Tích hợp cơ sở dữ liệu quan hệ và XML

Nhận thấy tính thiết thực của vấn đề này và được sự gợi ý của giáo viên hướng dẫn, em đã chọn đề tài “Tích hợp cơ sở dữ liệu quan hệ và XML” làm đề tài cho luận văn tốt nghiệp của mình.

Vũ Thị Tuyết - CNTT

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan, kết quả của luận văn là kết quả do bản thân tôi tự tìm hiểu, nghiên cứu và tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu khác nhau Luận văn tốt nghiệp là kết quả của quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện hoàn toàn nghiêm túc, trung thực của bản than Các tài liệu tham khảo được trích dẫn và chú thích đầy đủ

Thái Nguyên, ngày 15/10/2010

Người cam đoan

Vũ Thị Tuyết

Trước tiên tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến thầy PGS TS Đoàn Văn Ban đã định hướng và nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi rất nhiều

về mặt chuyên môn trong quá trình làm luận văn

Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến các thầy, các cô đã dạy dỗ và truyền đạt những kinh nghiệm quý báu cho chúng tôi trong suốt hai năm học cao học tại khoa Công nghệ thông tin - Đại học Thái Nguyên

Tôi xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp và gia đình, những người luôn gần gũi động viên, chia sẻ cùng tôi trong suốt thời gian làm luận văn tốt nghiệp

Thái Nguyên, tháng 11 năm 2010

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

i

MỤC LỤC

Trang Trang phụ bìa

Lời cam đoan

Lời cảm ơn

MỤC LỤC i

DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT iii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ XML VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ 4

1.1 Tổng quan về XML 4

1.1.2 Cấu trúc của tài liệu XML 4

1.1.2.1 Tài liệu XML 4

1.1.2.2 Cấu trúc của tài liệu XML 5

1.1.3 Các thành phần cơ bản trong tài liệu XML 6

1.1.4 Cấu trúc tài liệu XML hợp khuôn dạng 11

1.1.5 Định nghĩa kiểu tài liệu DTD (Document Type Definition) 13

1.1.6 Lược đồ XML (XML schema) 15

1.1.7 Bảng định kiểu CSS (Cascading Style Sheet) 16

1.1.8 Mô hình DOM (Document Object Model) 18

1.1.9 Phân tích tài liệu XML theo mô hình DOM 20

1.2 Cơ sở dữ liệu quan hệ 21

1.2.1 Cấu trúc cơ sở dữ liệu quan hệ 21

1.2.2 Ràng buộc toàn vẹn trên một cơ sở dữ liệu quan hệ 24

1.2.2.1 Định nghĩa 24

1.2.2.2 Các yếu tố của ràng buộc toàn vẹn 24

1.2.3 Chuẩn hóa một cơ sở dữ liệu quan hệ 25

1.3 Kết luận 27

CHƯƠNG 2: TÍCH HỢP CÁC HỆ THỐNG CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ VÀ XML 28

2.1 Phương pháp luận 28

2.1.1 Đối sánh nội dung của một CSDL quan hệ và một tài liệu XML 29

2.1.2 Cấu trúc và kiểu cơ chế của một tài liệu XML và một lược đồ

CSDL quan hệ 31

2.1.3 Tên duy nhất 34

2.1.4 Các giá trị rỗng và các giá trị mặc định 35

2.1.5 Quan hệ 36

2.1.6 Thứ tự 38

2.2 Chuyển một tài liệu XML sang một cơ sở dữ liệu quan hệ 39

2.3 Chuyển một CSDL quan hệ thành một tài liệu XML 41

2.3.1 Phi chuẩn các lược đồ quan hệ 42

2.3.2 Kết nối các CSDL đã phi chuẩn 45

2.3.3 Ánh xạ một CSDL quan hệ đã kết nối thành một DOM chính và chuyển thành một tài liệu XML 47

