tailieuxanh_ktdn_hequantricsdl_20080830_5925

H QU N TR C S D LI U – B n Nháp 30-08-08 Xin cám n b n dành s quan tâm cho tài li u này! Tài li u t ng h p t nhi u quy n sách khác Tơi ngh có ích cho nh ng ng i mu n hi u h qu n tr c s d li u làm vi c nh th Trên c s đó, ng i đ c có th thi t k c s d li u t o h th ng s d ng c s d li u quan h t t h n Ngồi ra, tơi gi i thi u m t s h ng đ c phát tri n th gi i đ b n tham kh o Trong trình biên-d ch-so n d a ki n th c c a mình, tơi r t c g ng nh ng ch c ch n v n có nhi u h n ch sai sót N u b n phát hi n sai sót, ho c có ý ki n đóng góp nh m m c đích giúp nâng cao ch t l ng c a tài li u c ng nh hồn thi n mình, mong b n ph n h i v ntquocvinh@gmail.com, ntquocvinh@yahoo.com ntquocvinh@due.edu.vn Tơi s c g ng hồn thi n tài li u này, t t nhiên, không th thi u nh ng ý ki n ph n h i c a b n Nguy n Tr n Qu c Vinh http://elearning.due.edu.vn/course/view.php?id=7 Nguy n Tr n Qu c Vinh ntquocvinh@{gmail.com, yahoo.com, due.edu.vn} i H QU N TR C S D LI U – B n Nháp 30-08-08 M CL C Ph n I Ch Ki n th c c b n ng I.1 CSDL h th ng t p tin I.1.1 H th ng t p tin I.1.1.1 C u trúc t p tin I.1.1.2 t tên (gán nhãn) cho t p tin I.1.1.3 B o v t p tin I.1.1.4 Ch đ truy c p nhi u ng i dùng I.1.2 L nh v c ng d ng c a t p tin I.1.3 Yêu c u c a h th ng thông tin Ch ng I.2 hi n đ i Các ch c n ng c a HQT CSDL T ch c n hình c a m t HQT CSDL 10 I.2.1 Các ch c n ng c a HQT CSDL 10 I.2.1.1 Qu n tr d li u tr c ti p b nh 10 I.2.1.2 Qu n tr b nh đ m (buffers) RAM 10 I.2.1.3 i u n giao tác 11 I.2.1.4 Nh t ký 12 I.2.1.5 H tr ngôn ng CSDL 14 I.2.1.6 Các l i ích khác 15 I.2.2 T ch c n hình c a m t HQT CSDL hi n đ i 16 Ph n II T ch c bên c a HQT CSDL 18 Ch ng II.1 T ch c bên c a HQT CSDL 18 II.1.1 Ki n trúc c a m t HQT CSDL 18 II.1.2 Các c u trúc b nh ngoài, ph II.1.3 L u tr quan h 19 II.1.4 Các ch m c 22 ng pháp t ch c ch m c (index) 18 II.1.4.1 B-tree 23 II.1.4.2 B m (Hashing) 26 II.1.4.3 Thông tin nh t ký 27 II.1.4.4 Thông tin ph c v 27 http://elearning.due.edu.vn/course/view.php?id=7 Nguy n Tr n Qu c Vinh ntquocvinh@{gmail.com, yahoo.com, due.edu.vn} ii H QU N TR C S D Ch LI U – B n Nháp 30-08-08 ng II.2 Giao tác tính tồn v n CSDL 29 II.2.1 Ví d s phá hu tính tồn v n CSDL 29 II.2.2 Khái ni m giao tác 30 II.2.3 Phân lo i giao tác 32 II.2.3.1 Giao tác t ch p nh n (Autocommit mode) 32 II.2.3.2 Giao tác đ II.2.3.3 Giao tác gi m (Implicit ) 34 II.2.3.4 Giao tác t ph c h i (Auto rollback) 35 II.2.3.5 Giao tác l ng (Nested Transaction) 37 c khai báo t ng minh (Explicit) 33 II.2.3.5.1 Khái ni m 37 II.2.3.5.2 Các quy t c 37 