Nêu Khái Niệm Cơ Sở Dữ Liệu / TOP 12 # Xem Nhiều Nhất & Mới Nhất 3/2023 # Top View

Hoạt động giáo viênHoạt động học sinhGhi bảng

Chủ yếu GV giới thiệu chức năng của hệ QTCSDL, dùng Pascal hoặc SQL minh họa cách khai báo, xây dựng cấu trúc CSDL:GV:Trong Pascal để khai báo biến I,j là kiểu số nguyên, k là kiểu số thực để dùng trong chương trình em làm thế nào?

GV:Cũng trong Pascal để khai báo cấu trúc bản ghi Học sinh có 9 trường: hoten,ngaysinh, gioitinh, doanvien toan,ly,hoa,van,tin:…..Thực chất là khai báo kiểu dữ liệu(

GV: Trong CSDL người ta dùng ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu để khai báo kiểu và cấu trúc dữ liệu.GV: Trong CSDL người ta dùng ngôn ngữ thao tác dữ liệu tác động trên các mẩu tin (bản ghi) bao gồm: Cập nhật: Nhập, sửa, xóa dữ liệuTìm kiếm và kết xuất dữ liệuGV: Bằng ngôn ngữ điều khiển dữ liệu cho phép xác lập quyền truy cập vào CSDL.

Thực chất là khai báo kiểu dữ liệu, cấu trúc, ràng buộc dữ liệu(

GV: cho ví dụ về chức năng duy trì tính nhất quán dữ liệu

Tóm tắt các thao tác cơ bản trên CSDL:– Thao tác trên Cấu trúc dữ liệu (thông qua ngôn ngữ dn dữ liệu), gồm…– Thao tác với nội dung dữ liệu (thông qua ngôn ngữ thao tác dữ liệu): cập nhật, gồm…-Tìm kiếm, tra cứu thông tin, kết xuất dữ liệu

Truy vấn theo nghĩa thông thường: hỏi ráo riết buộc phải nói ra.Ở đây ta hiểu truy vấn là một khả năng của hệ QTCSDL bằng cách tạo ra yêu cầu qua các câu hỏi nhằm khai thác thông tin (tìm học sinh tên gì?, tìm kiếm công dân có số CMND gì?…) người lập trình giải quyết các tìm kiếm đó bằng công cụ của hệ QTCSDL từ đó người dùng sẽ nhận được kết quả đó là thông tin phù hợp với câu hỏi.

TypeHocsinh=record; Hoten:string[30]; Ngaysinh:string[10]; Gioitinh:Boolean; Doanvien:Boolean; Toan,ly,hoa,van,tin:real; End;

GV dùng Hình 3:Sự tương tác giữa các thành phần của hệ CSDL, để giúp học sinh phát triển sơ đồ tương tác giữa các thành phần trong hệ QTCSDL, chủ yếu chi tiết hóa hệ qtcsdl: bộ xử lý truy vấn & bộ truy xuất dữ liệu. (Hình 4)Sử dụng phần mềm ứng dụng Access để giúp học sinh biết được truy vấn là gì?

Vai trò của con người (nói chung) đối với hệ CSDL? 1. Các chức năng của hệ QTCSDL:Các chức năng cơ bản của hệ QTCSDL;a) Cung cấp cách tạo lập CSDL:Thông qua ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu, người dùng khai báo kiểu và các cấu trúc dữ liệu thể hiện thông tin, khai báo các ràng buộc trên dữ liệu được lưu trữ trong CSDL.b) Cung cấp cách cập nhật dữ liệu, tìm kiếm và kết xuất thông tin:Thông qua ngôn ngữ thao tác dữ liệu, người ta thực hiện được

Những bài đầu tiên này có lẽ sẽ hơi nhàm chán với những bạn đã biết được các kiến thức cơ sở dữ liệu, nhưng những bạn mới vào nghề thì cũng nên đọc những bài này để có một cái nhìn tổng quát hơn, và sẽ không vướng mắc với những thuật ngữ về csdl trong quá trình học của mình. Trước tiên ta tìm hiểu các đối tượng sử dụng cơ sở dữ liệu.

