CHNG 3 QUN TR D LIU MIS MIS
- Slides: 49
CHƯƠNG 3: QUẢN TRỊ DỮ LIỆU MIS
MIS MỤC TIÊU 1 › Cách thức quản lý dữ liệu dựa trên phương pháp cơ sở dữ liệu có nhiều ưu điểm hơn phương pháp dựa trên tệp (file-based) – Định nghĩa các khái niệm cơ bản về quản lý dữ liệu và các thuật ngữ có liên quan – Giới thiệu Mô hình dữ liệu quan hệ và liệt kê các tính năng cơ bản 2
MIS MỤC TIÊU 2 › Một CSDL được thiết kế và quản lý tốt sẽ là một công cụ rất hữu ích cho việc ra quyết định trong kinh doanh – Xác định các chức năng cơ bản thực hiện bởi các hệ quản trị CSDL và mô tả một vài hệ quản trị CSDL thông dụng 3
MIS MỤC TIÊU 3 › Các ứng dụng CSDL phát triển rất nhanh chóng và có những ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả kinh doanh – Xác định và miêu tả ngắn gọn về các ứng dụng CSDL hiện tại 4
NỘI DUNG 1 Quản lý dữ liệu 2 Thiết kế cơ sở dữ liệu 3 Hệ quản trị cơ sở dữ liệu 28 -Nov-20 5
MIS 1 Quản lý dữ liệu 1. 1. Kiến trúc phân tầng dữ liệu 1. 2. Một số khái niệm cơ bản 1. 3. Các phương pháp quản lý dữ liệu 6
MIS 1. 1. Kiến trúc phân tầng dữ liệu › Bit (a binary digit): Là một mạch điện, có 2 trạng thái bật hoặt tắt › Byte: gồm 8 bits › Ký tự (Character): Mỗi một byte biểu diễn một ký tự - đơn vị cơ bản nhất để biểu diễn dữ liệu, thông tin. Ký tự đó có thể là chữ cái, chữ số, hoặc ký tự đặt biệt › Trường (Field): mô tả một thuộc tính của một chủ thể (như tên của nhân viên, địa chỉ của khách hàng, …) hoặc một hành động (như doanh số của hoạt động bán hàng, thu nhập của hoạt động đầu tư…). 7
MIS 1. 1. Kiến trúc phân tầng dữ liệu › Bản ghi (Record): là tập hợp các trường dữ liệu có liên quan nào đó › Tệp (File): tập hợp các bản ghi của cùng một đối tượng chung › Cơ sở dữ liệu (Database): là tập hợp các tệp dữ liệu có liên quan với nhau › Hierarchy of data – Bits, characters, fields, records, files, and databases 8
MIS Hình 3. 1: Kiến trúc phân tầng dữ liệu 9
MIS 1. 2. Một số khái niệm cơ bản › Thực thể - Entity: Là một lớp chung về người, địa điểm, vật. Ví dụ thực thể nhân viên, thực thể khách hàng, … › Thuộc tính - Attribute: là đặc điểm của một thực thể. › Giá trị thuộc tính - Data item: Là giá trị cụ thể của một thuộc tính của một thực thể cụ thể, thường được biểu diễn trong các trường dữ liệu. › Khóa - Key: Là trường hay một tập các trường dùng để nhận dạng một bản ghi. › Khóa chính - Primary key: Là trường hay tập các trường dùng để nhận dạng tính duy nhất của một bản ghi, 10
Example Trong bảng trên hãy chỉ ra đâu là: Thực thể? Ký tự? Thuộc tính? Trường? Giá trị thuộc tính? Bản ghi? Khóa chính? Tệp? Bản ghi? 11
MIS 1. 2. Một số khái niệm cơ bản Hình 2: Thực thể, thuộc tính, khóa 12
MIS 1. 3. Các phương pháp quản lý dữ liệu › Phương pháp truyền thống (Traditional approach): Quản lý dữ liệu thông qua các tệp dữ liệu, nghĩa là mỗi chương trình sẽ sử dụng một hay một vài tệp dữ liệu riêng – Dư thừa dữ liệu (redundancy): Sự trùng lắp dữ liệu ở các tệp dữ liệu khác nhau – Toàn vẹn dữ liệu (data integrity): cùng một thông tin nhưng trong 2 tệp khác nhau có giá trị khác nhau › Phương pháp dựa trên CSDL - Database approach : Dữ liệu được tập trung một chỗ và dùng chung cho nhiều chương trình – Quản lý tập trung các tệp dữ liệu – Quản lý dựa trên mối liên kết giữa các tệp dữ liệu 13
MIS Traditional approach Hình 3. 3: Phương pháp quản lý dữ liệu truyền thống 14
MIS Database Approach Hình 3. 4: Phương pháp quản lý dữ liệu dựa trên cơ sở dữ liệu 15
MIS Quản lý dữ liệu dựa trên cơ sở dữ liệu › Ưu điểm – – – – – Cải thiện hiệu quả sử dụng dữ liệu mang tính chất chiến lược Giảm bớt sự dư thừa dữ liệu Đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu Dễ dàng sửa đổi, cập nhật dữ liệu Dữ liệu và chương trình độc lập với nhau Truy cập dữ liệu và thông tin dễ dàng hơn Chuẩn hóa việc sử dụng dữ liệu Cung cấp một khuôn mẫu cho việc phát triển ứng dụng Đảm bảo an toàn dữ liệu 16
MIS Quản lý dữ liệu dựa trên cơ sở dữ liệu › Nhược điểm: – Quản lý phức tạp hơn phương pháp truyền thống – Khó khắc phục hơn nếu có sự cố xảy ra – Chi phí quản lý đắt hơn 17
MIS 2. 1. Thiết kế cơ sở dữ liệu › Khi xây dựng một cơ sở dữ liệu, cần xem xét các khía cạnh – Nội dung: Dữ liệu loại nào sẽ được thu thập? Mức chi phí thu thập dữ liệu bao nhiều là hợp lý? – Truy cập: Người dùng sẽ được cấp quyền truy cập loại dữ liệu nào? Và khi nào được truy cập dữ liệu? – Cấu trúc logic: Dữ liệu nên được sắp xếp như thế nào để người dùng dễ hiểu và sử dụng? – Tổ chức vật lý: Dữ liệu nên được lưu trữ ở thiết bị vật lý nào? 18
MIS 2. 1. Thiết kế cơ sở dữ liệu › Xây dựng cơ sở dữ liệu yêu cầu 2 loại thiết kế – Thiết kế logic (Logical design): Thiết kế mối quan hệ logic giữa các tệp dữ liệu. › Xác định các quan hệ › Chuẩn hóa các quan hệ – Thiết kế vật lý (Physical design): › Xây dựng các bảng trong CSDL quan hệ › Hỗ trợ các cài đặt vật lý trong CSDL 19
2. 2 - MÔ HÌNH HÓA DỮ LIỆU Mô hình dữ liệu - Data model: Lược đồ mô hình các thực thể dữ liệu và mối quan hệ giữa chúng Lược đồ Quan hệ Thực thể - Entityrelationship (ER) diagrams: Các mô hình dữ liệu sử dụng các ký hiệu đồ họa để biểu diễn tổ chức dữ liệu và mối quan hệ giữa các dữ liệu Hình 3. 5: Lược đồ quan hệ thực thể đặt hàng của khách hàng 20
MIS 2. 3. Mô hình HQTCSDL quan hệ › Mô hình quan hệ - Relational model: Dữ liệu được biểu diễn ở dạng bảng 2 chiều với các dòng và các cột › Trong mô hình quan hệ: – Mỗi dòng biểu biễn một thể hiện cụ thể của thực thể (Entity Instance) – Mỗi cột biểu diễn một thuộc tính (Attributes) – Miền giá trị (Domain): Thể hiện ràng buộc về mặt giá trị của mỗi thuộc tính 21
2. 3. MÔ HÌNH DỮ LIỆU QUAN HỆ Hình 3. 6: Mô hình dữ liệu quan hệ 22
MIS 2. 3. Mô hình dữ liệu quan hệ v Trong mô hình dữ liệu quan hệ có 3 dạng quan hệ mô tả sự liên hệ giữa các dữ liệu, đó là quan hệ một – một, một - nhiều và nhiều – nhiều § Quan hệ 1 -1: ổ khóa – chìa khóa § Quan hệ 1 -n: hóa đơn – khách hàng § Quan hệ n-n: sinh viên – môn học 23
MIS 2. 3. Mô hình dữ liệu quan hệ › Các thao tác với dữ liệu – Phép chọn (Selecting): Lấy dữ liệu thỏa mãn một điều kiện cho trước – Phép chiếu (Projecting): Lấy các thuộc tính trong một bảng – Phép liên kết (Linking): Kết nối 2 hay nhiều bảng có chung một thuộc tính 24
MIS Thao tác với dữ liệu Hình 3. 7: Kết nối 3 bảng có chung thuộc tính 25
MIS 3 Hệ quản trị cơ sở dữ liệu 3. 1. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu 3. 2. Quản trị cơ sở dữ liệu 3. 3. Phân loại hệ quản trị cơ sở dữ liệu 3. 4. Lựa chọn hệ quản trị cơ sở dữ liệu 3. 5. Trình ứng dụng cơ sở dữ liệu 26
