bài giảng chương i kiến trúc tổng quát của một hệ quản trị cơ sở dữ liệu

Kiến trúc tổng quát của một hệ quản trị cơ sở dữ liệu...  Hệ thống tập tin cổ điển file systems  Cơ sở dữ liệu Database  Các đối tượng sử dụng CSDL... Ít tốn thời gian, chi phí thấp 

Chương I Kiến trúc tổng quát của một hệ quản trị cơ sở dữ liệu

Nội dung

bằng máy tính.

Quá trình phát triển của các hệ xử

lý dữ liệu bằng máy tính.

 Hệ thống tập tin cổ điển (file systems)

 Cơ sở dữ liệu (Database)

 Các đối tượng sử dụng CSDL

Hệ thống tập tin cổ điển (file systems)

loại

đơn vị:

 Phòng Tổ chức hành chánh: Lý lịch chi tiết của CBCNV

 Phòng kế tóan: Phòng, họ tên, lương, phụ cấp, ngày

công…,

 Quản đốc phân xưởng: Họ tên, ngày công, ngày nghỉ,…

Hệ thống tập tin cổ điển (file systems)

 Ưu điểm:

 Gọn nhẹ, phù hợp thực tiễn Ít tốn thời gian, chi phí thấp

 Khả năng đáp ứng khai thác nhanh chóng và kịp thời

 Nhược điểm:

 Thông tin lưu nhiều nơi, dư thừa, không nhất quán

 Lãng phí thời gian cập nhật dữ liệu và lưu trữ

 Phối hợp tổ chức và khai thác là khó khăn

 Thiếu sự chia sẽ thông tin giữa các đơn vị và bộ phận.

 Khó khi nâng cấp ứng dụng.

 Không có người quản trị dữ liệu, mọi người có quyền sử dụng thêm, xóa, sửa  không an tòan, không bảo mật thông tin

Cơ sở dữ liệu (Database)

 Là HTTT có cấu trúc, được lưu trữ trên các thiết bị mang tin

từ tính, phục vụ việc khai thác thông tin của nhiều người sử dụng một cách đồng thời với nhiều mục đích khác nhau.

 Chia sẽ thông tin cho nhiều người sử dụng một cách đồng thời

 Đảm bảo dữ liệu truy xuất đồng thời theo nhiều cách khác nhau

 Tính độc lập giữa dữ liệu và chương trình / hệ thống ứng dụng

Các đối tượng sử dụng CSDL

 Quản trị viên (Database Administrator - DBA)

 Thiết kế viên (Database Designer)

 Người dùng cuối (End User)

dụng viết trước và truy cập qua khung nhìn hay sql.

trước.

Thiết kế viên

 Chịu trách nhiệm về

Lựa chọn cấu trúc phù hợp để lưu trữ dữ liệu

Quyết định những dữ liệu nào cần được lưu trữ.

Liên hệ với người dùng để nắm bắt được

những yêu cầu và đưa ra một thiết kế CSDL thỏa yêu cầu này.

Có thể là 1 nhóm các DBA quản lý các CSDL sau khi việc thiết kế hoàn tất

 Người sử dụng thường xuyên

Thường xuyên truy vấn và cập nhật CSDL nhờ vào một số

các chức năng đã được xây dựng sẳn

Định nghĩa hệ quản trị cơ sở dữ liệu

 Là một hệ thống phần mềm cung cấp các

công cụ để xây dựng và quản lý CSDL

Định nghĩa cấu trúc dữ liệu (DDL).

Cung cấp khả năng thao tác trên CSDL (MDL).

Hỗ trợ lưu trữ dữ liệu.

Điều khiển truy xuất dữ liệu giữa nhiều người dùng.

Các đặc trưng của dữ liệu trên CSDL

 Có tính độc lập

Vật lý (physical): Khi thay đổi tổ chức vật lý của CSDL thì

không làm ảnh hưởng đến chương trình đang khai thác CSDL đó

Luận lý (logical): Khi thay đổi mức quan niệm không làm ảnh hưởng đến các chương trình đang khai thác CSDL

 Bảo mật thông tin được đảm bảo chặt chẽ

Mỗi người sử dụng sẽ được cấp một quyền hạn sử dụng những

dữ liệu thuộc phạm vi của mình vào những thời điểm nhất định

An tòan trước sự cố thông qua các cơ chế sao lưu và phục hồi

dữ liệu một cách tự động

 Giải quyết tranh chấp dữ liệu thông qua các cơ chế cài đặt

Các đặc trưng của dữ liệu trên CSDL

Ba mức trừu tượng của dữ liệu.

