Chương III: DATABASE(P1)

Chia sẻ: Bui Duc To | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:41

0
62
lượt xem
9
download

Chương III: DATABASE(P1)

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hầu hết các người sử dụng không quan tâm đến tổng thể toàn bộ CSDL mà chỉ quan tâm đến một phần riêng biệt nào đó của CSDL.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Chương III: DATABASE(P1)

  1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Khoa Điện tử Viễn Thông – Bộ môn Điện tử Tin học KỸ THUẬT PHẦN MỀM Chương III: DATABASE    
  2. Nội dung  3.1 Giới thiệu  3.2 Mô hình CSDL quan hệ  3.3 Chuẩn hóa  3.4 Thiết kế CSDL    
  3. 3.1_ Giới thiệu 3.1.1. Khái niệm cơ bản về cơ sở dữ liệu a. Cơ sở dữ liệu (CSDL) là gì? b. Ưu điểm của CSDL 3.1.2. Kiến trúc một hệ cơ sở dữ liệu 3.1.3. Sơ bộ lịch sử phát triển 3.1.4. Các loại mô hình dữ liệu cơ bản a. Mô hình quan hệ (Relational Data Model) b. Mô hình phân cấp (Hierarchical Data Model) c. Mô hình mạng (Network Data Model) 3.1.5. Tính độc lập dữ liệu 3.1.6. Kết luận    
  4. 3.1.1. Khái niệm cơ bản về cơ sở dữ liệu a. Cơ sở dữ liệu (CSDL) là gì?  Đặc điểm của CSDL (DataBase)  Là tập hợp dữ liệu liên quan được lưu trên các bộ nhớ ngoài (đĩa từ, trống từ...).  Có một tập các chương trình ứng dụng được chạy với các dữ liệu này và thậm chí dùng để truyền đi xa.  CSDL là một tổ hợp: đó là một tập hợp nhiều loại dữ liệu cho nhiều người dùng với nhiều mục đích khác nhau.  Định nghĩa CSDL  CSDL là một tập hợp các dữ liệu được lưu trữ để phục vụ các hệ thống ứng dụng.  Hệ quản trị CSDL (DBMS-DataBase Management System)  Phần chương trình để có thể xử lý, thay đổi tập hợp các dữ liệu này  Như một bộ diễn dịch (Interpreter) với ngôn ngữ bậc cao    
  5. 3.1.1. Khái niệm cơ bản về cơ sở dữ liệu b. Ưu điểm của CSDL  Tại sao ngươi ta cần lưu trữ dữ liệu trong một tổ hợp như CSDL?  CSDL cung cấp một sự điều khiển tập trung đối với các dữ liệu trong CSDL.  Các phần tử trong hệ thống CSDL Software Hardware DataBase Administrator Data    
  6. 3.1.1. Khái niệm cơ bản về cơ sở dữ liệu b. Ưu điểm của CSDL ...(tiếp)  Những ưu điểm của sự điều khiển tập trung  Giảm sự dư thừa dữ liệu cần lưu trữ.  Có thể tránh được những xung đột về dữ liệu được lưu trữ.  Có thể dùng chung dữ liệu đã được lưu trữ .  Có thể chuẩn hoá dữ liệu giúp đơn giản hoá các vấn đề về bảo hành và trao đổi dữ liệu giữa các lần cài đặt.  Có thể áp dụng các phương pháp bảo mật với dữ liệu.  Duy trì được sự thống nhất dữ liệu để đảm bảo CSDL chỉ chứa dữ liệu chính xác.  Có thể cân đối được các đòi hỏi xung đột nhau.  Dữ liệu là độc lập, độc lập với cấu trúc bộ nhớ, với phương pháp lưu trữ và tiếp cận thông tin.  Đảm bảo quy tắc toàn vẹn dữ liệu.    
  7. 3.1.2. Kiến trúc một hệ cơ sở dữ liệu Theo mặt cắt dọc Người  dụng sử  A1 A2 B1 B2 B3 Hình  1 3. Ngôn ngữ Ngôn ngữ Ngôn ngữ Ngôn ngữ Ngôn ngữ Không  gian  Không  gian  Không  gian  Không  gian  Không  gian  làm  ệc vi làm  ệc vi làm  ệc vi làm  ệc vi làm  ệc vi * Lược  ngoài    đồ    Mô hình ngoài  A  Mô  hình ngoài  B  (External  Schema) (Khung nhìn    A) (Khung nhìn    B) (External  Model A) (External  Model  B) ánh  giữa  xạ  ánh  giữa xạ  Người  ản  qu trị  mô  hình ngoài  và A    hình  mô  ngoài  và  B  hệ  ống  th CSDL   hình  mô  khái  ệm ni mô  hình khái  ệm ni (Database  Mô hình  liệu  dữ  Lược  khái  ệm đồ  ni Administrator)  (Data Model)   Hệ  ản  qu trị  Xây  ựng  d và  Mô  hình khái  ệm ni Cơ  dữ  ệu  sở  li (Conceptual model) Bảo  các ược  trì  l (DBMS) đồ  các  và  ánh  ánh  giữa  xạ  xạ. mô  khái  ệm  hình  ni và  hình  mô  trong Lược  trong đồ  M «  h×nh r t ong I er   odel (nt nalm ) Dấu    ểu  sự  * bi thị  (Internal schema)   ( ¬  d÷ i u  ­î lu r C së  lÖ ® c ­ t ÷) liên  với  hệ  (Storage  structure  người  dụng sử  definition)    
