CƠ SỞ DỮ LIỆU Máy tính trở nên thông dụng quan, gia đình Máy tính thật có ý nghĩa mà thay người quản lý, lưu trữ xử lý lượng thông tin lớn mà người kiểm soát Bạn người có nhiều bạn bè quen biết rộng, bạn không muốn quên ngày sinh người thân số điện thoại người quen Bạn sử dụng sổ nhỏ để ghi lại họ tên, địa chỉ, số điện thoại ngày sinh người Cuốn sổ tiện lợi bạn tra thứ mà bạn ghi lại sổ Như vậy, bạn có sở liệu đơn giản chứa đựng thông tin cần thiết người Tuy nhiên, số người lên đến hàng trăm hơn, bạn thấy ghi sổ bất tiện: bạn tìm nhanh chóng số điện thoại người bạn ghi chép người tiếp sau người mà không xếp theo trật tự định Còn có xếp, ví dụ theo thứ tự ABC tên trang, bạn thấy số trang có nhiều lấn sang trang chữ khác, số lại Hơn nữa, bạn lại cần ghi địa quan người Trong số có vài người làm nơi bạn không muốn ghi lại Đây có lẽ thời điểm thích hợp để máy tính cho thấy tác dụng Bạn cần phải sử dụng chương trình máy tính (ứng dụng) chuyên biệt có sẵn để nhập tất liệu vào máy tính quản lý thông tin giúp bạn Bạn chia thông tin thành hai phần, thông tin cá nhân thông tin quan công tác Nó tương tự hai bảng 1và Như vậy, bạn có sở liệu (database) chứa thông tin người quen Cơ sở liệu gồm hai bảng (table): người quen quan công tác 1 Tại phải có sở liệu? Khái niệm CSDL  Hệ thống tệp tin cổ điển Cho đến số đơn vị kinh tế, hành nghiệp… sử dụng mô hình hệ thống tệp tin cổ điển: chúng tổ chức riêng rẽ, phục vụ cho mục đích đơn vị hay đơn vị trực thuộc cụ thể Thông tin tổ chức riêng rẽ nhiều nơi nên việc cập nhật dễ làm tính quán liệu Hệ thống thông tin tổ chức thành hệ thống file riêng lẻ nên thiếu chia sẻ thông tin nơi Qua phân tích trên, nhận thấy việc tổ chức liệu theo hệ thống tệp tin hoàn toàn không phù hợp với hệ thống thông tin lớn Việc xây dựng hệ thống thông tin đảm bảo tính quán liệu, đáp ứng nhu cầu khai thác đồng thời nhiều người thực cần thiết  Khái niệm CSDL CSDL (Database) = Tập hợp liệu tổ chức có cấu trúc liên quan với lưu trữ máy tính CSDL thiết kế, xây dựng cho phép người dùng lưu trữ liệu, truy xuất thông tin cập nhật liệu CSDL tổ chức có cấu trúc: Các liệu lưu trữ có cấu trúc thành ghi (record), cáctrường liệu (field) Các liệu lưu trữ có mối quan hệ (relational) với Khả truy xuất thông tin từ CSDL:CSDL cấu trúc để dễ dàng truy cập, quản lý cập nhật liệu  Ưu điểm sở liệu Từ khái niệm trên, ta thấy rõ ưu điểm bật CSDL - Giảm trùng lặp thông tin xuống mức thấp đảm bảo tính quán toàn vẹn liệu (Cấu trúc sở liệu định nghĩa lần Phần định nghĩa cấu trúc gọi meta-data, Catalog HQTCSDL lưu trữ) - Đảm bảo độc lập liệu chương trình ứng dụng (Insulation between programs and data): Cho phép thay đổi cấu trúc, liệu sở liệu mà không cần thay đổi chương trình ứng dụng - Trừu tượng hoá liệu (Data Abstraction): Mô hình liệu sử dụng để làm ẩn lưu trữ vật lý chi tiết liệu, biểu diễn cho người sử