MIS 3. 1. Hệ Quản trị Cơ sở dữ liệu – HQTCSDL là tập hợp các phần mềm cho phép định nghĩa các cấu trúc để lưu trữ thông tin trên máy, nhập dữ liệu, thao tác trên các dữ liệu đảm bảo sự an toàn và bí mật của dữ liệu. – Định nghĩa cấu trúc CSDL: bao gồm việc xác định kiểu dữ liệu, cấu trúc và những ràng buộc cho dữ liệu được lưu trữ trong CSDL. – Nhập dữ liệu: Là việc lưu trữ dữ liệu vào các thiết bị lưu trữ trung gian được điều khiển bằng HQTCSDL. – Thao tác dữ liệu: thao tác trên CSDL bao gồm những chức năng như truy xuất cơ sở dữ liệu để tìm kiếm thông tin cần thiết, cập nhật cơ sở dữ liệu và tổng hợp những báo cáo từ dữ liệu. 27
MIS 3. 1. Hệ Quản trị Cơ sở dữ liệu › Là lớp giao tiếp giữa – Cơ sở dữ liệu và chương trình – Cơ sở dữ liệu và người dùng › Cung cấp góc nhìn người dùng – Giản đồ (Schema): Mô tả cấu trúc cơ sở dữ liệu và những ràng buộc trên dữ liệu – Khung nhìn người dùng: Người dùng có thể truy cập phần cơ sở dữ liệu đã được cấp phát quyền – Giản đồ con (Subschema) + Chứa các mô tả về các phần cơ sở dữ liệu con + Xác định người dùng nào có thể nhìn thấy và sửa phần dữ liệu nào + Được sử dụng để tạo các khung nhìn khác nhau cho người dùng 29
MIS Hình 3. 10: Cung cấp góc nhìn người dùng với Schemas và Subschemas 30
MIS 3. 1. Hệ Quản trị Cơ sở dữ liệu › Các loại cơ sở dữ liệu – Đơn người dùng – Đa người dùng 31
MIS 3. 1. Quản trị cơ sở dữ liệu › Tạo và sửa cơ sở dữ liệu – Ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu - Data definition language (DDL) › Tập hợp câu lệnh/chỉ dẫn (instructions/commands) dùng để định nghĩa, mô tả dữ liệu và mối quan hệ dữ liệu trong cơ sở dữ liệu › Cho phép người tạo cơ sở dữ liệu mô tả dữ liệu và mối quan hệ cơ sở dữ liệu qua giản đồ và giản đồ con (schema and subschemas) – Từ điển dữ liêu - Data dictionary: giải thích và mô tả chi tiết dữ liệu trong cơ sở dữ liệu 32
MIS Tạo và sửa cơ sở dữ liệu Hình 3. 11: Sử dụng DDL để định nghĩa Schema 33
MIS Tạo và sửa cơ sở dữ liệu Hình 3. 12: Một ví dụ từ điển dữ liệu thông thường 34
MIS 3. 1. Quản trị cơ sở dữ liệu › Thao tác với dữ liệu và tạo báo cáo – Query-By-Example (QBE): Phương pháp truy vấn cơ sở dữ liệu trực quan – Ngôn ngữ xử lý dữ liệu - Data manipulation language (DML): Các câu lệnh xử lý dữ liệu trong cơ sở dữ liệu – Ngôn ngữ truy vấn cấu trúc - Structured Query Language (SQL): Ngôn ngữ truy vấn chuẩn của ANSI cho cơ sở dữ liệu quan hệ – Các chương trình cơ sở dữ liệu có thể tạo báo cáo, tài liệu và các đầu ra khác 35
MIS Thao tác với dữ liệu và tạo báo cáo Hình 3. 16: Xuất dữ liệu 36
LƯU TRỮ VÀ LẤY DỮ LIỆU - Chương trình truy cập dữ liệu từ hệ quản trị cơ sở dữ liệu theo một đường dẫn logic (logical access path) - Hệ quản trị cơ sở dữ liệu truy xuất dữ liệu từ thiết bị lưu trữ qua một đường dẫn vật lý (physical access path) 37
MIS 3. 2. Người dùng cơ sở dữ liệu v Người lập trình ứng dụng: là người phát triển ứng dụng để người dùng cuối có thẻ sử dụng để tương tác với cơ sở dữ liệu v Người dùng cuối: người dùng cuối có thể tương tác với cơ sở dữ liệu thông qua chương trình ứng dụng 38
MIS 3. 2. Người dùng cơ sở dữ liệu › Nhà quản trị cơ sở dữ liệu (DBA): Có nhiệm vụ duy trì môi trường cơ sở dữ liệu – Thiết kế, thực thi và duy trì hệ thống cơ sở dữ liệu và hệ quản trị cơ sở dữ liệu – Phân quyền cho người dùng – Đào tạo nhân viên – Chịu trách nhiệm bảo vệ an toàn, Backup thông tin khi có sự cố 39
MIS 3. 3. Phân loại hệ quản trị cơ sở dữ liệu › Các hệ QTCSDL phổ biến – Hệ quản trị cơ sở dữ liệu phổ biến với người dùng cuối: Microsoft Access and Corel Paradox – Hiện nay hệ quản trị cơ sở dữ liệu chủ yếu do IBM, Oracle, and Microsoft cung cấp – Một vài hệ quản trị cơ sở dữ liệu mã nguồn mở: Postgre. SQL and My. SQL – Rất nhiều chương trình quản trị cơ sở dữ liệu theo phương pháp truyền thống vẫn được sử dụng trong các hệ điều hành mã nguồn mở 40