2.4 Kết luận 51

CHƯƠNG 3: THUẬT TOÁN TÍCH HỢP CÁC HỆ THỐNG CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ VÀ XML 52

3.1 Thuật toán 52

3.1.1 Đọc tài liệu XML dưới dạng sơ đồ hình cây 52

3.1.2 Hiển thị tài liệu XML dưới dạng bảng 54

3.1.3 Chuyển một CSDL quan hệ sang một tài liệu XML 55

3.2 Cài đặt thuật toán 55

3.3 Đánh giá kết quả 59

3.4 Kết luận 59

CHƯƠNG IV: CÀI ĐẶT THỬ NGHIỆM 60

4.1 Yêu cầu cài đặt: 60

- Phần mềm: 60

4.2 Giao diện của chương trình như sau: 60

KẾT LUẬN 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO 69

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

iii

DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Hiện nay có rất nhiều các giao dịch, tương tác thông qua Internet được phát triển rầm rộ, hàng loạt các ngôn ngữ và các giao thức giao tiếp, thiết kế trang web cũng ra đời để phục vụ cho những mục đích nhất định Có thể kể đến nhiều ngôn ngữ đã phổ biến như HTML, DHTML, Java, PHP, ASP,… mỗi loại có ưu và nhược điểm riêng

Ngôn ngữ XML (eXtensible Markup Language) mới phát triển trong

thời gian gần đây và được phổ biến rộng rãi (ở các ngôn ngữ NET) Không giới hạn và định nghĩa sẵn như HTML, XML cho phép người dùng tự định nghĩa ra các thành phần riêng và mở rộng tuỳ ý

XML trở nên phổ biến có rất nhiều nguyên nhân Điểm quan trọng nhất

là XML cho phép dễ dàng xử lý, chuyển tải và trao đổi dữ liệu giữa nhiều ứng dụng và tài liệu người dùng với các định dạng khác nhau

Nhận thấy tính thiết thực của vấn đề này và được sự gợi ý của giáo viên

hướng dẫn, em đã chọn đề tài “Tích hợp cơ sở dữ liệu quan hệ và XML” làm

đề tài cho luận văn tốt nghiệp của mình

2 Mục đích nghiên cứu

Luận văn tập trung tìm hiểu về XML và mô hình DOM, phương pháp

sử dụng mô hình DOM để chuyển một cơ sở dữ liệu quan hệ sang tài liệu XML và ngược lại

3 Đối tượng nghiên cứu

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

2

4 Giả thiết khoa học

Nếu chúng ta sử dụng công nghệ XML thì chúng ta không những có thể phát triển một tài liệu XML mới trong khi vẫn sử dụng các cơ sở dữ liệu đang tồn tại mà còn có thể trích rút các dữ liệu từ các tài liệu XML

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

nghiên cứu tiếp theo căn cứ vào các kết quả đã đạt được

6 Phạm vi nghiên cứu

Luận văn tập trung nghiên cứu các kiến thức có liên quan, các cơ sở lý thuyết: tài liệu XML, mô hình DOM, lý thuyết cơ sở dữ liệu, thuật toán chuyển đổi giữa cơ sở dữ liệu quan hệ và XML

7 Phương pháp nghiên cứu

 Đọc tài liệu: sách, báo và các tài liệu liên quan

 Phân tích - tổng hợp lý thuyết và xây dựng các thuật toán chuyển đổi một cơ sở dữ liệu quan hệ sang dạng tài liệu XML và ngược lại

Luận văn được trình bày gồm bốn chương:

 Chương 1: “Tổng quan về XML và cơ sở dữ liệu quan hệ” – Trình

bày tổng quan về cấu trúc một tài liệu XML, định nghĩa kiểu tài liệu DTD,

lược đồ, mô hình đối tượng tài liệu DOM, phân tích tài liệu XML theo mô hình DOM và các khái niệm cơ sở về cơ sở dữ liệu (CSDL) quan hệ

 Chương 2: “Tích hợp các hệ thống cơ sở dữ liệu và XML” – Giới

thiệu phương pháp luận chuyển một tài liệu XML sang một CSDL quan hệ và ngược lại

 Chương 3: “Thuật toán tích hợp các hệ thống cơ sở dữ liệu quan hệ và

XML” – Đưa ra thuật toán tích hợp các hệ thống cơ sở dữ liệu quan hệ và XML

 Chương 4: “Cài đặt thử nghiệm” – Trình bày việc cài đặt thuật toán

bằng ngôn ngữ lập trình C# trong môi trường ASP.NET, trên cơ sở xây dựng ứng dụng trang web “Đăng ký học tín chỉ” của trường Đại học Hàng Hải Việt Nam