II.2.3.5.3 Bi n @@trancount HQT CSDL SQL Server 39 II.2.4 Ràng bu c tính tồn v n CSDL 39 II.2.5 Phân lo i ràng bu c tính toàn v n CSDL 41 II.2.5.1 B ng cách tri n khai (realization) 42 II.2.5.2 Phân lo i ràng bu c tính tồn v n theo th i m ki m tra 44 II.2.5.3 Phân lo i ràng bu c tính tồn v n theo khơng gian ng d ng 45 II.2.5.3.1 Ràng bu c Mi n giá tr 45 II.2.5.3.2 Ràng bu c thu c tính 45 II.2.5.3.3 Ràng bu c b n ghi 46 II.2.5.3.4 Ràng bu c quan h 50 II.2.5.3.5 Ràng bu c CSDL 51 II.2.6 Ch Tri n khai ràng bu c tính toàn v n d ng đ nh ngh a b ng công c SQL 52 II.2.6.1 Các nguyên t c chung tri n khai ràng bu c b ng công c SQL 52 II.2.6.2 Cú pháp ràng bu c theo chu n SQL 54 ng II.3 Giao tác tính song song (tính đ i ng u) 64 II.3.1 ôi u v công vi c c a giao tác 65 II.3.2 Các v n đ th c hi n song song giao tác 66 II.3.2.1 V n đ m t k t qu c p nh t d li u 66 II.3.2.2 V n đ ph thu c ch a c đ nh (đ c d li u b n, đ c không chu n…) 67 II.3.2.3 V n đ xung kh c phân tích 67 II.3.2.3.1 c không l p l i 67 http://elearning.due.edu.vn/course/view.php?id=7 Nguy n Tr n Qu c Vinh ntquocvinh@{gmail.com, yahoo.com, due.edu.vn} iii H QU N TR C S D II.3.2.3.2 Các ph n t LI U – B n Nháp 30-08-08 o 68 II.3.2.3.3 Phân tích xung kh c th c ch t 69 II.3.2.3.4 Xung đ t gi a giao tác 70 II.3.3 m b o th c thi song song (tính tu n t ) giao tác 73 II.3.3.1 nh lý Esvaran v tính tu n t 73 II.3.3.2 Chi m l nh đ ng b 75 II.3.3.2.1 Các phong to 75 II.3.3.2.2 Gi i quy t v n đ c a tính song song b ng s giúp đ c a phong to 76 II.3.3.2.2.1 V n đ m t k t qu c p nh t 77 II.3.3.2.2.2 V n đ ph thu c không đ chu n) c c đ nh (đ c d li u b n, đ c không 77 II.3.3.2.2.3 V n đ xung kh c phân tích 78 II.3.3.2.2.4 Xung kh c th c ch t phân tích 80 II.3.3.2.2.5 Gi i quy t (g b ) tình hu ng b t c 81 II.3.3.2.2.6 Phong to có ch đ nh (Chi m l nh đ ng b b ng cách tán nh ) 83 II.3.3.2.3 Phong to theo m nh đ 88 II.3.3.2.4 C ch tách phiên b n d li u 89 II.3.3.3 Ph ng pháp m c th i gian 91 II.3.3.4 Tri n khai tính l p giao tác b ng công c SQL 92 II.3.3.4.1 Các m c đ cô l p 92 II.3.3.4.2 Cú pháp l nh SQL đ đ nh ngh a m c đ cô l p 93 Ch ng II.4 Các giao tác ph c h i d li u 95 II.4.1 Nh t ký ghi nh trung gian (buffering) 96 II.4.2 Các ki u ph c h i d li u 98 Ch II.4.2.1 Rollback giao tác riêng bi t 98 II.4.2.2 Ph c h i sau s c “m m” 99 II.4.2.3 Tính nh t quán v t lý c a CSDL 101 II.4.2.4 Ph c h i sau s c “c ng” 103 II.4.2.5 Ph c h i d li u chu n SQL 104 ng II.5 Các trình biên d ch SQL Các v n đ t i u hoá 105 II.5.1 S đ chung x lý truy v n 105 http://elearning.due.edu.vn/course/view.php?id=7 