1. Các đối tượng sử dụng Cơ sở dữ liệu

Người dùng cuối: Đây là đối tượng cuối cùng sử dụng hệ thống CSDL, đối tượng này không có kiến thức về quản trị hệ thống, nghĩa là không chuyên về lĩnh vực này nên họ cần một công cụ giúp quản trị, khai thác dữ liệu khi cần. Thông thường khi làm dự án thì khách hàng chính là đối tượng người dùng cuối.

Chuyên viên tin học: Chuyên xây dựng các công cụ, ứng dụng nhằm giúp người dùng cuối sử dụng khai thác cơ sở dữ liệu, đối tượng này ta gọi là Application User. Nếu bạn muốn sau này bạn sẽ là một coder chuyên xây dựng các ứng dụng website thì bạn chính là chuyên viên tin học.

Quản trị CSDL: Đối tượng này cần có kiến thức chuyên sâu về hệ quản trị cơ sở dữ liệu, biết ngôn ngữ cấu trúc truy vấn (T-SQL) ở mức rành rỏi. Công việc của đối tượng này là tổ chức hệ thống CSDL, bảo mật, phân quyền hay cấp quyền cho các đối tượng khác, backup phục hồi dữ liệu và bảo đảm an toàn dữ liệu. Nếu bạn muốn trở thành đối tượng này thì bạn phải nghiên cứu sâu các mô hình CSDL, các hệ quản trị CSDL và cần có kinh nghiệm thực tế rất cao.

2. Các mức biểu diễn cơ sở dữ liệu

Tới đây mới thấy sự rườm rà của cơ sở dữ liệu rồi nhỉ , tuy rườm rà nhưng những kiến thức này giúp ta có quy trình thiết kế phần mềm ( cơ sở dữ liệu) một cách nhanh và đầy đủ thông tin nhất, trong những bài sau ta sẽ tìm hiểu nó một cách đầy đủ hơn.

Mức trong (Mức vật lý – Physical): Ở mức này thông thường ta sẽ trả lời những câu hỏi ( CSDL cần giải quyết vấn đề gì? dữ liệu là gì? lưu trữ như thế nào? lưu trữ ở đâu? đánh chỉ mục như thế nào? truy vấn tuần tự hay ngẫu nhiên? ). Với mức này thì dành cho người chuyên môn về cơ sở dữ liệu (đối tượng quản trị CSDL).

Mức quan niệm (Conception hay Logical): trả lời các câu hỏi cần phải lưu trữ bao nhiêu loại dữ liệu, kiểu dữ liệu là gì và các mối liên hệ dữ liệu

Mức ngoài: đây là mức cao nhất dành cho người dùng cuối sử dụng và dành co các nhà phát triển phần mềm viết các chương trình ứng dụng nhằm quản ly CSDL.

3. Các ngôn ngữ giao tiếp cơ sở dữ liệu

Ngôn ngữ mô tả dữ liệu (DDL – Data Definition Language): Cho phép khai báo cấu trúc CSDL, các mối liên hệ dữ liệu, cấu trúc ràng buộc dữ liệu.

Ngôn ngữ thao tác dữ liệu (DML – Data Manipulation Language): cho phép thực hiện thao tác thêm, xóa, sửa dữ liệu.

Ngôn ngữ truy vấn có cấu trúc (SQL – Structured Query Language): cho phép người khai thác sử dụng để truy vấn thông tin cần thiết.

Ngôn ngữ quản lý dữ liệu (DCL – Data Control Language) cho phép thay đổi cấu trúc bảng, khai báo bảo mật, cấp quyền cho người sử dụng.

Tôi sẽ lấy một ví dụ nho nhỏ về ngôn ngữ SQL.

