Đang tải... (xem toàn văn)
. Khái niệm Cơ sở dữ liệu (database) được hiểu theo cách định nghĩa kiểu kĩ thuật thì nó là một tập hợp thông tin có cấu trúc. Tuy nhiên, thuật ngữ này thường dùng trong công nghệ thông tin và nó thường được hiểu rõ hơn dưới dạng một tập hợp liên kết các dữ liệu, thường đủ lớn để lưu trên một thiết bị lưu trữ như đĩa hay băng. Dữ liệu này được duy trì dưới dạng một tập hợp các tập tin trong hệ điều hành hay được lưu trữ trong các hệ quản trị cơ sở dữ liệu. 2. Ưu điểm Giảm sự trùng lặp thông tin xuống mức thấp nhất. Do đó đảm bảo thông tin có tính nhất quán và toàn vẹn dữ liệu. Đảm bảo dữ liệu có thể được truy xuất theo nhiều cách khác nhau. Nhiều người có thể sử dụng một cơ sở dữ liệu.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG TR KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN CƠ SỞ DỮ LIỆU Đề tài 7: Phương pháp thực hành sở liệu thiết kế sử dụng UML SVTH : Đoàn Thị Huyền Trang 51303186 Lê Hữu Trác 51303185 NĂM HỌC: 2015 - 2016 NĂM HỌC: 2015 - 2016 Đề tài 7: Phương pháp thực hành sở liệu thiết kế sử dụng UML I.Tổng quan sở liệu Khái niệm Cơ sở liệu (database) hiểu theo cách định nghĩa kiểu kĩ thuật tập hợp thơng tin có cấu trúc Tuy nhiên, thuật ngữ thường dùng cơng nghệ thơng tin thường hiểu rõ dạng tập hợp liên kết liệu, thường đủ lớn để lưu thiết bị lưu trữ đĩa hay băng Dữ liệu trì dạng tập hợp tập tin hệ điều hành hay lưu trữ hệ quản trị sở liệu Ưu điểm - Giảm trùng lặp thông tin xuống mức thấp Do đảm bảo thơng tin có tính quán toàn vẹn liệu - Đảm bảo liệu truy xuất theo nhiều cách khác - Nhiều người sử dụng sở liệu 3.Những vấn đề mà CSDL cần phải giải - Tính chủ quyền liệu Thể phương diện an toàn liệu Khả biểu diễn liên hệ ngữ nghĩa liệu tính xác liệu Người khai thác sở liệu phải cập nhật cho CSDL thơng tin - Tính bảo mật quyền khai thác thông tin người sử dụng Do ưu điểm CSDL cho nhiều người khai thác đồng thời nên cần phải có chế bảo mật phân quyền khai thác CSDL Các hệ điều hành nhiều người sử dụng hay cục cung cấp chế - Tranh chấp liệu Khi nhiều người truy nhập CSDL với mục đích khác Rất xảy tượng tranh chấp liệu Cần có chế ưu tiên truy cập CSDL Ví dụ: admin ln truy cập sở liệu Cấp quyền ưu tiên cho người khai thác - Đảm bảo an toàn liệu có cố Khi CSDL nhiều quản lý tập trung Khả rủi ro liệu cao Các nguyên nhân điện đột ngột hỏng thiết bị lưu trữ Hiện có số hệ điều hành có chế tự động lưu ổ cứng fix lỗi có cố xảy Tuy nhiên: cẩn tắc vô áy náy Chúng ta nên lưu dự phòng cho liệu đề phòng trường hợp xấu xảy Phân loại Cơ sở liệu phân chia nhiều loại khác nhau: - Cơ sở liệu dạng file: liệu lưu trữ dạng file text, ascii, *.dbf Tiêu biểu cho sở liệu dạng file là*.mdb Foxpro - - - Cơ sở liệu quan hệ: liệu lưu trữ bảng liệu gọi thực thể, thực thể có mối liên hệ với gọi quan hệ, quan hệ có thuộc tính, có thuộc tính khóa Các hệ quản trị hỗ trợ sở liệu quan hệ như: MS SQL