm kiếm Điểm 85 3.3.10 Tìm kiếm Hạnh kiểm 85 3.3.11 Tìm kiếm Mơn học 85 3.4 Biểu đồ lớp 86 3.5 Một số giao diện chƣơng trình 86 3.6 Kết luận 90 KẾT LUẬN 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt Tiếng Anh ANSI American National Standards Institute CAD Computer - Aided Design CAI Computer – Aided Introduce CAM Computer – Aided Manufacturing CAP Computer – Aided Publishing CASE Computer – Aided Software Engineering CIM Computer – Intergrated Manufacturing DDL Data Definition Language DML Data Manipulation Language 10 ISO International Organization for Standardization 11 ODL Object Define Language 12 ODMG Object Data Management Group 13 14 OIF OML Object Interchange Format Object Manipulation Language 15 OMT Object Modeling Techniques 16 OODB Object Oriented DataBase 17 OODBMS Object Oriented DataBase Managerment System 18 OOPL Object Oriented Program Language 19 RDMMS Relational DataBase Managerment System 20 SODA Simple Object Database Access Tiếng Việt Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ Thiết kế với trợ giúp máy tính Giới thiệu nhờ máy tính Chế tạo với trợ giúp máy tính Xuất nhờ máy tính Kỹ nghệ phần mềm với trợ giúp máy tính Chế tạo tích hợp với máy tính Ngơn ngữ định nghĩa liệu Ngôn ngữ thao tác liệu Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế Ngơn ngữ định nghĩa đối tƣợng Nhóm quản lý liệu đối tƣợng Cơng nghệ mơ hình đối tƣợng Cơ sở liệu hƣớng đối tƣợng Hệ quản trị sở liệu với mơ hình hƣớng đối tƣợng Ngơn ngữ lập trình hƣớng đối tƣợng Hệ quản trị sở liệu với mơ hình quan hệ DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 Hình vẽ Trang Hình 1.1 Minh họa đối tƣợng phức tạp DEPARTMENT nhƣ đồ thị 12 Hình 1.2 Kế thừa đơn 18 Hình 1.3 Kế thừa bội hay đa kế thừa 18 Hình 1.4 Phân cấp kế thừa giao diện xây dựng sẵn mơ hình đối tƣợng 27 Hình 1.5 Ký hiệu đồ họa 31 Hình 1.6 Ví dụ phần lƣợc đồ ODL sở liệu trƣờng 31 đại học Hình 1.7 Kế thừa thơng qua “:” 34 Hình 1.8 Một phần lƣợc đồ EER 44 Hình 2.1 Cấu trúc thƣ mục DB4O 47 Hình 2.2 Tham chiếu đến file Db4objects.Db4o.dll đề án 48 Hình 2.3 Chƣơng trình quản lý đối tƣợng sở liệu db4o 48 Hình 2.4 Menu chƣơng trình quản lý đối tƣợng sở liệu db4o 52 Hình 2.5 Giao diện chƣơng trình quản lý đối tƣợng sở liệu db4o 53 Hình 2.6 Giao diện Cửa sổ Db4o Browser dùng để quản lý đối tƣợng 53 Hình 2.7 Giao diện hiển thị tất đối tƣợng lớp 54 Hình 2.8 a Giao diện thực truy vấn sử dụng Query Builder 54 Hình 2.8 b Giao diện thực truy vấn sử dụng Attribute List 54 Hình 2.8 c Giao diện cho phép chọn truy vấn 55 Hình 2.9 Đồ thị truy vấn đơn giản 57 Hình 2.10 Đồ thị truy vấn có điều kiện 58 Hình 2.11 Minh họa truy vấn SODA 62 Hình 3.1 Biểu đồ Use Case 81 Hình 3.2 Biểu đồ lớp hệ thống 86 Hình 3.3 Giao diện chƣơng trình 86 Hình 3.4 Giao diện đăng nhập 87 Hình 3.5 Giao diện cập nhật thơng tin lớp học 87 Hình 3.6 Giao diện cập nhật thơng tin sinh viên 87 Hình 3.7 Giao diện cập nhật mơn học 88 Hình 3.8 Giao diện cập nhật giáo viên 88 Hình 3.9 Giao diện cập nhật hạnh kiểm 88 Hình 3.10 Giao diện cập nhật điểm 89 Hình 3.11 Giao diện tìm kiếm mơn học 89 Hình 3.12 Giao diện tìm kiếm sinh viên 89 Hình 3.13 Giao diện tìm kiếm hạnh kiểm 90 Hình 3.14 Giao diện tìm kiếm điểm 90 MỞ ĐẦU Hệ quản trị sở liệu với mơ hình quan hệ (RDBMS – Relation DataBase Management System) có nhiều đóng góp đáng