Trong nhiều năm, công nghệ tính toán và thông tin phát triển từ những hệ thống lớn, đắt tiền, độc quyền đến các hệ thống mở mạnh và không đắt tiền. Sự phát triển này mang lại lợi ích to lớn cho người dùng cuối bởi sự phát triển của các gói ứng dụng số như xử lý văn bản, bảng tính điện tử, văn phòng xuất bản, hệ quản lý cơ sở dữ liệu, máy tính trợ giúp công nghệ phần mềm....
Trước khi máy tính hóa cơ sở dữ liệu đươc giới thiệu, dữ liệu được lưu trữ theo kiểu điện tử thành nhiều tập tin riêng biệt sử dụng hệ tập tin (hệ tập tin theo lối cũ). Những tập tin này được xử lý bằng các ngôn ngữ thế hệ thứ ba như Cobol, Fortran, Pascal và ngay cả Basic để tạo ra các giải pháp cho các vấn đề của doanh nghiệp. Các ứng dụng như vậy tạo ra ba vấn đề sau:
Có sự liên kết chặt chẽ giữa cấu trúc luận lý và cấu trúc vật lý của các tập tin và chương trình ứng dụng khai thác chúng. Điều này khiến việc tạo nên các ứng dụng này rất khó khăn, tốn nhiều thời gian và do vậy mà tốn kém trong bảo trì hệ thống.
Có sự dư thừa dữ liệu rất lớn qua việc trùng lắp các tập tin trong các ứng dụng khác nhau. Điều này tạo ra những vấn đề như: dữ liệu thiếu nhất
quán, không gian đĩa bị lãng phí, thời gian bảo trì và lưu phòng hờ các tập tin gia tăng, vấn đề về quản trị như không chú trọng bảo mật và tổ chức dữ liệu thiếu thống nhất.
Người sử dụng có ít khả năng khai thác trực tiếp dữ liệu.
2.5.2. Cơ sở dữ liệu (Database) và hệ quản trị cơ sở dữ liệu (Database Management System)
2.5.2.1. Định nghĩa cơ sở dữ liệu
Cơ sở dữ liệu là một tập hợp dữ liệu được tổ chức theo một cấu trúc chặt chẽ nhằm phục vụ cho nhiều mục tiêu khác nhau một cách có chọn lọc, có tương quan, các mẫu tin và các cột. Tập hợp dữ liệu sẽ được lưu trữ trên các thiết bị lưu trữ thông tin thứ cấp như băng từ, đĩa từ,… để thỏa mãn nhu cầu khai thác thông tin đồng thời của nhiều người sử dụng hay nhiều chương trình ứng dụng với nhiều mục đích khác nhau.
Ngày nay cơ sở dữ liệu tồn tại trong mỗi ứng dụng thông dụng. Như vậy, các đặc tính của một cơ sở dữ liệu là:
Tính nhất quán. Tính toàn vẹn. Tính tích hợp. Tính chia sẻ. Tính độc lập dữ liệu. Tính an toàn. Tính bảo mật.
2.5.2.2. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu
Hệ quản trị cơ sở dữ liệu đầu tiên ra đời vào đầu những năm 60 dựa trên mô hình dữ liệu phân cấp và mô hình mạng. Năm 1976 đánh dấu sự ra đời hệ quản trị cơ sở dữ liệu đầu tiên dựa trên mô hình quan hệ mang tên System-R. Đến những năm 90, bắt đầu xuất hiện các hệ quản trị cơ sở dữ liệu dựa trên mô hình hướng đối tượng,… Tuy nhiên chúng vẫn dựa chủ yếu vào nền tảng là mô hình quan hệ. Hệ quản trị ODMG ra đời năm 1996 được coi là hệ quản trị thuần hướng đối tượng nhất.
Một tập các phần mềm quản lý cơ sở dữ liệu và cung cấp các dịch vụ xử lý cơ sở dữ liệu cho các những người phát triển ứng dụng và người dùng cuối.
Hệ quản trị cơ sở dữ liệu cung cấp một giao diện giữa người sử dụng và dữ liệu.
Hệ quản trị cơ sở dữ liệu biến đổi cơ sở dữ liệu vật lý thành cơ sở dữ liệu logic.