 Kiến trúc 3 lược đồ

Người dùng

Lược đồ ngoài 1 … Lược đồ ngoài n

Lược đồ quan niệm

 Mức khung nhìn (mức ngoài)

Mô tả 1 phần nào đó của toàn bộ hệ thống

Những thông tin gì được lưu trữ trong CSDL

Có những mối quan hệ nào giữa những thông tin đó

Dữ liệu được lưu trữ như thế nào

Ba mức trừu tượng của dữ liệu.

Các thành phần chính của DBMS

Quản lý khôi phục

Xử lý truy vấn

Ngôn ngữ giao tiếp Quản lý

giao tác

Quản lý lưu trữ

Ngôn ngữ giao tiếp

 DBMS cung cấp giao diện lập trình để sử dụng với một ngôn ngữ lập trình CSDL

1 2 3 4 5 7 8

Quản lý khôi phục

đổi lên CSDL phải được ghi nhận lại.

 Đảm bảo CSDL vẫn nguyên vẹn khi có sự cố xảy ra

 Dựa vào nhật ký để phục hồi lại CSDL về trạng thái nhất quán trước đó

 Trạng thái thỏa tất cả các RBTV của CSDL đó

Xử lý truy vấn

 Biểu diễn câu truy vấn ở dạng ngôn ngữ cấp cao (SQL)

và thực hiện câu truy vấn có hiệu quả

 Query compiler – biên dịch

 Query parser

 Xây dựng cấu trúc hình cây từ câu truy vấn

 Query preprocessor

 Kiểm tra ngữ nghĩa của câu truy vấn

 Chuyển đổi cấu trúc cây sang ngôn ngữ đại số quan hệ

 Query optimizer

 Sắp xếp các phép toán nhằm mục đích tối ưu hóa câu truy vấn

Quản lý lưu trữ

đọc/ghi dữ liệu qua lại giữa bộ nhớ và thiết bị lưu trữ

Mô hình mạng

 Dữ liệu ~ tập các record

 Mối quan hệ giữa các dữ liệu ~ các link

 Các record được tổ chức thành tập các đồ thị tùy ý

Johnson 192-83-7465 Alma Palo Alto

Smith 019-28-3746 North Rye

Hayes 677-89-9011 Main Harison

Tuner 182-73-6091 Putnam Stamford

Jones 321-12-3123 Main Harison

Lindsay 336-66-9999 Park Pittsfield

TênKH MãKH ĐịaChỉ ThànhPhố

A-101 500 A-215 700 A-102 400 A-305 350 A-201 900 A-217 750 A-222 700

MãTK SốDư

Downtown Brooklyn 9000000 Perryridge Horseneck 1700000

Round Hill Horseneck 8000000 Mianus Woodside 1000000 Redwood Princeton 2000000 Brighton Brooklyn 7000000

TênCN ThànhPhố TổngTiền

TênKH MãKH ĐịaChỉ ThànhPhố MãTK

A-101 A-215 A-102 A-305

Johnson 192-83-7465 Alma Palo Alto A-201

A-217 A-222

A-101 500 A-215 700 A-102 400 A-305 350 A-201 900 A-217 750 A-222 700

MãTK SốDư

Khách hàng Tài khoản

Mô hình hướng đối tượng

 Cấu trúc 1 đối tượng

 Dữ liệu dưới dạng text

 Ngôn ngữ truy vấn – Xquery, Xpath

Theo kiến trúc

 Hệ thống tập trung: Các hệ CSDL tập trung chạy trên máy đơn và không trao đổi với các máy khác

Các hệ thống như vậy trải từ các hệ CSDL một người

sử dụng chạy trên các máy cá nhân ( PC ) đến các hệ CSDL hiệu năng cao chạy trên các hệ mainframe.

Theo kiến trúc (tt)

phân thành 2 loại: server giao dịch (transaction server) và server dữ liệu (data server)

Quá trình phát triển các HQT CSDL

 Những năm thập niên 60-70 người ta đã xây dựng các HQT CSDL theo 2 hướng: mạng và phân cấp.

 Năm 70 các nhà sản xuất đã đưa ra HQT CSDL có tên là CODASYL

 Năm 76 IBM đưa ra HQT CSDL đầu tiên theo mô hình quan hệ

của CODD mang tên SYSTEM-R và đã tồn tại được khỏang 2-3 năm sau đó.

 Năm 80, IBM đưa ra DB2 (hiện nay vẫn còn sử dụng) Các nhà sản xuất khác cũng đưa ra nhiều hệ CSDL khác, nhưng nổi tiếng nhất cho đến nay là 3 phần mềm quản trị CSDL: Oracle, SQL, Informix

và sysbase.

 Tới năm 90 người ta nghiên cứu các các hệ QT CSDL theo hướng đối tượng Tuy nhiên các HQTCSDL như thế hiện nay vẫn còn ít