Nguy n Tr n Qu c Vinh ntquocvinh@{gmail.com, yahoo.com, due.edu.vn} iv H QU N TR C S D II.5.2 LI U – B n Nháp 30-08-08 T i u hoá cú pháp truy v n 106 II.5.2.1 Bi n đ i logic đ n gi n truy v n 106 II.5.2.2 Bi n đ i truy v n b ng cách thay đ i th t thao tác quan h 106 II.5.2.3 Chuy n truy v n ch a truy v n l ng thành truy v n ch a phép n i 107 II.5.3 II.5.3.1 Bi n đ i truy v n c s thông tin m ng ng ngh a 108 II.5.3.2 S d ng thông tin m ng ng ngh a t i u hoá truy v n 108 II.5.4 Ch n đánh giá k ho ch th c thi truy v n khác 108 II.5.4.1 T o k ho ch 108 II.5.4.2 ánh giá tr giá k ho ch th c thi truy v n 108 II.5.4.3 Các đánh giá xác h n 108 Ph n III Ch T i u ng ngh a truy v n 108 HQT CSDL ki n trúc “Client−Server” 109 ng III.1 Ki n trúc “Client−Server” 109 III.1.1 Các h th ng m 109 III.1.2 Các máy khách máy ch m ng c c b 110 III.1.3 Ki n trúc h th ng “khách-ch ” 111 III.1.3.1 Khách thông minh (Smart Client) 113 III.1.4 Các máy ch CSDL 115 III.1.4.1 Các nguyên t c t ng tác gi a ph n khách ph n ch 115 III.1.4.2 Các u m c a giao th c g i th t c t xa 115 III.1.4.3 S phân b ch c n ng n hình gi a khách ch 116 III.1.4.4 Các yêu c u kh n ng ph n c ng ph n m m n n t ng đ i v i khách ch Ph n IV 116 Các khung nhìn th c 117 Ch ng IV.1 Khái ni m khung nhìn th c 117 Ch ng IV.2 ng d ng c a KNT 119 IV.2.1 ng d ng KNT HQT CSDL th IV.2.2 ng d ng KNT nh m đ y nhanh t c đ th c thi truy v n 122 IV.2.3 ng d ng KNT kho d li u 124 Ch ng m i 121 ng IV.3 C p nh t KNT 124 IV.3.1 Các c ch c p nh t KNT 124 http://elearning.due.edu.vn/course/view.php?id=7 Nguy n Tr n Qu c Vinh ntquocvinh@{gmail.com, yahoo.com, due.edu.vn} v H QU N TR C S D LI U – B n Nháp 30-08-08 IV.3.2 Phân lo i thu t toán CNGT KNT 126 IV.3.2.1 CNGT có s d ng đ y đ thông tin (b ng KNT, b ng g c, v n b n truy v n v n b n truy v n thao tác d li u) 126 IV.3.2.2 CNGT KNT s d ng m t ph n thông tin 127 IV.3.2.3 C p nh t trì hỗn 130 Ch ng IV.4 ng d ng ý t ng KNT HQT CSDL ch a h tr KNT 131 IV.4.1 Ví d v h n ch c a KNT HQT CSDL th ng m i 131 IV.4.2 “KNT” HQT CSDL không h tr KNT 134 Ph n V Kho d li u – DataWarehouse 138 Ph n VI CSDL phân tán 139 Ch ng VI.1 Các lo i hình h th ng phân tán 140 Ch ng VI.2 Các ki n trúc c a HQT CSDL PT 142 VI.2.1 Các h th ng khách-ch 142 VI.2.2 Các h th ng máy ch h p tác 142 VI.2.3 Các h th ng t ng trung gian 143 Ch ng VI.3 L u tr d li u HQT CSDL PT 144 VI.3.1 Phân m nh (fragmentation) 144 VI.3.2 Nhân b n (replication) 145 VI.3.2.1 Nhân b n đ ng b 146 VI.3.2.2 Nhân b n không đ ng b 147 VI.3.2.2.1 Nhân b n theo nút nhân b n ngang hàng 147 VI.3.3 Qu n tr danh m c