Ví dụ: Lấy danh sách sinh viên lớp K34 khoa CNTT trường DHSP chúng tôi

Với ngôn ngữ bình thường thì ta dễ dàng biểu diễn nhưng với ngôn ngữ SQL thì ta sẽ dùng cú pháp riêng của nó. Giả sử đối tượng DANHSACH chứa danh sách sinh viên, cú pháp SELECT dùng để chọn, dấu sao (*) dùng để biểu diễn tất cả thông tin, FROM dùng để chỉ nơi lưu trữ. Vậy ta có câu truy vấn như sau:

SELECT * FROM DANHSACH (lấy tất cả dữ liệu từ danh sách sinh viên)

Trong ví dụ này chỉ mang tính tham khảo vì những cú pháp đó bạn chưa biết, ở những bài sâu hơn ta sẽ tìm hiểu về những cú pháp này một cách chi tiết.

4. Các mô hình dữ liệu

Mô hình dữ liệu mạng

Mô hình dữ liệu phân cấp

Mô hình dữ liệu thực thể mối kết hợp

Mô hình dữ liệu quan hệ

Mô hình dữ liệu hướng đối tượng

5. Lời kết

Sau khi đã có một hiểu biết chi tiết về yêu cầu của cơ sở dữ liệu, bước đầu tiên là tìm cách mô tả lại một cách khái quát các dữ liệu ấy là gì, chúng móc nối với nhau ra sao. Để có thể nhận biết dễ dàng hơn, người ta sử dụng sơ đồ để trình bày điều này. Đối với cơ sở dữ liệu hoạt động theo mô hình quan hệ, lược đồ thực thể – liên kết được sử dụng.

Trong trường hợp đơn giản, số lượng thực thể và liên kết không nhiều, ta có thể vẽ lược đồ này bằng tay. Tuy nhiên, đối với những hệ thống phức tạp, ta cần đến sự hỗ trợ của những công cụ chuyên dùng. Để vẽ lược đồ này, hiện nay có khoảng 10 phương pháp thể hiện các chi tiết. Ta nên lưu ý đến phương pháp thể hiện của phần mềm để chọn lựa công cụ vẽ thích hợp.

Như trong phần trước đã đề cập, ta sẽ thiết kế cơ sở dữ liệu cho một công ty bánh kẹo với một số nghiệp vụ đơn giản. Công ty mua nguyên liệu từ một số nhà cung ứng để sản xuất ra sản phẩm; từ đó bán ra thị trường thông qua các đại lý, siêu thị, cửa hàng. Ta cũng chỉ xem xét lĩnh vực sản xuất và phân phối.

Trong giai đoạn thiết kế ở mức khái niệm, ta cần xây dựng mô hình thực thể – liên kết cho cơ sở dữ liệu. Muốn vậy ta phải xác định các thực thể, các liên kết và xây dựng lược đồ thực thể – liên kết.

Các thực thể của cơ sở dữ liệu

Sau khi xem xét sơ bộ tình hình của công ty và yêu cầu của cơ sở dữ liệu, ta có thể chọn 4 thực thể sau:

Thực thể NHA_CUNG_UNG dùng để lưu trữ các dữ liệu về các nhà cung ứng các loại nguyên liệu, vật tư, tiện ích vừa kể trên.

Thực thể KHACH_HANG dùng để lưu trữ các dữ liệu về những người, những công ty, những cơ quan mua hàng của công ty hay phân phối hàng cho công ty.

Những liên kết giữa các thực thể

Với những thực thể đã chọn bên trên, ta thấy có những liên kết sau giữa chúng:

Giữa hai thực thể NHA_CUNG_UNG và NGUYEN_LIEU, ta thấy có mối liên kết CUNG CẤP. Vì mỗi nhà cung ứng có thể cung cấp nhiều loại nguyên liệu và mỗi loại nguyên liệu có thể được cung ứng bởi một số nhà cung ứng khác nhau nên liên kiết giữa NHA_CUNG_UNG và NGUYEN_LIEU là liên kết nhiều-nhiều. Mặt khác mỗi nguyên liệu phải có ít nhất một nhà cung ứng nên bản số phía NHA_CUNG_UNG là 1:N. Có thể có nhà cung ứng không cung cấp nguyên liệu nào nên bản số ở phía NGUYEN_LIEU là 0:N.

