Các hệ cơ sở dữ liệu lí thuyết và thực hành tập 1

Nhũtig cách tiếp cận một C SD L Trên thực tế, một lược đồ được viết trong ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu ciia một hệ quán fị CSDL cụ thể.. Các m ô hình iogic tập Irung vào bán chất logic củ

Nhà xuất bản Giáo dục tại TP Hà Nội giữ quyền công bố tác phẩm.

Mọi tổ chức, cá nhản muốn sử dụng tác phẩm dưới mọi hinh thức phải dược sự dóng ỷ của chủ sở hữu quyén tác gè.

LỜI NÓI ĐẨU

rhu' d ủ hiẽĩ, í'íh- lìự ((/ S{ỳ ílữ liệiỉ (lỉự C S D L ì clúiỉ Ỉỉ('ỉi (lìùn \ ủ \ dựỊỉìị ílỉco l út ìỉiô liìnli ỊỉhiỉỊ t (ỉỊf vù m õ hi/ili ỉỉiạni> líà Miciỉ hiện vào {^iữíi nliữỉi'^ Ịiãiềi 1900, (ỉượí \eỉti là ĩlỉitộí ĩlỉc

hợ fh ỉ' nìiấỉ i ii(í cúc liợ i/tuifi ỈỈI (()' sõ' iìữ Hệỉi (hệ Q T C S D l.).

'Ị ịcịì theo la ĩhé hẹ íhứ lu/i l ác hệ Q T d ^ D L (Ịiiítíì \úy (lựỉỉiỊ theo ỉỉìâ lìiỉìlì (lữ lỉêii iiiiíỉi liẹ ilo E F Coíìíi dứ Miủĩ vào ỉiủỉỉỉ 1970.

L(i( hẹ Q T C S D L cỏ ỉtiiỉí tiẽiỉ ĩo i lỉỉíi dừ liệu, íruỴ t ùp và l ạỊ) ỉỉlỉậr ỉilỉữỉiỉĩ kliôi lượỉi^

I ớ f i í Ỹ / / ( ' / / f } ì ộ ! i ú c h ỉ l ỉ n ậ ỉ i l ợ i , a n Ĩ O Ù Ị Ị v à l i i ệ i t c / t t i i

f ai íhc hẹ ílúií í áí' hệ Q T C S D L cííĩ (ỈỚỊ) ứ n ^ (ỈKỢi /ỉlìií (■(/// ///// ĩlìập và ĩỏ chức i ú( ílữ

I ị ợ u tiiiiỉi li i íỉ(ỉ í ái \i ìì\>hiệp và ìò ( ìiih

'Ịĩi\ ỉihiứỉi, vói rai írỏ ỉiiịàx i àỉììỉ^ to lớn cùa Tin lỉỌi ỉìOỉii^ nlỉiẽií Ỉĩỉili vực khác nlmií iíà líUn uiy sin/i nltièỉi ứỉii^ ilnỉiíỉ ĩiiới ỉỉotii^ (ỉó I)hâi cỊỉtàỉi li ỉìlìữỉììị (íổi ĩiíợn^ cỏ củii ỉnic' pliứi rụi) Ị ủn íhiỉì, Ufìì ílianli, hì/ili ànlỉị \'í/ (íộỉì\ị ịcá c í hươn^ Ỉrìỉilỉ, ĩỉiỏ phòỉiịịị và troNiỊ nliữỉii' ỉuhỉi 1990 (Ííĩ Aỉtúí liiệỉi tìiộỊ thê hệ ĩìiứ ÌHỈ ( íH' hẹ Ọ T C S D L - i á( hệ "liKỚỉì^ dổi ĩưỢỉìKị" cố kliù hồ ỉr ợ cải ữiỉ^ (lụỉisỉ pliưoỉii' íiệỉỉ ịĩniilĩÌỊỊìCiliíi ì-

Quá ĩỉ ìnlì pliúĩ ĩriến i iìa các /lệ Q T C S D L dỉíỢc ĩrìtih h()x rất s ơ ìtíợc ớ ĩrcỉỉ riuiì> cíù (lé clỉo íiáy việi t/ỉfảfỉ ĩrị C S D L (hĩ (ỉi ĩử một íúỉi' íliuỉi^ tỉiủx ỉiìih chnvớn Ììiệĩ (tè ír ờ ỉhànli NIỘĨ íliàỉh pliiin ỉntỉi^ fùnì cùa ỉnộĩ nioi íỉ iíùìii^ Ỉỉỉilì ĩoún ìiiựn ílt ỉi.

Chinh vi yậy viợí- ĩiun^ị hị i ’á( kiếỉi ỉhứi nên ỊÙ ị ị \* \'i i ih' hệ C S D L í ho {'ác siỉìh viứn à Ihìc ÌÍỈO (tdniị vù (tại lìọc d ã f ĩ ờ thành /ỈIOÍ p h a n íỊtiiUì troìisị troỉỉiỉ _iìiúo dục và dào tạo vể kltoíỉlìoc ttìáx ỉinlt.

tVục dich í ùa ^iủo íiÌỊịli " Cái Ììệ í ơ s à (lữ liệu: Li íliu vi'} \’í/ fììựí lìủnli" nhíhỉi ỉrìnlỉ l)ủy ctH- khái ỉỉiẹỉìì và ĩlìuàĩ ĩoáỉì ( ơ s ờ c iiíỉ (/ỉtản ĩ ỉ ị C S D L h(j(ỉ i^ồĩỉì: íá (\fìiâ liinh d ữ ỉiệii vù iá i ìit' C>L)L íii'(yn^ ứỉìiị, CÚI ỉì\ịỏfì ìi^ữ C S D l., ĩô c /ỉửi' liíu ỉrữ vủ tìỉìì kichi, \ ử n V() ĩổi ưỉi hóa

i iìỉi lói, lỊiuiỉi lí i^iíỉo íac vù clicn kliien tiíơtìs* ĩrnỉìlì, ỉliicỉ ki' và ( ủi (Íụí í t/í hệ C S D L

u ho cúc sinli viên nuiỚN (li sâii \ủo li íliirvêí l úi lỉự C S D L ) , CS34(ì (cíè án cài (Íậí ìỉỌ

Q ỉ C Ỉ U L ',, C S J 4 7 / yiao túi' vủ C S D L pliiỉ/ỉ ĩáiìì cíưực i lỉú/ỉi^ tôi thiiỉỉi kháo lỉê clỉọnlọi' cúi ỉiội dìin^ dìki \\)o ^iáo ỉrinìỉ.

( ỉUÌi) ỉ! inh " i '(H lw I () \<f (lữ Ilựu: L i ỉliiíveĩ \'('i ỉ/iựi liành " (iii'ọ\ (hiíỉ íhàỉili luỉỉ ỉ(jỊ>.

ỉ\iỊ> i ỉ i ọ Ị '^Oỉìỉ h i hi ioiỉ ' ^:

ClìỊũyỊi;^ I : Khái i/H(iỉ \ í' ( í/( //(' C'Sl)L.

CliiứynỊ^ 2: M o hìỉili ílữ lu'H ĩliựi the - licỉi kẽĩ.

( 7///V///^» M o lii/ili d ữ licii í/iiiỉỉi hẹ vủ C \SDL Í/ÌUỈỈI hự.

( Iiiíoỉr^ 4 : /líỉữSỌ L.

Chỉ(o'n'^ I I : Co' so' íìữ lỉiUi ílõi fií'Ợ/i'^.

(7///V///Í,' 12: K h o ilữ licii vủ kliiii lìlid (lữ liệu.

Si/n ỉiiói ( liiùy/ii^ (ĩí'U l ó í í/( p h a n ỈÓỈ/I ỉãỉ cuối ( liiíơỉiiỊ, i àii hói on ỉụp vù l)ài ĨỢỊ) nluhìi

i^iiỉỊ) s i n h v i ữ ỉ i i ì í h n vữỉ ĩ' ^ Ị i l ỉữỉ i ; ^ ỉ i ộ ỉ í l i ui í ^ c h i ỉ i l i ( l i í ỉ í ừ i i í Ị i h i t ơ n ^ v ù ĩiC k i ế í ì i íì iỉ Ỉ r ì ỉ i l i ( l ộ í ỉiiJ

I l ỉ i / i l i ỉ N Ì ỉ i l i Í / / / Í / V ỉ t u ị ^ i í ỉ i l á i h í i i Ĩ Ụ Ị )

C(h i 1 2 J, 4, 5 (S Ì2'íl() TS H ô Cíỉỉỉỉ H à viOí P h à n còn lai iìo P(ĩS IS.

H o Thiiãỉì (ỉíÌỊti nliiựỉỉi.

Sif' p ỉi dỉ i , íOỉi'^ ỉ r c n ỈỈIIÙ SIÍ í lìỉ ơ ÌÌÌUV i hí Ì Ị ) h i i í VI n ó i ( l n n ự ( iỉ(ỉ ỉ i O i ỉ ’ í h ỉ í o n i ’ Niiií ilcH

i liỉ'(/c i'(ií rái ” /(/ l ì à / i l)(U í l u ỉ o l n u n d c (ÌI ĩ ớ i í l i õ n ị Ị /il i i i í

Tiíy (l(J ÌÙỊ cỏ Ììọ sủi li i hủi í hãn í òìĩ có ỉi/iữỉỉỉ^ ỉliiớii sóỉ Ríỉỉ ỈNO/ỈÍ^ nhận íỉỉùh ((/(

V k ĩ ờ ỉ i ( l ó n ^ ' ^ ÓỊ ) t i i i ỉ d ộ i v / í / d i ' ỉ r o t r ^ l ( ỉ f ỉ t ú i ì h ỉ H h ộ s á í h s è ( í ư ọ x h o ù ỉ ì i l i ì ỉ ỉ h l ư ) ' / L

S ú í h l ỉ ù (Ỉỉt'ọ\- T S Ni^ô Aỉhh T u x e ĩ Ì ì i c ỉ t ĨÚỊ) v ớ i ỈÌIỘĨ L h á t liíoní^ I â f t ó t : í í í í Ị ) h ú ĩ l i i c ỉ i Mỉí

S()ỉ ( lnỉili Ằííi , ( í/í' [Ịợi V ( Imilỉ sửíỉ ỉnili tí\ hợp /i, (íà i^lnp cho i n õ n sách ( ii(ỉ ihúềỉ'^ tỏi íiúìilì (liiỢí ỉỉhíúio loi khoỉì'^ í/í///,í,' i ó Nluỉỉi ílịp //í/v A/// (lii'Ợ( {^1(1 ĩới TS Ní^ỏ Áỉih Tiixcĩ nliữn*^ lời

í í / ' / / / Oỉt í l i a ỉ i í l i ủ ỉ i l i ỉ i I k Ì í

H à n ộ i r liá /iỊ^ 7 //(//// 2 (H )4

C á c t á c g i à

CHƯ(]iN(ỉ 1 KHẢI Q U Á T VẾ CÁC HỆ co sỏ DỬ LIÊU

Chudìiịĩ Iià\ tniili bàv khái qiiál \ c các nuiiycn lí cu a các liệ CO’ S(V clữ liệu {CSDL) Đaii

íicn khái niộĩu hệ c ơ sơ d ữ liệu đươc eiới ihiộii Nội duiiti c u a khái uiệMiì Iiàv đê c ậ p đòn

n i ò t í â p ịu rp c ấ c d i ì l i ệ u c ó l i ê n Ljuan đ è n n l i a u dLiỢc l ư u n ữ v à d ư ợ c k h a i i h á c n l i ờ n i õ l h ệ

l l i õ n i i cliưíyiig í r ì n h (í!ọi là hộ t | u a n Irị c ơ s ơ d ữ l i ệ u ) C á c h ộ C S D L d ư ự c i h i ế l k è d ê q u à n lí

n l i ữ n u k h ò i hrợiiíi í h ò ĩ ìi : lin lớiì V i ộ c qLKÌii lí clữ l i ệ u h a o u ổ i ì ì d ị ĩ ì h I i el ì ĩ a c á c c ấ u t r ú c c h o

việc lưu Irữ ihỏiìu liii cLÌni: n h ư CLiniĩ Ciíp các cơ chê c h o việc lliao tác t hông liii Ngoài ra hệ

C \ S D L plìai d a m h a o a n t o à n clìc) c á c í l i ò n u liiì đ ư ơ c l ư u liĩr I r o i m l i ư ờ n u l iítp hộ Ỉ hốỉii: c ó s ự

co ìurÃc C(') nliữim Iruy c:ip cõ V kliõnu được phép Nếu d ử liệu là chia sè clio nhicii nưười

clùni:, h ệ p h a i t r á n l ì d ư ợ c ĩ i h ữ n í : k c t q u a dị llìirờiig c ó llìè x a y ra K i ẽ n I m c b a n u r c c ù a n i ò l h ệ C(y s ơ d ữ l i ệ u d ã I h e h iội i c á c ĩ iiức iriru lircyiiu k h i n h ì n Iiliận d ữ l i ệ u Đ i c i i d ó c l ì o c l i ú n i i la ihấy rãnu: nuic đích ciia Iiiộl hệ c ơ S(y d ữ liệu là uiái plìóiig d a s ò n<:ười dùim kliỏi sự Cịuaii

l â m ciii liòt vé l ư u i r ữ v à h; io !rì ciữ l i ệ u T ư o ì ì u ứ nt i với c á c l ì ìứ c t r ừ u l ư ợ n i : d ó , c h ư o i m n à y đ c

c ậ p clcn k h á i l ì i ệ n i c á c lirợc đ ổ n u o à i , l ư ợ c d ỏ k lì ái I i i ện ì , l ư ợ c d ổ i r o i m , d ù n g đ ế n i ỏ l á b a

mức ỉliiõl k ế niỏí ca su’ d ữ liẹii và các lliuậl nuữ vc tínli dộc lập d ữ liệu Phán trình bày các kicii thức L'ơ ban vc hệ q ua n irị c ơ sơ tlữ liệu (DĨ3MS) sẽ lập trung vào nhữim chức nâng và

í l i a n h ọ h m c h ú \'CU c u a n ó T r u n u c h ư o n u n à y , c á c \ a i I r ò k h á c n h a u c u a c o n n e i r ờ i troníZ s ụ IƯOÌIU tác V(VÌ !ÌÌỌỈ hệ c ơ SO’ d ử liộii c ù n u được clẽ cập Plián cuối c h ia ni u sẽ uiới thiệu một sỏ

c a c l ì l i c p c ặ n t r o n g v ị ộ c m ỏ hìiilì h ó a Iiiộl c ơ s o t l ữ l iệu.