server, Oracle, MySQL Cơ sở liệu hướng đối tượng: liệu lưu trữ bảng liệu bảng có bổ sung thêm tính hướng đối tượng lưu trữ thêm hành vi, nhằm thể hành vi đối tượng Mỗi bảng xem lớp liệu, dòng liệu bảng đối tượng Các hệ quản trị có hỗ trợ sở liệu hướng đối tượng như: MS SQL server, Oracle, Postgres Cơ sở liệu bán cấu trúc: liệu lưu dạng XML, với định dạng thông tin mô tả đối tượng thể tag Đây sở liệu có nhiều ưu điểm lưu trữ hầu hết loại liệu khác nên sở liệu bán cấu trúc hướng nghiên cứu ứng dụng II Phương pháp thiết kế sở liệu Thiết kế bước quan trọng trình xây dựng sở liệu Trong hệ thống quản lý liệu, công việc chủ yếu thực không thu thập liệu, lưu trữ liệu, khôi phục liệu mà quan trọng chuyển đổi liệu thành thơng tin Các thơng tin thu từ liệu nhanh chóng, gần gũi với tình trạng thực tiễn việc tạo định xác có nhiều ý nghĩa HTTT xuất mà sản phẩm q trình phát triển bước.Vì vậy, nói tới thiết kế HTTT, ta cần hình dung q trình khơng ngừng nghỉ, bước sau coi bước trước tiền đề để xây dựng tạo vòng sống hệ thống Do tính chất HTTT, nên hệ sở liệu phục vụ cần phải đánh giá xây dựng sở trình liên tục cần lưu ý tới chu kỳ sống sở liệu, nghĩa lưu ý tới khơng cịn đáp ứng cho nhu cầu địi hỏi thơng tin cần thiết Như vậy, vấn đề quan trọng hệ sở liệu cung cấp thơng tin cho người sử dụng có phù hợp với yêu cầu người sử dụng không 1.Chuyển đổi liệu thành thông tin Dữ liệu tất xuất cách tự nhiểntong sống Tất kiện tự nhiên thu thập lưu trữ hệ sở liệu Những liệu thu thập rõ ràng việc phân tích dễ dàng nhiêu Một vấn đề quan trọng liệu thường trực tiếp có ích cho định người sử dụng chúng Quá trình chuyển đổi liệu thành thơng tin dựa bảng tổng hợp liệu, dựa báo cáo chi tiết, dựa số liệu thống kê phức tạp từ liệu sẵn có Bất sử dụng phương pháp việc tạp định dựa vài dạng chuyển đổi liệu Nếu khơng có liệu, ta khơng thể chuyển đổi thành thông tin cần thiết Chu kỳ phát triển sở liệu Trong hệ thông tin lớn sở liệu thường xuyên xây dựng thơng qua q trình liên tục có lặp lại mà người ta thường gọi vòng đời sở liệu 3.Nghiên cứu ban đầu sở liệu - Mục đích trình nghiên cứu ban đầu sở liệu biểu diễn gồm vấn đề sau: • Phân tích tình trạng doanh nghiệp; • Xác định vấn đề tồn hạn chế; • Xác định mục tiêu bản; • Xác định phạm vi thực ranh giới thực Chu trình thiết kế sở liệu Quá trình thiết kế sở liệu Trong trình thiết kế sở liệu, điều cần tập trung vào phân tích tính chất liệu tạo nên sở liệu Khi thiết kế, ta cần ý tới hai khía cạnh hay hai cách nhìn nhận khác ảnh hưởng lên sở liệu cách nhìn nhận mang tính kinh tế cách nhìn nhận thân người thiết kế cấu trúc sở liệu Khi kiểm tra bước tiến hành, cần ý điểm sau: - - Quá trình tạo sở liệu có liên quan chặt chẽ tới việc phân tích thiết kế hệ thống lớn Dữ liệu yếu tố hệ thống to lớn Thiết kế sở liệu khơng trì chuỗi q trình, mà q trình lặp lặp lại trì thơng tin phản hồi cho bước trước Q trình thiết kế sở