Giữa hai thực thể NGUYEN_LIEU và SAN_PHAM có liên kết SẢN XUẤT. Vì mỗi loại nguyên liệu có thể dùng để sản xuất nhiều loại sản phẩm và mỗi loại sản phẩm cần dùng một số loại nguyên liệu nên liên kết giữa NGUYEN_LIEU và SAN_PHAM là liên kết nhiều-nhiều. Ngoài ra mỗi loại nguyên liệu đều phải được dùng để sản xuất ít nhất là một sản phẩm, và mỗi sản phẩm cần sử dụng ít nhất là một loại nguyên liệu. Vì thế bản số ở cả hai phía đều là 1:N.

Giữa hai thực thể KHACH_HANG và SAN_PHAM có liên kết MUA. Vì mỗi khách hàng có thể mua nhiều loại sản phẩm và mỗi sản phẩm có thể được mua bởi nhiểu khách hàng nên liên kết giữa KHACH_HANG và SAN_PHAM là liên kết nhiều-nhiều. Do có những khách hàng không mua sản phẩm nào, và cũng có những sản phẩm không được khách hàng nào đặt mua nên bản số ở cả hai phía đều là 0:N.

Lược đồ của mô hình thực thể – liên kết

Từ những luận điểm được trình bày bên trên, ta có thể xây dựng được lược đồ của cơ sở dữ liệu theo mô hình thực thể – liên kết ở dạng rút gọn như ở Hình 1.

Hình 1 Lược đồ cơ sở dữ liệu theo mô hình thực thể – liên kết (dạng rút gọn)

Khái niệm dữ liệu

Dữ liệu là thuật ngữ bao gồm những mệnh đề phản ánh thực tại. Nó thể hiện cách đo đạc hay quan sát về một đại lượng biến đổi và có thể bao gồm các từ, các số và hình ảnh…

Nói một cách dễ hiểu, dữ liệu là những thông tin ở dạng kí hiệu chữ viết, số, âm thanh, hình ảnh hay một số dạng tương tự khác.

Nguồn cấp dữ liệu

Đây chính là luồng thông tin xuất hiện dưới dạng các khối giống nhau và được lặp đi lặp lại một cách tuần tự. 

Một số dạng nguồn cấp dữ liệu thường gặp nhất, đó là: nguồn cấp dữ liệu văn bản, nguồn cấp dữ liệu chính trên trang chủ hay trên trang kết quả của sản phẩm, dịch vụ… Lưu ý, nguồn cấp dữ liệu không phải là nguồn cấp được phân phối trên website, ví dụ như RSS.

Cấu trúc dữ liệu là gì?

Cấu trúc dữ liệu được hiểu là cách lưu trữ và tổ chức dữ liệu có thứ tự nhất định, đồng thời có hệ thống để dữ liệu được sử dụng một cách hiệu quả.

Cấu trúc dữ liệu được hình thành nên từ hai khái niệm, đó là:

Interface: Thông thường, mỗi cấu trúc dữ liệu sẽ có một Interface. Và Interface sẽ biểu diễn các phép tính mà một cấu trúc dữ liệu hỗ trợ. Chức năng của Interface là cung cấp danh sách các phép tính được hỗ trợ và các loại tham số chấp nhận và một số kiểu trả về từ các phép tính đó.

Implementation: Implementation là sự triển khai. Vai trò chính của Implementation là cung cấp sự biểu diễn mang tính chất nội bộ của một cấu trúc dữ liệu. Ngoài ra, Implementation còn cung cấp định nghĩa của giải thuật và được sử dụng trong các phép tính của cấu trúc dữ liệu.

Đặc điểm của cấu trúc dữ liệu

Sự chính xác: Việc triển khai của cấu trúc dữ liệu được áp dụng theo Interface nên đảm bảo độ chính xác cao.