kể việc quản lý hệ thông tin Chúng đƣợc nghiên cứu, ứng dụng, phát triển rộng rãi có nhiều sản phẩm đƣợc thƣơng mại hóa Tuy nhiên, hệ quản trị sở liệu quan hệ không phù hợp cho ứng dụng có cấu trúc liệu phức tạp, đối tƣợng khơng có cấu trúc, ví dụ nhƣ CAD/CAM, hệ thống thông tin địa lý, sở liệu đa phƣơng tiện, hình ảnh, âm thanh,… Các hệ quản trị sở liệu không cho phép ngƣời dùng mở rộng kiểu hệ thống, thêm kiểu liệu Bên cạnh đó, việc sử dụng ngơn ngữ lập trình hƣớng đối tƣợng để thao tác sở liệu quan hệ có bất cập Các hệ quản trị sở liệu quan hệ không hỗ trợ khái niệm ngơn ngữ lập trình hƣớng đối tƣợng Cho nên cần phải ánh xạ qua lại ngơn ngữ lập trình hƣớng đối tƣợng với sở liệu quan hệ Với mong muốn kiểm soát đƣợc liệu phức tạp nhƣ mở rộng đƣợc hệ thống ứng dụng đa dạng hơn, mô hình hƣớng đối tƣợng đời đƣợc áp dụng vào ngơn ngữ lập trình, giao diện ngƣời dùng, kỹ thuật thiết kế, hệ điều hành, cấu trúc phần cứng hệ CSDL Các ứng dụng “thế hệ này” gồm thiết kế phần mềm có máy tính hỗ trợ (CASE), sản xuất tích hợp qua máy tính (CIM), ứng dụng khác,… Cho đến chƣa có chuẩn thức chƣa đƣợc chấp nhận tổ chức ISO, ANSI, nhƣng có nhiều hệ thƣơng mại theo mơ hình quản trị sở liệu hƣớng đối tƣợng (OODBMS) đƣợc tung thị trƣờng nhƣ DB4O, OBJECTSTORE,… Do đó, nói mơ hình OODBMS xuất nhƣ giải pháp nhằm giải phức tạp việc mơ hình hố giới thực ngày tổng quát Phạm vi luận văn tập trung nghiên cứu vấn đề sau:  Một số vấn đề sở liệu hƣớng đối tƣợng  Hệ quản trị sở liệu hƣớng đối tƣợng DB4O  Xây dựng ứng dụng mô việc sử dụng sở liệu hƣớng đối tƣợng với hệ quản trị DB4O Luận văn đƣợc chia thành chƣơng Chƣơng trình bày khái quát vấn liên quan đến sở liệu hƣớng đối tƣợng hệ quản trị sở liệu hƣớng đối tƣợng Chƣơng giới thiệu cách làm việc với hệ quản trị sở liệu hƣớng đối tƣợng DB4O Chƣơng xây dựng chƣơng trình quản lý sinh viên sử dụng sở liệu hƣớng đối tƣợng với hệ quản trị DB4O Chƣơng CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU HƢỚNG ĐỐI TƢỢNG 1.1.Cơ sở liệu hướng đối tượng 1.1.1 Mơ hình hƣớng đối tƣợng Một sở liệu hƣớng đối tƣợng đƣợc xem nhƣ kho bền vững đối tƣợng đƣợc tạo ngơn ngữ lập trình hƣớng đối tƣợng Với ngơn ngữ lập trình bất kỳ, đối tƣợng ngừng tồn (kết thúc) chƣơng trình ứng dụng kết thúc, nhƣng sở liệu hƣớng đối tƣợng, đối tƣợng đƣợc trì bên ngồi phạm vi thực chƣơng trình Hệ quản trị sở liệu hƣớng đối tƣợng (OODBMS) quản lý liệu, mã chƣơng trình cấu trúc kết hợp nhằm thiết lập sở liệu hƣớng đối tƣợng Khác với hệ quản trị sở liệu quan hệ, hệ quản trị sở liệu hƣớng đối tƣợng khác nhiều cú pháp khả ứng dụng Tổ chức chuẩn hoá việc quản lý liệu đối tƣợng ODMG (Object Data Management Group) cố gắng tìm cách giải khác biệt cách thống đƣa kỹ thuật mơ hình hóa đối tƣợng OMT (Object Modeling Techniques) hay ngơn ngữ mơ hình hố thống UML [2] Mặc dù mô hình liệu hƣớng đối tƣợng chƣa có chuẩn đƣợc chấp nhận thức tổ chức ANSI hay ISO nhƣ mơ hình quan hệ, nhƣng suốt năm qua số hệ sở liệu hƣớng đối tƣợng nhƣ O hay ObjectStore xâm nhập vào thị trƣờng Mỹ cách thức nhờ khả mạnh mẽ việc mơ hình hố giới thực Bên cạnh đó, đề xuất chuẩn cho mơ hình liệu hƣớng đối tƣợng ngôn ngữ truy vấn OQL tổ chức ODMG đƣợc nhà tin học quan tâm cách thực Vấn đề đƣợc đề cập đến thơng qua việc giới thiệu “mơ hình hạt nhân” mơ hình liệu hƣớng đối tƣợng, số quy ƣớc tối thiểu mơ hình hƣớng đối tƣợng đƣợc bàn đến Mơ hình hạt nhân đủ mạnh để thoả mãn nhiều đòi hỏi ứng dụng mới, đƣợc dùng làm sở cho việc phân tích khác biệt mơ hình liệu hƣớng đối tƣợng với mơ hình liệu truyền thống khác nhƣ mơ hình quan hệ chẳng hạn Mơ hình hạt nhân dựa khái niệm sau [3]:  Mỗi thực thể giới thực đƣợc mơ hình hố đối tượng Mỗi đối tƣợng đƣợc xác định với tên đƣợc gọi định danh đối tƣợng  Mỗi đối tƣợng có tập thuộc tính phƣơng thức Giá trị thuộc tính đối tƣợng hay tập đối tƣợng Đặc trƣng cho phép đối tƣợng phức tạp đƣợc định nghĩa nhƣ kết nhập đối tƣợng khác Tập thuộc tính đối tƣợng tập phƣơng thức biểu diễn theo thức tự cấu trúc hành vi đối tƣợng  Các giá trị thuộc tính biểu diễn trạng thái đối tƣợng Trạng thái đối tƣợng đƣợc truy cập hay sửa đổi việc gửi thông báo tới đối tƣợng để viện dẫn phƣơng pháp tƣơng ứng  Các đối tƣợng có cấu trúc hành vi đƣợc nhóm lại thành lớp Một lớp biểu diễn hình mẫu cho tập đối tƣợng đồng dạng Mỗi đối tƣợng thể lớp  Một lớp đƣợc định nghĩa nhƣ chuyên biệt hoá hay nhiều lớp Một lớp đƣợc định nghĩa nhƣ gọi lớp kế thừa thuộc tính phƣơng thức thuộc lớp Nhƣ biết, sở liệu quan hệ đƣợc sử dụng hiệu nhiều toán ứng dụng Cơ sở liệu hƣớng đối tƣợng cần phải nghiên cứu ứng dụng ƣu, nhƣợc điểm sau:  Hỗ trợ kiểu liệu đƣợc định nghĩa ngƣời sử dụng  Cung cấp mẫu hình phát triển sở liệu cho phân tích, thiết kế cài đặt ứng dụng, khơng phải chuyển từ mẫu hình sang mẫu hình khác nhƣ trình phát triển phần mềm  Cải tiến đáng kể chất lƣợng liệu Ta đƣa nhiều ràng buộc vào cấu trúc liệu Mơ hình cịn cho phép thể ràng buộc khơng cấu trúc để chƣơng trình phải thoả mãn thực sở liệu Một sở liệu hƣớng đối tƣợng dẫn sở liệu quan hệ đƣợc chuẩn hoá  Tốc độ phát triển phần mềm nhanh Cấu trúc sở liệu quán rõ ràng giúp cho lập trình ứng dụng trở nên đơn giản nhanh  Tích hợp dễ dàng 1.1.2 Các hệ quản trị sở liệu hƣớng đối tƣợng Các hệ quản trị sở liệu hƣớng đối tƣợng đƣợc định nghĩa hệ quản trị sở liệu trực tiếp hỗ trợ mơ hình dựa kiểu hƣớng đối tƣợng Nó phải cung cấp việc lƣu trữ bền cho đối tƣợng mô tả chúng Hệ phải cung cấp ngôn ngữ cho việc định nghĩa lƣợc đồ cho việc thao tác đối tƣợng lƣợc đồ chúng Ngồi ra, thƣờng có ngôn ngữ hỏi chế sở liệu cần thiết cho việc tối ƣu hoá truy cập nhƣ lập mục dồn cụm, chế điều khiển tƣơng tranh trao quyền truy cập nhiều ngƣời dùng, chế khôi phục có cố [3] Một số hệ quản trị sở liệu hƣớng đối tƣợng phổ biến thị trƣờng nhƣ ObjectStore, GemStore, Objectivity, O2, Jasmine, Versant, Db4o POET Hệ quản trị sở liệu hƣớng đối tƣợng hỗ trợ nhiều kiểu liệu phong phú thơng thƣờng kết hợp chặt chẽ với ngơn ngữ lập trình Các hệ quản trị sở liệu hƣớng đối tƣợng thực nhanh ứng dụng điều khiển từ đối tƣợng tham chiếu đến đối tƣợng, hỗ trợ kế thừa, quản lý định danh đối tƣợng nhiều tính chất khác Các hệ quản trị sở liệu hƣớng đối tƣợng có yếu điểm sau [5]:  Thiếu sở lý thuyết chuẩn hoá  Chƣa có chế đủ mạnh để bảo vệ sở liệu  Khơng có khả mở rộng logic  Chƣa hỗ trợ siêu (meta) ứng dụng Hệ quản trị sở liệu hƣớng đối tƣợng thích hợp ứng dụng nhƣ:  Những ứng dụng thiết kế công nghệ  Các ứng dụng đa phƣơng tiện  Các sở tri thức  Những ứng dụng đòi hỏi xử lý phân tán tƣơng tranh  Các phần mềm nhúng 1.2 Các khái niệm sở liệu hướng đối tượng 1.2.1 Hƣớng đối tƣợng Thuật ngữ hƣớng đối tƣợng (object-oriented) đƣợc viết tắt OO O-O