Bài giảng Hệ thống thông tin: Chương 3 - Đỗ Thị Mai Hường

Bài giảng Hệ thống thông tin - Chương 3: Thiết kế cơ sở dữ liệu vật lý cung cấp kiến thức lưu trữ dữ liệu và file; chỉ mục; thiết kế cơ sở dữ liệu vật lý; bài tập vận dụng và thực hành.

Chương Thiết kế sở liệu vật lý Giáo viên: Đỗ Thị Mai Hường Bộ môn: Hệ thống thông tin Khoa: Công nghệ thông tin LOGO Nội dung Lưu trữ liệu file Chỉ mục Thiết kế sở liệu vật lý Bài tập vận dụng thực hành Lưu trữ liệu file LOGO  Dữ liệu lưu thiết bị lưu trữ đĩa, băng từ, nạp vào nhớ q trình xử lý cần đến Các thiết bị lưu trữ        Cache Main memory Flash memory Magnetic-disk Optical storage Tape storage Main memory LOGO Lưu trữ liệu file  Cache: Là thiết bị lưu trữ nhanh có giá đắt Bộ nhớ cache tương đối nhỏ, quản lý phần cứng hệ thống máy tính  Main Memory: Dung lượng lên tới vài Gigabytes máy tính cá nhân hàng trăm Gigabytes máy Server Dữ liệu lưu trữ Main Memory mất nguồn hay lỗi hệ thống  Flash Memory: Khác với Main Memory, liệu lưu thiết bị lưu trữ loại nguồn hay lỗi hệ thống Flash Memory có giá thấp Main Memory, thường sử dụng rộng rãi để lưu trữ liệu thiết bị camera, máy nghe nhạc, điện thoại, USB, LOGO Lưu trữ liệu file  Magnetic – disk storage: Là phương tiện chủ yếu lưu trữ liệu lâu dài, thường toàn sở liệu lưu trữ đĩa từ Để xử lý liệu đĩa từ, liệu phải chuyển sang nhớ (Main Memory) Hiện nay, dung lượng đĩa từ từ vài chục Gigabytes đến hàng Terabyte  Optical storage: Các đĩa CD (Compact Disk) với dung lượng khoảng 700 Megabytes dạng phổ biến thiết bị lưu trữ loại Và khoảng 4.7 đến 8.5 Gigabytes với đĩa DVD (Digital Video Disk) Đĩa hai mặt có dung lượng lên tới 17 Gigabytes LOGO Lưu trữ liệu file Tape storage: Là thiết bị chủ yếu dùng để lưu liệu Thiết bị lưu trữ loại có giá rẻ đĩa từ tốc độ truy xuất chậm phải đọc Khả lưu trữ băng từ lớn (40 – 300 Gigabytes) Các thiết bị lưu trữ tổ chức phân cấp theo tốc độ giá cả: Ở mức cao thiết bị lưu trữ có khả truy xuất nhanh có giá đắt LOGO Lưu trữ liệu file Phân cấp thiết bị lưu trữ LOGO Lưu trữ liệu  Trang: đơn vị thơng tin đọc ghi từ đĩa Kích thước trang tham biến DBMS, có giá trị điển hình 4KB 8KB  Chi phí trang I/O (input từ đĩa tới nhớ output từ nhớ đĩa) có ảnh hưởng lớn đến chi phí phép tốn sở liệu, hệ thống sở liệu thường tối ưu hoá cẩn thận chi phí  Mỗi ghi file có định danh gọi record id hay ngắn gọn rid Rid sử dụng để xác định địa trang chứa ghi LOGO Lưu trữ liệu file  Quản lý vùng đệm:  Dữ liệu đọc vào nhớ để xử lý, viết vào đĩa để lưu trữ lâu dài phần mềm gọi quản lý vùng đệm  Khi lớp files and access methods (lớp file) cần xử lý trang đó, yêu cầu hệ thống quản lý vùng đệm nạp trang này, xác định rid trang Hệ thống quản lý vùng đệm nạp trang từ đĩa khơng sẵn sàng nhớ LOGO Lưu trữ liệu file  Những khoảng trống đĩa quản lý disk space manager  Khi lớp files and access methods cần thêm khoảng trống để nhận thêm ghi file đó, yêu cầu disk space manager định vị trang đĩa bổ sung cho file này, thơng báo cho disk space manager không cần đến trang đĩa  Disk space manager giữ lại dấu vết trang lớp file sử dụng; trang khơng cịn cần cho lớp file nữa, space manager ghi nhớ điều này, tái sử dụng vùng trống lớp file yêu cầu trang sau 10 LOGO Quyết định thiết kế sở liệu vật lý  Quyết định thiết kế mục: Đặt mục thuộc tính  Thuộc tính khố  Thuộc tính điều kiện chọn điều kiện liên kết 44 LOGO Quyết định thiết kế sở liệu vật lý  Quyết định thiết kế mục: Đặt mục thuộc tính Thuộc tính thuộc tính đặt mục  Một mục đặt nhiều thuộc tính  Nếu nhiều thuộc tính quan hệ gắn liền với số câu truy vấn sử dụng mục đa thuộc tính (multiattribute index) 45 LOGO Quyết định thiết kế sở liệu vật lý  Quyết định thiết kế mục: Đặt mục thuộc tính Thuộc tính thuộc