cơ sở dữ liệu phạm thế quế csdl sinhvienzone com

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG CƠ SỞ DỮ LIỆU (Dùng cho sinh viên hệ đào tạo đại học từ xa) Lưu hành nội HÀ NỘI - 2006 SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG CƠ SỞ DỮ LIỆU Biên soạn : SinhVienZone.com Ts PHẠM THẾ QUẾ https://fb.com/sinhvienzonevn LỜI NÓI ĐẦU Tài liệu “Cơ sở liệu” sách hướng dẫn học tập dùng cho sinh viên hệ đào tạo từ xa ngành công nghệ thông tin ngành kỹ thuật viễn thông Nội dung tài liệu bao gồm: Chương I giới thiệu cần thiết tổ chức liệu theo mơ hình hệ sở liệu, mục tiêu tính độc lập liệu Kiến trúc mơ hình tổng qt lớp tính ổn định mơ hình quan niệm Các mơ hình truy xuất thơng dụng Chương II giới thiệu tổng qt mơ hình sở liệu kinh điển truyền thống Đó khái niệm mơ hình liệu mạng, mơ hình phân cấp, mơ hình quan hệ mơ hình thực thể – liên hệ Một mơ hình CSDL phải có khả biểu diễn thực thể liên kết thực thể, cách nhìn cách biểu diễn liên kết người sử dụng Chương III trình bày khái niệm lý thuyết sở liệu quan hệ E.F Codd đề xuất Mơ hình sở liệu quan hệ xây dựng sở toán học chặt chẽ logic, có tính độc lập liệu cao có cấu trúc biểu diễn đơn giản Chương IV giới thiệu q trình chuẩn hố liệu, q trình tách khơng tổn thất thơng tin quan hệ chưa chuẩn hố quan hệ có dạng chuẩn 3NF Boye –Codd theo nghĩa quan hệ gốc khơi phục xác từ phép kết nối tự nhiên quan hệ chiếu, với giả thiết phụ thuộc liệu phụ thuộc hàm Chương V đề cập đến ngôn ngữ thao tác liệu: ngôn ngữ liệu dựa đại số quan hệ, ngơn ngữ có cấu trúc SQL truy vấn liệu Chương VI đề cập tới số phương pháp tối ưu hoá câu hỏi, cho tăng tốc độ thực tối ưu hoá nhớ Cuối chương VII, nội dung chương trình bày cần thiết phải bảo vệ an toàn sở liệu “An toàn” liệu nghĩa hệ sở liệu cần phải bảo vệ chống truy nhập trái phép sửa đổi hay phá hoại liệu Các hệ thống liệu cần thiết phải bảo đảm tính tồn vẹn an tồn liệu Tài liệu”Cơ sở liệu” không đề cập đến vấn đề sở lý thuyết mà trình bày số kỹ cần thiết để thiết kế cài đặt hệ sở liệu cụ thể Hy vọng có ích cho sinh viên người muốn xây dựng hệ thống tin học ứng dụng phục vụ cho sản xuất, quản lý doanh nghiệp Có thể nhiều thiếu sót biên soạn, tơi mạnh dạn giới thiệu tài liệu mong nhận góp ý bạn đọc Tác giả SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CÁC HỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU Trong chương trình bày khái niệm hệ sở liệu E.F Codd đề xuất Những khái niệm bao gồm mục tiêu hệ sở liệu Sự cần thiết phải tổ chức liệu dạng sở liệu Tính độc lập liệu thể mơ hình hình kiến trúc mức Vì nói sở liệu phản ảnh tính trung thực, khách quan giới liệu Không dư thừa thông tin không thiếu thông tin Nội dung chương bao gồm phần: • Cơ sở liệu • Sự cần thiết hệ sở liệu • Mơ hình kiến trúc mức sở liệu • Mục tiêu hệ sở liệu • Hệ quản trị CSDL & người quản trị CSDL • Tổ chức lưu trữ liệu • Các mơ hình truy xuất 1.1 Cơ sở liệu Cơ sở liệu sưu tập lớn loại liệu tác nghiệp, bao gồm loại liệu âm thanh, tiếng nói, chữ viết, văn bản, đồ hoạ, hình ảnh tĩnh hay hình ảnh động mã hố dạng chuỗi bit lưu trữ dạng File liệu nhớ máy tính Cấu trúc lưu trữ liệu tuân theo quy tắc dựa lý thuyết toán học Cơ sở liệu phản ảnh trung thực giới liệu thực khách quan Cơ sở liệu tài nguyên thông tin dùng chung cho nhiều người: Cơ sở liệu (CSDL) tài nguyên thông tin chung cho nhiều người sử dụng Bất kỳ người sử dụng mạng máy tính, thiết bị đầu cuối, ngun tắc có quyền truy nhập khai thác tồn hay phần liệu theo chế độ trực tuyến hay tương tác mà không phụ thuộc vào vị trí địa lý người sử dụng với tài nguyên Cơ sở liệu hệ ứng dụng khai thác ngôn ngữ liệu chương trình ứng dụng để xử lý, tìm kiếm, tra cưú, sửa đổi, bổ sung hay loại bỏ liệu Tìm kiếm tra cứu thơng tin chức qua trọng phổ biến dịch vụ sở liệu Hệ quản trị CSDL – HQTCSDL (DataBase Management System - DBMS) phần mềm điều khiển chiến lược truy nhập CSDL Khi người sử dụng đưa yêu cầu truy nhập ngơn ngữ liệu đó, HQTCSDL tiếp nhận thực thao tác CSDL lưu trữ Đối tượng nghiên cứu CSDL thực thể mối quan hệ thực thể Thực thể mối quan hệ thực thể hai đối tượng khác Mối quan hệ thực thể loại thực thể đặc biệt Trong cách tiếp cận CSDL quan hệ, người ta SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn Chương I: Khái niệm hệ sở liệu dựa sở lý thuyết đại số quan hệ để xây dựng quan hệ chuẩn, kết nối không tổn thất thông tin biểu diễn liệu Dữ liệu lưu trữ nhớ máy tính khơng phải tính đến yếu tố tối ưu không gian lưu trữ, mà phải đảm bảo tính khách quan, trung thực liệu thực Nghĩa phải đẩm bảo tính quán liệu giữ toàn vẹn liệu 1.2 Sự cần thiết hệ sở liệu Tổ chức lưu trữ liệu theo lý thuyết sở liệu có ưu điểm: Giảm bớt dư thừa liệu lưu trữ: Trong ứng dụng lập trình truyền thống, phương pháp tổ chức lưu trữ liệu vừa tốn kém, lãng phí nhớ thiết bị lưu trữ, vừa dư thừa thơng tin lưu trữ Nhiều chương trình ứng dụng khác xử lý liệu nhau, dẫn đến dư thừa đáng kể liệu Ví dụ tốn nghiệp vụ quản lý "Cước thuê bao điện thoại" "Doanh thu & sản lượng ", tương ứng với chương trình hay nhiều tệp liệu lưu trữ riêng biệt, độc lập với Trong chương trình xử lý số thuộc tính đàm thoại “số máy gọi đi”, “số máy gọi đến”, “hướng gọi”, “thời gian bắt đầu” “thời gian kết thúc” Nhiều thuộc tính mơ tả lưu trữ nhiều lần độc lập với Nếu tổ chức lưu trữ theo lý thuyết CSDL hợp tệp lưu trữ tốn trên, chương trình ứng dụng chia sẻ tài nguyên hệ CSDL Tổ chức lưu trữ liệu theo lý thuyết CSDL tránh không quán lưu trữ liệu bảo đảm tính tồn vẹn liệu: Nếu thuộc