CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU Mục tiêu • Trình bày khái niệm sở liệu • Mơ tả tranh tổng quan sở liệu, tổ chức, thao tác ứng dụng sở liệu 1.1 HỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU 1.1.1 Cơ sở liệu: • Một sở liệu tập hợp liệu có liên quan với nhau, mơ hình hố đối tượng phần giới thực (một công ty, trường học,v v) Dữ liệu kiện ghi lại có ý nghĩa Ví dụ: Quản lý việc học tập trường đại học • Các liệu thông tin sinh viên, môn học, điểm thi….được tổ chức thành bảng lưu giữ chúng vào sổ sách sử dụng phần mềm máy tính để lưu giữ chúng máy tính Ta có tập liệu có liên quan đến mang nhiều ý nghĩa, sở liệu 1.1.2 Các tính chất sở liệu • Một sở liệu biểu thị khía cạnh giới thực Những thay đổi giới thực phải phản ánh cách trung thực vào sở liệu • Một sở liệu tập hợp liệu liên kết với cách logic mang ý nghĩa cố hữu • Một sở liệu thiết kế phổ biến cho mục đích riêng Nó có nhóm người sử dụng có chủ định có số ứng dụng xác định phù hợp với mối quan tâm người sử dụng • Một sở liệu có qui mơ tùy ý có độ phức tạp thay đổi Hệ quản trị sở liệu Các loại thuộc tính • Thuộc tính tên gọi thuộc tính cho tên gọi cá thể, nhờ ta nhận biết cá thể • Thuộc tính nhận dạng hay nhiều thuộc tính cho phép phân biệt cá thể với cá thể khác • Thuộc tính đa trị thuộc tính mà cá thể nhận nhiều giá trị Biểu thị mơ hình thuộc tính đa trị hình ellipse kép 1.1.3 Hệ quản trị sở liệu • Một hệ quản trị sở liệu tập hợp chương trình giúp cho người sử dụng tạo ra, bảo trì khai thác sở liệu Nó hệ thống phần mềm phổ dụng, làm dễ trình định nghĩa, xây dựng thao tác sở liệu cho ứng dụng khác • Định nghĩa sở liệu bao gồm việc đặc tả kiểu liệu, cấu trúc ràng buộc cho liệu lưu trữ sở • Xây dựng sở liệu trình lưu trữ liệu phương tiện lưu trữ hệ quản trị sở liệu kiểm sốt • Thao tác sở liệu bao gồm chức truy vấn sở liệu để lấy liệu cụ thể, cập nhật sở liệu để phản ánh thay đổi giới nhỏ tạo báo cáo từ liệu • Người ta gọi sở liệu hệ quản trị sở liệu thuật ngữ chung hệ sở liệu (database system) Hình 1.1 : Mơi trường đơn giản hệ CSDL Người sử dụng/Người lập trình HỆ CSDL Các chương trình ứng dụng/truy vấn HỆ QTCSDL Phần mềm xử lý truy vấn/chương trình Phần mềm để truy cập liệu lưu giữ Định nghĩa liệu luu trữ (meta – data ) Dữ liệu lưu trữ 1.1.4 Các đặc trưng giải pháp sở liệu • • • • Bản chất tự mô tả hệ sở liệu: Hệ thống sở liệu khơng gồm có thân sở liệu mà cịn có định nghĩa mô tả đầy đủ cấu trúc sở liệu ràng buộc Sự độc lập chương trình liệu: Cấu trúc tệp liệu lưu trữ từ điển tách rời với chương trình truy cập Hỗ trợ khung nhìn liệu nhiều thành phần: Một sở liệu có nhiều người sử dụng, người địi hỏi cách nhìn thơng tin khung nhìn (view) khác Một hệ quản trị sở liệu nhiều người sử dụng phải cung cấp nhiều công cụ để định nghĩa khung nhìn nhiều thành phần Chia sẻ liệu nhiều người sử dụng: Một hệ quản trị sở liệu nhiều người sử dụng phải cho phép nhiều người sử dụng truy cập đồng thời đến sở liệu 1.1.5 Các khả hệ quản trị sở liệu • • • • Kiểm tra dư thừa: Dư thừa