Bài giảng Cơ sở dữ liệu và quản trị cơ sở dữ liệu - Chương 1: Tổng quan về Cơ sở dữ liệu - ThS. Nguyễn Vương Thịnh

Nội dung text: Bài giảng Cơ sở dữ liệu và quản trị cơ sở dữ liệu - Chương 1: Tổng quan về Cơ sở dữ liệu - ThS. Nguyễn Vương Thịnh

1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÀI GIẢNG HỌC PHẦN CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU Chương 1 TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU Giảng viên: ThS. Nguyễn Vương Thịnh Bộ môn: Hệ thống thông tin Hải Phòng, 2016
2. Thông tin về giảng viên Họ và tên Nguyễn Vương Thịnh Đơn vị công tác Bộ môn Hệ thống thông tin – Khoa Công nghệ thông tin Học vị Thạc sỹ Chuyên ngành Hệ thống thông tin Cơ sở đào tạo Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc Gia Hà Nội Năm tốt nghiệp 2012 Điện thoại 0983283791 Email thinhnv@vimaru.edu.vn Website 2
3. Thông tin về học phần Tên học phần Cơ sở dữ liệu và quản trị cơ sở dữ liệu Tên tiếng Anh Database and Database Management Mã học phần 17425 Số tín chỉ 04 tín chỉ (LT: 45 tiết, TH: 30 tiết) Bộ môn phụ trách Hệ thống thông tin PHƯƠNG PHÁP HỌC TẬP, NGHIÊN CỨU ❖ Nghe giảng, thảo luận, trao đổi với giảng viên trên lớp. ❖ Tự nghiên cứu tài liệu và làm bài tập ở nhà. PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ❖ SV phải tham dự ít nhất 75% thời gian. ❖ Có 02 bài kiểm tra viết giữa học phần (X2 = (L1 + L2)/2), 01 bài kiểm tra thực hành (X3). Điểm quá trình X = (X2 + X3)/2. ❖ Thi kết thúc học phần bằng hình thức trắc nghiệm khách quan 3 trên máy tính (Z = 0.5X + 0.5Y).
4. Tài liệu tham khảo 1. Elmasri, Navathe, Somayajulu, Gupta, Fundamentals of Database Systems (the 4th Edition), Pearson Education Inc, 2004. 2. Nguyễn Tuệ, Giáo trình Nhập môn Hệ Cơ sở dữ liệu, Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam, 2007. 3. Nguyễn Kim Anh, Nguyên lý của các hệ Cơ sở dữ liệu, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội, 2004. 4
5. Tài liệu tham khảo 5
6. TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU 1.1. KHÁI NIỆM VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU 1.2. HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU 1.3. CÁC MỨC TRỪU TƯỢNG VÀ CÁC MÔ HÌNH DỮ LIỆU 1.4. SỰ ĐỘC LẬP DỮ LIỆU VÀ LƯỢC ĐỒ 03 MỨC 6
7. ❖ Cơ sở dữ liệu (Database) có thể xem là một tập hợp các dữ liệu có quan hệ với nhau (related data). Dữ liệu (Data) là thông tin về những sự kiện đã biết (sự vật, hiện tượng/đối tượng trong thế giới thực), được ghi lại trên các phương tiện lưu trữ và mang một ý nghĩa ngầm định. Name Sex Age Job Smith M 45 Teacher Dữ liệu (data) Name Sex Age Job Tony M 50 Doctor Smith M 45 Teacher Marry F 22 Student Ông Smith là một người đàn ông trung niên (khoảng 45 Tom M 26 Police tuổi) làm nghề giáo viên Cơ sở dữ liệu 7 Thông tin (Information) (Database)
8. CÁC THUỘC TÍNH CỦA CƠ SỞ DỮ LIỆU: ❖ Cơ sở dữ liệu thường phản ánh một khía cạnh nào đó của thế giới thực (miniworld). Mọi thay đổi của thế giới thực trong phạm vi đó đều phải được phản ánh trong cơ sở dữ liệu. Job Name Sex Age Job Book Seller Smith M 45 Teacher Ông Smith chuyển từ nghề giáo viên sang làm nhân viên phát hành sách (book seller) 8
