tóm tắt ứng dụng mô hình cơ sở dữ liệu phân tán trong hệ thống đào tạo tín chỉ

Header Page of 126 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGUYỄN THỊ HẢI HÀ ỨNG DỤNG MÔ HÌNH CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÂN TÁN TRONG HỆ THỐNG ĐÀO TẠO TÍN CHỈ Chuyên ngành : KHOA HỌC MÁY TÍNH Mã số : 60.48.01 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2011 Footer Page of 126 Header Page of 126 Công trình ñược hoàn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TSKH.TRẦN QUỐC CHIẾN Phản biện 1: TS NGUYỄN TẤN KHÔI Phản biện 2: PGS.TS LÊ MẠNH THẠNH Luận văn ñược bảo vệ trước Hội ñồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 11 tháng 09 năm 2011 * Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Footer Page of 126 Header Page of 126 MỞ ĐẦU Lý chọn ñề tài Trong năm gần ñây, thuật ngữ Hệ phân tán (Distributed System) ñã trở nên gần gũi với người làm công tác tin học Việc ứng dụng hệ tin học phân tán vào lĩnh vực ñời sống xã hội, vào ngành kinh doanh, hàng không, ñường sắt, viễn thông, thương mại ñiện tử ngày phát triển mạnh Hiện nay,nước ta ñã ñang có nhiều nghiên cứu nhằm phát triển hoàn thiện hệ thống liệu phân tán nhằm phát triển ứng dụng nhiều lĩnh vực khác Và nhiều nghiên cứu ñó xây dựng hệ thống sở liệu phân tán quản lý ñào tạo theo học chế tín trường ñại học Học chế tín có nhiều ưu ñiểm : hiệu ñào tạo cao, có tính mềm dẻo khả thích ứng cao, ñạt hiệu cao mặt quản lý…Tuy nhiên, áp dụng phương pháp khối lượng công việc phải quản lý nhà trường tăng lên lớn, phương pháp học theo niên chế lấy nguyên ñơn lớp phương pháp học theo học chế tín lấy nguyên ñơn sinh viên Như công việc người quản lý tăng lên gấp bội Ví dụ, trường ñại học có khoảng 3000 sinh viên việc quản lý cách chặt chẽ hợp lý ñến sinh viên: quản lý hồ sơ, trình học tập theo tín chỉ, khen thưởng, kỷ luật, ñiểm, thời khóa biểu cá nhân, học phí, học lại phức tạp Hiện nay, nhiều trường ñã xây dựng phần mềm ñào tạo tín dựa hệ quản trị sở liệu tập trung, khối lượng liệu ñược sử dụng năm học lớn ngày tăng, dẫn tời thời Footer Page of 126 Header Page of 126 gian truy xuất liệu lâu, gây ảnh hưởng ñến hiệu quản lý ñào tạo Do ñó, việc xây dựng hệ thống sở liệu phân tán ñể hỗ trợ cho quản lý ñào tạo tín trường ñại học vấn ñề cấp thiết Mục tiêu nhiệm vụ Mục tiêu: Nghiên cứu hệ quản trị sở liệu phân tán sở lý thuyết ñó xây dựng hệ thống sở liệu phân tán ñể hỗ trợ quản lý ñào tạo tín cụ thể là: quản lý sinh viên học ngành trường tự nhập ñiểm học phần trường giảng dạy Hướng tới ñối tượng: End-Users, Managers, Administrators… Nhiệm vụ: Do ñây hệ thống lớn, không ñủ thời gian ñể xây dựng toàn hệ thống nên ñề tài tập trung xây dựng hệ thống sở liệu nhằm hỗ trợ việc quản lý quản lý sinh viên học ngành, học học phần chung trường ñại học thành