Bài giảng Cơ sở dữ liệu: Chương 1 - ThS. Trần Quang Hải Bằng

Chia sẻ: May Trời Gio Bien | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:15

Thêm vào BST

Báo xấu

89
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Cơ sở dữ liệu - Chương 1: Tổng quan về cơ sở dữ liệu" cung cấp cho người đọc các kiến thức: Các hệ thống tập tin, các hệ thống cơ sở dữ liệu, định nghĩa cơ sở dữ liệu, định nghĩa hệ quản trị Cơ sở dữ liệu, kiến trúc của một Cơ sở dữ liệu, tính chất độc lập dữ liệu. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Cơ sở dữ liệu: Chương 1 - ThS. Trần Quang Hải Bằng

CƠ SỞ DỮ LIỆU ( Databases ) Chương 1: Tổng quan về CSDL bangtqh@utc2.edu.vn Nội dung 1. Các hệ thống tập tin 2. Các hệ thống cơ sở dữ liệu 3. Định nghĩa cơ sở dữ liệu 4. Định nghĩa hệ quản trị Cơ sở dữ liệu 5. Kiến trúc của một Cơ sở dữ liệu 6. Tính chất độc lập dữ liệu 7. Các mô hình dữ liệu bangtqh@utc2.edu.vn Cơ sở dữ liệu(Database) - Chương 1 2
1.1. Xử lý trên hệ thống tập tin Mỗi ứng dụng có 1 hệ thống tập tin riêng Sales files: Sales application – PropertyForRent – PrivateOwner – Client Contracts files Contracts application – Lease – PropertyForRent – Client bangtqh@utc2.edu.vn Cơ sở dữ liệu(Database) - Chương 1 3 Các hạn chế của hệ thống tập tin Dữ liệu tách biệt và không chia sẻ – Mỗi ứng dụng có 1 hệ thống tập tin riêng – Việc chia sẻ dữ liệu giữa các ứng dụng vô cùng khó khăn do khác nhau về cấu trúc. Dữ liệu bị trùng lặp – Tốn không gian lưu trữ – Có thể dẫn tới tình trạng không nhất quán dữ liệu khi cập nhật trên các hệ thống khác nhau Phụ thuộc dữ liệu – Thuật toán xử lý phụ thuộc vào cấu trúc tập tin (đã được định nghĩa) Khi thay đổi cấu trúc dữ liệu, khi nâng cấp dữ liệu thì phải thay đổi chương trình theo đó bangtqh@utc2.edu.vn Cơ sở dữ liệu(Database) - Chương 1 4
Các hạn chế của hệ thống tập tin (tt) Định dạng không tương thích – Các tập tin được định nghĩa theo ngôn ngữ lập trình nào đó khó chia sẻ Câu truy vấn bị cố định trước – Là hệ quả của việc phụ thuộc dữ liệu. – Mỗi chương trình truy xuất được phát triển cố định cho một cấu trúc dữ liệu bên dưới. bangtqh@utc2.edu.vn Cơ sở dữ liệu(Database) - Chương 1 5 1.2. Cách tiếp cận cơ sở dữ liệu Sales application Data entry and reports Sales DBMS Data entry and Contracts reports Contracts application Database Dữ liệu độc lập với chương trình Dữ liệu được quản lý tập trung Dữ liệu được chia sẻ cho nhiều ứng dụng Dữ liệu được đảm bảo an toàn Dữ liệu ít dư thừa bangtqh@utc2.edu.vn Cơ sở dữ liệu(Database) - Chương 1 6
1.3. Định nghĩa Cơ sở dữ liệu Cơ sở dữ liệu là tập hợp dữ liệu được tổ chức theo một cấu trúc chặt chẽ nhằm phục vụ (chia sẻ) cho nhiều mục tiêu khác nhau một cách có chọn lọc Ví dụ: – Cơ sở dữ liệu nhân viên – Cơ sở dữ liệu hàng hóa – Cơ sở dữ liệu khách hàng – ….v.v. Hệ cơ sở dữ liệu gồm 4 thành phần: CSDL, Người sử dụng, Phần mềm, Phần cứng bangtqh@utc2.edu.vn Cơ sở dữ liệu(Database) - Chương 1 7 1.4. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu Định nghĩa – Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS – Database Management System) là hệ thống phần mềm cung cấp công cụ để xây dựng CSDL, thao tác trên CSDL và kiểm soát việc truy xuất trên CSDL Ví dụ: – Microsoft Access – Microsoft SQL-Server – Oracle – DB2 bangtqh@utc2.edu.vn Cơ sở dữ liệu(Database) - Chương 1 8