tính đặt mục Thiết lập mục nhóm (clustered index)  Trong bảng, nhiều mục mục (primary index) mục nhóm (clustering index)  Việc chọn mục nhóm phụ thuộc vào yêu cầu bảng thứ tự thuộc tính  Một mục nhóm thiết lập mục đa thuộc tính 46 LOGO Lựa chọn thiết kế sở liệu vật lý Phi chuẩn hoá (denormalization): :  Quá trình lưu trữ chuyển sở liệu luận lý dạng chuẩn cao (BCNF 4NF) sang dạng chuẩn thấp hơn, 1NF, 2NF, 3NF  Sự dư thừa không quán liệu  Nhưng tăng tốc độ thực thi truy vấn giao tác thường xuyên 47 Lựa chọn thiết kế sở liệu vật lý Ví dụ:  Denormalized  Một quan hệ dạng BCNF lưu trữ nhiều bảng dạng BCNF  EMPLOYEE(Ssn,Name,Phone,Grade,Salary) EMP1(Ssn,Name,Phone) EMP2(Ssn,Grade,Salary) 48 LOGO LOGO Database tuning Khi sở liệu triển khai vận hành, xuất số vấn đề chưa tính tốn q trình thiết kế sở liệu vật lý  Cần xem xét lại thiết kế sở liệu vật lý Mục tiêu tuning:  Tăng tốc độ thực thi ứng dụng  Giảm thời gian đáp ứng truy vấn giao tác  Cải thiện thông giao tác 49 LOGO Một số điều chỉnh Điều chỉnh mục (tuning indexes) Điều chỉnh thiết kế sở liệu (tuning the database design) Điều chỉnh truy vấn (tuning queries) 50 LOGO Điều chỉnh mục Chỉ mục nào?  Truy vấn chạy q lâu mục  Những mục khơng sử dụng  Chỉ mục trải qua nhiều update mục đặt thuộc tính thay đổi thường xuyên Những lựa chọn điều chỉnh mục:  Bỏ thiết lập mục  Đổi non-clustered index thành clustered index ngược lại  Tổ chức lại mục 51 LOGO Điều chỉnh thiết kế sở liệu Nếu thiết kế sở liệu không đạt mục tiêu mong đợi Xem lại thiết kế sở liệu 52 LOGO Tổng kết Các yếu tố ảnh hưởng đến định thiết kế sở liệu vật lý Những dẫn để chọn thiết kế hợp lý Trong trình ứng dụng sở liệu, nảy sinh vấn đề Điều chỉnh sở liệu (database tuning) 53 LOGO Bài toán bán sách online Lựa chọn mục tạo:  Những quan hệ mục trường kết hợp số trường để tạo mục khố tìm kiếm  Với mục, xác định xem nên phân cụm hay khơng phân cụm? Điều chỉnh lược đồ logic  Phân tích nhu cầu sử dụng thơng tin  Phân tích nhu cầu bảo mật thơng tin 54 LOGO Bài tốn bán sách online Mơ hình quan hệ Nhaxuatban(MaNXB,TenNXB,Diachi,Dienthoai) Tacgia(MaTG,Hoten,Diachi,Dienthoai) Chude(MaCD,TenCD) Sach(Masach,Tensach,soluong,dongia,MaNXB,MaCD) Tacgia_Sach(MaTG,Masach,sotrang,ghichu) Khachhang(MaKH,Hoten,Diachi,Dienthoai) Donhang(MaDH,MaKH,NgayDH) Chitietdonhang(MaDH,MaSach,Soluong) 55 LOGO Bài toán bán sách online Phân tích nhu cầu sử dụng thơng tin:  Mơ hình liệu có lưu trữ giá tai thời điểm bán cho đơn hàng?  Việc tính thành tiền tổng tiền cho mặt hàng có đơn hàng có lặp lặp lại gây thời gian?  Có phân biệt đơn hàng đặt, đơn hàng đặt chưa giao, đơn hàng giao hàng? 56 LOGO Bài tốn bán sách online Phân tích nhu cầu bảo mật thơng tin:  Đối với người quản lý: Có thể chia thành đối tượng? Đối tượng quản trị hệ thống, đối tượng bán hàng, đối tượng giao hàng, đối tượng quản lý đặt hàng?  Đối với người mua: có cấp quyền truy cập vào hệ thống bán hàng? 57 LOGO Bài toán bán sách online Phân tích yêu cầu phát sinh      Nhu cầu giảm giá đơn hàng mua? Nhu cầu giảm giá cho khách Vip? Nhu cầu giảm giá theo dịp đặc biệt? Nhu cầu giảm giá số sách? Nhu cầu giảm giá tất sách? 58 ... liệu lưu trữ Main Memory mất nguồn hay lỗi hệ thống  Flash Memory: Khác với Main Memory, liệu lưu thiết bị lưu trữ loại nguồn hay lỗi hệ thống Flash Memory có giá thấp Main Memory, thường sử dụng... Magnetic-disk Optical storage Tape storage Main memory LOGO Lưu trữ liệu file  Cache: Là thiết bị lưu trữ nhanh có giá đắt Bộ nhớ cache tương đối nhỏ, quản lý phần cứng hệ thống máy tính  Main... files and access methods (lớp file) cần xử lý trang đó, yêu cầu hệ thống quản lý vùng đệm nạp trang này, xác định rid trang Hệ thống quản lý vùng đệm nạp trang từ đĩa khơng sẵn sàng nhớ LOGO