dụng mức khái niệm sở liệu - Nhiều khung nhìn (multi-view) cho đối người dùng khác nhau: Đảm bảo liệu truy xuất theo nhiều cách khác Vì yêu cầu đối tượng sử dụng CSDL khác nên tạo nhiều khung nhìn vào liệu cần thiết Đa người dùng (multi-user): Khả chia sẻ thông tin cho nhiều người sử dụng nhiều ứng dụng khác  Vấn đề CSDL cần giải Để đạt ưu điểm trên, CSDL đặt vấn đề cần giải Đó Tính chủ quyền liệu: Do tính chia sẻ CSDL nên chủ quyền CSDL dễ bị xâm phạm Tính bảo mật quyền khai thác thông tin người sử dụng: Do có nhiều người phép khai thác CSDL nên cần thiết phải có chế bảo mật phân quyền hạn khai thác CSDL Tranh chấp liệu: Nhiều người phép truy cập vào CSDL với mục đích khác nhau: Xem, thêm, xóa sửa liệu Cần phải có chế ưu tiên truy cập liệu giải tình trạng xung đột trình khai thác cạnh tranh Cơ chế ưu tiên thực việc cấp quyền (hay mức độ) ưu tiên cho người khai thác Đảm bảo liệu có cố: Việc quản lý liệu tập trung làm tăng nguy mát sai lệnh thông tin có cố điện đột xuất đĩa lưu trữ bị hỏng Một số hệ điều hành mạng có cung cấp dịch vụ lưu ảnh đĩa cứng (cơ chế sử dụng đĩa cứng dự phòng - RAID), tự động kiểm tra khắc phục lỗi có cố Tuy nhiên, bên cạnh dịch vụ hệ điều hành, để đảm bảo an toàn cho CSDL, thiết phải có chế khôi phục liệu có cố xảy VD CSDL: 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 Ngôn ngữ CSDL Ngôn ngữ sở liệu ngôn ngữ đặc biệt, mà làm nhiều điều sau đây:  Ngôn ngữ định nghĩa liệu - định nghĩa kiểu liệu mối quan hệ chúng  Ngôn ngữ thao tác liệu - thực nhiệm vụ chèn, cập nhật, xóa liệu xuất  Ngôn ngữ truy vấn - cho phép tìm kiếm thông tin tính toán thông tin nguồn gốc Ngôn ngữ sở liệu cụ thể mô hình liệu cụ thể ví dụ đáng ý bao gồm:  SQL kết hợp vai trò định nghĩa liệu, thao tác liệu, truy vấn ngôn ngữ  SQL chuẩn ngôn ngữ mô hình đối tượng  XQuery ngôn ngữ truy vấn XML tiêu chuẩn thực hệ thống sở liệu XML  SQL / XML kết hợp XQuery với SQL Các thuật ngữ CSDL:  Table (Bảng): Là thành phần chương trình quản trị sở liệu quan hệ Bảng hình thành xếp thông tin có liên quan với theo hàng cột Các hàng tương ứng với ghi (record) liệu cột tương ứng với trường liệu Các bạn xem bảng Người quen Các hàng người, hàng tương ứng với người Các cột trường (hay lĩnh vực) thông tin Ta có cột Họ tên, Ngày sinh, Điện thoại, Địa chỉ, Tên quan  Record (bản ghi): chương trình quản trị sở liệu, đơn vị hoàn chỉnh nhỏ liệu, lưu trữ trường hợp liệu đặt tên Trong sở liệu dạng bảng, ghi liệu đồng nghĩa với hàng (row) Bản ghi chứa tất thông tin có liên quan với mẫu tin mà sở liệu theo dõi Ví dụ, sở liệu Người quen, ghi liệt kê tên người quen, số điện thoại, ngày sinh, địa tên quan Hầu hết chương trình hiển thị ghi liệu theo hai cách: theo mẫu nhập liệu theo bảng liệu Các ghi liệu hiển thị dạng hàng ngang trường liệu cột  Field (Trường liệu): chương trình quản trị sở liệu, không gian dành cho