  8. a) Các mức của kiến trúc  Mức ngoài (hay còn gọi là khung nhìn)  Mức ngoài liên quan đến cách nhìn, quan niệm của từng người sử dụng CSDL vì vậy còn gọi là "khung nhìn".  Có nhiều "cách nhìn ở mức ngoài" khác nhau. Mỗi cách nhìn (mỗi khung nhìn) bao gồm sự biểu diễn trừu tượng của một phần nào đó của CSDL.  Hầu hết các người sử dụng không quan tâm đến tổng thể toàn bộ CSDL mà chỉ quan tâm đến một phần riêng biệt nào đó của CSDL.    
  9. a) Các mức của kiến trúc...(tiếp)  Mức khái niệm  Mức khái niệm cho phép ta định nghĩa một cách nhìn thống nhất cho người sử dụng.  "Cách nhìn ở mức khái niệm" bao gồm sự biểu diễn trừu tượng của tổng thể toàn bộ CSDL.  Thực chất đây là mức logic của toàn bộ CSDL  Mức trong (còn gọi là mức vật lý)  Mức trong rất gần với cách lưu trữ trong bộ nhớ máy tính.  CSDL vật lý (CSDL ở mức vật lý) là các tệp dữ liệu theo một cấu trúc nào đó được lưu trên các thiết bị nhớ ngoài.  Liên hệ với cấu trúc lưu trữ ngoài    
  10. b) Các khái niệm  Khái niệm "thể hiện" (instance)  Một khi CSDL đã được thiết kế, thường người ta chỉ quan tâm đến "Bộ khung" hay còn gọi là "mẫu" của CSDL.  Dữ liệu hiện có trong CSDL gọi là "thể hiện" của CSDL.  Mặc dù dữ liệu có thể thay đổi trong một chu kỳ thời gian nào đó nhưng "bộ khung" của CSDL vẫn không thay đổi.  Khái niệm "lược đồ" (schema)  Khái niệm "bộ khung" nêu ở phần trước bao gồm một số danh mục hoặc chỉ tiêu hoặc một số kiểu của các thực thể trong CSDL.  Giữa các thực thể có thể có những mối quan hệ nào đó với nhau vì vậy người ta thường dùng thuật ngữ "lược     đồ" thay cho "bộ khung".
  11. b) Các khái niệm ...(tiếp)  Khái niệm "lược đồ" (schema)  Các loại lược đồ  Lược đồ khái niệm là bộ khung của CSDL khái niệm (gọi tắt của CSDL ở mức khái niệm).  Lược đồ khái niệm là sự biểu diễn thế giới thực bằng một loạt ngôn ngữ phù hợp.  Hệ QTCSDL cung cấp ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu (DDL - Data Definition Language) để xác định lược đồ khái niệm.  DDL là một ngôn ngữ bậc cao, có khả năng mô tả lược đồ khái niệm bằng cách biểu diễn của mô hình dữ liệu.  Lược đồ vật lý (hay lược đồ trong) dùng cho bộ khung của CSDL ở mức vật lý.  Lược đồ con (Subschema) được gọi thay cho khung nhìn.    
  12. Theo mặt cắt ngang Các thao  với  khung  tác  bộ  Các truy  ấn Các  v thao  với  liệu  tác  dữ  (Schema  operations) (Query) (Data  operations) Một số khái niệm: Phần  lý  xử  truy  ấn v (Query  Processor)  Transaction Phần  ản  giao  ịch qu lý  d (Transaction  Management)  DML (Data Phần  ản  lưu  qu lý  trữ Manipulation (Data  Management) Language  DDL (Data Definition Dữ  ệu, li   Siêu  liệu dữ  Language) (Data,Meta­   data)  Query language  Data, Meta-data    
  13. 3.1.2. Kiến trúc một hệ cơ sở dữ liệu Theo người sử dụng  Người dùng cuối  Người lập trình CSDL  Người thiết kế CSDL  Người quản trị CSDL    