9. ❖ Cơ sở dữ liệu là một tập hợp dữ liệu có quan hệ logic chặt chẽ với nhau và mang một ý nghĩa nào đó. Một tập hợp hỗn tạp và ngẫu nhiên của dữ liệu không thể xem là một cơ sở dữ liệu. 9
10. ❖ Một cơ sở dữ liệu được thiết kế, xây dựng và lưu trữ dữ liệu cho một mục đích cụ thể nào đó. Nó hướng tới một nhóm người dùng và những ứng dụng mà nhóm người dùng này quan tâm. Nhà quản lý CSDL giao nhận Phần mềm quản lý Container tại bãi Nhân viên giao nhận Container tại bãi 10
11. 1.2.1. KHÁI NIỆM Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS): là một tập hợp các chương trình phần mềm cho phép tạo ra (create) và duy trì, khai thác (maintain) các cơ sở dữ liệu. 11
12. 1.2.2. CHỨC NĂNG CỦA HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU ❖ Hệ quản trị CSDL là một hệ thống phần mềm có tính năng tổng quát, cung cấp các chức năng cho phép định nghĩa (thiết kế) (defining), xây dựng (constructing), khai thác (manipulating) và chia sẻ (sharing) các cơ sở dữ liệu giữa những người dùng và ứng dụng khác nhau. A. Định nghĩa/Thiết kế CSDL (Defining): xác định ra các kiểu dữ liệu, các cấu trúc, các ràng buộc đối với dữ liệu được lưu trữ. B. Xây dựng CSDL (Constructing): là tiến trình lưu trữ bản thân dữ liệu của CSDL lên các thiết bị lưu trữ dưới sự điều khiển của hệ quản trị CSDL. 12
13. C. Khai thác CSDL (Manipulating): bao gồm các chức năng như truy vấn để lấy về dữ liệu, cập nhật CSDL để phản ánh những thay đổi của thế giới thực, kết xuất các báo biểu (report) từ dữ liệu D. Chia sẻ CSDL (Sharing): cho phép nhiều người dùng và ứng dụng truy xuất CSDL đồng thời. E. Bảo vệ CSDL (Protection): ❖ Bảo vệ hệ thống (System Protection): ngăn ngừa những sự cố có thể xảy ra đối với CSDL do sự hỏng hóc của phần cứng hoặc phần mềm. ❖ Bảo mật CSDL (Security Protection): ngăn ngừa những truy cập trái phép vào CSDL. F. Duy trì CSDL (Maintain): cho phép những thay đổi (tiến hóa) trong CSDL để phù hợp với sự thay đổi của thế giới 13thực.
14. Người dùng/Lập trình viên Chương trình ứng dụng/Truy vấn (Application Programs/Queries) Phần mềm xử lý truy vấn/chương trình (Software to process queries/programs) Hệ quản trị CSDL Phần mềm truy xuất dữ liệu được lưu trữ (Software to Access Stored Data) Dữ liệu cấu trúc Dữ liệu lưu trữ (Meta – Data) (Stored Database) 14
15. 1.3.1. SỰ TRỪU TƯỢNG DỮ LIỆU (DATA ABSTRACTION) ❖ Cho phép tạo ra sự độc lập tương đối giữa chương trình và dữ liệu → Không cần thay đổi chương trình ứng dụng khi cấu trúc lưu trữ dữ liệu thay đổi. Hệ quản trị CSDL 15
16. ❖ Hệ quản trị CSDL cung cấp khả năng biểu diễn dữ liệu ở mức khái niệm (conceptual representation): ẩn giấu đi chi tiết của việc lưu trữ dữ liệu và thực thi các thao tác trên dữ liệu. ❖ Mô hình dữ liệu (Data Model) là một kiểu trừu tượng hóa cho phép biểu diễn dữ liệu ở mức khái niệm bằng cách sử dụng các khái niệm logic như: đối tượng (object), thuộc tính (property), liên kết giữa các đối tượng (relationship), → ẨN GIẤU ĐI CHI TIẾT VỀ VIỆC LƯU TRỮ VÀ THỰC THI TRÊN CƠ SỞ DỮ LIỆU. 16