liệu nghĩa liệu lưu trữ nhiều lần sở liệu Sự dư thừa dẫn đến nhiều vấn đề: cập nhật, xoá hay sửa đổi liệu Hạn chế truy cập khơng phép: Khi có nhiều người sử dụng dùng chung hệ sở liệu, có số người sử dụng khơng phép truy cập tất thông tin hệ thống Hệ quản trị sở liệu cung cấp hệ thống cấp phép an ninh Người quản trị hệ thống sử dụng hệ thống để tạo tài khoản cho người sử dụng hạn chế truy cập tài khoản Cung cấp việc lưu trữ lâu dài cho cấu trúc liệu: Các đối tượng liệu phải lưu trữ lâu dài để phục vụ cho nhiều chương trình khác Cho phép tham chiếu hành động cách sử dựng quy tắc: Các hệ quản trị cung cấp quy tắc suy diễn để suy diễn thông tin từ liệu lưu giữ • Cung cấp nhiều giao diện người sử dụng: Các giao diện ngơn ngữ truy vấn cho người sử dụng bình thường, giao diện ngơn ngữ lập trình cho người lập trình ứng dụng, giao diện bảng chọn mẫu biểu (gọi giao diện người dùng đồ hoạ) cho người sử dụng độc lập,v v • Biểu diễn mối liên hệ phức tạp liệu: Một sở liệu gồm nhiều liệu liên kết với theo nhiều cách Một hệ quản trị sở liệu phải có khă biểu diễn mối liên hệ phức tạp liệu việc rút cập nhật liệu có liên quan với cách dễ dàng có hiệu • Áp đặt ràng buộc toàn vẹn: Nhiều ứng dụng sở liệu có số ràng buộc tồn vẹn phải thoả mãn liệu Hệ quản trị sở liệu cung cấp khả định nghĩa áp đặt ràng buộc • Cung cấp việc lưu phục hồi: Việc thác sử dụng hệ thống sở liệu tránh khỏi hỏng hóc phần cứng phần mềm Sau lần hỏng hóc, liệu cần phải phục hồi Hệ thống lưu phục hồi hệ quản trị sở liệu có nhiệm vụ 1.2 NGƯỜI SỬ DỤNG HỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU • • • Người quản trị hệ sở liệu ( Database Administrator – DBA): người chịu trách nhiệm quản lý tài nguyên sở liệu, hệ quản trị sở liệu phần mềm liên quancác tài nguyên Người chịu trách nhiệm việc cho phép truy cập sở liệu, tổ chức hướng dẫn việc sử dụng sở liệu, cấp phần mềm phần cứng theo yêu cầu Người thiết kế sở liệu (Database Designer): Người chịu trách nhiệm xác định liệu lưu giữ sở, chọn cấu trúc thích hợp để biểu diễn lưu giữ liệu Người thiết kế có trách nhiệm giao thiệp với người sử dụng tương lai để hiểu đòi hỏi họ đưa thiết kế thỏa mãn yêu cầu Những người sử dụng (End User): Những người sử dụng người mà công việc họ đòi hỏi truy cập đến sở liệu để truy vấn, cập nhật sinh thơng tin Có thể chia người sử dụng thành hai nhóm chính: người sử dụng thụ động (tức người sử dụng khơng có nhiều kiến thức hệ sở liệu) người sử dụng chủ động (là người có hiểu biết tốt hệ sở liệu ) 1.3 MƠ HÌNH CS DỮ LIỆU, LƯỢC ĐỒ VÀ THỂ HIỆN Một mô hình sở liệu tập hợp khái niệm dùng để biểu diễn cấu trúc sở liệu Cấu trúc sở liệu kiểu liệu, mối liên kết ràng buộc phải tuân theo liệu Nhiều mơ hình cịn có thêm tập hợp phép toán để đặc tả thao tác sở liệu 1.3.1 Các loại mơ hình sở liệu • Mơ hình liệu mức quan niệm cung cấp khái niệm gắn liền với cách cảm nhận liệu nhiều người sử dụng Các mơ hình tập trung vào chất logic biểu diễn liệu, quan tâm đến biểu diễn sở liệu khơng phải cách biểu diễn liệu • Mơ hình