tính mơ tả nhiều tệp liệu khác lặp lại nhiều lần ghi, thực việc cập nhật, sửa đổi, bổ sung không sửa hết nội dung mục Nếu liệu nhiều sai sót cập nhật, bổ sung lớn Khả xuất mâu thuẫn, không quán thông tin nhiều, dẫn đến không quán liệu lưu trữ Tất yếu kéo theo dị thường thông tin, thừa, thiếu mâu thuẫn thông tin Thông thường, thực thể, thuộc tính có mối quan hệ ràng buộc lẫn nhau, tác động ảnh hưởng lẫn Cước đàm thoại phụ thuộc vào khoảng cách thời gian gọi, tức phụ thuộc hàm vào thuộc tính máy gọi đi, máy gọi đến, thời gian bắt đầu thời gian kết thúc gọi Các trình ứng dụng khác xử lý cước đàm thoại thực thể lưu trữ tương ứng khác chưa hẳn cho kết sản lượng phút doanh thu Điều lý giải doanh nghiệp, xử lý tiêu quản lý mà số liệu báo cáo phòng ban, công ty lại cho kết khác nhau, chí trái ngược Như vậy, khảng định, liệu không tổ chức theo lý thuyết sở liệu, tất yếu phản ảnh giới thực liệu, không phản ảnh chất vận động liệu Sự không quán liệu lưu trữ làm cho liệu tính tồn vẹn cuả Tính tồn vẹn liệu đảm bảo cho lưu trữ liệu ln ln Khơng thể có mã vùng ngồi quy định quan quản lý, ngày sinh nhân viên xẩy sau ngày tốt nghiệp trường nhân viên SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn Chương I: Khái niệm hệ sở liệu Tổ chức lưu trữ liệu theo lý thuyết CSDL triển khai đồng thời nhiều ứng dụng CSDL: Điều có nghĩa ứng dụng khơng chia sẻ chung tài nguyên liệu mà CSDL triển khai đồng thời nhiều ứng dụng khác thiết bị đầu cuối khác Tổ chức liệu theo lý thuyết sở liệu thống tiêu chuẩn, thủ tục biện pháp bảo vệ, an toàn liệu: Các hệ CSDL quản lý tập trung người hay nhóm người quản trị CSDL, hệ quản trị CSDL Người quản trị CSDL áp dụng thống tiêu chuẩn, quy định, thủ tục chung quy định thống mẫu biểu báo cáo, thời gian bổ sung, cập nhật liệu Điều làm dễ dàng cho cơng việc bảo trì liệu Người quản trị CSDL bảo đảm việc truy nhập tới CSDL, kiểm tra, kiểm soát quyền truy nhập người sử dụng Ngăn chặn truy nhập trái phép, sai quy định từ từ ngồi vào 1.3 Mơ hình kiến trúc tổng quát sở liệu mức Mơ hình kiến trúc mức hệ CSDL gồm: Mức trong, mức mơ hình liệu (Mức quan niệm) mức Giữa mức tồn ánh xạ quan niệm ánh xạ quan niệm Trung tâm hệ thống mức quan niệm, tức mức mơ hình liệu Ngồi có khái niệm người sử dụng, hệ quản trị CSDL người quản trị CSDL Người sử dụng: Là người thiết bị đầu cuối truy nhập vào hệ CSDL theo chế độ trực tuyến hay tương tác chương trình ứng dụng hay ngơn ngữ liệu Thường chuyên viên kỹ thuật tin học, có trình độ thành thạo biết lập trình biết sử dụng ngôn ngữ thao tác liệu (SQL Server, Oracle ) Người sử dụng truy nhập toàn hay phần CSDL mà họ quan tâm, phụ thuộc vào quyền truy nhập họ Cách nhìn CSDLcủa người sử dụng nói chung trìu tượng Họ nhìn CSDL mơ hình ngồi, gọi