viên Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: SQL Server Phạm vi nghiên cứu: Trường ñại học có áp dụng hình thức ñào tạo theo học chế tín Giả thiết nghiên cứu Giả thiết nghiên cứu hệ quản trị sở liệu SQL Server Footer Page of 126 Header Page of 126 5 Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu quy chế học chế tín Nghiên cứu hệ quản trị sở liệu SQL Server (các sách ñã xuất bản, tài liệu mạng Nghiên cứu giải pháp phân quyền bảo mật an ninh mạng, ñảm bảo an toàn hệ thống liệu Ý nghĩa khoa học thực tiễn ñề tài Đề tài giúp hiểu rõ lý thuyết hệ quản trị sở liệu, giúp người ñọc nắm ñược chức cách ứng dụng hệ thống quản trị sở liệu phân tán Đề tài góp phần giúp trường ñại học nâng cao hiệu quản lý ñào tạo Bố cục luận văn Nội dung ñề tài bao gồm chương Chương 1: Giới thiệu khái quát sở liệu, sở liệu phân tán Chương 2: Mô tả toán, xây dựng mô hình chức hệ thống Chương 3: Thiết kế xây dựng hệ thống sở liệu phân tán ñào tạo tín Footer Page of 126 Header Page of 126 Chương TỔNG QUAN HỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÂN TÁN 1.1 Tổng quan 1.2 Cơ sở liệu phân tán 1.2.1 Khái niệm 1.2.2 Mô hình kiến trúc 1.2.2.1 Mô hình kiến trúc hệ phân tán máy khách/máy chủ – client/server Hình 1-1 Sơ ñồ hệ phân tán client/server Footer Page of 126 Header Page of 126 1.2.2.2 Mô hình hệ phân tán ngang hàng Hình 1-2 Sơ ñồ kiến trúc hệ phân tán ngang hàng 1.3 1.3.1 So sánh hệ CSDL phân tán hệ CSDL tập trung Hệ sở liệu tập trung Trong mô hình này, thành phần xử lý ứng dụng, phần mềm sở liệu thân sở liệu ñều xử lý Footer Page of 126 Header Page of 126 Hệ sơ sở liệu ñược thiết kế cho hệ thống người dùng không hỗ trợ ñiều khiển cạnh tranh, chức phục hồi 1.3.2 So sánh Cơ sở liệu phân tán ñược thiết kế khác sở liệu tập trung Do ñó cần ñối sánh ñặc trưng sở liêu phân tán với sở liệu tập trung ñể thấy ñược lợi ích sở liệu phân tán Đặc trưng mô tả sở liệu tập trung ñiều khiển tập trung, ñộc lập liệu, giảm bớt dư thừa, cấu vật lý phức tạp ñối với khả truy cập, toàn vẹn, hồi phục, ñiều khiển tương tranh, biệt lập an toàn liệu 1.4 Thiết kế sở liệu phân tán 1.4.1 Các chiến lược thiết kế 1.4.2 Các kiểu phân mảnh - Các quy tắc phân mảnh ñúng ñắn: Chúng ta tuân thủ ba quy tắc phân mảnh mà chúng bảo ñảm CSDL thay ñổi ngữ nghĩa phân mảnh a) Tính ñầy ñủ (completeness) b) Tính tái thiết ñược (reconstruction) c) Tính tách biệt (disjointness) 1.4.2.1 a) Phân mảnh ngang Phân mảnh ngang nguyên thuỷ Footer Page of 126 Header Page of 126 Phân mảnh ngang nguyên thuỷ ñược ñịnh nghĩa phép toán chọn quan hệ chủ nhân lược ñồ CSDL Vì cho biết quan hệ R, mảnh ngang R Ri: Ri = σFi(R), ≤ i ≤ z Trong ñó Fi công thức chọn ñược sử dụng ñể có ñược mảnh Ri Chú ý Fi có dạng chuẩn hội, vị từ hội sơ cấp (mj) b) Phân mảnh ngang dẫn xuất Phân mảnh ngang dẫn xuất ñược ñịnh nghĩa quan hệ thành viên ñường