Và phần cuối Kết luận – Tóm tắt các nội dung chính, các kết quả đạt

được và hướng nghiên cứu tiếp theo của luận văn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ XML VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU QUAN HỆ 1.1 Tổng quan về XML

1.1.1 Giới thiệu công nghệ XML

XML (viết tắt từ tiếng Anh eXtensible Markup Language, “Ngôn ngữ

Đánh dấu Mở rộng”) [2], [11] là ngôn ngữ đánh dấu với mục đích chung do W3C đề nghị, để tạo ra các ngôn ngữ đánh dấu khác Đây là một tập con đơn giản của SGML, có khả năng mô tả nhiều loại dữ liệu khác nhau Mục đích chính của XML là đơn giản hóa việc chia sẻ dữ liệu giữa các hệ thống khác nhau, đặc biệt là các hệ thống được kết nối với Internet Các ngôn ngữ dựa trên XML (thí dụ: RDF, RSS, MathML, XHTML, SVG, GML và Cxml) được định nghĩa theo cách thông thường, cho phép các chương trình sửa đổi và kiểm tra hợp lệ bằng các ngôn ngữ này mà không cần có hiểu biết trước về hình thức của chúng

1.1.2 Cấu trúc của tài liệu XML

1.1.2.1 Tài liệu XML

Một tài liệu HTML có thể tồn tại một số thẻ không đúng quy định (trình biên dịch sẽ bỏ qua những thẻ này) Tuy nhiên với một tài liệu XML thì điều này không thể xảy ra Khi xây dựng một tài liệu XML, nó phải tuân thủ theo một số quy luật nào đó Những tài liệu XML tuân thủ đúng những quy luật này được gọi là well-formed (tạm dịch là định dạng đúng) Với một tài liệu không phải là well–formed, Internet Explorer sẽ thông báo lỗi khi nạp tài liệu này

liệu XML được xem là hợp lệ nếu nó đảm bảo những quy tắc đặc tả trong tài liệu Document Type Definition (DTD) hay giản đồ (schema) Một DTD hay schema sẽ định nghĩa mọi thứ từ cấu trúc dữ liệu tới kiểu dữ liệu, những thuộc tính được yêu cầu, và những ràng buộc về thành phần và thuộc tính được kết

hợp trong tài liệu Phương thức kiểm tra tài liệu này thường được sử dụng trong giao tiếp giữa ứng dụng – ứng dụng, đảm bảo dữ liệu trao đổi hợp lệ tránh dẫn tới những ảnh hưởng của dữ liệu không hợp lệ trên toàn hệ thống

Tài liệu XML có thể viết bằng trình soạn thảo thông thường (Notepad), hay các trình soạn thảo chuyên dụng của XML: XML Notepad, XMLWriter, XML Spy,

1.1.2.2 Cấu trúc của tài liệu XML

Tài liệu XML chỉ chứa đựng dữ liệu và cách lưu trữ dữ liệu mà không

hề đề cập tới cách thức trình bày dữ liệu Một tài liệu XML sẽ chứa những đặc tả về cấu trúc dữ liệu Mỗi cấu trúc gồm nhiều phần tử (element), mỗi phần tử được bắt đầu với một thẻ bắt đầu (Start–tag) và kết thúc với một thẻ kết thúc (End–tag) Giữa Start–tag và End–tag là nội dung của phần tử này Nội dung có thể bao gồm dữ liệu văn bản hay có thể là một phần tử khác

Một tài liệu XML có thể được chia thành 2 thành phần chính, mỗi thành phần có thể có các thành phần theo quy định khác nhau

Hình 1.1 Cấu trúc tài liệu XML

Phần mở đầu (PROLOG) chứa các khai báo trong tài liệu XML như: khai báo phiên bản sử dụng của XML, cách thức mã hóa dữ liệu, chỉ thị xử

lý, định nghĩa kiểu tài liệu cho tài liệu DTD, các chú thích, các khoảng trắng

Phần mở đầu

Phần nội dung Khai báo

Mô tả cấu trúc tài liệu

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

data error !!! can't not

read

read

data error !!! can't not

read