Độ phức tạp về thời gian: Bao gồm cả thời gian chạy và thời gian thực thi các phép tính thuộc cấu trúc dữ liệu phải có điều kiện giá trị là nhỏ nhất có thể.

Độ phức tạp về bộ nhớ: Việc sử dụng bộ nhớ của mỗi phép tính thuộc cấu trúc dữ liệu nên là nhỏ nhất.

Khái niệm thông tin là gì?

Thông tin chính là sự phản ánh thế giới khách quan bao gồm các sự vật, hiện tượng và các hoạt động của con người, thông qua đó, con người sẽ tiếp nhận thông tin nhằm mục đích tăng vốn  hiểu biết cho bản thân mình và thực hiện các hoạt động có ích cho cộng đồng, cho xã hội. 

Nếu như khái niệm thông tin là những hiểu biết về một thực thể, một sự vật và hiện tượng nào đó thì dữ liệu là thông tin đã được mã hóa và đưa lên máy tính.

Cơ sở dữ liệu là gì?

Khái niệm cơ sở dữ liệu là gì?

Cơ sở dữ liệu dịch sang tiếng anh là Database và được viết tắt là CSDL. Vậy khái niệm cơ sở dữ liệu, CSDL hay database là gì?

Đó là một hệ thống bao gồm rất nhiều thông tin, dữ liệu được xây dựng, sắp xếp theo một cấu trúc nhất định nhằm hỗ trợ quá trình khai thác, sử dụng của con người khi chạy nhiều chương trình ứng dụng cùng một lúc.

Ví dụ về cơ sở dữ liệu: Để quản lý việc học tập của học sinh lớp 4, trường Tiểu học Ngọc Lâm, các trường dữ liệu được đưa ra bao gồm: họ và tên, năm sinh, mã số học sinh, lớp học và khóa học. Như vậy, tổng hợp các dữ liệu và thông tin đó sẽ được gọi là một cơ sở dữ liệu.

Việc áp dụng hình thức lưu trữ này, có tác dụng khắc phục điểm hạn chế của việc lưu file truyền thống trên máy tính. Thay vào đó, các thông tin lưu trữ sẽ đảm bảo tính nhất quán, tránh tình trạng trùng lặp thông tin. 

Mặt khác, CSDL còn giúp tăng cường khả năng chia sẻ dữ liệu đa dạng. Người dùng chỉ cần có mật khẩu là có thể dễ dàng truy cập vào cơ sở dữ liệu ở bất kỳ thời gian nào, bất kỳ đâu trên thế giới.

Các mô hình cơ sở dữ liệu

Mô hình dữ liệu phân cấp

Tên tiếng anh của mô hình này là Hierarchical model. Hierarchical model là dạng mô hình cơ sở dữ liệu ra đời đầu tiên, vào khoảng những năm 60. 

Cấu trúc của mô hình gồm nhiều nút, trong đó, mỗi nút đều giữ những vai trò riêng và để biểu diễn cho một thực thể nhất định. Giữa hai nút sẽ được liên kết với nhau theo từng mối quan hệ.

Điểm nổi bật của mô hình dữ liệu phân cấp là dễ xây dựng và thao tác, thích hợp sử dụng trong các tổ chức phân cấp nhân sự thuộc các doanh nghiệp, công ty. Song, bên cạnh tính năng đó thì Hierarchical model còn ẩn chứa nguy cơ xảy ra tình trạng lặp lại bản ghi, gây dư thừa và không nhất quán.

Mô hình dữ liệu quan hệ

Mô hình cơ sở dữ liệu quan hệ dịch sang tiếng anh là Relational model. Vậy, bản chất của mô hình cơ sở dữ liệu quan hệ là gì? Đây là mô hình dựa trên mối quan hệ giữa lý thuyết tập hợp và đại số quan hệ. 