liệu 4.1 Thiết kế khái niệm Trong việc thiết kế khái niệm, mơ hình hố liệu nhằm tạo cấu trúc sở liệu ngắn gọn giới thiệu đối tượng thực phần lớn sách có khả thực tiễn Phân tích liệu thu thập liệu cần thiết Phát thuộc tính liệu Người thiết kế cần ý tới vấn đề như: - Thông tin cần thiết - Nguồn thông tin - Sự thiết lập thông tin - Người sử dụng thơng tin Mơ hình hố tiêu chuẩn hố mối quan hệ thực thể Trước tạo mơ hình quan hệ thực thể, người thiết kế cần phải chuẩn hố tồn tài liệu đựoc thiết kế Việc giúp nhà thiết kế nhiều trình thiết kế sau Ngay sau người quản lý xác định chất mối quan hệ thực thể doanh nghiệp, người thiết kế cần nhanh chóng chuyển đổi chúng thành mơ hình khái niệm Phân tán sở liệu Các phần làm việc khác nằm vị trí vật lý hồn tồn khác Các q trình truy cập sở liệu khác từ vị trí qua vị trí khác Chẳng hạn q trình bán bn q trình lưu trữ kho bãi nằm vị trí hồn tồn khác Nếu sở liệu phân tán toàn hệ thống, người thiết kế buộc phải lưu ý tới việc phát triển hệ thống phân tán liệu chiến lược phân tán cho sở liệu hoạt động có hiệu 4.2 Lựa chọn phần mềm quản lý sở liệu Khi lựa chọn phần mềm quản lý sở liệu, phần quan trọng cần phải nghiên cứu ưu nhược điểm phần mềm như:chi phí, công cụ đặc điểm hệ quản lý sở liệu, mơ hình 4.3 Thiết kế logic Thiết kế logic có nghĩa chuyển đổi từ thiết kế khái niệm thành mơ hình bên hệ thống quản lý sở liệu đựơc chọn Đối với hệ thống quản lý sở liệu quan hệ, thiết kế logic bao gồm việc thiết kế bảng, số, giao diện, chuyển đổi, thủ tục truy cập thơng tin, v.v… Nói cách khác, thiết kế logic nghĩa dịch mơ hình khái niệm độc lập với phần mềm thành bảng biểu cần thiết hạn chế cần thiết cập nhật liệu 4.4 Thiết kế vật lí Thiết kế vật lý q trình lựa chọn việc lưu trữ liệu tính chất liệu cập nhật sở liệu Thiết kế vật lý không ảnh hưởng tới vị trí liệu thiết bị lưu trữ mà tới việc thực hệ thống Thiết kế vật lý đặc biệt quan trọng mô hình thứ bậc mơ hình mạng Cơ sở liệu dạng quan hệ có khả độc lập so với dạng thiết kế vật lý hai dạng mơ hình trước Tuy nhiên, q trình thực hiện, thân mơ hình quan hệ lại ảnh hưởng nhiều tới tính chất dạng thiết kế vật lý Chẳng hạn như, thực hiện, mơ hình quan hệ ảnh hưởng tới tính chất phương tiện lưu trữ liệu thời gian tìm kiếm, kích cỡ trang, số đầu đọc ghi, v.v… Thậm chí dạng liệu địi hỏi cần phân tích thận trọng để xác định phương pháp cập nhật liệu tối ưu thoả mãn yêu cầu đặt ra, thiết lập khối lượng liệu cần lưu trữ, ước tính mức thực Thiết kế vật lý trở nên vô phức tạp liệu đựơc phân phối vị trí xa Trong trường hợp đó, người thiết kế đơi khơng thích phần mềm cho phép giấu nhiều hoạt động mức vật lý sở liệu Thực Việc thực sở liệu đòi hỏi việc thiết lập nhóm lưu trữ, bảng, khoảng cách bảng Sau tạo sở liệu việc đưa liệu vào sở liệu Nếu liệu đựơc lưu trữ dạng khác với dạng sở liệu tạo lập trước hết cần phải chuyển đổi dạng theo dạng lưu trữ đưa chúng