1.1 C S D L là gì ? Tại sao cần tói cá c hệ C S D L ?

lYirớc kliì các hộ C S D L ra đời ( k ho a im dẩu nh ữn u luìni 60), Iiìỏị chUDìiy uìnli ứng dụiìg

• K hó klìăii //YÍ//X' vicc íruy i ập ilừ Hựỉi (\ì các mòi ínrờni: xử lí-lệp Iriiycn lliỏng k hô ng

Vlìo phép d ữ liệu d ược tìni kiôni t he o cách lliức tlmậii liộii \ à hiệ u quà);

• Sự cỏ lạp i ùíỉ (lừ liựỉí (vì d ữ liộu nãni rài rác Irone nhicii tệp và c á c lộp có ihô c ó k huôn

• Các ilị tlutòiiư, I liii li iiv ( ập ti(ơn\ị tiLiiili (vì dò tãim línli hiệu quá và liá lời nhanh I lún.

an toàn như vậy

Các hệ C SD L ra đời n h ằ m giái quyết những vân đc nêu trên

M ộ t c ơ s ở d ữ liệu ịC S D L) lủ m ộ t tập liợ]) ( (/(■ cỉữ liỌti có Hên C/Iiun rói nhau ( Inhi t h ỏ ì i ’ tin một tó c hức nào (ỉó ịnliư Diột trifờni' cíụi học, một niỊíht liàiií’ lỉiộr l ón^ ti một Iiiià inúy, ), dược hù! trữ trên CiU thiết hị n h ớ thử l úp Ịiihư hủuiỊ từ, (tĩu từ j dé dỚỊ) ứ/iiị 11:111

I IỈII khai thác íliỏiiiỊ tin l íui nhiêu ỉiiỊười sửcliiiií; với Iiliiứn HIIỊC (ỉidì khái' nhau.

Tr on g cách hiếu trên, trước hết C SD L phái phán á nh t h ông tin vổ hoại đ ộ n g c ùa m ờ t tổ chức nhất định, ng hĩ a là biếu thị một “ g ó c ” ciia t h ế giới thực (tạm gọi là m ộ t t hế giới n ho)

N hư vậy C SD L c ũ n g phái phản ánh được nĩột cách Irung thực sự thay đổi c ủa thê giới m ỏ

đó, nó phải là mộ t t ập hợp các t hông tin ma n g tính hệ t hống c h ứ k h ô n g thc !à mộ t tạp h í p

d ữ liệu tùy tiện c hứa những t hông tin rời rạc khởng có mỏi q u a n hệ với nhau, Tliòng tin Iru trữ trong C SD L được ch ia sc c h o nhiều người sử d ụ n g và nhiề u ứng d ụ n g khác nhau T i i ió

có thế thấy việc xây dựn g và khai thác m ộ t C S DL liên q uan d ế n m ộ t s ố vâìi đé n hư d a m bio lính nhất q uá n và toàn vẹn d ữ liệu, tính bảo mạt và q u y ề n khai thác t h ô n g tin của ngưcíi ur dụng, tính an toàn c ho d ữ liệu khi xày ra sự cô nào dó

Phần ỉnêni cho phép ìiiỊiứ/i (líiiiíỊ iỊÌao riẽị) với CSDL, I UIÌÌJ l âp niộr inòi trườHỊị thuận lợi 'ủ hiệu cỊiui dè tìm kiếm vù liiìt trữ tliớiiỊj tin cíni CSDL âược ịịọi lủ hệ q u ả n trị Crt s à d ừ liệu ( lệ

Q Ĩ C S D U

Người ta thường d ù n g thuật n gữ hệ c ơ sở d ữ liệu dc chi niột C S D L cùntỊ với 1C

Q T C S D L dế truy c ậ p C SD L đó M ục dích chính ciia một hệ C S D L là ciiiig c ấp cho Ii;2iời

d ù n g m ột cách Iiliìii trừu tượnịị vé dữ liệu Điều dó có ng hĩa là hệ ihốiig ch e dấ u n h ữ n g (lii

tiết phức tạp vể c ác h thức d ữ liệu được kai trữ và bá o Irì Chính vì vậy, t r ong cuộc sông hbn dại ngàv nay việc sử d ụ n g các C SD L trớ ncn phổ biến, q ue n th uộc dcn nỗi nliiéu lúc c h ú i g

ta coi đó là điều tự nhiôn Khi đế n thư viện tìm mưtAi sách, n h ờ m á y tính, íl lìhâì clníi Igta

c ó thê biết dirực t hông tin chi tiết về sách cùa thư viện, t hông tin vổ s ác h đã có nuười ,vp hàng đặt mirợii, Khi c h ú n g ta m u ố n đặt chỗ c ho c h u y ế n bay s ap tứi c ú a rnìtih, Iihủn vèn dại lí bán vé hàng k hô n g sẽ nha nh c h ó n g c u n s c ấ p nh ững th ô ng tin cần thiết giúp chiíriịỊta

c ó thế quyết định c họ n c h u y ế n bay để đ ã ng kí và họ cũ n g sẽ ghi n h ậ n s ự đ ă ng kí cỉia c h ú i g

ta n hư một thông tin cập nhật vào tập hợp d ữ liệu được lưu trữ Sự phát tricn m ạ n h mẽ cia Internet ờ thập kỉ cuối của t hế kỉ 2 0 đã làm số người truy n h ậ p và khai thá c t hòng lin tiroig các c ơ sở d ữ liệu tăng lôn rất n ha n h ch ón g Với các giao diện W c b , người ta có thể d ă n g k í các k hóa học ở mộ t trường dại học, có thê* x em sỏ d ư trong tài k h o á n c ù a mì n h ờ niột ngìn hàng, có thê’ tìm hiếu chi tiết về mộ t mặt hàng nào dó, C à n g n g à y việc truy xuất t h ò n g in

tri)iitz c á c C(í sớ dữ liẹu cà iig trừ thành m ộ t bộ phận thiêì y ếu trong c u ộ c sd iig ciia m ỗ i người

V'| nhiẽii ngirời sử d ụ n g CSDL khòiig thuộc giới c h u yê n tin, Iihữiig người phát tricn hệ thống

dã d i c dấu k hỏng clio người dùn g biết sự phức tạp đó thông qu a nliiéu mức trìni xiiãì, nhằm làm ckrn gián nhĩnig lưcTiig tác c ủa người dùng với hệ thống

1.2 Kiên trúc ba mức của một hệ C SD L

' llicd ANSI - SPARC (American National Standarcỉs Institute - Standards Planning and RccỊiiirciiicnls ConiniiHcc: Viện tiêu c huấn quốc gia M ỹ - Uý ban nhu cầu và kê hoạch Mỹ)

có 3 m ức biêu diẻn một CSDL:

• M ứ c v ạ t lí (còn gọi là mức trong) Mức trừu x uấ t thấp nhất này m o tá d ữ liệu được

thực sự lưu trữ Iihư t hế nà o trong CSDL Đ â y là mức thê hiện các cài đạt có tính chất

\ ạ l lí cùa C S D L đế cỉat được tối ưii trong các lần thực hiện các thao tác tlm kiếm và lưu trữ, dê lận d ụ n g dược các vùng n h ớ còn trống Mức vật lí c ũ n g là mức phán ánh các

c âu trúc d ữ liệu, các lổ chức tệp được d ù n g c h o việc lưu trữ d ữ liệu trên các thiết bị

n h ớ tliứ cấp Đ i é u dó c ũ n g có nghĩa là mức này tiếp xúc với các phương thức truy nh ậ p

c u a hệ điểu h ành đế đặt d ữ liệu vào các thiết bị nhớ, xây dựng các tập chi Tiiục, truy xuất d ữ liẹii, V V., liên qu a n đế n các vân đề n h ư sự cấp phát vùng n h ớ c ho d ữ liệu và

c ác chi muc, các inỏ tá báii ghi đế lưu trữ, các kĩ thuật nén d ữ liệu và giái ni3 d ữ liệu

• M ứ c loỊỉic (còn gọi là mức khái niệm) Đ â y là mứ c m ỏ tá những d ữ liệu nào được lưutrữ trong C S D L và có những mối q ua n hệ nà o giữa ch ún g Nói một cách cụ thế hơn, mức logic biếu ciiẻn các thực thè (trong t h ế giới nhỏ), các thuộc tính và các mối q ua n

hệ tỉiữa các thực thc dó; niức logic c ũ ng c h o thây các ràng buộc trên d ữ liệu, các thồng tin vè ngữ nghĩa ciia d ữ liệu, ciíc t hòng tin vể an ninh và toàn vẹn cúa d ữ liệu TuyIiliiêii mức Irừii xuất này chi qua n lâm đến cái gì được iưu trữ trong CSDL c h ứ không

q u a n tâm dê n c á c h thức dế lưu trữ

Hình 1.1 Ba niứi của s ự trừiị xiníí (lữ liệii

M ứ c kh u n g nhìn (còn gọi là mức ngoài) Mức trừu xuất cao nhất này m ô tá chỉ một

phần cua toàn bộ CSDL, phần thích hợp với một người SỪ d ụ n g nhất định Mức ngoài gổiii niòi số k h u n g nhìn khác nha u củ a nhữn g người sử d ụ n g đặt vào CSDL Mỗi người (iìiiit: có thế k hô n g (.|iian làm đến toàn bộ t hòng tin c ủ a hệ C S D L m à chi cần một phần

thỏnt! tin íiào dó l l ọ c ó lììõl c ác h iilVm thó iziới nỉu) llico kiêu uaii i:ũi \ à pliù hơp

ho Khunu nhìn ciàiih c h o nuười sư duiií: d() chi uỏni Iihữnn íliirc llìẽ cìiiit: nliữiii: !hii( >c tíiih nlìữnu ĩiiõi qua n liệ c ua lìhứiìí: lliực íhc 111,1 ho C|uan íain (Yic khuiiu nliin kli;ác

Có tlic thâv mụ c đích c u a kiên trúc ba Iiiức nêu tròn chínli là sự tách hiẹt qiiiin niem CSDL ciia nhiều người sử d ụ n g với nhữni’ chi tiòt biẽii ciiẻn vé Viit lí c ù a C'SDi, Dicu đ(í dẫn dêìi nhữim t huận lợi sau:

• Đòi vứi một CSDL mỏi nmrừi d ùn g có một khiiní: nhìn riẽniỉ cù a mì nh Họ có ihê ih;i\ dổi kliiini: nhìn ciia họ và sự thay dổi này khô ng làm áiih h ương (lên những khmii; Iili III

d ữ liệu ciia nliữiig ngưừi dìiiii: khác claiii: dìiiiii cluiMu C S D l này

• Nh ững tương tác cùa người dìini! với CSDL klióii” phụ t huộc vào n h ữ n g VĨÍM clc clii licl trong lirii I r ữ d ữ liẹu (c h ắn g liạii như vâìi de chi mụ c lióa hay báng ham)

• Người quá n trị CSDL ( D a t a b a s e Admiiiislrator thường viêt và cọi lat là DBA) co ihc thay đổi cấu Irúc lưu trữ c ủ a CSDL nià kliỏni: làm anli liươiie đè n nliữiiti kliiiiig Iiliiii

c u a người sư dụ ne

• Những lliay tlổi vc khía cạnli vật lí Iroim lưu mr chaiig liạii Iihư lliay nioi iliici bi nhi)

l l i ứ c â p niới, có Ihc khỏiii: làm ánh hưcViig dõìi càu tMÍc hèn Iroiiu cu;i CSDL

• Người quán trị CSDL ( D B A ) c ó llic ihay dổi càu Irúc tổni’ C|iiát hay c âu lnk' kluii nicni CIUI CSDL Iiià k hòng làm ánh luuTng ilõn lãt ca người dùiiii

1.3 Lược đồ và thể hiện của C SD L

Toàn bộ m ỏ ta CSDL đ ược gọi là lược đ ỏ C S D L (datahasc schciiia) Tưotng ứiig với ha mức Irừu xuât d ữ liệu nói trên c ó ba loại lược dồ ơ mức cao Iitiál chúiiiỊ t;i có Iihicii lươc dỏ

ng o à i ( c ò n g ọ i là lược đ ổ c o n ) c h o nhữ n g c á c h nhìn dữ liệu k h á c nhau c ù a Iihững tigirời sử

d ụ n g khác nhau, ỏ mức logic c h ú n g la c ó lược d ó logic ớ mức t hấ p nhât chúim la C() lươc

đ ồ vật lí, Tliường thì các hệ C S D L h ố trợ niột lược d ồ vật lí một lược d ỏ logic và nliiòii lưoc

licii dưiíc tlìciìi \ ài), \ ó a di lìav sửa tlói 'Voì\n bõ d ũ liêu Urii Irữ íKìim (\SD1, lai IIIỎI lliời cliõni nlial clỊiih đươc izoi là Iiìôl ĩlii’ liiẹn cii;t CSDI (d a ta h as e insliincc) M i ư vậy nhicu thè hicn cua (\SDl C('> tlìc Uĩơun ứnt: V(jíi CÙIÌU mót iư(yc clõ ( ' S i ) L Đôi klũ \uơc dô còn tlươc uoi

là ỈIO Ỉ l i ủ ỉ ỉ ỉ { i n i c n s i o n ) c ú a C'SDL và n i ộ i i h ẽ l ìi ẹn c òn dược goi là t n ộ l ỉN ii' rộ ỉỉĩ^ hay n i ỏ l

t ỉ y Ị i i : ĩliiỉi ( c x l c n s i o i ì l i ay s l a t c ) c ú a ( ' S D L

M a N \ ' liodciiỉ'I'cii 'ị\\o\ Liỉoiìu M a N V 'ĨCII Ma clii_nhanh

uíc lược dổ ờ mức trôn khóiig bị ánh hường khi có sự t hay dổi c ác lược clổ (V các Iiiức dưới

Có liai loại dộc lập tiữ liẹii:

• Đ oc láp dữ liệu vẠl lí là kha nãiiíỉ sửa đổi lược đổ vậi lí inà khỏng làm thay dổi lược dồ kliái Iiiciii và Iihir vạy cĩirii! khóng dời hỏi viết lại c ác trình ihig dụng Đc tăng tính hiệu

quá, nhicu khi cần có nhữiig thay dổi ớ mức vật lí, C háng liạii như sử d ụ n g các lổ cliưc tẹp khác trước, d ừ nc tliiết hị n hớ khác, tliay dổi các chi mục hay thay dổi ihuậl toán hăm.