Ưu điểm của mô hình là tính chặt chẽ cao, các dữ liệu được mô tả một cách rõ ràng, do đó, mức độ thông dụng là cao nhất hiện nay. Ngoài ra, mô hình còn được tổ chức dưới dạng bảng các phép toán thao tác thông qua dữ liệu dựa trên lý thuyết tập hợp của toán học. Từ đó giúp việc sử dụng các phép toán như hợp, giao, tích đề các, chia, trừ… được thuận tiện hơn.

Mô hình dữ liệu mạng

Mô hình dữ liệu mạng hay còn gọi là Network model, là mô hình có cấu trúc dữ liệu tổ chức được thể hiện dưới dạng một đồ thị hướng. Trong đó, các các đỉnh chính là các thực thể, còn các cung được hiểu là quan hệ giữa hai đỉnh (giữa hai thực thể). Thông thường, một kiểu bản ghi sẽ liên kết với nhiều kiểu bản ghi khác.

Network model cho phép người dùng dễ dàng biểu diễn đa dạng các ngữ nghĩa theo kiểu bản ghi hay móc nối và truy vấn. Mặc dù vậy, mô hình này vẫn còn tồn tại những hạn chế như: biểu diễn ngữ nghĩa, số lượng con trỏ lớn và có sự móc nối giữa các bản ghi với nhau.

Các loại kiến trúc thuộc hệ cơ sở dữ liệu

Hệ cơ sở dữ liệu tập trung

Hệ CSDL tập trung có vai trò lưu toàn bộ các dữ liệu tại một máy hoặc một hệ thống máy được kết nối với máy chủ. Với hệ CSDL tập trung thường có 3 kiểu riêng biệt, đó là:

Hệ CSDL cá nhân: Là hệ CSDL 1 người dùng, chính vì thế, vai trò thiết kế, tạo lập, cập nhật  hoặc bảo trì CSDL là do cá nhân thực hiện. Ngoài ra, đây cũng là người thực hiện việc khai thác thông tin, tự lập và hiển thị báo cáo.

Hệ CSDL trung tâm: Đây là hệ đặt ở máy tính trung tâm, có kết nối với nhiều máy khác, và người dùng sử dụng từ xa thông qua các thiết bị đầu cuối cùng các phương tiện truyền thông.

Hệ CSDL khách – chủ: Đây là hệ gồm nhiều thành phần và các thành phần sẽ tương tác với nhau để tạo nên một hệ thống hoàn chỉnh đáp ứng yêu cầu. Hệ cấu trúc này giúp nâng cao khả năng thực hiện, giúp dễ dàng bổ sung thêm máy khách,…

Hệ cơ sở dữ liệu phân tán

CSDL phân tán có 2 loại chính gồm:

Hệ CSDL phân tán thuần nhất: có đặc điểm là các nút trên mạng đều thuộc chung và dùng một hệ quản trị.

Hệ CSDL phân tán hỗn hợp: lúc này, các nút trên mạng sẽ phân tách và dùng các hệ quản trị khác nhau.

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu là gì?

Đây là chương trình phần mềm có vai trò thực hiện việc lưu trữ, quản lý cơ sở dữ liệu. Điều kiện cần của việc lưu trữ này là hệ quản trị CSDL sẽ phải đảm bảo tính cấu trúc trong cơ sở dữ liệu, đồng thời hỗ trợ việc đọc, chỉnh sửa, thêm hay xóa dữ liệu trên CSDL một cách nhanh chóng, dễ dàng.

Một số hệ quản trị CSDL phổ biến hiện nay gồm: Microsoft Access, Oracle, MySQL, PostgreSQL và SQL Server…

Thông qua hệ quản trị này sẽ giúp các nhà quản trị hệ thống thực hiện thao tác như: tìm kiếm, lọc, xóa, chỉnh sửa hoặc tạo mới dữ liệu… đơn giản, thuận tiện hơn. Và để tạo cơ sở dữ liệu, các nhà quản trị hệ thống sẽ sử dụng ngôn ngữ truy vấn có tính cấu trúc như: Structured Query Language hay SQL…