Hình 2. 2. Sơ đồ một hệ quản trị cơ sở dữ liệu
Dựa vào cách tổ chức dữ liệu, hệ quản trị cơ sở dữ liệu được chia thành năm loại:
Loại phân cấp như hệ IMS của IBM
Loại mạng như IDMS của Cullinet Software Loại tập tin đảo như ADABAS của Software AG
Loại quan hệ như như ORACLE của Oracle, DB2 của IBM, ACCESS của Microsoft Access
Loại đối tượng là một tiếp cận khá mới trong thiết kế hệ quản trị cơ sở dữ liệu và việc sử dụng loại này sớm trở nên phổ biến
Hiện tại, loại hệ quản trị cơ sở dữ liệu chính được sử dụng trong công nghệ là loại hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ. Loại này đã chiếm lĩnh trong công nghệ trên 10-15 năm cuối cùng khi đánh bật loại hệ quản trị cơ sở dữ liệu phân cấp và gần đây là hệ quản trị cơ sở dữ liệu mạng.
Hiện nay, một số hệ quản trị cơ sở dữ liệu mạnh đang được đưa ra thị trường như Visual FoxPro, SQL-Server, Oracle,…
Tính chủ quyền của dữ liệu: đó là phải bảo đảm vấn đề an toàn dữ liệu và tính chính xác của dữ liệu.
Tính bảo mật và quyền khai thác thông tin của người sử dụng. Tranh chấp dữ liệu: do có thể cùng một lúc có nhiều người cùng truy cập vào một nguồn tài nguyên dữ liệu với các mục đích khác nhau nên hệ quản trị cơ sở dữ liệu phải có cơ chế ưu tiên truy cập dữ liệu.
Phục hồi dữ liệu khi có sự cố.
2.5.3. Các mô hình dữ liệu2.5.3.1. Định nghĩa 2.5.3.1. Định nghĩa
Mô hình dữ liệu là sự trừu tượng hóa thế giới thực, là sự biểu diễn dữ liệu mức quan niệm. Mô hình dữ liệu được phân loại dựa trên các cách tiếp cận dữ liệu khác nhau của các nhà phân tích, thiết kế cơ sở dữ liệu. Mô hình dữ liệu hoàn toàn độc lập giữa hệ thống máy tính và cấu trúc dữ liệu.
Hiện nay, có năm loại mô hình dữ liệu chính. Đó là: Mô hình dữ liệu mạng: thập niên 60-70.
Mô hình dữ liệu phân cấp: thập niên 60-70. Mô hình dữ liệu quan hệ: thập niên 80. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Mô hình dữ liệu thực thể kết hợp: thập niên 90. Mô hình dữ liệu hướng đối tượng: thập niên 90.
2.5.3.2. So sánh các mô hình dữ liệu
Sự ra đời của mô hình dữ liệu quan hệ đã khắc phục được những khó khăn khi thiết kế và quản lí cơ sở dữ liệu theo mô hình mạng và mô hình phân cấp.
Thứ nhất, mô hình mạng và mô hình phân cấp sử dụng nguyên lý chủ nhân – thành viên, cha – con rất khó khăn cho việc thiết kế, sắp xếp và sau khi thiết kế xong muốn sửa đổi rất phức tạp, hầu như phải làm lại từ đầu. Mô hình quan hệ tổ chức dữ liệu dưới dạng bảng dễ hiểu và đơn giản hơn trong việc thiết kế và sửa đổi sau này. Ngoài ra, việc thiết kế mô hình quan hệ hoàn toàn độc lập với hệ quản trị cơ sở dữ liệu.
Thứ hai, các ngôn ngữ để tạo và thao tác các cấu trúc trong mô hình mạng và mô hình phân cấp rất khó sử dụng. Ví dụ khi sử dụng hệ quản trị IDMS đòi hỏi phải thông thạo về ngôn ngữ từ điển dữ liệu tích hợp và các trình biên dịch lược đồ và lược đồ con. Trong khi đó, các hệ quản trị theo mô hình quan hệ dễ sử dụng hơn vì sử dụng ngôn ngữ truy vấn dữ liệu ở mức độ cao như SQL,…
Do những ưu điểm trên cơ sở dữ liệu quan hệ ngày càng được sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, mô hình quan hệ trở nên không thích hợp, nhất là khi sử dụng nó để thể hiện những dữ liệu có quan hệ cấu trúc như cây hệ thống sinh học. đối với những loại dữ liệu loại này, sử dụng mô hình dữ liệu hướng đối tượng là thích hợp nhất.
Khi một cơ sở dữ liệu được xây dựng xong, thì việc tiếp theo là làm sao để có thể truy xuất thông tin từ cơ sở dữ liệu này, nghĩa là người dùng có thể nhận được các thông tin mà họ cần hay có thể bổ sung thêm một vài thông tin qua một giao diện thân thiện. Hơn thế nữa, người dùng còn muốn chia sẻ thông tin với các nơi khác. Để thực hiện được điều đó, người ta thường chọn giao thức CGI, hiển thị những đòi hỏi thông tin về cơ sở dữ liệu của người dùng thông qua dịch vụ web.