Đ ộ c lập dữ iiệu logic là khà năng sửa dổi lược d ổ logic m à k h ô n g làm thay dổi các

k h u n g nhìn (các lược đ ồ ngoài), c ũn g có nghĩa là k h ỏ n g đòi hỏi viết lại các trình líiig

d ụng Các sừa đổi ờ mức logic là gần thiết mỗi khi cấu trúc logic c ù a C SD L cầii P ' h á i

thay đổi, c hảng hạn cần thêm hay bớt các thực thế nào đó, các thuộc tính hay các rnối qua n hệ của chúng DT nhiên những người dừng có c h ạ m đến những t hông tiii dã thạy dổi này sẽ được thông bá o vổ sự thay đối nliinig điổu q uan trọng là nhCnig người dùn g kíiác

sẽ khô ng bị ảnh hường gì

Hìììh J 3 Độc lập ilữliệii với kiến trúc ha mức Á N S l - S P A R C

Đ ộc lập dữ liệu logic k hó thực hiện hoìi độc lập d ữ liệu vật lí vì c ác chirmig trình ừng

d ụ n g phụ thuộc nhiéu vào cấu trúc logic c ùa d ữ liệu m à c h ú n g truy cập

Khái niệm độc ụ»p dữ liệu trong nhicu mặt iưong lự với khái n i ệ m kiêu tlữ liệii tì ừi rượniỊ trong các ngôn ngữ lập trình hiện dại Cá hai đểu dấu nsười d ù n g những chi tici cai

đặt, c h o phép người d ù n g tập trung v à o câ u trúc c h u n g h(5fn là tập trung v à o c á c chi tict Cíi

đặl ớ mức thâp

1.5 Nhũtig cách tiếp cận một C SD L

Trên thực tế, một lược đồ được viết trong ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu ciia một hệ quán fị CSDL cụ thể Đ ể m ó tá các yêu cầu d ữ liệu cùa một tổ chức sao cho m ô tã đó dề hicu đối vci

nhiều người sử dụ ng khác nhau thì ngôn n gữ này lại à mức q uá thấp N h ư vậy cần phái cí

^nột m ỏ tá lược đ ồ ở mức cao hơn, nói cách khác cán phủi c ó một m ô hình d ữ liệu

M ỏ liìiili (lữ liệu lủ m ộ t tập các khái niệm và ki p h á p clíiiìiỊ (íẽ /ÌIÓ tả ilữ liệu, ( áí nnd quan hệ n i a d ữ li ệ u l úc ràiiiị hitộ( trên ílữ liệii cùa m ột tô ( liứi

N h ư vậy có thê x e m n h ư mộ t m ô hình d ữ liệu có ba t hành phần;

• phần m ò tá cấu trúc c ủ a CSDL;

• phần m ò tả các t ha o tác, định nghĩa các phé p toán được phép trên d ữ liệu;

• phấn niỏ t;i các ràng buộc toàn vẹn đế d á m b á o sự c hính xác ciia d ữ liệu.

Klii dìing m ỏ hình dữ liệu c h ú n g ta có tlic bicu diề n d ữ iiệii tlico một cách dẻ hiểu và vì vậy niỏ hình c ũi m đươc sử d u n g trong việc thiết kê CSDl

t ) ã có nliicii niỏ hình d ữ liệu đưực dề xuất và c ó thế chia Ihàiih ba nhóm: m ỏ hình (dữliệu) logic trên c ư sở đối tượng, m ô hình (dữ liệu) logic trên cư sớ bán ghi và m ò hình (dữliệu) vật lí Các m ô hình iogic tập Irung vào bán chất logic của bièu diễn dữ liệu, tập trung

\'ào cái dưưc biêu diẻn trong CSDL, CÒ!1 được gọi là các m ô hình d ữ liệu bậc cao Các mò hình vật lí tập trung vào n hĩmg chi tiết cho biết dữ liệu được liru trữ thè nào, còn được gọi là các m o hình d ữ liệu bậc tháp

Các m ô hình th uộ c Iihóni này được dù ng trong việc m ò tá d ữ liệu ớ các mức logic và khiiniỉ nhìn C h ú n g được đặc irưng ớ c h ỗ c un g c ấp các khá nă ng cấu trúc rất m ề m d ẻ o và cho p hé p các ràng h uộ c dược dặc tá mộ t cách tường minh Các m ó hình logic trên c ư sở đối tượng hay dirơc nói d ến là ;

• M ô hìnli thực thể - mối q uan hệ

• M ò h ì n h h i r á i g đ ố i t ư ợ t i g ;

• M ỏ hình clữ liệu n g ữ ngliĩa;

• M ò hìiih d ữ liệu chức năng

Sau dâ y ta sẽ đ i ế m q u a hai niô hình phổ biến trong n h ó m m ô hình này: m ồ hình thựciriế - m ò i Cịuun hệ và m ò hình Inrcýng đối tượng

Ỉ.5.Ỉ.I M ô hình thực thè - m ối quan hệ

M ò liình nà v dưực xây dựn g dựa trên nhậ n thức rằng thê giới thực mà c hú ng ta mu ố n phàn á nh là m ộ t tập hcyp các đối tượiig c ơ sở và các m ồ i qua n hệ (còn gọi là liên kết) giữa

i hímg Các m ò hình loại này d ù n g các khái niệ m “ thực t h ế ” (cntity-E) và “ mối q ua n h ệ ”(r el at io ns hi p- R) ITiực thế là mộ t “ vật" tốn tại phân biệt được với các “ vật” khác, nó có

n ộ t sư tổn tại đ ộ c lâp Một thực thế c ó thc !à mộ t vật cụ thô (n hư một cá nhân, một quyến íácli, một mặt hàng, ), c ó thê là một vặt trừu iưtmg ( nh ư một tổ chúc, một dự án một m ò n t-iỌc, ) Mội mối q u a n hệ thè hiện một liên kết giữa nhiéu thực thế C h ẳn g hạ n mối quan

hệ “ người m ư m i " lién kết mộ t người với một q u y ế n sách người đó mượii T ậ p tất cá các tliực thê thuộc c ù n g một kiêu, và tập tất cá các mối qu a n hệ th uộc c ù n g một kiôu theo thứ

!ự được gọi là rập thực thê \ ầ tập tììối quan hệ C ù n g với các thực thê và các mối q ua n hệ,

n ò hình thực thế - m ố i q u a n hệ (viêì tắt là E- R) c ò n biểu (liền m ộ t sô' ràng buộc m à d ữ liệu

r o n g C S D L phái tuân thủ Một ràng buộc qua n trọng là các hãn s ố (lực ỉt{ợuị>) của ủiili xạ

biểu thị số các thực thế được liên kết với một thực thê khác t hông q u a m ộ t tập mối q ua n hệ

Cáu trúc logic t ổng thế c ủa một C SD L có ihê được biêu thị bới m ộ t hiêií đ ồ E-R, được

h à n h lập từ c ác t hà n h phần sau:

Còn ìà ttìô lùỉili ỉhựt íiìê - ìién ké!

• C'úí lỉinli (h ữ nliạỉ, hicu tiien các tàp thực íhé:

• ( 'í/í Ititỉli elÌỊ) biẽu clièiì các ihuỏc tính;

• í'ái hinli ĩh()i\ hicii íliẽn các lìiối cỊiian hệ eiữa các' t ập ihirc tlic;

• Cái ilỉCòii^ nối các thuộc ííiiii \ới các iâp íliực llìc và các íập llìực ihc với các iTói

q u an hệ

Mỏi Ihành phán tlcu cỏ lìhãn là thực tlic hay Iiiòi q ua n Iiộ inà nó biõii clien Đc minh h(ì>ạ la

\ é l một phaii cùa hệ C'SDL nuàii hàim Hổm v á c khácli hà n g và ỉihữni’ lài klioàn inà lic) :ó(H 1.4)

Ỉíiỉìlì 1.4 Xíộỉ lìieii (íó E-R don ^ì(hi

L 5 , 1 2 , M ó h ì n h h ư ớ n g đ ó i t ư ợ ĩiỊỉ

G i ố n g với m ỏ hình I>R inõ hìnlì liướne dói tươim dựa irèn c ơ sơ niỏl hộ sưii iẬp các (hi íirợiig Mộ( đối urợiig chứa các ỉlỉiỉội Ỉiỉili dươc lưu uĩ r i ronu các hicN íhc hiựn íiỉisídỉỉi (' VíỉriiỉhlcsỊ ơ hôn trong dối lưựng Mòt dổi tưínm CÒIÌ chứa các phan Iiìà thao tác trõn (.1)1 tượne Các phán Iiìà d ó được gọi là các ỊìlìKơỉỉ'^ ĩliức fi)lỉif'ơỉtỉ> pliúi)).

Các dối iượng chứa cùỉìg các kiếu ĩltnội rinh và c ù n e c ác plurơniĩ thức như lìliaii chưcc

n h ó m thành các ló]) Một lớp c ó ihc dược XCỈÌI nliư Iiìộl dịiìh n u h ĩ a kicu clio các dôi iươrn!

Sự tổ hiTp dó cùa d ữ liệu và phư(.Tng p há p làm lliành một đ ị n h n uh ĩa kicii có sự íưtTiìg tư vri kicLi d ữ liệu trừu tưinig c ũa một ngôn n uữ lập íiinh

Chi có một c ác h Ihco d ó inộl đối lượng có thc truy c ạ p d ữ iiệu cũa mộ! đối ìiMMi klhic

là gọi tới một phirơiìg Ihức của đổi ur(Ịfiig khác dó H à n h đ ộiig này dươc goi là i^iii Wì>ĩ ĩhôìì^ háo tứi đối tưiĩiìg Như vậy, giao diện cúa các phưưim thức cíia ĩìiòt đối iượiìí’ điịilì

ng hía phán nhìn Ihấy từ bcii ngoài cù a đối urựng Plìán b èn Irong cua đòi tircyiìg - các b>iui ihc hiẹn và mà củ a phương tliức - là k hò n g tliay đươc lừ bẽii lìíioài Kết t|uâ là cỏ hai niitc trừu xuál dữ liệu

Đ c minli lu)ii la h ã y XÓI inól đối uroiie bicu clÌL'11 inộl lài klKKiM cu;i n ” áii hàne Mot di)i

iươii;j Iihir vậv cliứa các hicn lliê hiện só liiựii túi klìiHÌii (<K (Oiiiit-Iiiiinhi'!) và só tlii'

Nó chứa mó t plìuonu ihik' ìiíi-lãi íỊtiiy-tntci 1 'SIÌ ihưc hiện viẹc cộnti lãi vào sỏ

d ư ( i i i s ư I ) i : ; i i i l i à n u l n r ( V c d ã y t r a l f i i 6 ' f c l i o m o i t à i k h o a i i n l i ư i i i : u i ờ c l á y t l i a v đ ổ i c l i í n l i

sách Iihư sau: chi Ira lãi IIÒII sò clư Iilio I1Ơ11 10 (){)() OOOíl và 6 ‘ í c ho Iihữiii! lài klioan có

sò d ư từ 10 ()()() OOOd i m lén ' r r o n u Iihiẽu mỏ hình d ữ liọti khác, việc cliinh sứa n hư vạy cóthê dấn lới viộc ihay dổi inã troiií’ niỏl hay nliiéii chươni: trình ứiií: d ụn c Troni: m ỏ hìnhhướne đối tượng, chi phái tliay dổi héii troiii: phưoiiịỊ 1 1ỨC Ịhix-iiitưi 1 'S/ Cìiaodiộn bẽn Iigoìii

tới cac đòi tương vãn t:iữ Iitiiiycii k hỏ n g thay dổi

Kliác với các thực ihê t r on g I11Õ liìiih E-R, mỏi đòi tươiiu C(') lính dỏ nt ’ nhát 110111: dộc lâp voi các <:i;í trị inà nó c h ứ a clựiii: Như vậy liai cỉối tượng cliứa cìiiii: các tziá liị \ẫii có ihé

là khác nhau Sự phân biẹt aiữa các dối lượng cá ihc dược du y nì ơ mức vật lí tlióng qua

\iệc 'j;ín các dịiih d a n h dối tưưníi khá c nhau

1.5.2 C ác m õ hình loỊỊÌc trén co S() bán ịỉhi (R e co r d -B a se d Data M od els)

Các nió hình logic dựu trcii bán ehi dưực d ù n g trong việc m ò lá d ữ liệu ơ các n u k louic

va kliuiiu nhìn Tưưiig phán vói c ác niỏ hìiih d ữ liệu hưứng dối tưựiig, c h ú n g dirưc dùng đếtlẠc la câu trúc I0 2ÌC tổ n g tlic c ù a CSDL dónti thời c u n g cấp một m ỏ tá ớ mức c ao hcyn của

sư cài dật Ciọi là m ỏ liình tròn c ư sờ ban ghi bới C S D L dược c àu trúc thành các bán ghi cỏ khuôn dạim cố clịnh và có thc th uộ c nliiéii kicu Mỗi kiếii bán ehi xác' định một số cò dịnh

c k trưừnc (hay thuộ c tính), mỗ i triKTiig thường có d ộ dài c ò dịnh Việc d ùi m các hán !zhi códài cỏ dịiih làm việc cài đạt IIIỨC vạt lí ciia C S D l dưii giàn hưu so với mỏ hình hướng

d,M iươiiii CV) ha m ò hình louic trên cơ sơ bán glii q u e n t huộc nhát, d ó là:

• Mo hình q u a n hệ (relational clala modcl)

• Mõ liình rnạnt; (nclvvork dala ni(xicl)

• Mõ hình phân c á p {hicraivliiciil data nioclcl)

Ta sẽ đièm qiui b;i I11Ỏ h ình này

1 5.2.1 M õ hinh quan hệ (R elation aỉ Model)

Năm 1^)70 m ỏ h ình q u a n hệ đirực Coclcl đc xuùì | 2 | Kè lừ c!ó dcn nay, Iilnìiiị: lụhión cứu vo liệ C S D L t heo m ỏ hình qua n hệ (thường gọi tắt là C S D L q ua n hệ) dạt dưục' niicii kết quá to lớn vổ cá phiRmg diện lí thuyết và thực hàiih M ỏ hình CSDL quaii hệ lìi

n ộ l trong những niò hình C S D L c ó cơ sớ lí thuyết được xâv d ựn g vững chác nhất Từ Iiìữni: năm i98() irờ lai dâv, c ác hệ q uá n trị C S D L cỊuan hệ dược d ù n g phổ biến Có thê kc cbn niõl loạt các hệ nổi tiế ng và t hòng d ụ n g Iihư O R A C L E (cùa c õng ly Oraclc)

PX RA D OX và VISL A L D B A S E (ciia Borland) S Q L S E R V E R (cua Microsoft) trên các

Iiáv P ( ’ ơ nước ta thưừng cài đặt inột sỏ hệ quán trị C S D L q ua n họ n h ư P O X P R O , ACCESS

Tr o ng niò hình quiin hệ, d ữ liệu được thè hiện Irong các báiig Mỏi bàiig uóni cac doi 1”

và CỘI, iikSì cộ i c ó niót tcii d ụ y nhâi Mỏi d òng c h o thỏiig lin vé một dối urơim cụ llié t r o n g

q ua n lí (người ta còn hay gọi iDỗi dòn g là niót hciii iỊÌii liay m ộ t hộ) N h ư \ ậ y mồi cionc

g ồ m m ộ t bộ các giá trị tưcíim ứng với các cỏt, mỗi uiá irỊ tlic hiện tliòng !ÌI1 vc I 1 1 ÓI Iluioc tính c ủ a đỏi tưcĩiig dó, léii lliuộc líiih này chíiili là lẽn cột m à íiiá trị đ ó được hicn tliị M ối liên kết giữa các dối tượng d ược llic hiện bằiiỉ’ mối licn kết g i ữ a các b á n s n h ờ vào sư \ i i ấ t hiện trùng lập của một sỏ th uộ c tính ờ hưii một báng

Hình 1.5 gicýi thiệu mộl C S D L qu a n hẻ d ùn g làm m ẫ u g ồ m hai háng: một báiiịi chi rõ các k h ác h hàng của ng â n h à n g, c ò n bàng kia chì rõ các tài k h o á n cùa c ác k h á ch liàni’

r é n k h á c h h à n g S ố c h ứ n g m i n h t h ư Thành_ph»')_khách_hànịỊ Số hiệu tài khoan