vào sở liệu Trong trình thực đưa liệu vào sở liệu, ta cần phải lưu ý tới vấn đề sau: Thực hiện: Hệ quản lý sở liệu chứa hết tất thao tác công cụ điều khiển việc thực chương trình điều hành chúng Việc thực đa dạng, phụ thuộc vào môi trường phần cứng phần mềm sử dụng Chẳng hạn kích cỡ sở liệu ảnh hưởng tới việc thực hiện, việc tìm kiếm biểu ghi tệp có chứa 10 ghi chắn phải nhanh tìm kiếm tệp chứa 100 ghi Các yếu tố trình cần quan tâm tới việc thực tham số cấu hình sở liệu hệ thống vị trí đặt liệu, đường truy cập liệu, việc sử dụng số, v.v… Độ an toàn: Dữ liệu doanh nghiệp nói chung cần phải bảo vệ ngăn chặn khơng bị sử dụng người khơng có quyền hạn Do đó, hệ quản lý sở liệu cần đảm bảo: Độ an toàn vật lý cho phép người có quyền đựơc truy cập liệu Nói chung việc thiết lập độ an tồn vật lý thưịng khó đạt đựơc thực tế sở liệu thường dùng cho mạng máy tính nhiều người sử dụng Bảo vệ mã khố: cho phép liệu truy cập số người cụ thể cung cấp mã khố Bảo vệ mã khố thường có hiệu lực vào lúc bắt đầu chương trình Quyền truy nhập thiết lập thông qua phần mềm sở liệu Việc cung cấp quyền truy cập liệu hạn chế thực số đối tượng cụ thể sở liệu, bảng, giao diện, báo cáo, v.v… Khôi phục liệu: liệu bị xố thao tác cẩu thả người sử dụng Chức khôi phục liệu tạo van an toàn cho sở liệu người thực khơi phục lại liệu vừa xố họ cần phục hồi Chuẩn hoá sở liệu doanh nghiệp: Chuẩn hoá sở liệu xác định phần theo địi hỏi doanh nghiệp Chính người quản lý thông tin liệu phải thiết lập tiêu chuẩn cho sở liệu đựơc xây dựng Điều khiển đồng thời: đặc điểm sở liệu cho phép nhiều người sử dụng lúc Việc điều khiển trình truy cập liệu đồng thời đựơc gọi điều khiển đồng thời Mỗi sai sót q trình điều khiển đồng thời gây việc phá huỷ liệu nhanh chóng Kiểm tra đánh giá Ngay liệu nạp vào sở liệu, hệ điều hành sở liệu nhanh chóng kiểm tra sở liệu khả thực hiện, tính tồn vẹn liệu, khả truy cập đồng thời độ an toàn liệu Việc kiểm tra xảy đồng thời với việc lập trình ứng dụng Nếu việc thực sở liệu có lỗi phạm phải số tiêu chuẩn đánh giá hệ thống, chọn số cách sau để làm tốt hệ thống hơn: • Đối với lỗi xảy trình thực người thiết kế cần xác định hệ thống điều chỉnh tham số cấu hình hệ sở liệu Nguồn thông tin tốt phương tiện kỹ thuật phần mềm phần cứng • Sửa chữa thiết kế vật lý • Sửa chữa thiết kế logic • Cập nhật thay đổi phần mềm quản lý sở liệu hệ thống phần cứng Vận hành sở liệu Khi sở liệu qua bước đánh giá, ta cần xét tới việc vận hành sở liệu Khi người sử dụng thực tham gia vào trình truy cập liệu, số sai sót chương trình đựơc bộc lộ địi hỏi phải sửa chữa, nâng cấp Đơi sai sót trở nên nghiêm trọng Khi đó, cần ý tới bước tiếp theo- bước trì phát triển sở liệu Duy trì phát triển sở liệu Các hoạt động trì sở liệu giai đoạn bao gồm hoạt động sau: • Bảo quản phịng ngừa (dự trữ) • Bảo quản để hiệu chỉnh(khơi phục) • Bảo quản để thích ứng (nâng cấp việc vận hành, thêm