mơ hình liệu Chẳng hạn người sử dụng nhân viên phòng kế tốn tài chính, nhìn thấy tập xuất kiểu ghi ngồi doanh thu, sản lượng tháng, khơng thể nhìn thấy xuất kiểu ghi lưu trữ tiêu kỹ thuật cuả đường thông, mạng lưới Mơ hình ngồi: Mơ hình ngồi nội dung thơng tin CSDL cách nhìn người sử dụng Là nội dung thông tin phần liệu tác nghiệp đựơc người nhóm người sử dụng quan tâm Nói cách khác, mơ hình ngồi mơ tả cách nhìn liệu người sử dụng người sử dụng có cách nhìn liệu khác Nhiều mơ hình ngồi khác tồn hệ CSD, nghĩa có nhiều người sử dụng chia sẻ chung sở liệu Hơn nữa, mơ hình ngồi quan hệ, mơ hình ngồi phân cấp hay mơ hình ngồi kiểu mạng tồn sở liệu Sơ đồ ngồi khơng làm “hiện “ mà nhúng vào logic đơn tác có liên quan • Mơ hình ngồi gồm nhiều xuất kiểu ghi ngoài, nghĩa người sử dụng có sơ đồ liệu riêng, khung nhìn liệu riêng Bản ghi ngồi người sử dụng khác với ghi lưu trữ ghi quan niệm SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn Chương I: Khái niệm hệ sở liệu • Mơ hình ngồi xác định sơ đồ ngồi bao gồm mơ tả kiểu ghi tên trường, kiểu liệu trường, độ rộng trường • Ngơn ngữ liệu người sử dụng thao tác ghi ngồi • Người sử dụng khác có khung nhìn liệu khác • Người sử dụng đầu cuối ứng dụng hay thao tác trực tiếp ngôn ngữ thao tác, truy vấn liệu Mơ hình liệu (mơ hình quan niệm): Mơ hình quan niệm cách nhìn liệu cách tổng quát người sử dụng Nghĩa có nhiều cách nhìn liệu mơ hình ngồi, có cách nhìn liệu mức quan niệm Biểu diễn toàn thơng tin CSDL • Mơ hình liệu gồm nhiều xuất nhiều kiểu ghi liệu Ví dụ kiểu xuất ghi nhân sự, kiểu xuất ghi doanh thu, sản lượng, kiểu xuất ghi cước đàm thoại • Mơ hình liệu xác định sơ đồ liệu mô tả nhiều kiểu thực thể, chẳng hạn mô tả thực thể tuyến cáp, loại cáp, thầy giáo, học sinh Sơ đồ liệu bao gồm định nghĩa kiểu ghi, ràng buộc cho quyền tính tồn vẹn thích hợp Những ràng buộc tính chất liệu, tính liên kết thuộc tính kiểu liệu Các định nghĩa không bao hàm cấu trúc lưu trữ, chiến lược truy nhập, chúng định nghĩa nội dung thông tin, tính độc lập liệu mơ hình quan niệm • Sơ đồ quan niệm ln ln ổn định, nghĩa mô tả thêm kiểu thực thể đặc biệt sát nhập vào sơ đồ liệu, không làm thay đổi sơ đồ liệu cũ Nếu sơ đồ liệu khơng ổn định ứng dụng mơ hình ngồi khơng ổn định Sơ đồ liệu thay đổi có điều chỉnh giới thực, đòi hỏi điều chỉnh lại định nghĩa cho phản ảnh giới thực khách quan hơn, chân lý • Thiết kế mơ hình liệu giai đoạn quan trọng định việc thiết kế cài đặt hệ sở liệu Quá trình thiết kế không phụ thuộc nhiều vào cấu trúc lưu trữ vật lý chiến lược truy nhập liệu Như việc thiết kế sơ đồ liệu phải tiến hành độc lập với việc thiết kế sơ đồ sơ đồ liên kết, khơng việc thiết kế khơng ổn định thường xuyên phải xem xét lại tác động thường xuyên đến nhiều