nối dựa theo phép toán chọn quan hệ chủ nhân ñường nối ñó Như cho trước ñường nối L, ñó owner (L)=S member(L)=R, mảnh ngang dẫn xuất R ñược ñịnh nghĩa là: Ri=R w i=1 Si Trong ñó w số lượng mảnh ñược ñịnh nghĩa R, Si= (S) với Fi công thức ñịnh nghĩa mảnh ngang nguyên thuỷ Si 1.4.2.2 Phân mảnh dọc Một phân mảnh dọc cho quan hệ R sinh mảnh R1, R2, ,Rr, mảnh chứa tập thuộc tính R khoá R Mục ñích phân mảnh dọc phân hoạch quan hệ thành tập quan hệ nhỏ ñể nhiều ứng dụng cần chạy mảnh Một phân mảnh “tối ưu”là phân mảnh sinh lược ñồ phân mảnh cho phép giảm tối ña thời gian thực thi ứng dụng chạy mảnh ñó Footer Page of 126 Header Page 10 of 126 1.4.2.3 10 Phân mảnh hỗn hợp Trong ña số trường hợp, phân mảnh ngang phân mảnh dọc ñơn giản cho lược ñồ CSDL không ñủ ñáp ứng yêu cầu từ ứng dụng Trong trường hợp ñó phân mảnh dọc thực sau số mảnh ngang ngược lại, sinh lối phân hoạch có cấu trúc Bởi hai chiến lược ñược áp dụng lần lượt, chọn lựa ñược gọi phân mảnh hỗn hợp 1.5 Hệ quản trị sở liệu SQL server 1.5.1 Khái niệm 1.5.2 Ưu nhược ñiểm Footer Page 10 of 126 Header Page 12 of 126 2.3 12 Các ñối tượng sử dụng 2.3.1 Ban ñào tạo 2.3.2 Phòng ñào tạo trường thành viên 2.4 Phân tích hệ thống mặt chức 2.4.1 Khảo sát hệ thống 2.4.2 Xác ñịnh ñối tượng hệ thống 2.4.2.1 Sinh viên 2.4.2.2 Học phần 2.4.2.3 Khoa 2.4.2.4 Ngành ñào tạo 2.4.2.5 Khung chương trình ñào tạo 2.4.2.6 Lớp sinh hoạt 2.4.2.7 Lớp học phần 2.4.2.8 Giảng viên 2.4.2.9 Kế hoạch học tập 2.4.2.10 Bảng ñiểm Footer Page 12 of 126 13 Header Page 13 of 126 Xây dựng biểu ñồ chức hệ thống 2.4.3 Quản lý ñào tạo hệ tín Quản lý hệ Quản lý ñăng Quản lý kế Quản lý học tập kế Quản lý lớp ký học phần Tạo tài Đăng ký học khoản Lập hoạch học phần phần Phân quyền Nhập Xem sử dụng Thống ñăng ký Qlý giảng viên kê kế ñiểm lớp học phần hoạch Tổng hợp kết học Qlý sinh viên Xét lưu ban, Qlý khoa lên lớp Qlý ngành Xét Qlý học nghiệp Hình 2-1 Biểu ñồ phân rã chức Footer Page 13 of 126 tốt Header Page 14 of 126 2.5 14 Biểu ñồ luồng liệu 2.5.1 Biểu ñồ luồng liệu mức ngữ cảnh 2.5.2 Biểu ñồ luồng liệu mức ñỉnh Hình 2-2 Biểu ñồ luồng liệu mức ñỉnh 2.5.3 Biểu ñồ luồng liệu mức ñỉnh Biểu ñồ mô tả trình xử lý thông tin chức ñược phân rã mức Footer Page 14 of 126 Header Page 15 of 126 15 a) Chức năng: Quản lý hệ thống Hình 2-3 Biểu ñồ DFD quản lý hệ thống b) Chức năng: Quản lý kế hoạch Hình 2-4 Biểu ñồ DFD quản lý kế hoạch Footer Page 15 of 126 Header Page 16 of 126 16 c) Chức năng: Quản lý ñăng ký Hình 2-5 Biểu ñồ DFD quản lý ñăng ký d) Chức năng: Quản lý học tập Hình 2-6 Biểu ñồ DFD quản lý học tập Footer Page 16 of 126 Header Page 17 of 126 Chương 17 THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÂN TÁN TRONG ĐÀO TẠO TÍN CHỈ 3.1 Xây dựng mô hình thực thể quan hệ 3.1.1 Xác ñịnh thực thể, thuộc tính 3.1.2 Mô hình thực thể quan