có nguồn gốc từ ngơn ngữ lập trình hƣớng đối tƣợng (OO OOPL) Ngày nay, khái niệm hƣớng đối tƣợng đƣợc áp dùng lĩnh vực nhƣ sở liệu, kỹ nghệ phần mềm, sở tri thức, trí tuệ nhân tạo hệ thống máy tính nói chung [10] Hệ thống hƣớng đối tƣợng quan tâm tới số vấn đề sau:  Đối tƣợng cấu trúc đối tƣợng  Tính tính bền vững đối tƣợng  Các đối tƣợng phức tạp  Các phép toán áp dụng đối tƣợng  Phân cấp, kế thừa tính đa hình  Bao gói che dấu thơng tin  Phân chia phiên đối tƣợng 1.2.2 Đối tƣợng lớp 1.2.2.1 Đối tượng Đối tƣợng mơ hình hố thực thể giới thực, bao gồm: định danh, thuộc tính thao tác (phép tốn) Định danh đối tượng (OID) Định danh đối tƣợng hệ thống cấp, bất biến, đối tƣợng bị huỷ Giá trị định danh đối tƣợng khơng trực quan với ngƣời sử dụng, đƣợc sử dụng nội hệ thống để phân biệt đối tƣợng, tạo quản lý đối tƣợng tham chiếu Mỗi đối tƣợng có định danh đƣợc gán thời điểm tạo đối tƣợng Thuộc tính Thuộc tính mơ tả trạng thái đối tƣợng, cho phép thuộc tính phức tạp, có cấu trúc tuỳ ý 78 2.2.9.3 Dải tín hiệu Thỉnh thoảng, client cần gửi thông báo đặc biệt tới server với mục đích bảo server làm việc Server cần tín hiệu thực thi chắp nối (defragment) cần tín hiệu để tự tắt Điều đƣợc cấu hình cách gọi phƣơng thức SETMESSAGERECIPIENT(), qua đối tƣợng xử lý thơng điệp từ client public void RunServer() { lock(this) { IObjectServer db4oServer = Db4oFactory.OpenServer(FILE, PORT); db4oServer.GrantAccess(USER, PASS); db4oServer.Ext().Configure().ClientServer().SetMessageRecipient(this); try { if (! stop) { Monitor.Wait(this); } } catch (Exception e) { Console.WriteLine(e.ToString()); } db4oServer.Close(); } } Thông điệp đƣợc nhận xử lý phƣơng thức PROCESSMESSAGE(): public void ProcessMessage(IMessageContext con, object message) { if (message is StopServer) { Close(); } } Db4o cho phép client gửi tín hiệu tuỳ ý thông điệp tới server cách gửi đối tƣợng tuý đến server Server nhận đƣợc thông điệp chứa đối tƣợng đến từ client Server hiểu thơng điệp public static void Main(string[] args) { IObjectContainer IObjectContainer = null; try { IObjectContainer = Db4oFactory.OpenClient(HOST, PORT, USER, PASS); } catch (Exception e) { Console.WriteLine(e.ToString()); 79 } if (IObjectContainer != null) { IMessageSender messageSender = IObjectContainer.Ext() Configure().ClientServer().GetMessageSender(); messageSender.Send(new StopServer()); IObjectContainer.Close(); } } 2.3 Kết luận Chƣơng trình bày thao tác với hệ quản trị db4o nhƣ: mở sở liệu, lƣu trữ, xóa, cập nhật, làm việc chế độ đơn Client/Server,…Để thấy rõ ứng dụng sở liệu hƣớng đối tƣợng, ta tìm hiểu thơng qua chƣơng trình chƣơng 80 Chƣơng BÀI TỐN QUẢN LÝ SINH VIÊN KHOA CƠNG NGHỆ THÔNG TIN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI 3.1 Phát biểu toán Trong xu phát triển chung hệ thống đào tạo, ứng dụng công nghệ thông tin vào quản lý để nâng cao hiệu công việc việc làm tất yếu Trƣờng Đại học Cơng nghiệp Hà Nội có số lƣợng sinh viên lớn, nhiều bậc học hình thức đào tạo Hiện trƣờng có sử dụng hệ thống thơng tin quản lý thông tin sinh viên, điểm, học phí Tuy nhiên, việc cập nhật thơng tin thƣờng khơng kịp thời, tra cứu thơng tin khó khăn địi hỏi quyền truy cập, số lƣợng ngƣời có quyền truy cập hệ thống giới hạn, đơi xảy nghẽn mạng số công việc phục vụ trực tiếp cho khoa, giáo viên chủ nhiệm, sinh viên phụ huynh sinh viên lại chƣa có Từ hạn chế gây khó khăn thực công việc khoa Do vậy, việc xây dựng hệ thống quản lý sinh viên cho khoa cần thiết tạo điều kiện thuận lợi cho khoa, giáo viên, sinh viên phụ huynh sinh viên muốn quan tâm tới tình hình học tập Hệ thống cho phép sinh viên xem điểm mơn học, hạnh kiểm q trình học tập từ máy tính kết nối vào mạng nội khoa Các giáo viên xem cập nhật thông tin lớp học, sinh viên, điểm, hạnh kiểm, môn học Từ hệ thống này, khoa biết chi tiết q trình học tập rèn luyện sinh viên mà không cần phải tìm hỏi giáo viên chủ nhiệm lớp để từ có kế hoạch thay đổi phát triển Vấn đề đặt phải sử dụng hệ quản trị sở liệu hƣớng đối tƣợng Db4o xây dựng hệ thống quản lý thỏa mãn yêu cầu trên, đồng thời phải đảm bảo yêu cầu hệ thống nhƣ tính bảo mật, độ xác, độ an tồn… 3.2 Chú giải 3.2.1 Lớp học Là lớp học khóa học, lớp thƣờng có từ 80 đến 100 sinh viên 3.2.2 Sinh viên Ngƣời học lớp khoa trƣờng 3.2.3 Giáo viên Là ngƣời giảng dạy quản lý khoa 3.2.4 Môn học Là môn học đƣợc học học kỳ 3.2.5 Điểm Là điểm môn học sinh viên học kỳ 3.2.6 Hạnh kiểm Là kết rèn luyện sinh viên học kỳ 81 3.3 Mơ hình USE CASE 3.3.1 Biểu đồ Use case Hình 3.1 Biểu đồ Use Case 3.3.2 Quản trị ngƣời dùng  Tóm tắt: Use case mơ tả ngƣời dùng đăng nhập vào hệ thống Quản lý sinh viên  Dòng kiện: Use case bắt đầu ngƣời dùng giáo viên muốn sử dụng chức cập nhật thông tin - Hệ thống yêu cầu ngƣời dùng nhập vào tên mật - Ngƣời dùng nhập vào nhập vào tên mật - Hệ thống kiểm tra tên mật ngƣời dùng nhập vào cho phép đăng nhập vào hệ thống hợp lệ Nếu không hợp lệ hệ thống hiển thị thơng báo lỗi Ngƣời dùng đăng nhập lại huỷ bỏ việc đăng nhập 3.3.3 Cập nhật Môn học Tóm tắt: Use case cho phép giáo viên quản lý thông tin môn học khoa 82 Dịng kiện Dịng kiện chính: Use case bắt đầu giáo viên muốn thêm, sửa, xoá thông tin môn học Hệ thống yêu cầu giáo viên chọn chức muốn thực (Thêm, sửa, xố) Sau giáo viên cung cấp thơng tin đƣợc yêu cầu, luồng sau đƣợc thực hiện:  Nếu chọn “Thêm mới” luồng Themmoi đƣợc thực  Nếu chọn “Sửa” luồng Sua đƣợc thực  Nếu chọn “Xố” luồng Xoa đƣợc thực Thêm môn học Hệ thống yêu cầu giáo viên nhập thông tin: mã môn học, tên môn học, số trình/tc, học kỳ Sửa thơng tin mơn học  Hệ thống yêu cầu giáo viên nhập vào mã môn học  Hệ thống kiểm tra tồn mơn học  Giáo viên nhập vào thông tin cần sửa đổi  Hệ thống cập nhật thơng tin mơn học Xố mơn học  Hệ thống yêu cầu giáo viên nhập vào mã môn học  Hệ thống kiểm tra tồn mơn học đƣợc nhập vào Nếu hợp lệ xố mơn học Nếu khơng hợp lệ báo lỗi 3.3.4 Cập nhật Lớp học Tóm tắt: Use case cho phép giáo viên quản lý thông tin lớp học khoa Dịng kiện Dịng kiện chính: Use case bắt đầu giáo viên muốn thêm, sửa, xố thơng tin lớp học Hệ thống u cầu giáo viên chọn chức muốn thực (Thêm, sửa, xố) Sau giáo viên cung cấp thơng tin đƣợc yêu cầu, luồng sau đƣợc thực  Nếu chọn “Thêm mới” luồng Themmoi đƣợc thực  Nếu chọn “Sửa” luồng Sua đƣợc thực  Nếu chọn “Xố” luồng Xoa đƣợc thực Thêm lớp học Hệ thống yêu cầu giáo viên nhập thông tin: mã lớp học, tên lớp học Sửa thông tin lớp học  Hệ thống yêu cầu giáo viên nhập vào mã lớp học  Hệ thống kiểm tra tồn lớp học  Giáo viên nhập vào thơng tin cần sửa đổi  Hệ thống cập nhật thông tin lớp học 83 Xố lớp học  Hệ thống yêu cầu giáo viên nhập vào mã lớp học  Hệ thống kiểm tra tồn lớp học đƣợc nhập vào