thành phần khác hệ thống • Với cách thiết kế truyền thống nay, người thiết kế cung cấp số sơ đồ tập sơ đồ họ coi sơ đồ liệu, mơ hình liệu Vì tính khơng ổn định hệ thống, tính không phù hợp với ứng dụng nảy sinh sau thời gian hoạt động Mâu thuẫn dị thường thơng tin xẩy Vi phạm tính tồn vẹn liệu • Ngồi định nghĩa xuất nhiều kiểu ghi quan niệm, sơ đồ liệu chứa định nghĩa quyền truy nhập người sử dụng, thủ tục kiểm tra tính đắn liệu nhằm bảo đảm tính tồn vẹn CSDL Các luồng lưu chuyển thông tin, quy định cách thức sử dụng thông tin SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn Chương I: Khái niệm hệ sở liệu Như mơ hình liệu cách nhìn tồn nội dung thơng tin CSDL, sơ đồ quan niệm định nghĩa cách nhìn Là bước , quan trọng việc thiết kế cài đặt hệ sở liệu End User Application Programmer End User n Mơ hình ngồi Sơ đồ ngồi Application Programmer Mơ hình Sơ đồ Ánh xạ / quan niệm Hệ Quản trị CSDL Mơ hình liệu Sơ đồ quan niệm Ánh xạ Mơ hình - mơ hình vật lý Hình 1.1 Kiến trúc hệ sở liệu Mơ hình trong: Mơ hình mơ hình lưu trữ vật lý liệu Chỉ có cách biểu diễn CSDL dạng lưu trữ vật lý Mơ hình cách biểu diễn sở liệu trìu tượng mức thấp • Mơ hình gồm nhiều xuất nhiều kiểu ghi lưu trữ xác định sơ đồ Thông tin biểu diễn mơ hình • Sơ đồ bao gồm định nghĩa mơ hình Khơng xác định kiểu khác ghi lưu trữ mà xác định rõ tồn dẫn, cách xếp SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn Chương I: Khái niệm hệ sở liệu ghi theo thứ tự Nó xác định liệu lưu trữ truy nhập thông qua đường dẫn truy nhập tới liêụ Ánh xạ quan niệm xác định mơ hình mơ hình liệu nhằm bảo đảm tính độc lập liệu Nếu cấu trúc lưu trữ CSDL thay đổi, nghĩa thay đổi định nghĩa cấu trúc lưu trữ liệu ánh xạ phải phải thay đổi tương ứng cho sơ đồ quan niệm (mơ hình liệu) khơng thay đổi Ánh xạ quan niệm-ngồi: Là ánh xạ xác định tương ứng mơt-một mơ hình ngồi người sử dụng với mơ hình liệu 1.4 Mục tiêu hệ sở liệu Người sử dụng thao tác sở liệu không làm thay đổi cấu trúc lưu trữ liệu chiến lược truy nhập tới hệ sở liệu Dữ liệu biểu diễn, mô tả cách Cấu trúc lưu trữ liệu hệ chương trình ứng dụng hệ CSDL hoàn toàn độc lập với nhau, khơng phụ thuộc lẫn Vì bảo đảm tính độc lập liệu mục tiêu quan trọng hệ sở liệu Có thể định nghĩa tính độc lập liệu “Tính bất biến cuả hệ ứng dụng thay đổi cấu trúc lưu trữ chiến lược truy nhập liệu” Khi thay đổi cấu trúc lưu trữ chiến lược truy nhập liệu không kéo theo thay đổi nội dung chương trình ứng dụng ngược lại, chương trình thay đổi khơng làm ảnh hưởng đến cấu trúc lưu trữ chiến lược truy nhập liệu Tính độc lập liệu bảo đảm cho việc biểu diễn nội dung thông tin cho thực thể bảo đảm tính tồn vẹn qn liệu lưu trữ Trong mơ hình liệu mơ hình liệu quan hệ, mơ hình liệu phân cấp mơ hình