Bài giảng Nhập môn Tin học: Chương 5 - Từ Thị Xuân Hiền

Bài giảng Nhập môn Tin học: Chương 5 trình bày về Lưu trữ và xử lý dữ liệu. Nội dung cụ thể của chương này gồm có: Khái niệm về dữ liệu , khái niệm xử lý dữ liệu, sự phân cấp lưu trữ dữ liệu, phương thức chuẩn tổ chức dữ liệu, mô hình cơ sở dữ liệu quan hệ

Lưu trữ và xử lý dữ liệu

Khái niệm về dữ liệu

• Dữ liệu là một tập hợp các sự kiện chưa được tổ chức nhưng có thể được tổ chức thành thông tin hữu ích

• Thông tin: dữ liệu đã được sắp xếp theo một trật tự và dạng thức có ích cho

dùng

Khái niệm xử lý dữ liệu

• Xử lý dữ liệu là một loạt các hành động hoặc hoạt động có thể chuyển đổi dữ liệu thành thông tin hữu ích

• Một hệ thống xử lý dữ liệu bao gồm các tài nguyên như con người, quy trình và các thiết bị sử dụng để xử lý dữ liệu đầu vào cho cho kết quả đầu ra như mong muốn.

Sự phân cấp lưu trữ dữ liệu

Sự phân cấp lưu trữ dữ liệu

• Bit: đơn vị lưu trữ nhỏ nhất của dữ liệu, có 2 giá trị là 0 hoặc là 1.

• Kí tự: Nhiều bit có quan hệ với nhau được kết hợp lại thành 1 dạng kí tự (hay

1 byte)

• Trường: Nhiều kí tự có quan hệ với nhau được kết hợp lại thành một trường

Sự phân cấp lưu trữ dữ liệu

• Bản ghi: Nhiều trường có quan hệ với nhau được kết hợp lại thành một bản

ghi

• Tập tin: Nhiều bản ghi có quan hệ với nhau được kết hợp lại thành một tập tin

• Cơ sở dữ liệu: Nhiều tập tin có quan hệ với nhau được kết hợp lại thành 1

dạng tập tin

Sự phân cấp lưu trữ dữ liệu

Phương thức chuẩn tổ chức dữ liệu

• Hai tiêu chuẩn cho việc tổ chức dữ liệu:

• Hướng tiếp cận tập tin

• Hướng tiếp cận cơ sở dữ liệu

Hướng tiếp cận tập tin

• Dữ liệu của ứng dụng được tổ chức thành một hay nhiều tập tin

• Chương trình ứng dụng xử lý dữ liệu được lưu giữ trong những tập tin này để

cho ra những kết quả mong muốn

Hướng tiếp cận tập tin

• File management system:

• Tập các chương trình được cung cấp để tạo điều kiện cho người dùng tổ chức, tạo,

xóa, cập nhật và thao tác trên các tập tin.

Hướng tiếp cận tập tin

• File management system hỗ trợ các loại file:

• Transaction file: lưu trữ dữ liệu đầu vào cho đến khi nó được xử lý

• Master file : lưu trữ tất cả dữ liệu hiện hành liên quan đến ứng dụng.

• Output file : lưu trữ kết quả của chương trình ứng dụng mà nó sẽ là dữ liệu đầu vào cho ứng dụng khác.

Hướng tiếp cận tập tin

• Report file : lưu trữ một bản sao của một bản báo cáo được tạo ra bởi một ứng dụng.

• Backup file: bản sao của một tập tin, được tạo ra như là một biện pháp phòng ngừa

an toàn, chống mất mát dữ liệu

Tổ chức tập tin

• Có 3 cách tổ chức tập tin thông dụng:

• Tuần tự (Sequential): các mẫu tin được lưu trữ tăng dần hoặc giảm dần được xác

định bởi giá trị của các cột trong các record.

• Ngẫu nhiên (Direct/random): bản ghi mong muốn liên quan đến giao dịch hiện tại có

thể được đặt trực tiếp theo giá trị khóa chính của nó mà không cần phải điều hướng thông qua trình tự của các mẫu tin khác

Tổ chức tập tin

• Lập chỉ mục tuần tự (indexed sequential): có hai tập tin cho mỗi tập tin dữ liệu:

• Các tập tin dữ liệu trong đó có các mẫu tin

• Các tập tin chỉ mục nhỏ hơn, trong đó có khóa và địa chỉ của mỗi bản ghi lưu trong các tập tin dữ liệu

Tổ chức tập tin

Ưu và nhược của cách tiếp cận tập tin

• Ưu điểm:

• Xử lý dữ liệu cho các ứng dụng đơn giản, không tốn kém, và thường dễ sử dụng

• Khuyết điểm :

• Hạn chế sự linh hoạt trong truy vấn

• Tính dư thừa dữ liệu

• Vấn đề toàn vẹn dữ liệu

• Thiếu tích độc lập chương trình/dữ liệu.