Sô hiệu tài khoán S ổ c l ư

Hiiili ỉ 5 M ộ í C S D L ÍIIIIIII hệ Nhỉii ịdơn vị tiên: / triợK (íồiìi>)

1.5.2.2 M ó hinh m ạn g (N etw ork M odeỉ)

M ô hình m ạ n g lần dầ u tiên được dưa ra bới n h ó m D B T G ( D a t a ba se Task G r ou p cứa

C O D A S Y L ) nãm 1971 và được thực sự tricn khai n ãm 1978 C ó mộ t s ố hệ t hống íin học

d ù n g m ô hình lìiạng n hư cn, U N I V A X Ngày nay, tuy k h ô n g đ ược d ù n g phổ biến n hư m ỏ hình q ua n hệ, song m ò hình m ạ n g vần c ó những ưu đ i ế m c ủ a n ó và người ta có thè’ chiiNcn dối các ứng d ụ n g giựa m ỏ h ìn h m ạ n g và m é hình’q ua n hệ

'1 roiig inõ hình mạ n g, d ử liệu dược biếu dicn bời niột tập c ác bàn ghi (giống các bàn ghi

c ua ị^iscal), c òn c á c mối q u a n hệ dược bicLi diẻii bời c ác m ố i nối (links) có thc đưực xcni

n hư Iiliữiiị: con trò Xuât plìál từ mộl dối tượng (bicii d iẻ n b ằ n g niộl bán ghi) có thế có

Iihicii mối quan liệ đế n n hĩ mg đối tưựnu k h ác T rong n h ữ n g liên kết d ó luôn phân biệt đối

tưựMi: là c hú c ùa liên kết và những dối lượng thàiih plìần c ứa licn kct N h ư vậy các bàn ghi

\ à cac mỏi nối Irong C S D L tỉico m õ hình m ạ n g đươc tổ c h ứ c n h ư lập hcyp C í k dổ thị bất kì.liìiih 1.6 giới thiệu mộ t CSDL mạ ng dìing làin mẫ u với c ù n g t hõ n g tin n hư trong Hình 1.3

Cũni: n hư m ỏ hình mạ n g , rnò hình p hà n c ấp ra đời và phát iriên trước m ò hình quan hệ Tuy rnỏ hình q u a n hệ t h ôn g dụn g hơii sau những n ăm 1980 n h ư n g m ộ t s ố hệ C SD L theo

mò hìnli pliãn c á p vần dược sử d ụn g và hoạt đ ộ n g ổn dịnh

Ngirời ta hoàn toàn c ó thê c h u y c n dổi các C SD L ở m ô hì nh phân c ấp sang m ó hình qưan liệ và ngược lại Một hệ quá n trị C S D L kicii phân c â p d ượ c nhiổii người biết đến là hệ IVIS ( Iníormation M a n a g e m e n t Sys tem) c ủa h ãn g IBM

Hình 1.7 giới thiệu m ộ t C S D L phản cấp d ù n g làm m ẫ u với c ù n g thông tin n h ư trong

W n h 1.5

Hìỉih 1 7 M ộ t i <y S ( ỳ ílữ liẹa plỉun ( áp Niihí

N hư dã nói à trên, các IIÌÕ hình louic trên cơ sớ baiì ízhi đ ư a c dùiiiZ dò clặc la cáu inic

tổng thc cùa hệ C SD L và lììỏ lá cài dặl ớ mức cao Nh ưn g niậl liạn c hê clìínli c u a c hú im

i r o n u l liực lè là ơ c l ì ỏ c h ú n g k h ô n g c im n c ã p d ư ợ c c á c p h ư ơ n u t i ệ n t h o a d á i ì g CÌK) v i ệ c t l ă c

lá t ư ờ n u m i n h c;*c ràiiti b u ộ c I r c n d ữ l i ệ u T r o n u k h i d ó c á c i n ỏ l i ì n h i rc ĩ ì c ơ s ơ đ ô i l ư ơ n g

Uiy c o n hạn c h c Irone dạ c la vc !iìiU ('au n ú c lìhưnu lại cuni: ca|'» nliicu cliai liẹii c ó línli iiuữ iighĩa CỈII) phép lìíiười d ùn u clạc là c á c rìum buọ c tiữ liệu.

'IVoiìi: các niỏ ỉiinh loiiic irèii cơ sở bán ulii niõ liìnli quan hệ khác \(Vi ciíc niô hình Iiuiim v;i

phân cáp ớ chỏ nó không clùim các con tro lia\ moi luVi 'lììay \ì \ậ\' các h.uì ulìi licii kêl \iVi nhau nhờ chính các uiá Irị chứa iroiìg chúiiịi Các niõ hìiìh inạnu và phân cáị') van tlòi hoi ntiưòi

dùng phài có nhửiie hicu biếl ờ IIIỨC vàt lí vc CSDL sc đưníc truy cập Troim khi dó niỏ hình Cịuan

hộ cunu cáp lính cUk' lập dữ liệu có ý nghTa quan imng v^iệc khó ne pliài ciùim các con Uo CỈIO plìóp dịnh imliĩa niòl cơ SCÍ toán h(>c hình thức clìo niò lùnh cỊiian hộ lìlur ta sc lhá\ ơ cliưoìiu 3.

1.5.3 C ác mỏ hình vật lí (P hysical Data M odelsl

C á c i n ỏ h ì n h d ữ li ệu vật lí n i ỏ tà d ữ l i ệu ơ m ứ c l l i á p n h á t , n ii lì ĩa là i n o (a d ừ li ệu i ì i í i K Imi Irữ như ilìc Iiào trong má y lính, mỏ tà các cấu trúc bán ehi ílìứ tự các bàn izhi và con ckàíiiu

Ir uy c ậ p K l ì ỏ n u n h ư c á c l u ỏ hìiìlì l o e i c , c h i c ó íl Iiìỏ liìiìh d ữ l i ệ u vật lí H a i n i ò liinli d ữ liệu vâi lí q u c i ì dù ni ỉ là n i ỏ h ì n h h iĩọ n h ãl (uniíViiiịi lìKKÌcl) \ à l ììỏ h ì n h K> n h ớ - k h i n i i i (í ra ii ic- nioni Di y iiukIcI) M ò h ì nh d ữ liệu vậi lí t hư í t ng c h i c ó ý l ìu hĩ a đ ố i với n h ĩ n i u c hi iNcn gi a I 1 KÌ\ línlì c h ứ khỏng can tlìièl đối với da số ngưíyi sirdụỉiii thông llnròìiii và se điR>c nói chi liêl ƠCÍÌƯI)ÌÌU

1.6 Hệ quản trị cơ sỏ dữ liệu

1.6.1 Khái niem hẹ quàn trị C(ysứdữliệu

A/ộr hệ íỊuàiì írị c ơ sá' (iữ liợii (Ddtiihii.se Mcííu/iỊcnient SvsteiN viêt tủt là DBM S) là một tÚỊ) hơỊ) các chưoiii; trìnli cho phép iiiỊười ilíi/i^ (ỉịnh i i í ị I i u i , rạo lập Ihio trì HU' C S D L và

i iiiiiỊ í íi'ị> c á c f r i i y i ậj) c ó d i é i i k h i c n d ẽ n c á i C S D L I i à \ \

Nlur vây inộl hệ quá n trị C SD L ià phần m é m tương tác với ciíc chưtĩiig trình ứiig dụng của người tiìiiig và CSDL Nói c h u n g một hệ quản trị C S D L cung cấp các phiroriig tiện sau đày.(a) Ngôn n g ữ dịnh n gh ĩa d ữ liệu (Data Defiiiition L angu age, viêt tắt là DDL): c h o phépngưòi d ùn g địiih ngliĩa CSD L Nlur vậy D D L c h o p hé p người d ù n g đặc tá các kiếu và các cấu IIÚC dữ liệu, dã c tá các r àng biiộc trên các d ữ liệu lưu trữ trong CSDL Kết q u à của việc

dịch các câu ciia D D L là m ộ t rập i ác hàiìị> được lưu trữ trong một tệp đạ c biệt đirợc gọi !à

từ (Hen (lữ liệu hay th in n tụ ílữliệii.

Mót từ diên d ữ liệu là một tệp chứa các siéti (lữ ìiệu ítììeta-data), là các dữ liệu vé dữ liệu

Tệp này dirợc ihani kháo trước khi d ữ liệu thực sự được đọc hay được sửa đổi trong hệ CSDL.C'áii trúc liru trữ và c ác p hưưn g phá p truy c ập c ú a hệ C SD L sỗ được đặc tả bời một tập định nghĩa viết bă n g mộ t D D L xác định Các định n gh ĩa nà y được d ịch thành một tập các lệnh xác định chi tiết cài dặt c ù a các lược đồ CSD L, nh ữn g chi tiêt đ ó thường được che dâu đối với ngưừi d ù ng

(b) Ng ôn n g ữ thao tác d ữ liệu (Data Mani pu lat ion La n gu a ge , viết tắt là D M L ) T h a o tác

c ữ l i ệ u dược hiêii là :

• Ti m k iế m t hô n g tin lưu trữ trong CSDL;

• Chèn th ê m th õn g tin mới vào CSDL;

• Xoá bỏ t h òn g tin khói CSDL;

• Sứa dổi lliỏng tin đ ượ c lưu trữ trong CSDL

Mội IIỊÌÔII n ^ ữ t ì ì d o ráí i l ữ l i ệ u ( D M L ) là một n g ô n n gữ c h o phc p người d ù n g iruy cập U)ậc thao lác d ữ liộu được tố chức bới mộl inô hình thích h(tp C ó hai kiếu D ML : thủ tục

(prcxreduraD và phi thú tục (iio n -p r o ce d u ra l),

• Cúc D M L kiến r/nì tìỊc dòi hỏi người d ù n g vừa xác dịnh d ữ liệu h ọ cán ( Wha t) vừa

phái xác d ị n h c ác h thức dế có được d ữ liệu đ ó (Hovv)

• Cáv D M L kiẽìi p h i thú tục chí yêu cấu người dùng xác định dữ liệu họ cần (What)

c hứ k h ô n g yê u cầu người d ùn g xác dịnh cách thức để c ó được d ữ liệu đó

Các D M L phi thú lục t h ư ò n g d ể học và dề sử d ụ n g hơn c ác D M L thủ tục Tuy nhiên vì tgười dùn g k h ô n g phái xác đ ị n h cách thức nào đê’ c ó được d ữ liệu nê n c ác ngôn n g ữ này có Éiê sinh mã k h ô n g hiệu q u á như niã được sinh bởi các n^lôn n g ữ thú tục, Đ ê khắc phục

th ữn g khó khàn dó, cần d ù n g tới các kĩ thuật tối ưu hoá câu hỏi k h á c nha u m à c h ú n g ta sẽ(ỉề c ậ p ờ chư<tiig 6

N u ò n n g ữ t h ô n g d ụ n g n h ấ t ciia kiếii D M L p hi t hù tục là n g ò n n g ữ S Q L ( S t r u c t u r e d

Q uc ry Language) Một D M L có cá phần ngôn ngữ hỏi (còii gọi là ngỏii n gữ Iniy vãn) clio phép tìm kiếm t hông tin và phán ngôn ngữ cho phép chi định các thao tác thêm, xóa, sưa dổi

d ữ liệu Trong thực tc người ta thưíyiig quen coi (một cách không c hính xác) thuật IIUỪ

tiỊ>ữlìòi (hay ngôn ngữ truy vấn) đổng nghĩa vứi thuật ngữ lìỊ-óii Hịịữ thao tiU d ữ hẹn.

(c) Các kiểm soát, các điề u khiển đối với việc truy cộp vào CSD L, c h á n e hạn;

• Hệ t hống an ninh (sccurity) ngàn c âm sự cò tình truy c ậ p vào C SD L inột c ác h

k h ô n g được phép;

• Hệ t hông ràng buộc toàn vẹn duy trì tính nhất q u á n củ a d ữ liệu dược lini trữ;

• Hê t hống điểu khiế n tương tranh c h o phép các truy c ậ p xáy ra đ ổ n g ihời;

• Hệ ihống điều khiển khỏi phục cơ sở dữ liệu khi có sự cỏ ờ phần ciììig iiay phần niéni;

• Từ điên d ữ liệu (catalog) m à người d ùn g có thè truy c ậ p được, lừ điển này bao g ỏ m các mó tả d ữ liệu trong CSDL, c ó thế coi từ điến d ữ liệu c hứa siêu d ữ liệu

v ể c ơ bản hệ quản trị CSDL cung cấp các phương tiện nêu trên, nhưiig các hệ q u à n irị CSDL khác nhau với tư cách là những sân phẩm phần m ề m khác nhau sẽ khác nhau vé chất lượng và khả năng đ á p iViig nhu cẩu thực tế Cháng hạn một hệ quàn trị CSDL cho một may tính cá nhân có thê khòng có chức năng xử lí các truy cập đ ổn g thời và nó chi cung cấp nhữiig phirong tiện an ninh d ữ liệu, duy trì tính nhất quán d ữ liệu, khôi phục d ữ liệu một cách hạn cliẽ Trong khi đó những hệ quản trị CSDL lớn, hiện đại, phục vụ cùng lúc c ho nhiểu người dùng, cung cấp đầy đù các phương tiện kê trén, và có thế có thêm những chức n ãng khác nữa C á c hệ quàn trị CSDL luôn phát triển iheo hướng đáp ứng các đòi hỏi ngày càng cao lioii ciia ngLỞi dùng, bỏfi vậy các chức năng của hệ quản trị CSDL ngày càng được m ờ rộng hơii

ra đời đá n h dấu sự xuất hiện đầu tiỏn của một hệ q u á n trị C S D L dựa trên mỏ hình d ữ ilitu

mạ ng Người ta coi n hữ ng hộ q uà n trị C S D L trong thời kì này phát triển theo các chuaiii co

C O D A S Y L (Conference on Data Systems La ng u ag e) đề xuất th uộc t h ế hệ thứ nhất cùa cic

hệ qu ả n trị C SD L kiêu q u a n h ệ ’t huộc t h ế hệ t hứ hai c ủ a c ác hệ q u á n trị CSDL

Đ ê đ á p ứng sự phát tricn ngà y c àng phức tạp c ủa các ứng d ụ n g CSDL, từ những niãìi

1990 người ta bắt đ ầ u xây dự ng các hệ qu ả n trị C S D L kiếu h ướ ng đối tưẹmg và hướng đói tượng- q ua n hệ N h ữ n g hệ qu à n trị C SD L n hư vậy được coi là th uộc vào thê hệ t h ứ ba

1.6.3 C ác chức n ã n g của m ột hệ q u á n trị C S D L

l a i dã y c h ú n g la sẽ Iiói niộl cách cụ thê hơn vc các chức nă ng cùa một hệ quàn trị CS[)I, nói inỏt c ác h khác thì đ ó là nhĩmg dịch vụ m à mộl hệ qu á n trị CSDL có thê cung cấp '['heo C ocicl ( 19 82 ) một hệ quá n trị CSDL có 8 chức nãng cư biin sau ;