liệu mạng mơ hình liệu quan hệ sử dụng phổ biến nhiều người quan tâm nghiên cứu Vì có nhiều ưu điểm so với mơ hình liệu khác Dữ liệu mơ hình quan hệ biểu diễn chặt chẽ, logic Mơ tả giới thực cách xác, khách quan, phù hợp với cách nhìn sử dụng người sử dụng Vì tính độc lập liệu hệ sở liệu quan hệ cao Trong kiến trúc hệ sở liệu (hình 1.1) tính độc lập liệu thể hiện: • Có nhiều cách nhìn liệu mơ hình ngồi, người sử dụng khác có cách nhìn liệu khác hệ ứng dụng khác có cách nhìn liệu khác nhau, có cách nhìn liệu mức quan niệm, biểu diễn tồn nội thơng tin CSDL cách nhìn liệu tổng qt người sử dụng Và có cách biểu diễn CSDL dạng lưu trữ vật lý • Ánh xạ xác định mơ hình mơ hình liệu, nhằm bảo đảm tính độc lập liệu, nghĩa cấu trúc lưu trữ CSDL thay đổi, tức thay đổi định nghĩa cấu trúc lưu trữ liệu ánh xạ phải phải thay đổi tương ứng cho sơ đồ quan niệm (mô hình liệu) khơng thay đổi Tương tự ánh xạ ngồi xác định tương ứng mơ hình người sử dụng với mơ hình liệu Nó chuyển đổi dạng biểu diễn liệu lưu trữ sang dạng biểu diễn liệu mà ứng dụng cần đến SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn Chương I: Khái niệm hệ sở liệu Các hệ ứng dụng khác có nhiều khung nhìn khác với liệu Các hệ ứng dụng độc lập với cấu trúc lưu trữ chiến lược truy nhập Giữa chúng khơng có ràng buộc lẫn với Điều có nghĩa hệ ứng dụng hoàn toàn độc lập với cấu trúc lưu trữ chiến lược truy nhập liệu cụ thể Ngược lại cấu trúc lưu trữ chiến lược truy nhập liệu không phụ thuộc vào hệ ứng dụng cụ thể Người quản trị CSDL phải có khả đáp ứng với thay đổi cấu trúc lưu trữ chiến lược truy nhâp mà khơng cần biết tới có hệ ứng dụng CSDL Người sử dụng Lập trình ứng dụng Nhà phân tích Giao diện ứng dụng Chương trình ứng dụng Bộ cơng cụ Câu hỏi Bộ công cụ quản trị Biên dịch Liên kết DML Truy vấn DDL Diễn xuất Code Chương trình ứng dụng Quản trị CSDL DML biên dich Và tổ chức Đánh giá Câu hỏi Xử lý câu hỏi Quản lý đệm Quản lý cấp quyền toàn vẹn Quản lý File Quản lý Giao tác Quản lý nhớ Từ điển liệu Dữ liêu Chỉ số Quản lý nhớ Dữ liệu thống kê Hình 1.2 Sơ đồ kiến trúc hệ thống sở liệu SinhVienZone.com https://fb.com/sinhvienzonevn ...HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG CƠ SỞ DỮ LIỆU Biên soạn : SinhVienZone. com Ts PHẠM THẾ QUẾ https://fb .com/ sinhvienzonevn LỜI NÓI ĐẦU Tài liệu Cơ sở liệu sách hướng dẫn học... • Cơ sở liệu • Sự cần thiết hệ sở liệu • Mơ hình kiến trúc mức sở liệu • Mục tiêu hệ sở liệu • Hệ quản trị CSDL & người quản trị CSDL • Tổ chức lưu trữ liệu • Các mơ hình truy xuất 1.1 Cơ sở liệu. .. 20 Mơ hình sở liệu Client- Server 18 SinhVienZone. com https://fb .com/ sinhvienzonevn CÁC MƠ HÌNH CƠ SỞ DỮ LIỆU Trong chương I giới thiệu mục tiêu hệ sở liệu tính độc lập tính toàn vẹn liệu Trong