• Khó bảo mật dữ liệu

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu

• Trong cách tiếp cận hướng cơ sở dữ liệu của việc tổ chức dữ liệu, một tập các chương trình được cung cấp cho người dùng trong việc tổ chức, tạo, xóa, cập nhật và duy trì dữ liệu trong cơ sở dữ liệu

• Tập tất cả chương trình như trên gọi là hệ quản trị cơ sở dữ liệu (Database management system-DBMS)

Mô hình dữ liệu – Data model

• Mô hình dữ liệu xác định cách thức mà các tập tin khác nhau của một cơ sở dữ liệu được liên kết với nhau

• Có 4 mô hình dữ liệu thông dụng

Mô hình phân cấp

• Các yếu tố dữ liệu được liên kết theo dạng cấu trúc của 1 hình cây

• Có mối quan hệ cha-con giữa các thành phần dữ liệu

• Một phần tử dữ liệu cha có một hoặc nhiều phần tử dữ liệu con nhưng mỗi phần tử con chỉ có một phần tử cha

Mô hình phân cấp

Mô hình mạng

• Là sự mở rộng của mô hình phân cấp

• Các phần tử của một cơ sở dữ liệu được tổ chức theo mối quan hệ cha -con,

nhưng mỗi con có thể có nhiều cha hoặc không có

• Hệ quản trị cơ sở dữ liệu cho phép khai thác các thông tin bắt đầu từ phần tử

dữ liệu bất kỳ trong mô hình

Mô hình mạng

Mô hình mạng

Mô hình cơ sở dữ liệu quan hệ

• Các phần tử dữ liệu được tổ chức thành nhiều bảng Mỗi bảng gồm các hàng

và cột

• Mỗi cột mô tả một thuộc tính gọi là trường dữ liệu (field hay thuộc tính)

• Mỗi hàng mô tả thông tin cụ thể của một đối tượng gọi là bản ghi dữ liệu (tuple-bộ)

Mô hình cơ sở dữ liệu quan hệ

• Mỗi bảng lưu trữ như là một tập tin tuần tự

• Các dữ liệu trong một bảng có thể liên quan đến dữ liệu trong một bảng khác

thông qua việc sử dụng chung một trường

Mô hình cơ sở dữ liệu quan hệ

Mô hình cơ sở dữ liệu quan hệ

• Kết quả truy vấn thông tin từ cơ sở dữ liệu

Mô hình dữ liệu hướng đối tượng

• Dữ liệu trong mô hình hướng đối tượng được xem như các đối tượng

• Mỗi đối tượng trong mô hình hướng đối tượng có các thành phần:

• Thuộc tính

• Phương thức

• Mối quan hệ giữa các đối tượng

Mô hình dữ liệu hướng đối tượng

Các thành phần chính của DBMS

• DBMS cho phép người dùng tổ chức, xử lý và truy vấn dữ liệu từ một cơ sở dữ liệu mà không cần biết về cấu trúc cơ sở dữ liệu

• Có 4 thành phần cơ bản trong DBMS:

• Data definition language (DDL): ngôn ngữ định nghĩa cấu trúc của cơ sở dữ liệu.

• Data manipulation language (DML): giúp người dùng nhập và thao tác dữ liệu.

• Query language: cho phép người dùng xác định yêu cầu truy vấn thông tin mong

muốn từ cơ sở dữ liệu.

Các thành phần chính của DBMS

• Report generator : công cụ tạo báo cáo, giúp người dùng thiết kế bố báo cáo theo một định dạng như mong muốn.

Các chức năng của DBMS

Tạo cơ sở dữ liệu

Lưu trữ, truy xuất và cập nhật dữ liệu

Quản lý giao tác (transaction management).

Điều khiển đồng thời (concurrency control)

Sao lưu và phục hồi dữ liệu

Bảo mật dữ liệu

Hỗ trợ truyền thông dữ liệu

Duy trì tính toàn vẹn / nhất quán dữ liệu

Cung cấp các tiện ích

Tạo cơ sở dữ liệu

• Tạo cơ sở dữ liệu gồm 3 bước:

• Định nghĩa cấu trúc của cơ sở dữ liệu.

• Thiết kế form để hiển thị và nhập dữ liệu.

• Nhập dữ liệu vào cơ sở dữ liệu.

Tạo cơ sở dữ liệu

• Ví dụ một form nhập liệu

Xem, xóa, hiệu chỉnh, thêm mẫu tin

• Tất cả các hệ quản trị cơ sở dữ liệu đều cung cấp các công cụ cho phép xem, xóa, hiệu chỉnh và thêm mẫu tin vào trong cơ sở dữ liệu

• Ngoài ra DBMS còn cung cấp các công cụ cho phép lọc dữ liệu theo các điều

kiện của người dùng

Tìm kiếm dữ liệu

• Hầu hết các hệ quản trị CSDL đều cung cấp chức năng giúp người dùng có thể tìm những thông tin cần thiết

• Find command : lệnh truy vấn dữ liệu đơn giản.

• Query language : truy vấn dữ liệu với những điều kiện phức tạp.

• Query by example (QBE): cung cấp giao diện người dùng đơn giản để truy vấn dữ liệu theo điều kiện được chỉ định

Tạo report

• Report được tạo bằng công cụ tạo report của hệ quản trị CSDL

• Report là kết xuất dữ liệu được truy vấn từ cơ sở dữ liệu theo một dạng thức

mong muốn của người dùng

• Một report bao gồm các thành phần:

• Tiêu đề chính, tiêu đề phụ

• Tiêu đề của cột trong bảng kết xuất

• Các thành phần dữ liệu khác

Tạo report