1.5. Kiến trúc 3 lớp của CSDL bangtqh@utc2.edu.vn Cơ sở dữ liệu(Database) - Chương 1 9 1.5. Kiến trúc 3 lớp của CSDL (tt) Mức vật lý (Physical Level) – Dữ liệu gì và được lưu trữ như thế nào ? ở đâu (đĩa từ, băng từ, track, sector … nào) ? Cần các chỉ mục gì ? – Việc truy xuất là tuần tự (Sequential Access) hay ngẫu nhiên (Random Access) đối với từng loại dữ liệu. – Những người hiểu và làm việc với CSDL tại mức này là người quản trị CSDL (Administrator), những người sử dụng (NSD) chuyên môn. bangtqh@utc2.edu.vn Cơ sở dữ liệu(Database) - Chương 1 10
1.5. Kiến trúc 3 lớp của CSDL (tt) Mức quan niệm (Conceptual/Logical Level) – Giải quyết cho câu hỏi CSDL cần phải lưu giữ bao nhiêu loại dữ liệu ? Đó là những dữ liệu gì ? Mối quan hệ giữa các loại dữ liệu này như thế nào ? – CSDL mức quan niệm là sự biểu diễn trừu tượng CSDL mức vật lý. CSDL mức vật lý là sự cài đặt cụ thể của CSDL mức quan niệm Mức ngoài (External Level) – Là mức dành cho người sử dụng (ương trình ứng dụng) làm việc. – Cung cấp các "khung nhìn" (View) để tùy theo đó người sử dụng được "nhìn thấy" cái gì của CSDL bangtqh@utc2.edu.vn Cơ sở dữ liệu(Database) - Chương 1 11 1.5. Kiến trúc 3 lớp của CSDL (tt) External view 1 External view 2 Sno FName LName Age Salary Staff_no LName Bno Conceptual level Staff_No FName LName DOB Salary Branch_No struct STAFF { int Staff_No; int Branch_No; char FName [15]; Internal level char LName [15]; struct date Date_of_Birth; float Salary; struct STAFF *next; }; index Staff_No; index Branch_No bangtqh@utc2.edu.vn Cơ sở dữ liệu(Database) - Chương 1 12
Các mức nhìn (levels) Mức khung nhìn/ngoài: là các góc nhìn khác nhau của các nhóm người sử dụng về CSDL. Mỗi nhóm người dùng có một góc nhìn (view) khác nhau về CSDL Mức quan niệm (Conceptual level): là mức nhìn tổng thể về CSDL, đây là góc nhìn của người có trách nhiệm quản trị CSDL. Mức vật lý / trong (Physical / Internal level): là mức tổ chức vật lý của dữ liệu trong CSDL, đây là góc nhìn của những nhà phát triển (deverlopers) CSDL bangtqh@utc2.edu.vn Cơ sở dữ liệu(Database) - Chương 1 13 1.6. Độc lập dữ liệu Độc lập logic: – Các thay đổi lược đồ quan niệm (thêm/xóa thực thể) thì không làm ảnh hưởng tới lược đồ ngoài hay phải viết lại chương trình ứng dụng Độc lập vật lý: – Các thay đổi của lược đồ vật lý (vd: thay đổi cách thức tổ chức dữ liệu) không làm thay đổi lược đồ quan niệm. bangtqh@utc2.edu.vn Cơ sở dữ liệu(Database) - Chương 1 14
1.6. Độc lập dữ liệu (tt) External External External Schemea Schemea Schemea External/Conceptual Logical data independence mapping Conceptual Schemea Conceptual/Internal Physical data independence mapping Internal Schemea bangtqh@utc2.edu.vn Cơ sở dữ liệu(Database) - Chương 1 15 1.7. Mô hình dữ liệu Định nghĩa mô hình dữ liệu: – Là mô hình trừu tượng dùng để mô tả dữ liệu và phương thức (phép toán) truy xuất dữ liệu – Có nhiều loại mô hình dữ liệu khác nhau (để mô tả dữ liệu trong CSDL), mỗi loại đực trưng cho một cách tiếp cận khác nhau của các nhà phân tích Các loại mô hình dữ liệu – Mô hình phân cấp (Hierarchical model) – Mô hình mạng (network model) – Mô hình quan hệ (relation model) – Mô hình thực thể liên kết (entity–relatiship model) – Mô hình hướng đối tượng (object oriented model) bangtqh@utc2.edu.vn Cơ sở dữ liệu(Database) - Chương 1 16