(1) Ciitig càp c h o người d ù n g khá n ăng lưu trữ, truy xuất và c ậ p nhật dữ liệu Đ ây là chức nãiig c ơ bán cùa một hệ qu á n trị CSDL Với chức nãng này, hệ q uá n trị CSDL

dã chc dâ u người d ù n g nh ững chi tiết cài đật m a n g tính vật lí

(2) C u n g cấp c h o người d ù n g một từ điển d ữ liệu (catalog), đ ó là ciíc m ô tá vé d ữ liệu dưực lưu trữ và người dùng truy cập dược vào từ điến d ữ liệu này Dĩr liệu trong từ điên

d ử liệu còn dươc gọi là “ siêu dữ liệu" (nieta-data) vì đây là d ữ liệu về dữ liệu Thòng tin trong từ điển d ữ liệu và cách thức sir dụng thông tin này là khác nhau trong các hệ quán irị CSDL khác nhau Nhimg thòng thường niộl hệ thống từ điển dĩr liệu cất giữ tcii, kicii, kích thước các bán ghi, tèn cùa các mối quan hệ, các ràng buộc toàn vẹn trên d ữ liệii, tên nliữiig người có quyền truy cập vào CSDL, các lược đồ trong, lược đổ khái niệm, lưcK' dồ ngoài và các ánh xạ giữa c h ú n g ,

(3) H ỗ trợ các giao tác (transaction) bằng cách c un g cấp một c ư c h ế đ á m bảo rằng hoặc tất

cá các cập nhật trong một giao tác làm việc được thực hiện hoặc không thao tác cập nhật nào trong giao tííc này được thực hiện, để đ ả m báo tính nhất quá n cùa d ữ liệu.(4) C u n g cấp các dịc h vụ đicu khièn tưoìig tranh đ ế đ á m báo tính nhất q uá n d ữ liệu khi

cỏ nhicu ph iê n làm việc với CSDL, có nhiều người d ồ n g thời truy c ậ p vào CSDL, đặc biệt là những truy c ập làm thay đổi t hòng tin lưii trong đó

(5) C u n g cấp mộ t c ơ chê để khôi phục dữ liệu khi xảy ra m ộ t sự c ố làm hỏng C S D L theo niôt kiến nào dó

(6) Cu n g cáp các dịch vụ bàn quyền Điề u này có n gh ĩa là c ó mộ t c ơ chê đế đ á m báo chí nhĩmg người c ó q u y ể n mới được truy c ập C S D L ớ nhữiig mức đ ộ khác nhau

(7) Hỗ trợ cho truycii thông dữ liệu Nói cách khác, hệ quàn trị CSDL phái có khù năng tích tnrp clưtX' với các phần mciĩi truyền thông Hầu hết người dùng truy cập vào CSDL từ tiạni làm việc dầu cuối (temiinal) Có thê nhữiig trạm làm việc đầu cuối này được nòi trực tiếp với niáy tính cliii cùa hệ quán trị CSDL Nhiêu tnrờtig hợp trạm làm việc đầu ciiổi dặt tại vùng xa và truyển tliông với m á y tính chú thòng q ua mạng Trong những trường hợp như vậy, hệ quản trị nhận được các yêu cầu trong các thòng điệp triiycn thõng giri dên và (rá kết quà lại cũng theo cách truyéii thông điệp như vậy Tất cá các ciao tác đó dưcỊic dicu khiến bời bộ quán lí truyền thõng d ữ liệu, viết tắt là D CM (Data Commimication Managcr) Mặc dù D CM k hông phái là một bộ phận của hệ quán trị CSDL nhinig hệ quản trị CSDL cần phài tích hợp được với nhiều loại DCM

(8) Cu ng cấp các dịch vụ đ ả m bào tính toàn vẹn d ữ liệu Đ iề u này có nghĩa là đ á m báo

cá d ữ ỉiệii trong C S D L và nh ững thay đổi d ữ liệu phải tuân t he o những luật đã xác định Tí nh toàn vẹn d ữ liệu là để n hầ m đ à m báo sự chính xác và nhất q u á n của dữ liệu được lini trữ

t

Nịidài 8 chức n ăng trên người ta còn m o ng m u ố n hệ quá n trị C S D L c ung cấp thê m hai

b ạ i dịcli vu nữa, đ ó là:

( 91 Cu n g cấp các dịch vụ hỗ trợ c h o tính độc lập d ữ liệu

(10) C u n g cấp niỏi số dịch vụ liện ích Những chươim írình liện ích này sẽ e iúp imiriời

q u á n Irị C SD L q uá n lí C S D L ni(M cách tliuận tiện và hiệu quá

Nháiìi niuc đích cung cấp những dịch vụ như dà kê trẽn, các hệ quan trị CSDl là các hộihống phẩn niểm linh vị và có độ phức tạp cao Một hệ quán trị C SD L dư(>c chia thành Iiìột s ố ihành phẩn, ĩtìỗi ihàiìh phầiì là một mcxỉul phđn m e m chịu một s ố trácli nhiệm cụ íhc Mội s ố chức năng của hệ quán trị CSDL đư(X: hỗ irợ bới hệ diểu hành nhunig hệ điểu hành chi cimg c á p các dịch vụ cơ bán nhấl và hệ quàn trị CSDL phải xây dimg Irên Cít sờ đỏ N hư vậy việc Ihicí k c một hệ quân irị CSDL phái tạo ra các giao diện giữa hệ quản trị C S D L và hệ điéu hành

• Bỏ x ứ lí câu hỏi (Ọiiery processor): là mộl ihành p h ẩ n -c h í nh của hệ tịuàn trị C SD L vái

n hi ệ m vụ dịch các c à u lệnh trong ngỏ n n gữ truy vấn th à nh c ác càu lệnh ở mứ c ỉháp đ ế

c h u yế n cho b ộ q uà n lí C S D L (Da ta bas c Manager, viẽì lắt là DM)

DBMS

lỉộ ticn xử lí tigỏíi ngữ thiíí) lác ílữ liệu

I

tlịch ngôn nuữkiìai báo dừ liệu

Trình q uá n lí q u y ề n truy c ậ p (Authorization Control)

Trình xử lí câu lệnh ( C on i m a n d Processor).

'rrình kiôm tra tính toìin vẹn (Intcgrily Checkor)

Trình tối irii hóa câu hòi ( Quc ry o p t i m i / c r )

Trình q u á n lí g ia o tác (Transaction Managcr)

Trình lập lịch (Schcdulcr): diều khiến thứ tự thực hiện các thao tác của ciíc giao tác có liên qiiaii d ò i i nhau dc dâ m báo c hú ng k hòng làm ánh hưcỳiig dên Iiliau , có nghĩa là giái quyết những xung đót trong lioạt d ộng dồn g thời cúa nhiều giao (ác.Trình q u á n lí việc khòi phục d ữ liệu ( Rc cove ry Manager)

Trình qii;in lí b ộ n hớ (lộm (Buffer Miiiiager)

Hìỉìh 1.9 Cúi tlỉủỉilì ph ấ n í iia hộ qiiàìì lí C S D L

Bo licn x ử lí D M L ( D M L Preprocessor): c h u y ế n C ik câu lệnh D M L n h ú n e trong một chương írình ứng d ụ n g thành các lời goi thú tục c h u ẩn trong n gôn ngữ chủ Nó phái tưcyne l á c với bộ x ử lí c â u hỏi dè sinh ra m à rhích hc;p

• Bỏ biên dịch DDL ( D D L Coinpiler): chiiycii các câu lệnh D D l saim Ihành Iiiỏl l à p các báng chứa "siõu d ữ liệu" Các báng này dược lưu Irữ Irone hệ lliỏiiị: từ đÌL'11 ciữ iọu (catalog).

• Bộ qu á n lí từ điên d ữ liệu {Catalog Manager); tỊuán lí c ác truy c ậ p d è n lừ clicn d ữ liệu và

bá o trì hệ t h ốn g tìr đ iên d ữ liệu Háu hêt các t hành phần c ù a hệ cỊuán irị C S D L dcu I n v

S c h e m e )

L ư ợ c d ổ

k h á i n i ọ n i ( L o i i i c a ỉ

S c h e m e )

L ư ợ c t l ổ \ ặ t

l í ( P h v s i c a l

S c h e m c )

Hình !.10 Hoạt dộniỉ Cỉia nìộỉ (‘hươỉì^ ỉrìỉìlì ứìì\> ( ỉ ụ n i Ị ĩlìỏni* C Ị Ì Ì Í Ỉ một DBMS

Các yêu cầu cùa c hư ơn g trình ứng d ụ n g được c h u yê n tới hệ qu á n trị C S D L (đườiig ,ỏ 2) Hệ q uả n trị C S D L sẽ th a m k hả o hệ t hống từ đicn d ữ liộu đé tìm k iế m các á nh x ạ t ừ cíc lược đồ ngoài đến lược đồ khái niệ m và đến lược đ ồ trong H ệ q u ã n trị C SD L c ó thiế >0

tham kháo vùng đ ệ m c ủ a nó đê x e m càu trá lời đã có sẵn ở đ ó chira, nếu có thì trá hú C K)

trình ứiig dụn g ( qua đ ườ n g số 9), còn k h ò n g sẽ ycLi cầu hệ đ i ể u h àn h truy xuất t h ô n g 111 (đường sò 3) Hệ điổu h ành ra yêu cầu truy xuất t hông tin t ro n g C S D L t h ông q ua hệ t h ỏ m

xiiáì nliàp CIUI liệ diéu hành (cliràìg sỏ 4 và 5) Ncu việc truy xuất k h ô ng ihành c óng, nó sẽ

trị C S D L xử lí rổi c h u yê n d ữ liệu vào vùim đ ệ m c ủ a chưưn g trình ứng d ụng đc nó xứ lí (dirờiiị: Sb) và trình ínig dụnt: Irá ra kết q uá (dưừn^ sò 10) N h ư vậy c ó thế nhận thấy khi chav trình i'nig d ụ n g các trục trặc có the xảy ra ớ c ác dưímg sò' 2, 3, 4, 5, 6 và 8, trong đó

các lỏi ớ hai đ i ù m c 6 và 8 c ó thế d o Iràn v ù n c làm v iệ c

1.6,6 S()( lươc về các kiến trú c hệ quárt trị C S D L đ a người d ù n g

Kiên trúc triiycn t h ống ciia một hệ th ốn e da ntỉười d ù n c c ó tên gọi là hệ xử lí từ xa (telcproccssinc), Một hộ xừ lí từ xa bao g ồ m một m á y tính (mộ t C P U) và một sỏ' trạm đầu

c u ỏ i ( I c m i i n a l s ) n h ư t r o n g h ì n h 1 i 1.

H ì n h 1 1 1 K i ê n t r ú c h ệ \ ứ l í từ K ii ( ỉ e l e p r o c e s s i i i i Ị )

Tâì c;i các xư lí đều được thực' hiện trên c ùn g một m á y tính (về phưítng diện vậi lí) Các

f ạ m đầ u cuối được nối với m á y tính trung tâm bởi cáp, c h ú n g gửi các thông đ iệ p yêu cầu cên chirưiig liình ứng d ụ n g c ủ a người d ù n g (khi sử d ụ n g các dịch vụ c ủa hệ QTC SD L) , n hờ

\ ậ o hệ i hòng điổư kh iê n triiycn t hòng cùa hệ điều hành Các t hòng điộp gửi trả vể c h o trạm aÌLi ciiôi cùa người d ù n g c ũ n g t he o con đường-đó C ó thể thấy rằng trong kiến trúc này máy

t n h truiig tâm k h ô n g n h ữn g phái c hạy các trình ứng d ụ n g và hệ Q T C S D L mà còn phái thực

h ệ n niội lưựng k'ni c ón g việc thay c ho các trạm đầ u cuối Tr o ng nhĩnig nãni q u a con người

cã đat dươc nhữiig thành c ô n g lớii trong việc nà ng c a o khá nă ng củ a m á y tính cá nhâ n (PC)

\à phát iriển c ỏ n g nghệ m ạ n g m á y tính Điểu này d ẫ n c h ú n g ta đến k h u y n h hướng thay ihế

r hữ n g má y tính lcýn (iTiainframe) đắt tién bời các m ạ n g m á y tính PC dạt hiộii q uả không kém với giá cá phải c h ã n g hơn K h u y n h hướng này làm náy sinh hai loại kiến trúc mới cho

hệ t h ống đa người d ù n g , đ ó là k iến trúc file-server và kiến trúc client-server

1.6.6.ỉ Kiến trúc máy chủ-tệp ựile - server)

Tr on g kiến trúc m á y c h ủ - tệp các xử lí k h ô n g tạp trung vào m ộ t m á y tính trung tâm mà cươc phân tán trên mạ n g, t h ư ờ n g là m ạ n g cục b ộ ( L AN) Hì nh 1.12 giới thiệu kiến trúc làv

Trạm làm \'iộc 2

File-server

C ơ s ở d ữ iiệii

Hình ỉ 12 Kiên trúc niáy chú - tệp (file - server}

Filc - scrver lưu giữ các tệp d ữ liệu mà các ứng d ụ n g và hẹ Q T C S D L cần đèn Tiiy nhiên các ứng d ụ n g và hệ Q T C S D L c hạy trên mỗi trạm làm việc (vvorkstation) và VCLI c ấ u các tệp d ữ liệu ứ file - server khi cần đến File - server hoạt đ ộ n g đơii gián như một đĩa cứng chứa d ữ liệu có thê chia sé Hệ Ọ T C S D L trên mỗi trạm làm việc gửi yêu cấu dến file - SCIA CI đòi hỏi những d ữ liệu liai trên đĩa m à hệ Q TC S DL cần N hư vậy kiến trúc này sõ có Iihữnu nhược diể m chính sau dây:

• Lirựiig d ữ liệu truyền q u a lại trên m ạ n g rất nhiểu

• Mỗi trạm làm v i ệ c phái cài đặt một bán sao đáy đủ của hệ Ọ T C S D L

• Việc giải q uy ế t các vân đổ tưtyng traiih, khôi phục dữ liệu và báo d á m lính nliãì quiín ciia d ữ liệu sẽ phức tạp hơii d o c ó nhicu hệ Ọ T C S D L truy c ậ p vào c ù n g các tệp dữ liệu,

ì 6.6.2 Kiến trúc máy khách-m áy chủ ịclient - server)

Kiến trúc m á y k h á ch - i n áy c hủ (có thê gọi tát là kiến trúc k h á c h - c h ủ ) khắc phục đưực các nhược điế m c ùa hai loại kiến trúc nêu trẽn Tr o ng kiến trúc m á y k h á c h - m á y chủ các hộ phận phần niềm tưtmg tác với nhau tạo nên hệ thống: tiến trình m á y k h á c h ycu cấu cimg

c ấ p tài ngu yê n n à o đ ó và tiến trình rnáy chủ c u n g c ấp tài n g u y ê n đó Hai tiến trình này

k hò ng nhất thiết phải nằ m trên c ù n g một m á y tính, trên thực t ế thườ ng c ó một tiến trình

má y chủ đặt tại m ộ t đ i c m (sitc) c ù a m ạ n g (cục bộ) còn các tiến trình m á y khá ch dặt tại các

d i ế m khác cúa mạ n g Hình 1.13 mi n h họa c ho kiến trúc m á y kl iách-niáy chủ và hình 1.14

c h o thấy mộl sô d ạn g topo c ủa kiến trúc này

Trong n g ữ c á n h c ơ s ở d ữ liệu, tiến trình Client q u ả n trị giao diện người d ù n g và ứng

d ụ n g logic, nó hoạt d ộ n g như m ộ t trạm làm việc c a o c ấ p theo nghĩa trên đó c h ạy các ứiig

d ụ n g CSDL Ti ế n trình Client n h ậ n yêu cầu c ủa ncirời d ù ng, k i ế m tra cú p há p và sinh ra các càu truv vấn trong n gô n n g ữ S Q L hoặc trong Iigôn n g ữ C S D L thích h ợp khác Ti ếp theo, tiến trình Client gửi t h ôn g đ iệ p đ ế n server, c h ờ n h ận trá lời và đị nh d ạ n g d ữ liệu trá ra c ho người sử d ụ n g đđii cuối C ò n tiến trình server thì (iếp nh ậ n và x ử lí các yê u cầu vể c ơ sở dữ liệu rồi gửi trá kết q u ả về lại c h o Client Tiến trình server bao g ồ m luôn cá việc kiểm tra quycn triiy cập d ữ liệu, đ á m biio tính loàn vẹn d ữ liệu, bảo trì hệ thống từ điển, thực hiện các truy vãn và các tiến trình c ập nhật Ngoài ra nó còn c ung c ấp các dịch vụ điểu khiển tương tranh và khôi plụic d ữ liệu Có ihê kế đế n một số iru diêni c ủa kiến trúc loại này như sau;

• K há nà n g truy c ậ p rộng rãi dến các CSDL

• Nàng c a o k h á n ă ng thực hiện; nếu tiến trình server và các tiến trình cliení ở trôn các

m á y tính khá c n ha u thì c ác C PU khá c nh a u c ó thê c ù n g c h ạ y so ng song, mỗi CPU thực hiện tiến trình c úa nó

• Chi phí c h o phần cimg c ó thế được g i á m d o chi c ần s erver c ó c ấu hình đủ m ạ n h đê lưu trữ và q u à n trị c ơ sở d ữ liệu

• Chi phí c h o truyền t hô n g được giả m d o m ộ t phần trong các t ha o tác c ủ a ứng dụn g

dược g iá i q u y ế t trên Client, truyền t h ô n g trên m ạ n g c h ỉ g ồ m ; y ê u cầ u về truy c ậ p c ơ

s ớ dữ liệ u c ù a Client gửi đ ế n server và dữ liệ u kết q u á từ s erv er gửi c h o Client.

• Nàng c a o được khả năng đ á m báo tính nhất qu á n c ủa dữ liệu Server có thế kiêm soát được tính toàn vẹn bởi c ác ràng buộc này được dịnh nghĩa và kiếm tra chí tại đó

• Kiên Irúc này phù hợp với việc xây dimg c ác hệ t h ôn g c ó tính mở

Hìnli l 14 M ộ t sò (hỉỉìi' tơpo cúa kiến ĩn u ' ffìả\ klìúcli - ĩìuh' cỉìú ( ( ỉienĩ - s e r v e i )

1.7 Vai trò của con nguời trong hệ C SD L

Với các CSDỈ nhỏ, c ó thê chỉ c ó mộ t người tạo lụp (định n gh ĩa ) và t hao tác trên đó Nhưn g với những C S D L lớiì, c ó thếx:ó sự tham gia củ a nhiều người vào việc xảy dựng, bão trì và sử d ụ n g nó

1.7.1 Ngưm q u ản trị C S D L

Người quản Irị C S D L (Da ta bas e Administrator, viết tắt là D B A ) là người c ó trá ch nhiệm

q u ả n lí các tài n g u y ê n cùa hệ CSDL, các tài nguy ên đó là CSDL hệ q u à n trị C S D L và các phần m ề m liên quan Đ â y là người có vai trò thiết k ế và cài đặt C S D L về mặt vật lí, cấp phát các quy ền truy c ậ p CSDL, c ấ p phần m ề m và phần c ứng t he o yêu cầu, d u y trì các hoại

đ ộ n g hệ thống đ ả m bảo thỏa m ã n yê u cầu c ủ a các trình ứng d ụ n g và c ủ a người d ùn g Như vậy D BA phải là người c ó nh ữn g hiểu biết chi tiết và kĩ nă ng vé mậ t k ĩ thuât t rong lĩnh vực CSDL, hệ q uả n trị C S D L và m ồ i trường hộ thống

1.7.2 Người thiết ké C S D L

Tr ong những d ự án thiết k ế các C S D L lớn người ta c ó thê’ p hâ n biệt hai n h ó m người thiết kế; thiết k ế C S D L logic và thiết k ế C S D L vật lí

• Người Ihiêt k ế C S D L logic có trách n hiệ m xác định d ữ liệu được lưii trữ trong CSDL (các thirc tliè và các thuộc lính), xác định các mối cỊuan hệ giữa d ữ liệu, các ràng buộc tròn d ữ liệu dược kai tiữ N h ư vậy người thiết k ế C SD L logic phãi có hiếu biết thâii suốt và đ á y đíi vc d ữ liệu ciia tổ chức (thè giới nhỏ inà C SD L phán ánh) và các luật làm việc c ủ a tổ chức đó Đc việc thict k ế có hiệu quá, người thiết k ế CSDL logic phái giao liêp với ĩihữiig người d ùn g CSDL trong tưCTig lai, hiếu được nhu cầu sứ d ụng ciia

ho dc có thê đưa ra lĩiột thiêì kê phù hợp")

• Người thiêì kê C S D L vật lí chọn m ô hình d ữ liệu logic và quyết định nó dược thực hiện vc mặt vật lí n h ư thế nào N hư vậy việc ihiết k ế CSDL vật lí liên quan đến nhữiig vân đổ n h ư á nh xạ m ô hình d ữ liệu logic vào tập các bả ng và các ràng buộc toàn vẹn;

c h ọn lựa cấu trúc lưii trữ và phươiig^thức truy c ập d ữ liệu để đạt hiệu quá cao khi thực hiện các t ha o tác trên CSDL; thiết kê những hệ thống an ninh nào đ ó cho d ữ liệu

Có thê thây người thiết k ế C SD L logic liên q ua n đến câu hỏi “cái gì được lưu trữ trong

C S D L ? c òn người thiết k ế C S D L vật lí liên q u a n đ ế n câu hói “ lưu trữ n hư t h ế nào ?"

1.7.3 N gư òi lập tr ìn h ứ n g d ụ n g

Khi C S D L đ ã đ ượ c cài đặt thì các c hương trình ứng d ụ n g đ á p ứng nhu cầu khai thác

C S D L ciia người d ù n g sẽ được cài đặt Đ â y ch ín h là c òn g việc c ủ a người viết các chương trình img d ự n g ( Ap p li c a t i on Programnier) T hô ng th ường người lập trình ứng d ụ n g thế hiện

c ác dặ c tá cúa người p hân tích thiết k ế hệ t hống thà nh chươiig trình Mỗi chương trình bao

g ồ m c ác câu lệnh y ê u cáu hệ quán trị C SD L thực hiện một số thao tác trên CSDL (truy xuất

d ữ liệu, t hê m, xóa, sứa dổi d ữ liệu) Các chươiig trình ứng d ụ n g c ó thể được viêí trong ngôn

n gữ thê hệ ba h a y n g ô n ngĩr t h ế hệ bốn

1.7.4 NịỊưìri sứ d ụ n g đầu CUỐI

Người sử d ụ n g c h í n h là k há ch h àng của CSDL, bởi C S D L được thiết kế, cài đặt và bảo liì đo c u n g c ấ p n h ữ n g ihỏiig tin họ cíỉn Tlico c ác h sử d ụ n g CSD L, c ó thể ch ia người sử

d ụ n g dáii cuối t h à n h các n h óm ; người sử d ụ n g đơii giản (còn gọi là người s ử d ụ n g ngây

thư) và ngư ờ i s ứ d ụ n g tinh tê.

• Người s ử d ụ n g dijfn gián (Naive Iiser): thưòmg là n hữ ng người k h ô n g có hiểu biết sàusắc vé C S D L , họ truy c ậ p vào C SD L t hông q u a các chưcmg trình ứng d ụ n g đê thựchiện n h ữ n g t ha o tác đơii gián H ọ yêu cáu thực hiện n hữ ng t ha o tác này bằ ng cách dưa vào n h ữ n g cAu lệnh đưii giản hay c họ n các m ụ c trên b áng c họn (menu) Nói

m ộ t c á c h k h á c họ s ử d ụ n g các g iao dịch định sẩn

• Ngưừi s ử d ụ n g tinh tế (Sophisticated user): là những người hiểu biết về cấu trúcCSDL, vể n hữ ng tiện ích m à hộ quản trị C S D L c u ng cấp H ọ có thể sử d ụng ngôn ngữtruy vân bậc c ao n h ư SQL đế thực hiện nh ững thao tác cần thiết Một s ố người sử

d ụ n g tinh t ế thậm c h í có thê viết chương trình ứiig d ụ n g thòa m ã n yêu cầu của họ

T Ó M T Ắ T C U Ố I C H i r O N GMột C SD L là một tập ht/p các d ữ liệu có licn qu a n V( r i nha u vổ mặt logic, d ược Ihiẽì

k ế dê lưu trữ t h ông tin phục vụ c ho hoạt đ ộn g c ù a mộ t tổ chức Một hệ cỊiián Irị C S D L

là một hệ t h ống phầ n m ể m c u n g c ấ p c h o người d ù n g niột môi trường thuậ n lợi và h i c L i

q u ả đê định nghĩa, tạo lập, bảo trì C S D L và c u n g c ấp n hữ ng truy c ậ p đươc kiêin soát đến CSDL

Tất cá các truy c ậ p đế n C S D L đểu thông q u a hệ q u ả n trị CSDL Một hệ qu à n irị

C S D L c un g c ấ p m ộ t n gô n n g ữ định nghĩa d ữ liệu ( D D L ) đê người d ù n g đ ị n h n g h ĩa

C S D L và m ộ t n g ô n n g ữ thao tác d ữ liệu ( D M L ) đê người d ù n g đ ưa t h ê m d ữ liệu vào CSDL, xóa bớt, sửa đổi d ữ liệu và truy xuất d ữ liệu trong CSDL

Hệ q u àn trị C S D L c u n g c ấp các truy c ậ p c ó kiê m soát đ ế n C S D L n hằ m đ à m bão tính nhất q uá n d ữ liệu, an ninh, an toàn c h o d ữ liệu Hệ q u à n trị C S D L c ũ n g điéii khiên các truy c ậ p đ ồ n g thời đến CSDL, đ iể u khiến việc khôi phục C S D L khi có sự c ỏ Iiào

đ ó xả y ra

Một hệ C SD L g ồ m m ộ t C SD L và m ộ t hệ q uả n trị C S D L n h ư m ộ t phần m ề m c h o phép người dùn g g iao liếp với CSDL C ó thê chia nh ững người licn q ua n đ ến m ộ t hệ CSDL làm bốn n hóm: người q uá n trị CSDL, người thiết k ế CSD L, người lập trình ứng dụim

và người sử d ụ n g đ ầ u cuối

M ò hình d ữ liệu là m ộ t lập các khái niệm và kí ph á p c ó thể d ù n g đê m ô tá mộ t tập hợp d ữ liệu, các t ha o tác trên tập d ữ liệu đó và tập c ác luật đ á m b ả o tính toàn vẹn của

d ữ liệu Các m ô hình logic được d ù n g để m ỏ tá d ữ liệu ở mức khái niệm và ở các mức

ngoài Mô hình vật lí d ù n g đê m ó tà d ữ liệu ở mức trong

Hầu hết các hệ c ơ s ở d ữ liệu được d ù n g hiện nay là c ác hệ c ơ sở d ữ liệu d ự a trên mỏ hình qua n hệ Tliỏng tin củ a nhữiig hệ c ơ sở n h ư vậy được tổ chức t rong c á c b á n g và ngôn ngữ S Q L là n gô n n gữ t hòng d ụ n g nhát trong chúng

Các hệ quà n trị C S D L thirèíiig hỗ irợ cho kiến trúc m á y k h á c h - m á y c h ú (clicni- server): các thành phán ch ín h c ủ a C S D L đặt tại m á y chủ và người d ù n g làm việc V( ' i

các giao diện đặt tại m á y khách

C À U H Ò I Ô N T Ậ P CHƯONCỈ 1

1 C ư sở d ữ liệu đã dược d ù n g rộng rãi trong c u ộc sông Ngoài hai img d ụ n g c ơ sờ d ữ liệu vào lĩnh vực thir viện và h àng khô ng , hã y nèu th ê m nliĩrng ví dự khác nữa

2 Hãy ncii ra b(ì'n điếm khác nhau chính giữa một hệ xừ lí tệp và một hệ quản trị CSDL

3 Phân biệt c ác ihuậl n g ữ sau đây:

5 C h o ví d ụ về tính toàn vẹn d ữ liệu và sự vi p h ạ m tính toàn vẹn d ữ liệu

6 N h ậ n xét c ác hệ q uả n trị C S D L m à anh/chị đã sử d ụ n g khi dối chiếu với các chức

n ă n g c ù a m ộ t hệ q uả n trị C S D L đã trình bày trong c hư ơn g này

7 H ã y liệt kê một sô n gôn n g ữ lập trình thỉi tục và phi thủ tục m à anh/chị biết Nhữiìg

n g ô n n g ữ n à o dễ học và d ẻ sử d ụ n g ? Tại sao ?

8 M ò tá c á c th à nh phần c hí nh c ủ a một hệ q u ả n trị C S D L và chi ra các chức n ăn g c ủ a chúng

9 T h ế n à o là kiến trúc m á y k h á c h - m á y c h ủ (client-server) ? N ó c ó nh ữn g ưu đ i ế m gì

so với kicìi trúc niáy c hủ -t ệ p ?

1(K Phà n biệt vai trò cù a nh ữn g người sau đây đ ối với mộ t hệ CSDL:

Người q u á n trị C SD L (DBA)

Người thiết k ế C SD L logic

Ng ườ i thiết kê C S D L vật !í

Người lập trình ứng dụng

Ngưừi sử d ụ n g dầ u cuối

11 Q i o biết m ụ c đích của việc m ô hình hóa các CSDL Ncu các cách tiếp cận khác nhau trong việc m ỏ hình hóa CSDL ƠIỈ ra sự khác nhau giữa m ô hình logic và m ỏ hình vậl lí

12 Vì sao c á c hệ C S D L t he o m ỏ hình q u a n hệ được sử d ụ n g phổ biến ?

13 T r o n g chưomg này đã m ò tả nhiều ưu việt c ủ a mộ t hệ CSDL V ậ y hai nhược đ i ể m

c h ín h c ủ a hệ C S D L là gì ?