phân tán 150 VI.3.3.1 t tên cho đ i t ng 150 VI.3.3.2 C u trúc danh m c phân tán 151 VI.3.4 Tính đ c l p c a d li u phân tán 152 Ch ng VI.4 X lý truy v n phân tán 154 VI.4.1 Các thu t toán n i join 154 VI.4.1.1 Các truy v n nonjoin 154 VI.4.1.2 Th c thi phép n i HQT CSDL PT 155 VI.4.1.2.1 Rút nh ng c n thi t 155 VI.4.1.2.2 Chuy n đ n m t nút 155 VI.4.1.2.3 Semijoins Bloomjoins 155 http://elearning.due.edu.vn/course/view.php?id=7 Nguy n Tr n Qu c Vinh ntquocvinh@{gmail.com, yahoo.com, due.edu.vn} vi H QU N TR C S D LI U – B n Nháp 30-08-08 VI.4.2 Biên d ch phân tán truy v n 157 Ch ng VI.5 Qu n tr giao tác q trình đ ng b hố 159 VI.5.1 Giao th c c đ nh hai pha (2PC – Two-Phases Commit Protocol) 159 VI.5.2 Các ph ng pháp qu n tr 161 VI.5.3 Các b t c phân tán 162 Ch ng VI.6 Kh i đ ng l i sau s c 164 VI.6.1 Kh i đ ng l i h th ng sau s c 164 VI.6.2 Giao th c c đ nh pha (3PC – Three Phases Commit Protocol) 165 Ch ng VI.7 Các h th ng tích h p (hay liêng bang) đa CSDL 168 Ph n VII Các h Ch ng nghiên c u phát tri n hi n đ i 169 ng VII.1 Các HQT CSDL th h m i 169 VII.1.1 Theo h VII.1.2 Các ki u d li u tr u t VII.1.3 T o h CSDL theo h VII.1.4 T i u truy v n đ VII.1.5 H tr thông tin l ch s truy v n bi u th th i gian 175 Ch ng m r ng mô hình quan h 170 ng VII.2 Các HQT CSDL h VII.2.1 ng 172 ng trình ng d ng 173 c u n b i quy lu t 174 ng đ i t M i liên h gi a HQT CSDL h ti p c n h ng đ i t ng 178 ng đ i t ng v i khái ni m chung v cách ng 179 VII.2.2 Các mô hình d li u h VII.2.3 Các ngơn ng l p trình CSDL H T 184 VII.2.3.1 S đánh m t m i t ng đ i t ng 181 ng quan gi a ngơn ng l p trình ngơn ng truy v n HQT CSDL quan h 184 VII.2.3.2 Các ngơn ng l p trình CSDL H T nh ngôn ng H T h tr đ it ng b n v ng (persistent) 185 VII.2.3.3 Các ví d ngơn ng l p trình CSDL H T 186 VII.2.4 Các ngôn ng truy v n CSDL H T 187 VII.2.4.1 i uh ng (navigation) t ng minh nh m t công c v mát tính t ng ng 187 VII.2.4.2 Các ngôn ng truy v n không-đi u h t qua s m t ng (non-navigation) 187 VII.2.4.3 Các v n đ t i u hoá truy v n 189 VII.2.5 Các ví d HQT CSDL H T 191 http://elearning.due.edu.vn/course/view.php?id=7 Nguy n Tr n Qu c Vinh ntquocvinh@{gmail.com, yahoo.com, due.edu.vn} vii H QU N TR C S D LI U – B n Nháp 30-08-08 VII.2.5.1 D án ORION 192 VII.2.5.2 Project O2 193 Ch ng VII.3 Các h CSDL n n t ng quy lu t 195 VII.3.1 Ph n m r ng ph n t ng c ng c a CSDL 195 VII.3.2 Các CSDL n ng đ ng (ch đ ng – active DB) 196 VII.3.3 CSDL suy di n 197 Ph n VIII Ph l c 199 A MS SQL Server 199 A.1 Ki n trúc c a SQL Server 201 A.2 Cài đ t khôi ph c SQL Server 205 B Oracle 