  14. 3.1.3. Sơ bộ lịch sử phát triển  Trước đây:  Những năm 1960: dữ liệu lưu trữ dưới dạng các tệp  CSDL Phân cấp (Hierarchical Model)  CSDL Mạng (Network Model)  Gần đây và hiện nay:  1970, E.F. Codd: CSDL Quan hệ (Relational Model)  Phát triển thao xu hướng chuyên môn hoá  Tập trung vào các hệ thống nhỏ (PCs...)  Tập trung vào các hệ thống lớn (làm việc với lượng dữ liệu khổng lồ)  Tương lai gần:  Thêm mô hình hướng đối tượng (OO-Model)  Tăng khả năng phát triển các ràng buộc (constraints) và các kích hoạt (triggers)  Lưu trữ thành các tổ hợp dữ liệu: multimedia  Kho dữ liệu (Data Warehousing) – Khai thác dữ liệu (Data mining)    
  15. 3.1.3. Sơ bộ lịch sử phát triển  Một số ví dụ về hệ quản trị CSDL  Btrieve: dữ liệu lưu trữ dưới dạng các tệp  Dạng giống COBOL: dạng mô hình mạng  Fox Pro  MS Access  MS SQL, Informix, Oracle, DB4, ...  Những CSDL mô hình hướng đối tượng dùng kết hợp với SmallTalk, C++, Java  Các mô hình CSDL ứng dụng trên mạng WWW: multimedia    
  16. 3.1.4. Các loại mô hình dữ liệu cơ bản Các khái niệm  Mô hình dữ liệu  Sự hình thức hóa toán học với tập hợp các ký hiệu để mô tả và tập các phép toán được dùng để thao tác đối với các dữ liệu  Một số mô hình dữ liệu cơ bản sẽ giới thiệu  Mô hình quan hệ (Relational Model):  Mô hình này dựa trên cơ sở khái niệm lý thuyết tập hợp của các quan hệ, tức là tập các k-bộ với k cố định.  Mô hình phân cấp (Hierarchical Model):  Mô hình dữ liệu là một cây, trong đó các nút biểu diễn biểu diễn các tập thực thể, các nút con và nút cha được liên hệ theo một mối quan hệ xác định.  Mô hình mạng (Network Model):  Mô hình được biểu diễn là một đồ thị có hướng.  Ngôn ngữ con dữ liệu  Tập các phép toán được cung cấp để thao tác dữ liệu    
  17. a. Mô hình quan hệ (Relational Data Model) Hình 3.2 Dữ liệu mẫu trong dạng quan hệ. Supplier   cung  ấp  ­Hãng  c S S# SNAME STATUS CITY S1 Smith 20 London Shipment  Gửi  –  hàng S2 Jones 10 Paris SP S# P# QTY S1 P1 300 S3 Blake 30 Paris Part   ặt  ­M hàng  S1 P2 200 P P# PNAME COLOR WEIGHT CITY S1 P3 400 P1 Nut Red 12 London S2 P1 300 P2 Bolt Green 17 Paris S2 P2 400 P3 Screw Blue 17 Rome S3 P2 200 P4 Screw Red 14 London    
  18. a. Mô hình quan hệ (Relational Data Model) Nhận xét qua ví dụ: 1. Tóm tắt sự tương ứng giữa các khái niệm Quan hệ (Relation) Bộ (Tuple) Thuộc tính (Attribute) Tệp (File) Bản ghi (Record) Trường (Field) Bảng (Table) Hàng (Row) Cột (Column)  Mỗi bảng trong ba bảng trên giống như một tệp tuần tự truyền thống (Sequential File)  Tuy nhiên có các sự khác biệt đáng kể giữa các bảng này và các tệp tuần tự truyền thống  Mỗi bảng là một trường hợp riêng của cấu trúc được biết đến trong toán học - đó là "quan hệ"    
  19. a. Mô hình quan hệ (Relational Data Model) 1. Miền (Domain)  Miền là một tập các giá trị mà từ đó các giá trị thực sự sẽ xuất hiện trên các cột của bảng  Bản thân miền có thể không được ghi nhận một cách tường minh như là một tập các giá trị thực sự trong cơ sở dữ liệu nhưng nó được định nghĩa trong lược đồ khái niệm và có tên riêng của mình  Ví dụ:  Một đặc điểm nổi bật của cấu trúc dữ liệu quan hệ là các mối kết nối giữa các bộ (các hàng) được biểu thị chặt chẽ bởi các giá trị dữ liệu trong các cột được rút ra từ một miền chung  Ví dụ:    
  20. a.Mô hình quan hệ (Relational Data Model) 1. Bảng là dạng thống nhất  Thực tế, tất cả các thông tin trong cơ sở dữ liệu - các thực thể (entities) và các mối kết nối (associations) - được biểu diễn trong một dạng thống nhất được gọi là bảng  Như sẽ thấy sau này, đặc tính này không có trong cấu trúc phân cấp và cấu trúc mạng.  Qua quan sát, nhận thấy cấu trúc quan hệ rất đơn giản, dễ hiểu.    
Đồng bộ tài khoản