tính chất thành phần mới, v.v…) • Bảo quản việc cho phép truy cập liệu cho người sử dụng cũ • Tạo báo cáo thống kê liệu truy cập để tăng tính hiệu tính hữu dụng hệ thống điều khiển việc vận hành hệ thống • Lập tóm tắt sử dụng hệ thống giai đoạn Các yêu cầu nhà quản trị sở liệu Quản trị liệu Hoạch định liệu phương pháp luận Công nghệ, quản lý, người sử dụng sở liệu III UML Ngôn ngữ mơ hình hóa thống (tiếng Anh: Unified Modeling Language, viết tắt thành UML) ngôn ngữ mô hình gồm ký hiệu đồ họa mà phương pháp hướng đối tượng sử dụng để thiết kế hệ thống thơng tin cách nhanh chóng UML sử dụng hệ thống ký hiệu thống biểu diễn Phần tử mơ hình (model elements) Tập hợp phần tử mơ hình tạo thành Sơ đồ UML (UML diagrams) Có loại sơ đồ UML chủ yếu sau: • Sơ đồ lớp (Class Diagram) • Sơ đồ đối tượng (Object Diagram) • Sơ đồ tình sử dụng (Use Cases Diagram) • Sơ đồ trình tự (Sequence Diagram) • Sơ đồ cộng tác (Collaboration Diagram Composite Structure Diagram) • Sơ đồ trạng thái (State Machine Diagram) • Sơ đồ thành phần (Component Diagram) • Sơ đồ hoạt động (Activity Diagram) • Sơ đồ triển khai (Deployment Diagram) • Sơ đồ gói (Package Diagram) • Sơ đồ liên lạc (Communication Diagram) • Sơ đồ tương tác (Interaction Overview Diagram - UML 2.0) • Sơ đồ phối hợp thời gian (Timing Diagram - UML 2.0) 1.UML ngơn ngữ dùng để trực quan hóa Đối với nhiều lập trình viên, khơng có khoảng cách ý tưởng để giải vấn đề việc thể điều thơng qua đoạn mã Họ nghĩ họ viết mã Trên thực tế, điều gặp số vấn đề.Xây dựng mơ hình sử dụng ngơn ngữ UML giải khó khăn Khi trở thành chuẩn việc lập mô hình, kí hiệu mang ý nghĩa rõ ràng nhất, nhà phát triển đọc mơ hình xây dựng UML người khác viết Những cấu trúc mà việc nắm bắt thông qua đọc mã lệnh khó khăn thể trực quan Một mơ hình rõ ràng, sáng sủa làm tăng khả giao tiếp, trao đổi nhà phát triển UML ngôn ngữ dùng để chi tiết hóa Có nghĩa xây dựng mơ hình tỉ mỉ, rõ ràng, đầy đủ mức độ chi tiết khác Đặc biệt UML thực việc chi tiết hoá tất định quan trọng phân tích, thiết kế thực thi hệ thống phần mềm UML ngôn ngữ dùng để sinh mã dạng ngun mẫu Các mơ hình xây dựng UML ánh xạ tới ngơn ngữ lập trình cụ thể : Java, C++… chí bảng CSDL quan hệ hay CSDL hướng đối tượng UML cho phép cập nhật mơ hình từ mã thực thi.( ánh xạ ngược) Điều tạo qn mơ hình hệ thống đoạn mã thực thi mà ta xây dựng cho hệ thống UML ngơn ngữ dùng để lập cung cấp tài liệu - Một tổ chức phần mềm việc tạo đoạn mã lệnh( thực thi) cịn tạo tài liệu sau: • Ghi chép yêu cầu hệ thống • Kiến trúc hệ thống • Thiết kế • Mã nguồn • Kế hoạch dự án • Tests • Các nguyên mẫu • … Ứng dụng UML - Mục đích UML để xây dựng mơ hình cho hệ thống phần mềm, sử dụng cách hiệu nhiều lĩnh vực như: • Hệ thống thơng tin doanh nghiệp (enterprise) • Ngân hàng dịch vụ tài • Viễn thơng • Giao thơng • Hàng khơng quốc phịng • Máy móc điện tử dùng y tế • Khoa học • Các ứng dụng