Nếu hợp lệ xoá lớp học Nếu khơng hợp lệ báo lỗi 3.3.5 Cập nhật Sinh viên Tóm tắt: Use case cho phép giáo viên quản lý thông tin sinh viên khoa Dịng kiện Dịng kiện chính: Use case bắt đầu giáo viên muốn thêm, sửa, xố thơng tin sinh viên Hệ thống u cầu giáo viên chọn chức muốn thực (Thêm, sửa, xố) Sau giáo viên cung cấp thơng tin đƣợc yêu cầu, luồng sau đƣợc thực hiện:  Nếu chọn “Thêm mới” luồng Themmoi đƣợc thực  Nếu chọn “Sửa” luồng Sua đƣợc thực  Nếu chọn “Xố” luồng Xoa đƣợc thực Thêm thông tin sinh viên Hệ thống yêu cầu giáo viên nhập thông tin: mã lớp học, mã sinh viên, tên sinh viên, ngày sinh, giới tính, địa chỉ, điện thoại Sửa thơng tin sinh viên  Hệ thống yêu cầu giáo viên nhập vào mã sinh viên  Hệ thống kiểm tra tồn sinh viên  Giáo viên nhập vào thông tin cần sửa đổi  Hệ thống cập nhật thơng tin sinh viên Xố thơng tin sinh viên  Hệ thống yêu cầu giáo viên nhập vào mã sinh viên  Hệ thống kiểm tra tồn sinh viên đƣợc nhập vào Nếu hợp lệ xố sinh viên Nếu khơng hợp lệ báo lỗi Việc cập nhật giáo viên tiến hành tƣơng tự 3.3.6 Cập nhật Điểm Tóm tắt: Use case cho phép giáo viên quản lý thông tin điểm sinh viên Dòng kiện Dòng kiện chính: Use case bắt đầu giáo viên muốn thêm, sửa, xố thơng tin điểm Hệ thống u cầu giáo viên chọn chức muốn thực (Thêm, sửa, xố) Sau giáo viên cung cấp thơng tin đƣợc yêu cầu, luồng sau đƣợc thực  Nếu chọn “Thêm mới” luồng Themmoi đƣợc thực  Nếu chọn “Sửa” luồng Sua đƣợc thực  Nếu chọn “Xố” luồng Xoa đƣợc thực 84 Thêm môn học Hệ thống yêu cầu giáo viên nhập thông tin: mã sinh viên, mã môn học, điểm tổng kết, lần thứ, ghi Sửa thông tin môn học  Hệ thống yêu cầu giáo viên nhập vào mã sinh viên, mã môn học, lần thứ  Hệ thống kiểm tra tồn điểm sinh viên  Giáo viên nhập vào thông tin cần sửa đổi  Hệ thống cập nhật thơng tin mơn học Xố môn học  Hệ thống yêu cầu giáo viên nhập vào mã sinh viên, mã môn học, lần thứ  Hệ thống kiểm tra tồn điểm sinh viên Nếu hợp lệ xố điểm Nếu khơng hợp lệ báo lỗi 3.3.7 Cập nhật Hạnh kiểm Tóm tắt: Use case cho phép giáo viên quản lý thông tin hạnh kiểm sinh viên khoa Dịng kiện Dịng kiện chính: Use case bắt đầu giáo viên muốn thêm, sửa, xoá thông tin hạnh kiểm sinh viên Hệ thống yêu cầu giáo viên chọn chức muốn thực (Thêm, sửa, xoá) Sau giáo viên cung cấp thông tin đƣợc yêu cầu, luồng sau đƣợc thực hiện:  Nếu chọn “Thêm mới” luồng Themmoi đƣợc thực  Nếu chọn “Sửa” luồng Sua đƣợc thực  Nếu chọn “Xố” luồng Xoa đƣợc thực Thêm thông tin hạnh kiểm Hệ thống yêu cầu giáo viên nhập thông tin: mã sinh viên, học kỳ, điểm tổng kết, điểm đánh giá, xếp loại, ghi Sửa thông tin hạnh kiểm  Hệ thống yêu cầu giáo viên nhập vào mã sinh viên, học kỳ  Hệ thống kiểm tra tồn hạnh kiểm sinh viên  Giáo viên nhập vào thông tin cần sửa đổi  Hệ thống cập nhật thông tin hạnh kiểm sinh viên Xố thơng tin hạnh kiểm  Hệ thống yêu cầu giáo viên nhập vào mã sinh viên, học kỳ  Hệ thống kiểm tra tồn hạnh kiểm sinh viên đƣợc nhập vào Nếu hợp lệ xố hạnh kiểm Nếu khơng hợp lệ báo lỗi 3.3.8 Tìm kiếm Sinh viên Tóm tắt: Use case cho phép giáo viên tìm kiếm xem thơng tin sinh viên khoa 85 Dòng kiện:  Giáo viên nhập vào thông tin sinh viên cần tìm kiếm Có thể kết hợp nhiều thơng tin để thu hẹp phạm vi tìm kiếm  Hệ thống tìm kiếm hiển thị thơng tin sinh viên thoả mãn u cầu tìm kiếm 3.3.9 Tìm kiếm Điểm Tóm tắt: Use case cho phép sinh