liệu thể hiện, chúng cung cấp khái niệm mà người sử dụng hiểu không xa với cách tổ chức liệu bên máy tính Người ta cịn gọi loại mơ hình liệu loại mơ hình liệu mức logic Các mơ hình liệu thể che dấu số chi tiết việc lưu trữ liệu cài đặt trực tiếp hệ thống máy tính • Mơ hình liệu vật lý cung cấp khái niệm mô tả chi tiết việc liệu lưu trữ máy tính Các mơ hình liệu vật lý mơ tả cách lưu trữ liệu máy tính giới thiệu thông tin khuôn dạng ghi, xếp ghi, đường truy cập,… 1.3.2 Lược đồ Thể CSDL • Mơ tả sở liệu gọi lược đồ sở liệu, xác định rõ trình thiết kế sở liệu khơng bị thay đổi thường xuyên Có thể xem lược đồ sở liệu khung sở liệu • Các thơng tin lưu trữ sở liệu thời điểm gọi thể (instance ) hay trạng thái sở liệu • Hệ quản trị sở liệu có trách nhiệm đảm bảo trạng thái sở liệu trạng thái vững chắc, nghĩa trạng thái thỏa mãn cấu trúc ràng buộc đặc tả lược đồ Vì vậy, việc đặc tả lược đồ đắn cho hệ quản trị sở liệu việc làm quan trọng lược đồ phải thiết kế cách cẩn thận 1.4 KIẾN TRÚC HỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ ĐỘC LẬP DỮ LIỆU 1.4.1 Kiến trúc ba lược đồ • • • • Mục đích kiến trúc ba lược đồ tách rời ứng dụng người dùng sở liệu vật lý Trong kiến trúc này, lược đồ xác định ba mức: A Mức (internal level) có lược đồ (internal schema): mô tả cấu trúc lưu trữ vật lý sở liệu Nó sử dụng mơ hình liệu vật lý mô tả chi tiết đầy đủ việc lưu trữ liệu đường dẫn truy cập sở liệu B Mức quan niệm (conceptual level) có lược đồ quan niệm: Nó mơ tả cấu trúc tồn sở liệu cho cộng đồng người sử dụng Lược đồ quan niệm che dấu chi tiết cấu trúc lưu trữ vật lý tập trung vào mô tả thực thể, kiểu liệu, mối liên kết, thao tác người sử dụng ràng buộc C Mức mức khung nhìn gồm số lược đồ ngồi khung nhìn người dùng Mỗi lược đồ ngồi mô tả phần sở liệu mà nhóm người sử dụng quan tâm che dấu nhóm phần cịn lại sở liệu Minh hoạ mơ hình kiến trúc ba mức Khung nhìn ngồi Khung nhìn ngồi LƯỢC ĐỒ QUAN NIỆM LƯỢC ĐỒ TRONG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐƯỢC LƯU GIỮ 1.4.2 Sự độc lập liệu • Độc lập liệu định nghĩa khả thay đổi lược đồ mức hệ sở liệu mà không làm thay đổi lược đồ mức cao Có hai loại độc lập liệu: • A.Độc lập liệu lơgic : khả làm thay đổi lược đồ quan niệm mà khơng làm thay đổi lược đồ ngồi chương trình ứng dụng • B.Độc lập liệu vật lý: khả thay đổi lược đồ mà không làm thay đổi lược đồ quan niệm lược đồ ... Trình bày khái niệm sở liệu • Mơ tả tranh tổng quan sở liệu, tổ chức, thao tác ứng dụng sở liệu 1. 1 HỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU 1. 1 .1 Cơ sở liệu: • Một sở liệu tập hợp liệu có liên quan với nhau, mơ hình... liệu lưu trữ sở • Xây dựng sở liệu trình lưu trữ liệu phương tiện lưu trữ hệ quản trị sở liệu kiểm sốt • Thao tác sở liệu bao gồm chức truy vấn sở liệu để lấy liệu cụ thể, cập nhật sở liệu để phản... khác • Thuộc tính đa trị thuộc tính mà cá thể nhận nhiều giá trị Biểu thị mơ hình thuộc tính đa trị hình ellipse kép 1. 1.3 Hệ quản trị sở liệu • Một hệ quản trị sở liệu tập hợp chương trình giúp