phân tán dựa Web - UML không giới hạn lĩnh vực phần mềm Nó cịn dùng để lập mơ hình cho hệ thống khơng phải phần mềm hệ thống pháp luật (luồng công việc – workflow), thiết kế phần cứng, … Các biểu đồ (Diagrams) Biểu đồ lớp (Class Diagram) • Bao gồm tập hợp lớp, giao diện, collaboration mối quan hệ chúng Nó thể mặt tĩnh hệ thống Biểu đồ đối tượng (Object Diagram) • Bao gồm tập hợp đối tượng mối quan hệ chúng Đối tượng thể lớp, biểu đồ đối tượng thể biều đồ lớp Biểu đồ Use case (Use Case Diagram) • Biểu đồ Use case bao gồm tập hợp Use case, actor thể mối quan hệ tương tác actor Use case Nó quan trọng việc tổ chức mơ hình hóa hành vi hệ thống Biểu đồ hợp tác (Collaboration) • Gần giống biểu đồ Sequence, biểu đồ Collaboration cách khác để thể tình xảy hệ thống Nhưng tập trung vào việc thể việc trao đổi qua lại thông báo đối tượng không quan tâm đến thứ tự thơng báo Có nghĩa qua biết nhanh chóng đối tượng cụ thể có trao đổi thơng báo cho Biểu đồ chuyển trạng thái (Statechart) • Chỉ máy chuyển trạng, bao gồm trạng thái, bước chuyển trạng hoạt động Nó đặc biệt quan trọng việc mơ hình hóa hành vi lớp giao diện(interface class) hay collaboration nhấn mạnh vào đáp ứng theo kiện đối tượng, điều hữu ích mơ hình hóa hệ thống phản ứng(reactive) Biểu đồ hoạt động (Activity) • Là dạng đặc biệt biểu đồ chuyển trạng Nó luồng từ hoạt động sang hoạt động khác hệ thống Nó đặc biệt quan trọng việc xây dựng mơ hình chức hệ thống nhấn mạnh tới việc chuyển đổi quyền kiểm soát đối tượng Biểu đồ thành phần (Component) • Chỉ cách tổ chức phụ thuộc thành phần(component) Nó liên quan tới biểu đồ lớp, thành phần thường ánh xạ tới hay nhiều lớp, giao diện , collaboration Quan hệ Thừa kế (Generalization) • Chỉ cấu hình hệ thống thực thi 7 Các quy tắc UML - Các thành phần UML ngẫu nhiên đặt cạnh Như ngôn ngữ nào, UML có quy tắc mơ hình tốt Một mơ hình tốt mơ hình mang tính qn có kết hợp hài hịa mơ hình có liên quan - UML có số quy tắc dành cho việc: • Đặt tên: để truy xuất phần tử mơ hình phải đặt tên cho chúng tên quan hệ, biểu đồ… • Xác định phạm vi: ngữ cảnh mang lại ý nghĩa cụ thể cho tên • Tính nhìn thấy được: để có đơn giản dễ kiểm sốt ngữ cảnh khác cần tên hữu sử dụng đối tượng khác • Tính tồn vẹn: thứ quan hệ cách đắn quán với Các kỹ thuật chung UML • Cụ thể hóa • Trang trí • Phân chia • Kỹ thuật mở rộng ... phạm vi thực ranh giới thực Chu trình thiết kế sở liệu Quá trình thiết kế sở liệu Trong trình thiết kế sở liệu, điều cần tập trung vào phân tích tính chất liệu tạo nên sở liệu Khi thiết kế, ta... Đây sở liệu có nhiều ưu điểm lưu trữ hầu hết loại liệu khác nên sở liệu bán cấu trúc hướng nghiên cứu ứng dụng II Phương pháp thiết kế sở liệu Thiết kế bước quan trọng trình xây dựng sở liệu. ..Đề tài 7: Phương pháp thực hành sở liệu thiết kế sử dụng UML I.Tổng quan sở liệu Khái niệm Cơ sở liệu (database) hiểu theo cách định nghĩa kiểu kĩ thuật