17. 1.3.2. CÁC LOẠI MÔ HÌNH DỮ LIỆU A. Mô hình dữ liệu mức khái niệm (Conceptual Data Model) ❖ Sử dụng các khái niệm gần gũi với nhận thức của người dùng cuối như: Thực thể (Entity), Thuộc tính (Attribute), Liên kết (Relationship), Giới Tính Ngày Sinh Họ Tên Người Phụ N Phụ 1 Mã NV Họ Tên Thuộc Thuộc Nhân Viên Tình Trạng Quan Hệ Chuyên Sức Khỏe Môn Ngoại Trình độ Ngữ 17
18. B. Mô hình dữ liệu mức vật lý (Physical Data Model) ❖ Sử dụng các khái niệm mô tả chi tiết cách thức lưu trữ dữ liệu trên bộ nhớ → Chỉ phù hợp với các chuyên gia tin học, khó hiểu với người dùng cuối. Record 0 Record 1 Record 2 Record 3 P Record 3 Record 4 Record 5 Record 6 18
19. C. Mô hình dữ liệu mức logic (Implementation Data Model): ❖ Là mức trung gian của 2 mức trên. ❖ Sử dụng các khái niệm có thể hiểu được với dùng cuối những cũng khá gần gũi với cách thức lưu trữ dữ liệu trên máy tính. Mã Lớp Tên Lớp Phòng học L1 Word T001 P203 Học Viên Lớp L2 Word T002 P204 Mã Lớp Mã HV Mã HV Tên HV Năm Điểm Mã Sinh Thi Lớp Tên Lớp Tên HV HV01 An 1984 5.5 L1 Phòng Học Năm Sinh HV02 Bình 1989 7.0 L2 Điểm Thi HV03 Cường 1985 6.5 L1 Mã Lớp 19
20. Người dùng cuối (End User) Khung nhìn Khung nhìn MỨC NGOÀI ngoài ngoài (External Level) . . . (External View) (External View) Ánh xạ mức ngoài – mức khái niệm MỨC KHÁI NIỆM Lược đồ khái niệm (Conceptual Level) (Conceptual Schema) Ánh xạ mức khái niệm – mức trong MỨC TRONG Lược đồ trong (Internal Level) (Internal Schema) CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐƯỢC LƯU TRỮ 20 (Stored Database)
21. A. Mức trong (Internal Level) ❖ Bao gồm một lược đồ trong (Internal Schema) dùng để mô tả cấu trúc lưu trữ vật lý của cơ sở dữ liệu. ❖ Lược đồ trong sử dụng mô hình dữ liệu mức vật lý (physical data model) và mô tả hoàn chỉnh chi tiết của việc lưu trữ dữ liệu và cách thức truy cập dữ liệu vật lý. B. Mức khái niệm (Conceptual Level) ❖ Bao gồm lược đồ khái niệm mô tả cấu trúc của toàn bộ cơ sở dữ liệu ứng với một nhóm các người dùng. ❖ Lược đồ khái niệm che dấu đi chi tiết của cấu trúc lưu trữ vật lý và chỉ tập trung vào mô tả các thực thể, kiểu dữ liệu, liên kết giữa các thực thể, các thao tác của người dùng và các ràng buộc . 21
22. C. Mức ngoài (External Level) ❖ Bao gồm một số các khung nhìn (user view) hay còn gọi là lược đồ ngoài (External Schema). ❖ Mỗi khung nhìn chỉ mô tả một phần của cơ sở dữ liệu mà một nhóm người dùng cụ thể quan tâm và che dấu toàn bộ phần còn lại đối với nhóm người dùng đó. SỰ ĐỘC LẬP DỮ LIỆU (DATA INDEPENDENCE) ❑ Độc lập dữ liệu mức logic: Là khả năng cho phép thay đổi lược đồ khái niệm mà không ảnh hưởng tới các lược đồ ngoài và chương trình ứng dụng. ❑ Độc lập dữ liệu mức vật lý: Là khả năng cho phép thay đổi lược đồ trong mà không ảnh hưởng tới 22 lược đồ khái niệm.
23. Q & A 23