MIS 3. 3. Phân loại hệ quản trị cơ sở dữ liệu › Hệ quản trị cơ sở dữ liệu mục đích đặc biệt – Summation and Concordance – Case. Map – Live. Note – Scottish Intelligence Database (SID) – Global. Spec 41
MIS 3. 4. Lựa chọn hệ quản trị cơ sở dữ liệu › Những điểm cần lưu ý khi lựa chọn hệ quản trị cơ sở dữ liệu – – – – Kích thước của cơ sở dữ liệu Số người dùng cùng một thời điểm Thực thi Khả năng tương tác với các hệ thống khác Đặc điểm của hệ quản trị cơ sở dữ liệu đó Lựa chọn nhà cung cấp Chi phí xây dựng hệ thống 42
MIS 3. 4. Lựa chọn hệ quản trị cơ sở dữ liệu › Hệ quản trị cơ sở dữ liệu thường được sử dụng kết nối với chương trình đã được đóng gói hoặc kết nối tới internet › Một hệ quản trị cơ sở dữ liệu có thể đóng vai trò là frontend application hoặc một back-end application – Front-end application: Tương tác với người dùng – Back-end application: Tương tác với chương trình 43
MIS 3. 4. Lựa chọn hệ quản trị cơ sở dữ liệu › Kết nối cơ sở dữ liệu với Internet – Cơ sở dữ liệu của một tập đoàn có thể được truy cập bởi khách hàng, nhà cung cấp hay nhân viên thông qua: › The Internet › Intranets › Extranets – Semantic Web: Phát triển một tương tác kết nối giữa cơ sở dữ liệu truyền thống với Internet 44
MIS 3. 5 Hệ quản trị cơ sở dữ liệu hướng đối tượng › Quản trị cơ sở dữ liệu hướng đối tượng (Object – oriented database management - OODB) – Lưu trữ cả dữ liệu và phương pháp xử lý chúng – Phương thức (Method): thủ tục (procedure) hoặc hành vi (action) – Thông báo (Message): Yêu cầu thực thi một phương thức › Hệ quản trị cơ sở dữ liệu hướng đối tượng (Object-oriented database management system) – Chương trình điều khiển cơ sở dữ liệu hướng đối tượng, cung cấp giao diện người dùng và kết nối với chương 45
MIS 3. 5 Hệ quản trị cơ sở dữ liệu hướng quan hệ › Hệ quản trị cơ sở dữ liệu hướng quan hệ - Object-relational database management system (ORDBMS) – Hệ quản trị cơ sở dữ liệu có thể xử lý dữ liệu hình ảnh, âm thanh (audio, video, graphical) 46
MIS 3. 5. Visual, Audio, and Other Database Systems › Hệ cơ sở dữ liệu hình ảnh (Visual database systems) › Hệ cơ sở dữ liệu âm thanh (Audio database systems) › Hệ cơ sở dữ liệu ảo (Virtual database systems) › Công nghệ dữ liệu không gian (Spatial data technology) 47
MỘT SỐ XU HƯỚNG VỀ CSDL - Data Warehouse - Data Mart - Big Data - Data Mining 48
MIS TÓM TẮT CHƯƠNG › Cấu trúc phân tầng của dữ liệu: bits, characters, fields, records, files, and databases › Một thực thể là một lớp tổng quát của các đối tượng (objects) mà dữ liệu về chúng được thu thập, lưu trữ và xử lý › Attribute: các thuộc tính của một thực thể › Data model: Lược đồ của các thực thể và quan hệ giữa chúng › Mô hình dữ liệu quan hệ: biểu diễn dữ liệu trong một bảng 2 chiều 49
MIS TÓM TẮT CHƯƠNG › Phép toán lựa chọn: lấy dữ liệu thỏa mãn một yêu cầu ràng buộc › Phép chiếu: lấy ra thuộc tính của một bảng › Hệ quản trị cơ sở dữ liệu là lớp giao tiếp giữa: – Cơ sở dữ liệu và chương trình – Cơ sở dữ liệu và người dùng › Từ điển dữ liệu: Mô tả chi tiết dữ liệu được sử dụng trong cơ sở dữ liệu › Cơ sở dữ liệu hướng đối tượng lưu trữ cả dữ liệu và phương pháp xử lý chúng 50