Ví dụ mô hình phân cấp KQua Mức 1: DiemTH DiemLT HPhan SVien Mức 2: TenSV Lop Nganh TenHP SLuong - Khi truy xuất: Đi từ gốc đến phần tử cần xét MHoc Mức 3: TenMH Khoa TinChi bangtqh@utc2.edu.vn Cơ sở dữ liệu(Database) - Chương 1 17 Ví dụ mô hình mạng SVien MHoc MHOC_SAU MHOC_MO MHOC_TRUOC SVIEN_DIEM HPhan DKien KQUA_HPHAN KQua - Kiểu liên kết đi từ mẫu tin chủ (owner record) đến mẫu tin thành viên (member) bangtqh@utc2.edu.vn Cơ sở dữ liệu(Database) - Chương 1 18
Ví dụ mô hình quan hệ SVien Hoc HPhan MaSV MaSV MaHP Ten MaHP SLuong Lop DiemLT MaMH Nganh DiemTH MHoc DKien MaMH MaMH TenMH MaMHTruoc Khoa TinChi bangtqh@utc2.edu.vn Cơ sở dữ liệu(Database) - Chương 1 19 Ví dụ mô hình hướng đối tượng SVien Ten HPhan Lop hoc Ten Nganh SLuong 1..* 0..* LapTKB() InBangDiem() 1 Diem mo DiemTH DiemLT DiemPrj 0..* SuaDiem() MHoc Ten Khoa +MHoc truoc SoTinChi 0..* CapNhatSTC() 0..* Dieu kien +MHoc sau bangtqh@utc2.edu.vn Cơ sở dữ liệu(Database) - Chương 1 20
VD mô hình Entity-Relationship (ER) Diem MaHP Hocky (0,n) (1,1) Nam Gvien hoc HPhan mo mhoctruoc MaSV (1,n) MaMH (0,n) Ten TenMH Lop SVien Khoa MHoc Nganh Tinchi (0,n) dieukien (0,n) mhocsau bangtqh@utc2.edu.vn Cơ sở dữ liệu(Database) - Chương 1 21 Mô hình hóa nhiều cấp Thực tế Mô hình quan - Độc lập với mô hình dữ liệu niệm - Độc lập với DBMS Mô hình Lôgic - Phụ thuộc mô hình dữ liệu Codasyl Relationnel Object XML - Phụ thuộc DBMS - Tổ chức vật lý của dữ liệu Mô hình vật lý Phụ thuộc mô hình dữ liệu - Cấu trúc của dữ liệu Phụ thuộc DBMS - Các cấu trúc chỉ mục bangtqh@utc2.edu.vn Cơ sở dữ liệu(Database) - Chương 1 22
Kiến trúc chung DBMS Pgrogramers Users DBA Application Queries Database programs schema DBMS DML Query DDL preprocessor preprocessor Compiler Program Database Dictionary Object code manager manager Access methods File manager System buffers Database and system catalog bangtqh@utc2.edu.vn Cơ sở dữ liệu(Database) - Chương 1 23 Các chức năng của DBMS Lưu trữ, tìm kiếm, cập nhật Quản trị siêu cơ sở dữ liệu (Meta Databases/Catalog) Hỗ trợ giao tác Xử lý truy xuất đồng thời Đảm bảo an toàn dữ liệu Xử lý khôi phục sau sự cố Quản lý lưu trữ vật lý bangtqh@utc2.edu.vn Cơ sở dữ liệu(Database) - Chương 1 24
Các vai trò trong CSDL Quản trị dữ liệu (DA) Quản trị Cơ sở dữ liệu (DBA) Thiết kế CSDL (Database design) Lập trình viên ứng dụng Người sử dụng bangtqh@utc2.edu.vn Cơ sở dữ liệu(Database) - Chương 1 25 Ưu điểm của DBMS Kiểm soát sự dư thừa dữ liệu Dữ liệu nhất quán Có nhiều thông tin hơn từ cùng 1 khối lượng dữ liệu Chia sẻ dữ liệu Cải thiện tính nhất quán của dữ liệu Cải tiến độ an toàn Đạt được các yêu cầu về chuẩn hóa Kinh tế hơn bangtqh@utc2.edu.vn Cơ sở dữ liệu(Database) - Chương 1 26
Ưu điểm của DBMS (tt) Cân bằng các yêu cầu có tranh chấp Khả năng truy xuất và đáp ứng được cải thiện Khả năng sản xuất được cải thiện Cải thiện việc bảo trì dữ liệu (do nó độc lập) Tăng khả năng truy xuất đồng thời Cải thiện dịch vụ sao lưu và khôi phục bangtqh@utc2.edu.vn Cơ sở dữ liệu(Database) - Chương 1 27 Nhược điểm của DBMS Phức tạp Tốn không gian lưu trữ Tốn chi phí mua DBMS Tốn chi phí cho phần cứng bổ sung thêm Tốn chi phí chuyển đổi Hiệu năng đôi khi bị giảm sút Khả năng bị sự cố tăng bangtqh@utc2.edu.vn Cơ sở dữ liệu(Database) - Chương 1 28
bangtqh@utc2.edu.vn