hệ Hình 3-1 Mô hình thực thể quan hệ Footer Page 17 of 126 18 Header Page 18 of 126 3.2 Mô hình liệu quan hệ Từ mô hình E-R ta xây dựng ñược mô hình quan hệ qua bước sau 3.2.1 Mô hình quan hệ 3.2.2 Xác ñịnh dạng chuẩn 3.2.3 Các bảng liệu 3.3 Mô hình sở liệu Hình 3-2 Mô hình sở liệu Footer Page 18 of 126 Header Page 19 of 126 3.4 19 Mô tả thiết kế liệu phân tán cho hệ thống Lựa chọn vị trí ñặt CSDL phân nhóm người sử dụng 3.4.1 3.4.2 Yêu cầu cụ thể Theo yêu cầu toán ñặt mô hình liệu quan hệ trên, ta phân mảnh liệu theo phương pháp phân mảnh ngang ñể xử lý toán Cụ thể sau: - Ta có bảng TRUONG với liệu sau: Matruong Tentruong Diachi TR01 Đại học Bách khoa Đà Nẵng TR02 Đại học Kinh tế Đà Nẵng TR03 Đại học Sư phạm Đà Nẵng TR04 Đại học Ngoại ngữ Đà Nẵng Trong ñó TRUONG1=σMatruong=”TR01” (TRUONG) TRUONG1=σMatruong=”TR02” (TRUONG) TRUONG1=σMatruong=”TR03” (TRUONG) TRUONG1=σMatruong=”TR04” (TRUONG) Footer Page 19 of 126 Dienthoai Ghichu 20 Header Page 20 of 126 • Ta phân mảnh liệu SV thành mảnh dựa quan hệ sau: SINHVIEN(MaSV, Hoten, Ngaysinh, Gioitinh, NoiSinh, Madantoc, Matongiao, QueQuan, DiaChi, Dienthoai, Malop) LOPSINHHOAT(Malop, TenLop, MoTa, Manganh) NGANH(MaNganh, TenNganh, MoTa, SoHK, Makhoa) KHOA(Makhoa, tenkhoa, tenviettat, ghichu, Matruong) TRUONG(Matruong, Tentruong, Diachi, Dienthoai, Ghichu) Mối liên hệ quan hệ: TRUONG Matruong, Tentruong, Diachi, Dienthoai, Ghichu KHOA Makhoa, tenkhoa, tenviettat, ghichu, Matruong, Ghichu NGANH MaNganh, TenNganh, MoTa, SoHK, Makhoa LOPSINHHOAT Malop, TenLop, MoTa, Manganh SINHVIEN MaSV, Malop, Hoten, Ngaysinh, Gioitinh, NoiSinh, Madantoc, Matongiao, QueQuan, DiaChi, Dienthoai, Ghichu Dựa vào tập vị từ nối sau: Footer Page 20 of 126 Header Page 21 of 126 21 TRUONG.Matruong=KHOA.Matruong KHOA.Makhoa=NGANH.Makhoa NGANH.Manganh= LOPSINHHOAT.Manganh LOPSINHHOAT.Malop=SINHVIEN.malop Ta có mảnh sau • SINHVIEN1=SINHVIEN TRUONG1 SINHVIEN2=SINHVIEN TRUONG2 SINHVIEN3=SINHVIEN TRUONG3 SINHVIEN4=SINHVIEN TRUONG4 Ta phân mảnh liệu Bảng ñiểm thành mảnh dựa quan hệ sau: BANGDIEM(MaSV, MaLopHP, Diem, Hocky, Ghichu) LOPHOCPHAN(MalopHP, MaHP, TenLopHP, Hocky, LoaiHP, VietTat, Ghichu) HOCPHAN(MaHP, TenHP, SoTC, Makhoa) KHOA(Makhoa, tenkhoa, tenviettat, ghichu, Matruong) TRUONG(Matruong, Tentruong, Diachi, Dienthoai, Ghichu) Mối liên hệ quan hệ: TRUONG Footer Page 21 of 126 Header Page 22 of 126 22 Matruong, Tentruong, Diachi, Dienthoai, Ghichu KHOA Makhoa, tenkhoa, tenviettat, ghichu, Matruong HOCPHAN MaHP, TenHP, SoTC, LoaiHP, VietTat, Makhoa LOPHOCPHAN MalopHP, MaHP, TenLopHP, Hocky, Ghichu BANGDIEM MaSV, MaLopHP, Diem, Hocky, Ghichu Dựa vào tập vị từ nối sau: TRUONG.Matruong=KHOA.Matruong KHOA.Makhoa=HOCPHAN.Makhoa HOCPHAN.Mahp= LOPHOCPHAN.Mahp LOPHOCPHAN.Malophp=BANGDIEM.malophp Mỗi trường nhập ñiểm học phần trường giảng