14 H ãy liệt k è ra c ác bước c ơ bản m à anh/chị sẽ vạch ra khi xâ y d ựn g m ộ t C S D L c ho

m ộ t tổ c h ứ c nào đó

B ÀI T Ậ P c h ư ơ n í; I

khá năng niờ rộnỉj đỏi vứi hệ t hống t ừ d i c n dữ liệu (syst cni calalog)

2 Viết niột chiRĩiig trình dể lưu trữ tcĩi và số diện thoại c ù a mỏi sinh viên trơiig niòl CSDL Viết một chươiig trình khác đế lưu trữ tên và đ ị a chi cùa m ỗ i sinh viên Irong một CSDL T ha y dổi các chưtnig trình vừa viêt đc c ó thc sử d ụ n g được các lươc đỏ ngoài, lược d ồ khái niệm và lược d ổ trong Vi ệc t ha y dổi các ch ưưno trìiili dó có nhĩnig ưu đ i ế m và hạn c h ế gì ?

3 Viết mộ t c hư ơn g trình dê lưu trữ tên và imày sinh c ủ a sinh viên trong một CSDI

M ớ rộng c hư ơn g trình này sao c h o nó có khá nă n g lưu trữ k h u ô n d ạ n g d ữ liệu lioii” CSDL, ng hĩa là nó c h o phé p tạo ra một hệ th ố ng từ d ic n d ữ liệu (systcni calaloịi)

C un g cấp một EÌao diện c h o phép người d ùi m ớ m ứ c ngoài Iruy cập dưực vào liộ thòVic từ điên d ữ liêu đó

C HƯ ONG 2 M Ô HÌNH T H Ụ C THE - LIÊN KÊT

( ' h ư ơ n g này gi(ýi thiệu m ỏ hình thực thc - liên kố! ( E nt it y - R c l a ú o n s h i p modc l) **', còn dư(Kc gọi là m ỏ hình thực thế - inối q u a n hệ và thường gọi tát là tnỏ hình E-R Đ â y là mò hình d ữ liệu khái niệm bậc c a o hỗ trợ c h o việc thiếl k ế C S D L , nhiều c ôn g cu thiêì k ế CSDL

đã sử d ụn g các khái niệm của m ỏ h ình này Phần đầu c ủa chương giới thiệu víỉi trò c ùa mô hình d ữ liệu khái niệ m bậc c a o trong q u á irình thiết k ế CSDL Ti ếp theo là phán trình bày các khái niệrìi c ơ bàn ciia niỏ h ình E-R và kĩ thuậl biêu đồ trong việc m ó tá cấu trúc logic tổDg Ihc cù a mội CSDL Các khái niệm c ơ bán bao g ồ m các khái niệni vể thực thế và kiếu thực the, licn kct và kicii liên kêì, thiiòc tính và các loại thuộc tính, khóa và các ràng buộc irên các kiéu liên kết Các tính chất inử rỏng cù a m ô hình thực thc - liên kết n hư đặc biệt hóa, khái quát hóa và phép g ộp c ũ n g sc được dề c ập ở cuối chương Đ ế kết thúc chirơiig này, một bài toán ínig d ụng nh ỏ dược lấy làm ví dụ mi n h họa c h o việc thiết k ế niỏ hình E-R

2.1 Mô hình dữ liệu khái niệm bậc cao và quá trình thiết kế CSD L

Ọ u á trình thiết kê C S D L được m i n h họa ờ hình 2.1 Bước t hứ nhất là tập hợp các yêu

cáu và phân lícli Két q u á c ủ a bước n à y là một tập h ợp các yêu cầu cứa người d ù n g dược ghi ừ dạiig súc tích N h ữ n g đ ặ c tá n h ư vậy c àng chi tiết và c àn g đ ầ y đii c à n g lốt

Bước thứ hai là ihiết k ế khái ni ệm, ó bước này người thiết k ế lựa c họ n một m ô hìiiH dữ liệii, d ù n g các khái ni ệ m c ủ a m ò hình đ ã c họ n đê c h u y ế n nh ữn g đặc tá yêu cầu c ủa người

d ùng (kêt quá c ú a bước t h ứ n hấ t) s a n g thành một lược đ ồ khái niệm Lược đồ khái n iệ m là niộl m ò ta cò đ ọ n g vc yêii c ầ u d ữ liệu củ a nh ữn g người d ù n g bao g ồ m: m ò tá chi tiết các kiếu dữ liệu, các liên kếí, c á c ràng buộ c

Các khái niẹni d o m ỏ h ì n h d ữ liệu bậc cao c u n g c ấp được sứ d ụ n g trong nhữn g m ô tá

c la lược (fổ kh.íi n iệ m D o Iihữiig khái n iệ m đ ó k h ô n g chứ a c á c chi tiêì cài tíặt, c h ú n g

thường dc hicu và c ó (hê dược d ù n g đ ế giao lưu với những người sỉr dụng Lược đồ khái niệm bậc cao dư ợ c dùiig d c đ á m bá o rằng kêì q u á ciia qu á trình thiết kè CSDL sẽ đ á p ímg được tàì c;i dôi hoi ciia người d ù n g và d á m bá o ràng nhữiig đòi hỏi đ ó k hòng chứa m â u thuẫn, Với hước thicì k ế nà y, người Ihiêt k ế C S D L c ó ihê tập trung vào việc d ặ c tá các tính

c i à t cua dữ liệu m à chưa c á n qu a n l àm đến các chi tiết vé kai trữ

Mõt lircyc đ ổ khái niộm dược thiết k ế một c ác h đđy dỉi c ũ n g bao g ồ m cá những dặc tá yèu cấu vé chức nãng, dó !à n hữ ng t ha o tác (hay gia o tác) dược thực hiện trẽn d ữ iiệu, Đ i ể u

r à \ cũiiịi giúp k h á n g d ịn h rằng lược đ ổ khái niệm t hỏa m ã n nh ững yêu cấu chức nã ng đã

xác dinh.

r i N.iiii I9^h, Itiii ilííii licn P.P Chen ỊỊÌói thiíịu ÌHỎ hình I Ù I \ tranii hài háo "The eiịlitx-iclaĩtouship mtxìel

I I n n i l n u l V/«'U' í i f A C M T r m ì s ( I I I D i i t a l x i s e S v s l c m s 1 : 1 I>p

Hìĩììì 2.1 Q u á ĩrìtiìì tìỉiếí k ế ỉì iộ ỉ C S D L

Hiióc thứ ha l;'i ihiót kẽ louic (hav còn gọi là áiili xạ niỏ hình d ữ liệu), ở bước này Iigười

tliíct kc cài dal cơ sớ dữ liộii bãng mkM hẹ Q TC SD L Há u hết các hệ Ọ T C S D l dìin<> một m õ

liìiili clữ liọii tlic hiện (chiuig hạn IDỎ liìiih quan hệ hay m ò hình hướiiíi dối tượng, ), d o vạy lươc đ õ khái Iiiệm dươc chiiycii dổi từ m ỏ hình d ữ liệu bậc c a o saiig niỏ hình d ữ liệu lliê

h i ặ i Kci q u á c ú a bư('íc này là một lược d ồ C SD L dưới dạ n g một m ỏ hình dữ liệu ihê hiện cu;i hc Ọ T C S D L

ỉỉưiVc cuối cìing là tliiét kc \'ật lí Các dặc dicm \ c niặl vật lí của CSDL phái dược dặc tá ờ

<jiai cioạii này, cliúiii; bao gổni các cáu Irúc lưii trữ bén trong và kiếii tổ chức tệp cho CSDL

2.2 C ác thành phẩn cơ bản của mô hỉnh thực thể - liên kết

2.2.1 [ a p th ực thè

Moi thực Uic là một " v ậ t ’' hay một “đối t ượ n g ” trong thê giới thực, phân biệl dược với nhữiiii dối urựiií: kliác V í dụ Iiiồi nhân viên là một thực the, các tài kh oá n ớ ngân hàng là các tliưc Ihõ, các d ự án là các thực Ihế Tr ong CSD L, tliực thc được m ỏ tá bởi mộ t tập các thuộc tínli C h ắ n a hạn, inột thực thc nhân viên được m ò tá bời m ã s ố nhàn vicn họ tên tuổi, bác Iưíín” dịa chi, sỏ diộii thoại c úa nhàn viên đó Mỗi thực ihê cụ thế sẽ có một giá Irị clio mồ i tliuộc tính ciia IIÓ Các giá trị thuộc tính m ò tá mồi thực ihc sẽ là mòi phần chính của các d ữ liệu clưực lưu Irữ trong CSDL Hình 2.2 c h o hai thực thê và các thuộc tính CÌKI chiíim 'lliực ihé nhàn viên nvl có 7 thuộc lính: Mã sô' n hâ n viên, H ọ tên, Tuổi, Bậc lưưnii, s ỏ c h ứ n g iniiih, Đ ịa chí và Số điện thoại Giá trị tương inig c ủ a c ác thuộc tính d ó là -NViOO", •■Phaii Ái Kh a nh ", 45 3.1, 0 0 2 1 9 5 8 2 0 , “ 1 Ph ạm Ng ũ Lão Hà n ộ l ”, 09()32()5942, Ihưc thê lài k h o á n tkl c ó hai thuộc tính: Mã sở tài khoá n và s<í dư, với các giá trị tưcĩiiii UIIU là v à I 3 0 0

Mót làp thưc thc là mót tập iKTp các Ihực thc c ù n g kicii, ntihĩa là c ù n g được ihc hiện hơi

n ộ i tạp c!;ic tririm hav thuộc tính Chắiii: hạn tập lất cá các nhiin viên c ù a một cỏim ti, mỏi rháii vicii là IDÕI thực tliẽ, các thực thế nhân viên Iiày dcii tlirực thc hiện q u a mộl lập

t ì u ò c tính ( n h ư M ã nhà n viên, f ỉ o tên, Tuổi, vSố chứiig mi n h , Bậc lương, Địa chí và Sò CÌỘM (lioai) Iiliưiiti mỗi Ihưc thê có các giá trị ricng c h o ciíc t hu ộ c tính Một tập thực thể

t n r ờ n g clirợc t h a m c h i ếu cicn hằ n g c á c h d ù n g tên V í ciụ tạp thirc thế g ổ m tất cá thực the

r h àn \ ien ctia c ô n g ti nói trên c ỏ ihể dược t h a m c h i ế u b ằn g tcn N H Â N _ V I Ê N N h ư vạy, l;n N H Â N _ V ' Ỉ Ê N vừa là lén ciia một tập thực thê chi d ế n t ậ p h ợ p hiệ n tại ciia tàt cá các

t iực lliê nliâii viên t rong C S D L đ a n g đé cập, đ ồ n g ihừi c ó thế coi d ó là một lẽn chi một

Hcii ihự c ih c

Hinli 2.2 Hai ĩììực ĩììẽ và l úí - trị ĩlìiiộc ĩiỉỉlỉ c iiiỉ chỉin^

Sự m ò ui mộ( k ic u ỉhực llìC dược g ọ i la IIÌỘI lược d ô k ic u ỉhực llìC, IIỎ dạc là n ió ỉ eâ u

trúc c h u n c cúa các thực thè trorm kicu thực thê này N hư vậy niộl lược đ ổ kiêu thực thê xác dịnh tcn kicu thực thế, tcn và ngữ lìghĩa c ủa mỏi Ihuộc lính và niọi l à ng buộc inà các thực

thc lliLiộc kiêu d ỏ phái tuàn theo.

Đố i với hấu hốt C S D L chiíng ta có ihế xác đị nh nhicu kic u thực thc Các tập tlurc llìc

c ua mộl C SD L k h ô n g nhát ihict phài rời nhau C h ú n g la c ó ihc Xik' đ ịn h tập thực thê

N H Â N _ V I Ê N g ổ m lất câ các thực llic nhàn vicn ciia một ng â n hà n g và tập tliực lỉio

K H Á C H _ H À N G g ổ m tất cá các thực thế khách hàng cũ a ng â n h à n g đỏ Một người nào dỏ

có thế vừa là nhan vicn vừa là khách h àng cùa ngân hàng, nói m ộ t c á c h khác thì một ihựcthế n hâ n viên nào đó c ó thế đ ồ n g thời là mộl thực thỏ khách hà ng

l ỉ i n l i 2 J H u i k i ê u íliựí ĩ h è Ví) tììòỉ v ù i ĩlìựí t h ê í ì ì i i ộ c lií/i k i í ' u (ió

C'lìú V rãiii: lập lất cà các thực thc cứa mòt kicu thực íhc lại mỏí thời diếni chí là mộlthc hiện cua khái niệiìi kiêu thirc ihc Lược dổ cù a kiêu thực thế sc k h ô n g Ihc thay dổi i h ir à ie

x u y é ii iìo nó in ỏ tá câu trúc cua c á c thực thê CỊI ihê NcLi co i lưực đ ổ c ù a kieu ihực ĩhc là nội ^

hàm (iiilcnsion) của kiếii ihưc thc thì lập thực tlic lại mộỉ thời dicm là một lìuoạị dièiì ( c x t c n s i o i ì ) c u a n ó

T r o n e inỏ hiiili f£-R c ó Iihiéii kicu thuộc lính: Ihuỏc tính dưn \ à t huộc tíiìli phức hcrp,

thiiõc tính ứơn trị \ à íhuộc lính đa trị, thuộc tính dươc lưu Irữ và t huộc tính dược suv dicn.

• / //' , Hiili iỉon là t huòc lính k h ỏ ng phâiì chia đươc íhành n h ữ n g t hành phán n h ò hcrii,

lì ìiìl: h:m tlìuoc lính Bậc lươiiu cùa kiêu thực thc N H A N ^ V I E N nói trên Th u ộ c tính /ỉlnh l ỉ Ợ Ị ) la ihuòc íínlì có thc phân chia íliànli c ác phán n hó h(ín (íức là chia thành các

th uoc lính kh ác nữa) V í du tliLiộc línlì Họ lt'11 c ũ a kiêu thực thc N H Ả N _ V I H N cỏ thó

lli<'inh H(>, T ê n clộiiì \'l\ T ò n , T r ẽ n ( h ự c t ẽ c ó l ú c n g ư à i s ứ d i u ì g t h a m k h ả o đ è n u i á

Iri cua niòt tluiỏc tính lìhư nó là inộl íziá !rị imuycn vẹn, có lúc lại chí iham klìão dếii nu)l Ịihan của giá trị dó, việc sir ciuim các thuỏc tính phức hợp trong ihic! k ế lược đổ trơ nên hữu ícli tronu lìnli lìuốiig này Ch áng hạn, c ỏ lúc người ía cán dịa chi dẩy dù của niot nhàn vicn, có lúc lại clìi cán tham chicu đ è n ten linh (ihành phố) trong dịa chi cua nlinn viên, ' n ì u ỏ c lính Địa clií cua kicu ihưc thè N H Â N „ V 1 Ẻ N có llìc dược xác dịnlì là

ih uôc tínli phức hơp, nó là sự kếỉ hcrp cùa 3 i huòc tính thành phrin là S ố nhà, Tê n phố,

T à u llììinh phố Mỏỉ thưỏc lírìh phức hợp c ó thc xuãt hiện nliir một sơ đ ồ phân cấp, iiình 2.4 Iiniìh họa nlìàn xét này

Hinlì 2.4 Hai ỉliiỉộí íĩnli phức liọ]) H ọ ĩêìì vù Dịu ( h i

• T h u ộ c tính dơn trị là lliiiỏc tíiili có inộ( iziá trị cluv Iiliât cho niột thưc llié cu llié

I l i ii õc lính Bậc lưưnu hay tluiộc lính Tuổi cu a kiéii lliực thc N H Ả N _ V l í i N là lluioc lính ckm trị

• l uy nhièn một tluiộc tính c ó Ihe có một lặp hợp các íziá trị clio c ù n g một ihực ihc,

ih u ộ c lính như Vày đư ợ c g ọ i là iliiíộc tin h d a trị V í dụ tnột nhân v iê n c ỏ thc c ó li(tii

một số diện thoại và c ó thè d á m nhận hcni một c ò n g việc

• Troim một số trường h(rp, một số thuộc lính c ó liên q u a n đế n nha u theo kiêu bict giátrị cùa thuộc tính này có thế lính dưực giá trị cứa Ihuộc tính kia N êu biết dược Ngà y-

t háng-năni-s inh cù a một người, c hú n g ía c ó thê bict được tuổi cíia ncười d ó bằng cách lấy n ăm hiện tại trừ di nă m sinh ghi trong N g à y - l h á n g - n ã n i - s i n h c ủ a anh la ' Iluiỏc lin h N u í i\ - ih á n ^ - n in i- s iiih UDI h'i thiiộí tính (lưỢ( liúi trữ ilìiK K ' Iin li liu>i UOI 1.1

íliiiọc ỉíiili dượi SIIV diễn.