205 B.1 Ki n trúc c a Oracle 205 B.2 Cài đ t khôi ph c Oracle 205 C Các hình v 206 D Các b ng 207 Tài li u tham kh o 208 http://elearning.due.edu.vn/course/view.php?id=7 Nguy n Tr n Qu c Vinh ntquocvinh@{gmail.com, yahoo.com, due.edu.vn} viii H QU N TR C S D http://elearning.due.edu.vn/course/view.php?id=7 Nguy LI U – B n Nháp 30-08-08 n Tr n Qu c Vinh ntquocvinh@{gmail.com, yahoo.com, due.edu.vn} ix H QU N TR C S D LI U – B n Nháp 30-08-08 Ph n I Ki n th c c b n Ch ng I.1 CSDL h th ng t p tin u tiên, xem qua ý t ng chung c a khái ni m c s d li u (CSDL, DB – Database) h qu n tr c s d li u (HQT CSDL, DBMS – Databases Managerment System) CSDL m t t p h p d li u mô t m t l nh v c ng d ng ho c m t l nh v c c a th gi i th c Ví d , CSDL v đào t o c a m t tr ng đ i h c có th ch a thơng tin v : – Các th c th nh sinh viên, gi ng viên, h c ph n, khoa, l p, phòng h c – Các m i quan h gi a th c th , ch ng h n nh sinh viên đ ng ký m t h c ph n, gi ng viên ph trách m t h c ph n cho l p đó, vi c s d ng phòng h c,… HQT CSDL m t h th ng ph n m m đ thác m t s l c thi t k nh m m c đích qu n tr khai ng l n t p h p l n d li u v i kh i l ng có th t ng lên r t nhanh T bu i ban đ u c a q trình phát tri n cơng ngh tính tốn, có hai đ nh h ng vi c s d ng Th nh t, ng d ng k thu t tính tốn đ th c hi n tính tốn s mà n u th c hi n th cơng r t lâu ho c không th S tr đ nh h ng kh i d y s t ng c ng ph ng thành c a ng pháp gi i quy t b ng tính tốn toán toán h c ph c t p, s phát tri n c a l p ngôn ng l p trình theo h hố cài đ t thu t tốn tính tốn, thi t đ t m i quan h ng ng đ n gi n c l i v i nhà phát tri n ki n trúc máy n toán m i nh h ng th hai, s d ng cơng c c a k thu t tính tốn h th ng thơng tin t đ ng ho c t đ ng hoá Theo ngh a r ng, h th ng thông tin m t t h p ch ng trình Các ch c n ng c a h th ng thông tin ch y u trì vi c l u tr thông tin m t cách tin c y b nh c a máy tính, th c hi n bi n đ i thơng tin và/ho c tính tốn đ c thù cho m t ng d ng cho, cung ng cho ng di n thu n ti n d ti p thu Th ng kh i l i dùng m t giao ng thông tin mà h th ng c n ph i qu n lý/x lý r t l n, c u trúc c a d li u c ng ph c t p Ví d c n c a h th ng thông tin h th ng ngân hàng, h th ng đ t vé máy bay ho c vé tàu, đ t ch khách s n, v.v… Trong th c t , đ nh h ng th hai xu t hi n mu n h n b i th i gian đ u c a k thu t tính tốn máy tính s h u tính n ng h n ch ph n b nh Rõ ràng, ch có th nói v vi c l u tr thông tin m t cách tin c y lâu dài có thi t b ghi nh l u http://elearning.due.edu.vn/course/view.php?id=7 Nguy n Tr n Qu c Vinh ntquocvinh@{gmail.com, yahoo.com, due.edu.vn}