Bài giảng Cơ sở dữ liệu Chương 1: Th.S Thiều Quang Trung (Mới nhất)

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU

GV Th.S. Thiều Quang Trung Bộ môn Khoa học cơ bản Trường Cao đẳng Kinh tế đối ngoại

Nội dung

• Giới thiệu đề cương môn học • Tổng quan về cơ sở dữ liệu

– Các khái niệm về dữ liệu, thông tin, CSDL – Các kiểu CSDL – So sánh hệ thống file với CSDL – Hệ thống CSDL và các thành phần chính – Hệ quản trị CSDL và các chức năng chính

GV: Thiều Quang Trung

Giới thiệu đề cương môn học

• Học phần: Cơ sở dữ liệu • Yêu cầu: bắt buộc cho chuyên ngành Tin học

quản lý

• Số tín chỉ: 2 • Phân bổ thời gian:

– Giảng lý thuyết: 30 tiết – Tự học : 60 tiết

GV: Thiều Quang Trung

Giới thiệu đề cương môn học

• Tóm tắt nội dung học phần:

– Cung cấp các kiến thức cơ bản về cơ sở dữ liệu, các mô hình dữ liệu, đại số quan hệ và các phép toán quan hệ, chuẩn hóa dữ liệu và ngôn ngữ truy vấn dữ liệu SQL.

– Các kiến thức này làm nền tảng cho sinh viên học tiếp các môn học Hệ quản trị cơ sở dữ liệu SQL Server, Phân tích thiết kế hệ thống, và giúp cho sinh viên trong việc xây dựng các ứng dụng phần mềm có sử dụng cơ sở dữ liệu khi làm đồ án, đề tài hay làm việc sau khi ra trường.

GV: Thiều Quang Trung

Giới thiệu đề cương môn học

• Tài liệu: slides bài giảng và bài tập do giảng viên

biên soạn

• Link: https://sites.google.com/site/thieutrung/ • Tài liệu tham khảo:

– Thomas Connolly & Carolyn Begg. DATABASE SYSTEMS – A practical approach to Design, Implementation, and Management, Pearson Education

– Các giáo trình môn cơ sở dữ liệu khác

GV: Thiều Quang Trung

Giới thiệu đề cương môn học

Tiêu chuẩn đánh giá sinh viên: • Điểm trung bình bộ phận: trọng số 40%

– 02 bài kiểm tra hệ số 2:

• 01 bài kiểm tra trắc nghiệm 1 tiết • 01 bài kiểm tra tự luận 1 tiết

• Điểm thi kết thúc học phần: trọng số 60%

– Hình thức thi: lý thuyết

GV: Thiều Quang Trung

Giới thiệu đề cương học phần CSDL

Nội dung học

Chương 1: Giới thiệu đề cương môn học và Tổng quan về cơ sở dữ liệu

Chương 2: Mô hình quan hệ, đại số quan hệ và các phép toán quan hệ, chuyển đổi mô hình E/R thành mô hình quan hệ

Chương 3: Chuẩn hóa cơ sở dữ liệu

Chương 4: Ngôn ngữ SQL - định nghĩa và thao tác dữ liệu

GV: Thiều Quang Trung

Dữ liệu & Thông tin là gì ?

GV: Thiều Quang Trung

Dữ liệu & Thông tin là gì ?

• Dữ liệu (data) là các dữ kiện thô chưa tinh chế • Thông tin (information) là kết quả của quá trình xử lý

dữ liệu nhằm bộc lộ ra nghĩa của nó

GV: Thiều Quang Trung

Cơ sở dữ liệu là gì?

• Cơ sở dữ liệu (Database) là một tập hợp có cấu trúc những dữ liệu liên quan với nhau được lưu trữ trong máy tính, bao gồm: – Dữ liệu người dùng cuối (End-user data) là các

dữ liệu liên quan tới người sử dụng – Dữ liệu về cấu trúc dữ liệu (Metadata)

• Metadata cung cấp sự mô tả các đặc điểm của

dữ liệu và các mối quan hệ trong dữ liệu

GV: Thiều Quang Trung

Các kiểu cơ sở dữ liệu

• CSDL có thể phân loại theo:

– Số lượng người dùng – Vị trí CSDL – Kiểu và quy mô sử dụng

• Single-user database: CSDL chỉ hỗ trợ một

người dùng tại một thời điểm – Desktop database – single-user, runs on PC • Multiuser database: CSDL hỗ trợ nhiều người

dùng tại cùng thời điểm – Workgroup database hỗ trợ số ít người dùng – Enterprise database hỗ trợ số nhiều

GV: Thiều Quang Trung

Các kiểu cơ sở dữ liệu

• Centralized database: CSDL tập trung tại một

vị trí

• Distributed database: CSDL được phân chia

tại nhiều vị trí khác nhau

• Operational database: CSDL hỗ trợ hoạt động

hằng ngày của công ty – Transactional hoặc production database

• Data warehouse: CSDL dạng kho dữ liệu dùng

cho việc khai thác hỗ trợ ra quyết định

GV: Thiều Quang Trung

Các kiểu cơ sở dữ liệu

GV: Thiều Quang Trung

Các kiểu cơ sở dữ liệu

• Unstructured data: dữ liệu phi cấu trúc => tồn tại ở

trạng thái nguyên thủy của dữ liệu

• Structured data: dữ liệu có cấu trúc => kết quả từ quá

trình định dạng/xử lý

• Semistructured data: dữ liệu bán cấu trúc => dữ liệu

đã được xử lý một phần

• XML database: CSDL hỗ trợ dạng dữ liệu bán cấu trúc XML (Extensible Markup Language, ngôn ngữ dùng để biểu diễn các phần tử dữ liệu trong định dạng văn bản)

GV: Thiều Quang Trung

Các kiểu cơ sở dữ liệu

GV: Thiều Quang Trung

So sánh hệ thống file với CSDL

GV: Thiều Quang Trung

So sánh hệ thống file với CSDL

• Hệ thống file bao gồm tập hợp các thư mục lưu các file được gắn nhãn và sắp xếp theo mục đích sử dụng

• Số lượng file gia tăng làm hệ thống file phát

triển – Mỗi file sử dụng chương trình ứng dụng riêng để

lưu, truy xuất và hiệu chỉnh dữ liệu

– Mỗi file thuộc sở hữu bởi cá nhân hoặc phòng

ban tạo ra nó

GV: Thiều Quang Trung

So sánh hệ thống file với CSDL

• Nhược điểm của hệ thống file:

– Đã được sử dụng hơn 4 thập kỷ qua – Khó khăn khi phải xử lý những câu truy vấn mở

rộng => lập trình phức tạp, nhiều hơn

– Thay đổi cấu trúc dữ liệu hiện hữu rất khó – Tính năng bảo mật gần như không có – Quản trị hệ thống phức tạp và khó khăn

GV: Thiều Quang Trung

Hệ thống cơ sở dữ liệu

• Hệ thống CSDL (database system) bao gồm

các dữ liệu có quan hệ một cách logic được lưu trữ trong một kho dữ liệu (data repository) • Phần mềm hệ quản trị CSDL (DBMS) loại trừ

hầu hết các lỗi của hệ thống file cũ

GV: Thiều Quang Trung

Hệ thống cơ sở dữ liệu

• Hệ thống CSDL gồm 5 thành phần:

– Phần cứng (Hardware) – Phần mềm (Software) – Người dùng (People) – Quy tắc thủ tục (Procedures) – Dữ liệu (Data)

GV: Thiều Quang Trung

Các thành phần của hệ thống CSDL

GV: Thiều Quang Trung

Các thành phần của hệ thống CSDL

• Hardware: tất cả các thiết bị vật lý của hệ

thống

• Software: 3 kiểu phần mềm yêu cầu:

– Operating system software – DBMS software – Application programs and utility software

GV: Thiều Quang Trung

Các thành phần của hệ thống CSDL

• People: tất cả người sử dụng hệ thống CSDL:

– System and database administrators – Database designers – Systems analysts and programmers – End users

• Procedures: các quy tắc và chỉ dẫn áp dụng

cho thiết kế và sử dụng hệ thống CSDL

• Data: tập hợp các dữ liệu lưu trữ trong CSDL

GV: Thiều Quang Trung

Hệ quản trị CSDL là gì?

• Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (Database

management system – DBMS) là tập hợp các chương trình, dùng quản lý cấu trúc dữ liệu và điều khiển truy cập dữ liệu

GV: Thiều Quang Trung

Hệ quản trị CSDL là gì?

GV: Thiều Quang Trung

Hệ quản trị CSDL là gì?

• Vai trò của hệ quản trị CSDL (DBMS) – Là phương tiện giữa người dùng (User) và

CSDL

– Lưu trữ cấu trúc CSDL như tập hợp các file – Cho phép truy cập CSDL – Cho phép chia sẽ dữ liệu – Tích hợp nhiều khung nhìn dữ liệu (View of Data) cho người các đối tượng người dùng khác nhau

GV: Thiều Quang Trung

Chức năng của DBMS

• Gồm các chức năng:

– Quản lý từ điển dữ liệu (Data dictionary

management)

– Quản lý lưu trữ dữ liệu (Data storage management) – Trình bày và chuyển đổi dữ liệu (Data transformation

and presentation)

– Quản lý bảo mật (Security management) – Kiểm soát truy cập đa người dùng (Multiuser access

control)

GV: Thiều Quang Trung

Chức năng của hệ quản trị CSDL

– Quản lý sao lưu và phục hồi dữ liệu (Backup and

recovery management)

– Quản lý toàn vẹn dữ liệu (Data integrity

management)

– Ngôn ngữ truy cập dữ liệu (Database access

languages)

– Giao diện lập trình ứng dụng (Application

programming interfaces)

– Giao diện liên lạc dữ liệu (Database communication

interfaces)

– …

GV: Thiều Quang Trung

Chức năng quản lý từ điển dữ liệu

• Hệ quản trị CSDL DBMS lưu trữ các định nghĩa về

phần tử dữ liệu và mối quan hệ của nó, gọi là siêu dữ liệu (metadata) trong một từ điển dữ liệu

• Các thay đổi về cấu trúc dữ liệu sẽ được tự động ghi lại

trong từ điển dữ liệu

• Sự tách biệt lưu trữ dữ liệu và siêu dữ liệu một cách riêng biệt nhằm giải phóng sự phụ thuộc cả về dữ liệu và cấu trúc => tăng tính trừu tượng hóa dữ liệu (data abstraction)

GV: Thiều Quang Trung

Chức năng quản lý lưu trữ dữ liệu

• DBMS tạo và quản lý các cấu trúc phức tạp

theo yêu cầu lưu trữ dữ liệu, kể cả lưu các form nhập liệu, định nghĩa màn hình (screen), định nghĩa báo cáo (report), ...

• DBMS lưu CSDL trong nhiều file dữ liệu vật lý

GV: Thiều Quang Trung

Chức năng trình bày và chuyển đổi dữ liệu

• DBMS chuyển đổi dữ liệu => import dữ liệu phù

hợp với cấu trúc dữ liệu theo yêu cầu

GV: Thiều Quang Trung

Chức năng quản lý bảo mật

• DBMS tạo hệ thống bảo mật nhằm bảo đảm

tính bảo mật người dùng và tính bí mật dữ liệu • Quy tắc bảo mật xác định người dùng nào có thể truy cập CSDL, mục dữ liệu nào có thể được truy cập,...

GV: Thiều Quang Trung

Chức năng kiểm soát đa người dùng

• DBMS sử dụng các giải thuật tinh vi để đảm bảo sự truy cập đồng thời không làm ảnh hưởng tới tính toàn vẹn dữ liệu

GV: Thiều Quang Trung

Chức năng quản lý sao lưu và phục hồi dữ liệu

• DBMS cung cấp backup và phục hồi dữ liệu để

đảm bảo tính an toàn và toàn vẹn dữ liệu • Trình Recovery management xử lý phục hồi

CSDL sau khi gặp sự cố – Tiêu chuẩn để duy trì tính toàn vẹn CSDL

GV: Thiều Quang Trung

Chức năng quản lý tính toàn vẹn dữ liệu

• DBMS xúc đẩy và đảm bảo quy tắc toàn vẹn – Tối thiểu hóa tính dư thừa (minimizes redundancy) – Tối đa hóa tính nhất quán (maximizes consistency) • Các mối liên kết dữ liệu lưu trong từ điển dữ liệu

dùng để đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu

GV: Thiều Quang Trung