viên, giáo viên tìm kiếm xem thơng tin điểm mơn học sinh viên Dòng kiện:  Sinh viên nhập vào mã sinh viên cần tìm kiếm  Hệ thống tìm kiếm hiển thị thơng tin điểm sinh viên thoả mãn yêu cầu tìm kiếm 3.3.10 Tìm kiếm Hạnh kiểm Tóm tắt: Use case cho phép sinh viên, giáo viên tìm kiếm xem thơng tin hạnh kiểm sinh viên Dòng kiện:  Sinh viên, giáo viên nhập vào mã lớp, học kỳ cần tìm kiếm  Hệ thống tìm kiếm hiển thị thông tin hạnh kiểm sinh viên thoả mãn u cầu tìm kiếm 3.3.11 Tìm kiếm Mơn học Tóm tắt: Use case cho phép giáo viên tìm kiếm xem thơng tin mơn học Dịng kiện:  Giáo viên nhập vào thông tin môn cần tìm kiếm Có thể kết hợp nhiều thơng tin để thu hẹp phạm vi tìm kiếm  Hệ thống tìm kiếm hiển thị thơng tin mơn học thoả mãn yêu cầu tìm kiếm 86 3.4 Biểu đồ lớp Hình 3.2 Biểu đồ lớp hệ thống 3.5 Một số giao diện chương trình Chƣơng trình demo sử dụng:  Ngơn ngữ lập trình C# 2008  Hệ quản trị sở liệu hƣớng đối tƣợng db4o Giao diện chương trình Hình 3.3 Giao diện chƣơng trình 87 Giao diện đăng nhập  Để sử dụng đƣợc chƣơng trình ngƣời dùng phải đăng nhập hệ thống  Nếu sinh viên cho phép sử dụng chức năng: Xem điểm, xem hạnh kiểm  Nếu giáo viên cho phép sử dụng tồn chức Hình 3.4 Giao diện đăng nhập Giao diện cập nhật thông tin lớp học: Cho phép thêm, sửa, xố thơng tin lớp học Hình 3.5 Giao diện cập nhật thơng tin lớp học Giao diện cập nhật thông tin sinh viên: Cho phép thêm, sửa, xố thơng tin sinh viên Hình 3.6 Giao diện cập nhật thông tin sinh viên 88 Giao diện cập nhật môn học: Cho phép thêm, sửa, xố thơng tin mơn học Hình 3.7 Giao diện cập nhật môn học Giao diện cập nhật giáo viên: Cho phép thêm, sửa, xố thơng tin giáo viên Hình 3.8 Giao diện cập nhật giáo viên Giao diện cập nhật hạnh kiểm: Cho phép thêm, sửa, xố thơng tin hạnh kiểm Hình 3.9 Giao diện cập nhật hạnh kiểm 89 Giao diện cập nhật điểm: Cho phép thêm, sửa, xoá thơng tin điểm Hình 3.10 Giao diện cập nhật điểm Giao diện tìm kiếm mơn học: Cho phép tìm kiếm theo nhiều thông tin kết hợp để thu hẹp phạm vi tìm kiếm Hình 3.11 Giao diện tìm kiếm mơn học Giao diện tìm kiếm sinh viên: Cho phép tìm kiếm theo nhiều thơng tin kết hợp để thu hẹp phạm vi tìm kiếm Hình 3.12 Giao diện tìm kiếm sinh viên 90 Giao diện tìm kiếm hạnh kiểm: Cho phép tìm kiếm theo nhiều thông tin kết hợp để thu hẹp phạm vi tìm kiếm Hình 3.13 Giao diện tìm kiếm hạnh kiểm Giao diện tìm kiếm điểm: Cho phép tìm kiếm điểm sinh viên dựa vào mã sinh viên Hình 3.14 Giao diện tìm kiếm điểm 3.6 Kết luận Với mục đích mơ cho việc sử dụng sở liệu hƣớng đối tƣợng, toán quản lý sinh viên thực đƣợc chức thao tác với sở liệu nhƣ: thêm mới, lƣu trữ, cập nhật, xóa, tìm kiếm,… thơng tin Chƣơng trình demo đạt đƣợc số yêu cầu công việc quản lý sinh viên Tuy nhiên chƣơng trình chạy máy đơn chƣa chạy đƣợc mạng 91 KẾT LUẬN Kết luận Để đáp ứng yêu cầu ngày đa dạng phong phú ứng dụng, với nhu cầu ngày lớn lƣu trữ xử lý thông tin đa phƣơng tiện việc nghiên cứu sở liệu hƣớng đối tƣợng việc làm cần thiết Đây lĩnh vực đƣợc nhiều ngƣời quan tâm nghiên cứu phát triển ứng dụng Trong suốt thời gian qua có nhiều cơng trình nghiên cứu sở liệu hƣớng đối tƣợng có kết tốt mặt lý thuyết cài đặt ứng dụng Với phát triển đó, ngày có nhiều hệ quản trị sở liệu đời Hệ quản trị sở liệu hƣớng đối tƣợng db4o có mã nguồn mở, đƣợc ngƣời sử dụng đánh giá tốc độ nhanh, yêu cầu