2.5.4. Ngƣời dùng (User)
Người dùng khai thác cơ sở dữ liệu thông qua hệ quản trị cơ sở dữ liệu có thể phân thành ba loại: người quản trị cơ sở dữ liệu, người phát triển ứng dụng và lập trình, người dùng cuối.
Người quản trị cơ sở dữ liệu, hàng ngày, chịu trách nhiệm quản lý và bảo trì cơ sở dữ liệu
Người phát triển và lập trình ứng dụng là những người chuyên nghiệp về máy tính có trách nhiệm thiết kế, tạo dựng và bảo trì hệ thông tin cho người dùng cuối.
Người dùng cuối là những người không chuyên về máy tính nhưng họ là các chuyên gia trong các lãnh vực khác có trách nhiệm cụ thể trong tổ chức. Họ khai thác cơ sở dữ liệu thông qua hệ được phát triển bởi người phát triển ứng dụng hay các công cụ truy vấn của hệ quản trị cơ sở dữ liệu.
2.5.5. Cơ sở dữ liệu quan hệ và hệ tập tin theo lối cũ
Tiếp cận cơ sở dữ liệu đã giải quyết 3 vấn đề của hệ tập tin theo lối cũ:
2.5.5.1. Vấn đề 1: Cấu trúc logic và cấu trúc vật lý
Hình 2. 3. So sánh cơ sở dữ liệu quan hệ và hệ tập tin theo lối cũ
Kiến trúc bên trong hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ tách biệt rõ ràng giữa:
Cấu trúc luận lý của tất cả tập tin và chương trình ứng dụng khai thác tập tin này
Cấu trúc vật lý của cơ sở dữ liệu và phần lưu trữ các tập tin.
Tiếp cận này tạo cho người quản trị cơ sở dữ liệu có thể thay đổi cấu trúc vật lý hay nơi lưu trữ của tập tin mà không ảnh hưởng đến chương trình ứng dụng.
2.5.5.2. Vấn đề 2: Dƣ thừa dữ liệu
Khi hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ được giới thiệu, nhiều tổ chức mong tích hợp các tập tin đã phân tán khắp trong tổ chức vào một cơ sở dữ liệu tập trung. Dữ liệu có thể chia sẻ cho nhiều ứng dụng khác nhau và người sử dụng có thể khai thác đồng thời các tập con dữ liệu liên quan đến họ. Điều này làm hạn chế sự dư thừa dữ liệu.
2.5.5.3. Vấn đề 3: Sự khai thác dữ liệu của ngƣời sử dụng
Trong hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ người dùng có thể trực tiếp khai thác dữ liệu thông qua việc sử dụng các câu truy vấn hay các công cụ báo cáo được cung cấp bởi hệ quản trị cơ sở dữ liệu.
2.6. Internet và Web [5]
2.6.1. Sơ lƣợc về Internet
2.6.1.1. Tóm lƣợc lịch sử phát triển
Năm 1957, Bộ quốc phòng Mỹ thành lập cơ quan nghiên cứu các dự án kỹ thuật cao ARPA (Advanced Research Projects Agency), thuộc một bộ phận trong bộ quốc phòng. Chỉ một thập niên sau, năm 1969, ARPA thiết lập mạng ARPANET – tiền thân của Internet ngày nay. ARPANET là một mạng máy tính nối bốn máy chủ tại các trường đại học California – Los Angeles, đại học California – Santa Barbara, viện nghiên cứu Standford và đại học Utah lại với nhau.
Từ năm 1969 đến 1986, số lượng máy chủ tăng lên khoảng năm ngàn. Đến năm 1973, mạng xuyên quốc gia đầu tiên được thiết lập giữa hai nước Anh và Na Uy.
Năm 1982, giao thức TCP/IP ra đời và nhanh chóng trở thành giao thức chuẩn. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Năm 1985 là năm bùng nổ Internet lần thứ 1 khi xa lộ thông tin thực sự hình thành. Lúc này có khoảng 2000 máy trên Internet.
2.6.1.2. Tổng quát về Internet
Internet là kho tài nguyên thông tin, là mạng của các mạng, là một tổ hợp hàng triệu máy tính trên toàn thế giới, có thể trao đổi, chia sẻ nguồn thông tin hầu như vô tận với nhau cho dù người dùng đang ở đâu và vào lúc nào. Các máy tính có thể đủ các loại và sử dụng các hệ điều hành khác nhau một cách bình đẳng.
Như vậy Internet là một mạng khổng lồ được tạo ra bằng việc kết nối các máy tính và các mạng máy tính lại với nhau. Nó kết hợp nhiều mạng máy tính riêng rẽ của các trường học, thư viện, các hãng kinh doanh, bệnh viện, các tổ chức nhà nước, viện nghiên cứu… và nhiều thành phần khác vào trong một mạng chung rộng lớn mang tính chất toàn cầu.