• Một Ihực thế cụ thế có tliê thiêu vãnu giá trị c h o một i hu ộ c tính nà o đỏ K h ô n e thc nhi giá trị nào vào thuộc tính s ỏ điện thoại cho một n hà n viên k h ò n g c ó sò điện thoại M ỏ

hình E-R d ù n g mộl giá trị dặc biệt gọi là lìiill đc ghi n h ậ n t h ôn g tin Giá trị niill dược

sử d ụ n g khi có một thực thc k hô n g có giá trị c h o mộ t th u ộc tính (hoặc eiá trị đ ó có nhưng chưa được biết, hoặc thực sự k hô n g tổn tại một giá Irị n h ư vậy )

Có một ràng buộc q ua n trọng trên một kiếu thực thế gọi là ràng buộc khóa hay còn gọi

là ràng buộc vé tính du y nhất trcn các thuộc tínli Mỏi kiếu thực thê thườ ng c ó Iiìột thiiòc tính m à bât cứ hai thực thê khác nhau trong tập thực thê này đ é u c ổ giá trị khác nhau trén thuộc tíiih dó

Tliiiộc lính n h ư vậy được gọi là ihiiộc tính khóa, c ỏ thế d ù n g mỏ i giá trị c ùa thuộc tính

k hó a dc xác định ( nhậ n diện) mộl thực ihc duy nhát V í dụ th uộ c tính Tê n là thuộc tíiih

k hóa cùa kicii thưc thê P F r ò N ( j , thuộc tính Msiiv (mã sò n hà n vicn) là thuộc tíiih khóa CLUI kicii ihực tliế N H Â N VIÈN Đôi khi, một vài t huộc tính kết licíịt với n ha u tạo thành một khỏa, nghĩa !à tổ h(ifp giá trị cùa các t huộc lính này ứ các thực thê phíin biệt phái khác nhau Một tập các thuộc tính n h ư vậy lạo thành một thuộc lính phức htỊfp và d â y chính là tluióc tính khóa ciia kiêu thực thế dó C ó n h ữ n c kiêii thực thế c ó h ơn một khóa Ví dụ kiểu thực thê N H Â N V IÊ N ngoài M sn v là khóa còn c ó một k hó a nữa là Scm (số c h i m g minh)

2.2.2 T ậ p liên kết

Một liẽiì kết là mộ t sự kêì li()Tp cùa m ộ t số thực thế Ví d ụ liên kết “ L À M V IỆ C C H O ”

kết hợp một thực thế nh â n viên với một thực thc phòng, liên kết “ Đ I Ê U H À N H ” kết h(]fp

một thực thc phòng với một thực thế d ự án Hình 2.5 c h o c h ú n g ta một số liên kết; C| và c,

làm việc c h o phòng d,; làm việc c h o p hòng d.; các liên kết đ ó có c ù n g một kiêu Một kiếu liên kết R giữa n kiểu thực thc E|, E , E„ xác đ ịn h m ộ t tập liên kct giữa các Ihực

llnc Iliiiộc các kicii Ihưc Ihê E|, E,, , Fỉ„ dó Cũ ng n h ư dối vứi kiêii thirc thê và lạp thực thế iriọt kieii liên kẽl và tập licii kẽl tirơim ứng vứi nó c ũ n g dược ciìiim chiiniỉ tên là R.

H m h 2.5 Mộ t thể ììiẹn cua kien liéiì ke! "L ÀM VIỆC C H O "

Cán luii ý rằng một lặp licn kết là ngoại diên của inột kicii liên kết Một cách toán hcK', tập liên kết R 1.1 một tập hc/Ị") các lièn kết r, , tionc đó mỗi liên kốt r, liên kết n thực thế (e, e,, ,e„)

và mỏi tlụrc thê trong r, thuộc tập thực thể E|( 1 < j < n ) Do vậy c ó thế dịnh nghĩa một kiếii

l iê n kèt là một t ãp con c ú a lích Dcscartcs E|X E X .X E„ C h ú n g ta nói rằng các kiếu thực

t h c E| E ; Fì„ th a m gia vào kiếu lièii kết R và m ỗ i thực thc riẽng biệt C|, c, c„ thamgia vào liên kẽì r, = (e, e,

Chức nãng ciia một thực (hê trong liên kết c h o biêì vai trò c ủ a thực thế dỏ, c hẳn g hạn

c h ứ c nãim cùa C| trong liên kết ớ hình 2.5 là “ làm việc”, còn chức năng ciia cl| là “Ihuc nhân

v ic n” 'ĩliõng thưíyng các kicii thực thế tham gia vào một kicu liôn kết là phản biệt nên vai trò

c ủ a chiìng C(') thế ấn đi khỏiig cần phái làm tưcmg minh Tuy nhicn việc chi rõ vai trò của mỗi kiểii thirc llió sc có ích troíig trường hợp các kicu thực thế tham gia vào một kiêu liên kết là khỏim phán hiệt, dó là khi cùng một tập thực thế cỏ h(yii lĩiột vai trò trone cùntĩ niột kiếu liên kêt Ví du irc'11 thưc ic một nhàn viên có thê là người lurcVng dẫn cho một số nhân vièn khác Trong mih luiơiig này kieu thực thè N H Â N VIÈN có hai vai trò khác Iihau trong liên kc't

"hưcmị: (iẫii"; vai trò "hưcmg dẫn" và vai trò "tiêp thu sự hưóìig dẫn" Một kiêu liên kết như vậy đưỊX: goi là kiôii licn kết dệ quy

Mỏi kiẽu licn kết có thể có nhữn g thuộc tính rtiò tá nó Xé t kiêu liên kết “ GUI T1ÊN“

gi ữa kiêu thực thê K H Á C H H À N G và kiêu thực thê T ÀI K H O Ả N Dẻ thấy là kiêu liên kết

“ GUI T i Ê N " cần c ó t huộc tính Ng à y truy c ập đế ghi n hậ n lần cuối c ù n g (ngày gần nhất)

k h á ch hàim truy c ậ p vào tài khoán này

( 'ấ p ( lii/ IIIỌI kit-ii ìiứn ket là số các kièu thực ihô tham gia kicii lión két dó Moi kiéii licii

kòl c ó tlic c ó c â p I c á p 2 c à p 3 V í d ư ki ci i lién kct ' ‘IurViiu d ẫ n " Ii(')ị t ĩ ẽ n là kièii licii két c a | i

I kiôu licn kót “ làm việc cho" íiiữa kiéii thực lliẽ N H Ả N VlEiN VỚI kicii Ihưc llic IMiÒNCi là kidni lièn kct cáp 2 Hriii hẽl các kieii licn kẽì là cãp 2, tuy nhiên ciìiii; có nliữiie lièn kcM co cãp l(Vii hoìi 2 Q i ắ n g hạn íiiửa 3 kicii thực thc N H ÂN VIÊN, PHÒNCi, DỤ ÁN có ihc có niộl kicii liẽn kèt cáp 3: một Iihãn viên C| làm việc với dự án p., phòng cl| là pliòiie chịu trách Iihiõin đicLi liành ciự án P| Kiêu liên kết nàv có íhiiộc tính S ó i i l i i n hậ n số uiờ làm việc vứi inol dự

án c u a m ộ t nhân vicii.

2.3 Một s ố vấn đề phát sinh trong thiết kế mò hình thực thể - liên kết

Kh ôn g c ó những định nghĩa hình thức cho khái niệm thực thê và khái Iiiệni liéii kct, eiỏiig

n hư Iriànig h(>p khái niệm diciTi và dưíyng tháng (rong hình ỈKK' Cùim một hoàn càiih thưc IC có

the xác định một tập thực ihế và nhĩnig kicLi liên kct liên quan theo nhĩmg cách khác nliaii.

2.3.1 D ù n íỉ kiêu thực thê hay th u ộc tinh

Trirck' d â v c h ú n g ta đã lừng xét ví dụ kicu thực tlic N H Â N V I Ê N cỏ các t huộc líiih

M s n v (m ã số nhân viên), Sô (tiện thoại Hoàn toàn có thế coi diện thoại cũn e là niột kiêu thực thế c ó các thuộc tính Sô diện thoại và Địd d iê m (vãn p h ò n g , nơi đc điẹn thoại) 'Hico

c ác h cỊuan niệ m niứi này c h ú n g ta phái có:

• Kicii thực thc N H Â N V I Ê N c ó thuộc tính Msiìv.

• Kicii thực thể Đ I Ệ N T H O Ạ I có các thiiộc tính sỏ diện rlioụi và Dịu (íiểiii.

• Kic u licn kết N H Â N V I Ê N - Đ I Ệ N T H O Ạ I d ế chi sư kết htyp giữa một nhàn viên và

d iẹ n thoại cùa nhân viên đó

H ã y x e m xét đi c m khác biệl c ơ bán giữa hai c á c h xác đ ị n h kicu thực thc trẽn Trong

q u a n niệni đà u có Ihc nhậ n thây mỏi nhãn viên chi c ó dúiig m ộ t điộn thoại licn kot VỚI anh

ta Nếu tlico quan niệ m sau, niộí nliân vicn có ihê c ó một vài điện thoại (hoặc k hô n g có

d iệ n thoại nào) liên kcl với anh la Q u a n niệm sau c ỏ vè t ổ n g quát h(ni q ua n niệm dau

N g a y c á khi trên thực tc có một ràng buộc là mồi n hâ n vicn c hi có đ ú n g một diện thoại ihì

q u a n n i ệ m sau vẫn còn thích hcrp hơii ncii c hú ng ta c h o p hé p m ộ t vài n hâ n viên d ù n g chung niộl d iệ n thoại N h im g với H ọ tên nhân vicn thì lại k h ô n g thí ch hợp với kièii lập luận tréii

C h ú n g ta k h ó c ổ thể coi H ọ tên nhân viên là một kiếii thực thc (irong lúc có thỏ coi điện thoại là m ỏ t kiêu thực thế) Một cách ihích hcíp là coi H ọ (ên n hâ n viên n h ư niột thuộc lính

c ù a kicu thực the N H Â N VIÊN

C ó hai c âu hói náy sinh một cách tự nhiên; nẽn c h ọ n gì l à m ihuộc tính và c hon gì làm kiòu Ihực thc K h ô n g có một câu trá lời đoni giá n c h o hai c â u hỏi này Đc m ó hình hóa

đ i ế m k h á c nhau c ơ bán g iữ a c á c q u y ế t địn h lựa c h ọ n s c phụ t h u ộ c v à o càii trúc cùa th ế giới

n h ỏ m à C S D L dị nh p hả n iính và n g ữ Iighĩa cùa các i h u ộ c tính t rong câu hỏi dặt ra

2.3.2 DùnỊỊ kiéu thực thè hay kiêu lien két

Klióiig phái ba o g i ờ cliiíng ta c ũ n g ihấv rõ răng: d ù n g mộ t thực the biêu dic n m ộ t đối Iưưiig nào c!ó Irong Ihé giới thưc tốt hơii, hay dìmg mỏl licn kết lốt hơn Xcl một ng â n hà ng với các clii I i h á n h c ù a nó H ãy hình d u n g rằng một k hách h àng có thê clcn mộ l chi nh á nh

c ua i i í : ; ì i i liàn*: làm phiẽii vay ticn V'iệc vay ticn có ihế được m ò hình hóa bừi m ộ t kicu thực thc VAY', Trong hìnli 2.6 c h ú n g ta thây một lập thực thc V A Y , Kieu thực thế V A Y g ồ m hai tíiiiòc tính S ô liiợii k l i o ủ i i vay và S ỡ h r ợ i i Ị ’ VCIV. T u y nhiên c ũn g c ó thc coi việc vay tiền

là m ộ t kicii liên kết giữa k icu thực thc K H A C H H À N ( i và kicu thực thê C HI N H Á N H

Kiếu liẽn kết này có các th u ộc tính m ò lá ưảSo liiẹii khoán vav và sốlượiiỊị vay.

\Viliains 963-96-3963 Nassau ị Princeíon

r

Ị Adams 335-57-7991 Spring 1 Pittsĩield

i , 1

K H Á C H HÀNCi

ỉỉìiili 2.6 T ậ p thực thê K H Á C H H À N G V() tập rliực íliẽ V A Y

Nóu niỏi sư kiện vay tién dược thực hiện bới chi một khách hàng và liên qưan d ế n chi một thi lìháiih ihì c h ú n g ta nhận thấy quan niệm coi vay tién n hư một kiêu liên kết là hi;rp lí Nhưng \ới Ihiốt k ế nhir vậy, sc khô ng thè thuận tiện khi biểu diẻn tình huống sau đây Đ ó là Iinh huống có một sò (hmi mộ t) khách h àng đồng irách nhiệm trong một việc vav lien

Ncmi dùng inột kièu liên kết đế m ỏ tá một hành đ ộ n g xuất hiện giữa các thực thế Đ ó là lời Uniycti C() ích trong nhiổu t ri àmg hựp, khi chúng ta bàn khoăn k hông biết ncii d ù n g kiểu thực ihc hay d ùng kiếu liên kết, d ù n g các thuộc tính nào đ ó tốt hofn hay d ù n g kiêu liên kết tốt hơn

2.3.3 Kiéu liên kết c ấ p hai và kiểu liên kết cáp n (n>2)

Mõt kiõu lièn kết c ấ p lớn hơn 2 luôn có the b iế u dicn được b ằ n g m ộ t sò kiê u liên kết cấp 2 Ciia sir R là mộ t kiêu liên kết c âp 3 giữa các kiếu thực thê A, B và c C h ú n g ta c ó thế

n a y lliê R hơi inột k iể u thực ihc E và 3 kiếu liên kết sau;