nhớ nhỏ, dễ sử dụng Bên cạnh đó, với tốn đƣợc phân tích theo hƣớng đối tƣợng việc sử dụng sở liệu hƣớng đối tƣợng đảm bảo tính quán dễ cài đặt Sau thời gian thực đề tài với nỗ lực, cố gắng thân với hƣớng dẫn nhiệt tình PGS.TS Đồn Văn Ban, luận văn thu đƣợc số kết nhƣ sau:  Trình bày số vấn đề sở liệu hƣớng đối tƣợng hệ quản trị sở liệu hƣớng đối tƣợng  Trình bày đặc điểm, thao tác hệ quản trị sở liệu hƣớng đối tƣợng db4o nhƣ: lƣu trữ, xóa, cập nhật, tìm kiếm, truy vấn,…  Xây dựng chƣơng trình mơ tạo lập sở liệu hƣớng đối tƣợng với hệ quản trị sở liệu hƣớng đối tƣợng db4o để quản lý sinh viên Hướng nghiên cứu  Sử dụng mã nguồn hệ quản trị sở liệu db4o để hiểu sâu sắc cách xây dựng hệ quản trị sở liệu hƣớng đối tƣợng  Tích hợp hệ quản trị sở liệu với Web để sử dụng đƣợc Internet  Ứng dụng hệ quản trị sở liệu hƣớng đối tƣợng, việc lƣu trữ ứng dụng phức tạp tƣơng lai Mặc dù cố gắng nhƣng thời gian trình độ cịn hạn chế nên luận văn chắn không tránh khỏi khiếm khuyết định Trong tƣơng lai, tác giả cố gắng khắc phục hạn chế, tiếp tục nghiên cứu vấn đề nêu Rất mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp q thầy độc giả để luận văn đƣợc hoàn thiện 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Đoàn Văn Ban (2005), Bài giảng sở liệu hướng đối tượng, Hà Nội Đoàn Văn Ban, Nguyễn Thị Tĩnh (2010), Phân tích, thiết kế hướng đối tượng UML, giáo trình Khoa CNTT, Đại học Sƣ phạm Hà Nội Hồ Thuần, Hồ Cẩm Hà (2004), Các hệ sở liệu lý thuyết thực hành – tập hai, Nhà xuất Giáo dục Phạm Hữu Khang, C# 2005, Nhà xuất Lao động xã hội Phạm Thị Thúy Giang (2008), Xây dựng sở liệu hướng đối tượng với Db4o, Luận văn thạc sỹ khoa học, Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội Nguyễn Tuệ (2005), Ứng dụng mơ hình thực thể liên kết mở rộng vào việc thiết kế quan niệm sở liệu hướng đối tượng, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, KHTN & CN Tiếng Anh Db4objects Inc, DB4o tutorial, http://www.db4o.com db4o Reference Documentation, http://developer.db4o.com/Resources/ 9.Tim Paterson, Stefan Edlich, Henrik Hörning, Reidar Hörning (2006), The Definitive Guide to db4o, Apress, 511pp 10 Ramez Elmasri, Shamkant B Navathe (2000), Fundamentals of Database Systems Third Edition , Addison − Wesley, Chapter 11 – Chapter 13, 123p 11 Ramez Elmasri, Shamkant B Navathe (2004), Fundamentals of Database Systems Fourth Edition , Addison − Wesley 12 Raghu Ranakrishnan / Johannes Gehrke (2000), Database Management Systems 2nd Ed, Mcgraw Hill, pp 736 – 776 13 R.G.G Cattell, Douglas K Barry, (1999), The Object Data Standard:ODMG 3.0, Morgan Kaufmann 14 Rational Rose Corp (2001), Using Rose, 244pp ... dụng sở liệu hƣớng đối tƣợng với hệ quản trị DB4O 6 Chƣơng CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU HƢỚNG ĐỐI TƢỢNG 1.1 .Cơ sở liệu hướng đối tượng 1.1.1 Mơ hình hƣớng đối tƣợng Một sở liệu. .. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ VŨ ĐỨC HUY NGHIÊN CỨU CƠ SỞ DỮ LIỆU HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG VÀ ÁP DỤNG VÀO BÀI TOÁN CỤ THỂ VỚI HỆ QUẢN TRỊ DB4O Ngành: Công nghệ thông tin Chuyên ngành: Hệ thống thông tin Mã... Ứng dụng sở liệu hướng đối tượng Sau số ứng dụng hệ quản trị sở liệu hƣớng đối tƣợng [5]:  Spain‟s AVE sử dụng hệ quản trị sở liệu Db4o xây dựng hệ thống điều khiển tàu tốc độ cao với 30.000 đối