Từ đó, một loạt các thuật ngữ lần lượt ra đời như webServer, webClient, webPage, webSite, URL:
WebServer: Máy cung cấp thông tin dạng web. WebClient: Máy truy xuất thông tin từ web server.
WebSite: Tập hợp các trang web của một tổ chức, một website có thể có nhiều web server.
WebPage: Một trang tự liệu web.
URL (Uniform Resource Locator) đường dẫn chỉ đến một tập tin trong một máy chủ trên Internet.
Việc kết nối về mặt vật lý các mạng máy tính này được thực hiện thông qua các mạng viễn thông khác nhau như mạng điện thoại công cộng, kênh vệ tinh (satellite), các kênh vi-ba (micro-waves), các đường thuê riêng (dedicated lines), hoặc cáp quang (optical cable),…
Không thể có được sơ đồ cụ thể của mạng Internet vì các máy tính và các mạng máy tính liên tục đăng ký thêm vào mạng Internet cũng như các thông tin trên mạng cũng liên tục được thay đổi, cập nhật.
Các đặc tính chính của Internet:
Mạng thông tin phát triển với tốc độ nhanh chưa từng thấy trong lịch sử.
Mạng máy tính lớn nhất thế giới.
Mạng duy nhất có quy mô toàn cầu, lớn nhất về lãnh thỗ, số người tham gia, các hoạt động dịch vụ về thông tin.
Internet là công nghệ tin học tiên tiến nhất, mới nhất, là công nghệ chuẩn, công nghệ mở, sản phẩm trí tuệ chung của nhân loại.
Internet là mạng thông tin không có chủ hoặc có rất nhiều chủ. Công cụ không thể thiếu trong xã hội thông tin.
Bộ mặt văn hóa mới có tính toàn cầu. Thành phần của Internet bao gồm:
Các máy chủ (Host Computer hay Internet Server). Các máy trạm (Work Station hay Client).
Các thiết bị đầu cuối như Card mạng, Hub, Router,… Đường truyền.
Các phần mềm quản trị Server trên máy chủ. Các phần mềm Client trên máy người dùng.
2.6.2. Các dịch vụ đƣợc cung cấp trên Internet 2.6.2.1. Phân loại khối thông tin
Khối thông tin mở cho công cộng: bao gồm các thông tin về văn hóa, xã hội, giáo dục và đào tạo, khoa học kỹ thuật, kết quả của các công trình nghiên cứu khoa học công nghệ. Bất cứ ai thuộc mạng, một khi đã truy cập vào mạng, tại bất kỳ điểm nút nào, bất cứ lúc nào đều có thể khai thác và nhận được tất cả thông tin thuộc loại mở này.
Khối thông tin không mở cho công cộng: bao gồm các hệ thống cơ sở dữ liệu chuyên ngành do các tổ chức có mạng con hoặc có các máy chủ ở bất cứ nước nào xây dựng và thiết lập để phục vụ cho các nhu cầu riêng của họ và để bán thông tin. Các cơ sở dữ liệu này thường được bảo mật cao, chỉ những người sử dụng nào được phép mới có quyền truy nhập và khai thác.
2.6.2.2. Các dịch vụ cơ bản
Tìm kiếm thông tin.
Thư điện tử.
Truyền File.
Trao đổi trực tiếp.
Truy cập máy tính khác. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.6.3. Tích hợp cơ sở dự liệu với web
Có nhiều kỹ thuật được dùng để tích hợp cơ sở dữ liệu với web để tạo ra trang web động như CGI, PHP, ASP, JSP, Coldfusion.
2.7. Ngôn ngữ lập trình Perl và Javascript 2.7.1. Ngôn ngữ Perl [7] 2.7.1. Ngôn ngữ Perl [7]
2.7.1.1. Tóm tắt lịch sử phát triển
Perl là chữ viết tắt của “Practical Extraction and Report Language”. Larry Wall tạo ra ngôn ngữ Perl năm 1986 nhằm quản trị và cấu hình các mạng máy tính lớn. Ngôn ngữ này phát sinh từ ngôn ngữ lập trình C và bị ảnh hưởng bởi ngôn ngữ khác như BASIC, awk, sed và UNIX shell.
Năm 1988, Perl 2.0 phát hành và được các nhà quản trị UNIX sử dụng rộng rãi.
Năm 1989, Perl 3.0 ra đời, nhưng phiên bản này được phát hành dưới bản quyền được bảo vệ của GNU. Với phiên bản này Perl nhanh chóng trở thành tiêu chuẩn để viết CGI script dùng cho việc xử lý dữ liệu được gửi