dạy Do ñó, liệu lấy danh sách lớp học phần trường giảng dạy sinh viên ñăng ký học lớp học phần ñó Ta có mảnh sau: BANGDIEM 1= BANGDIEM TRUONG1 BANGDIEM 2= BANGDIEM TRUONG2 Footer Page 22 of 126 Header Page 23 of 126 23 BANGDIEM 3= BANGDIEM TRUONG3 BANGDIEM 4= BANGDIEM TRUONG4 3.4.3 Phương pháp phân tán Replication a Định nghĩa: Là phương pháp phân tán sử dụng bảng copy gọi bảng ảnh (Snapshot) hay nhiều phần liệu từ bảng chủ ñịnh vào vị trí xa Mô hình phân tán liệu phương pháp phân tán liệu sử dụng Replicate Hình 3-3 Mô hình phân tán liệu Replicate b Các ưu ñiểm phương pháp phân tán sử dụng Replication: Footer Page 23 of 126 Header Page 24 of 126 24 c Các nhược ñiểm phương pháp phân tán sử dụng Replication: 3.4.4 Cài ñặt sở liệu 3.4.5 Thiết kế Footer Page 24 of 126 Header Page 25 of 126 25 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Những kết nghiên cứu luận văn cho phép rút kết luận sau: Đề tài ñã xây dựng ñược hệ sở liệu phân tán ứng dụng quản lý ñào tạo ngành trường thành viên quản lý học phần học chung Đại học Đà nẵng Đề tài hỗ trợ trường ñại học lưu trữ liệu cách có tổ chức ñể phục vụ cho quản lý ñào tạo sử dụng thuận tiện Đánh giá ưu ñiểm hạn chế luận văn: Đề tài ñã xây dựng ñược hệ sở liệu phân tán giúp quản lý ñào tạo cách khoa học, hiệu Tuy nhiên, ñây ñề tài ñòi hỏi cần phải có nghiên cứu sâu hơn, ñó ñề tài không khỏi hạn chế mặt phân tích ñề xuất giải pháp Rất mong nhận ñược góp ý thầy, cô ñồng nghiệp ñể luận văn ñược hoàn chỉnh Phạm vi ứng dụng luận văn : - Về mặt lý thuyết: Đề tài ứng dụng ñược tất trường ñại học - Về mặt thực tiễn: Mỗi trường ñại học quản lý ñào tạo theo học chế tín có cách thức quản lý không giống nhau, Footer Page 25 of 126 Header Page 26 of 126 26 ñó phải tùy theo cách thức quản lý trường ñể ñiều chỉnh cho phù hợp Luận văn phát triển theo hướng sau ñây : Phát triển hệ thống sở ñào tạo liên kết với trường xa, trường quản lý sinh viên, sở nhập ñiểm thành phần Phát triển phần mềm ứng dụng chạy hệ thống sở liệu phân tán (mạng LAN, Website) Phát triển thêm hệ sở liệu ñể thống liệu quản lý ñào tạo tất trường thành viên ñại học vùng Footer Page 26 of 126 ... Mô hình liệu quan hệ Từ mô hình E-R ta xây dựng ñược mô hình quan hệ qua bước sau 3.2.1 Mô hình quan hệ 3.2.2 Xác ñịnh dạng chuẩn 3.2.3 Các bảng liệu 3.3 Mô hình sở liệu Hình 3-2 Mô hình sở liệu. .. THỐNG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÂN TÁN TRONG ĐÀO TẠO TÍN CHỈ 3.1 Xây dựng mô hình thực thể quan hệ 3.1.1 Xác ñịnh thực thể, thuộc tính 3.1.2 Mô hình thực thể quan hệ Hình 3-1 Mô hình thực thể quan hệ Footer... TỔNG QUAN HỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÂN TÁN 1.1 Tổng quan 1.2 Cơ sở liệu phân tán 1.2.1 Khái niệm 1.2.2 Mô hình kiến trúc 1.2.2.1 Mô hình kiến trúc hệ phân tán máy khách/máy chủ – client/server Hình 1-1