mẫu thông tin ghi liệu Trong chương trình quản trị CSDL dạng bảng với liệu tổ chức theo hàng cột, trường liệu tương ứng với cột Như bảng Cơ quan, ta có trường Tên quan, Địa chỉ, Thành phố, Số điện thoại, Lĩnh vực hoạt động  RDBM - Relation Database Management (Quản lý sở liệu quan hệ): cách quản lý sở liệu, liệu lưu trữ bảng liệu hai chiều gồm cột hàng, liên quan với bảng có cột trường chung  DBMS - Database Management System (Chương trình quản trị sở liệu): chương trình ứng dụng máy tính cung cấp công cụ để truy tìm, sửa chữa, xóa chèn thêm liệu Các chương trình dùng để thành lập sở liệu tạo báo cáo, thống kê DBMS có cung cấp chức khác cho phép quản lý sở liệu liệu phân loại thành bốn nhóm chức chính: Định nghĩa liệu - Tạo, chỉnh sửa loại bỏ định nghĩa để xác định việc tổ chức liệu Cập nhật - Insertion, sửa đổi xóa bỏ liệu thực tế Retrieval - Cung cấp thông tin hình thức sử dụng trực tiếp để chế biến tiếp ứng dụng khác Các liệu lấy làm sẵn có hình thức giống lưu trữ sở liệu hình thức thu cách thay đổi kết hợp liệu có từ sở liệu Quản trị - Đăng ký giám sát người dùng, việc bảo mật liệu, giám sát thực hiện, trì tính toàn vẹn liệu, xử lý đồng thời kiểm soát, khôi phục thông tin bị hỏng số kiện thất bại hệ thống bất ngờ Các chương trình quản trị sở liệu liên quan thông dụng Việt Nam Foxpro, Access cho ứng dụng nhỏ, DB 2, MS SQL Oracle cho ứng dụng vừa lớn  Primary key (khóa ): giá trị dùng để phân biệt ghi với ghi khác Giá trị khóa ghi bảng (table) Có thể xem số chứng minh nhân dân khóa không người giống người Các mô hình CSDL Các CSDL khác chức mô hình liệu (data model) Mô hình liệu định cách thức lưu trữ truy cập liệu Tùy ngữ cảnh quan hệ thành phần liệu CSDL, mô hình phức hợp áp dụng để việc lưu trữ truy xuất liệu đạt hiệu cao Các mô hình:  Mô hình liệu file phẳng (Flat file) Dạng file phẳng thường file kiểu văn chứa liệu dạng bảng  Mô hình liệu mạng (Network model) Các file riêng biệt hệ thống file phẳng gọi ghi Tập hợp ghi kiểu tạo thành kiểu thực thể liệu Các kiểu thực thể kết nối với thông qua mối quan hệ cha-con Mô hình liệu mạng biểu diễn đồ thị có hướng, mũi tên từ kiểu thực thể cha sang kiểu thực thể  Mô hình liệu phân cấp (Hierarchical model) Tổ chức theo hình cây, nút biểu diễn thực thể liệu Liên hệ liệu thể liên hệ nút cha nút Mỗi nút cha có nhiều nút con, nút có nút cha  Mô hình liệu quan hệ (Relational model) Trong mô hình liệu quan hệ, liên kết vật lý Dữ liệu biểu diễn dạng bảng với hàng cột Dữ liệu hai bảng liên hệ với thông qua cột chung Có toán tử để thao tác hàng bảng  Mô hình liệu hướng đối tượng (Object-Oriented model) Bao gồm đối tượng Mỗi đối tượng bao gồm thuộc tính, phương thức (hành vi) đối tượng Các đối tượng trao đổi với thông qua phương thức Một đối tượng sinh từ việc thừa kế từ đối tượng khác, nạp chồng (hay định nghĩa lại) phương thức đối tượng khác…