1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM
1.2. Các mỏ hình CO’ sỏ* dữ liêu (database modeling)
1.2.2. Mức liiặn lý (logical level)
• . Một cơ sở dữ liệu tốt phải được cấu trúc sao cho cung cấp đến người sử dụng những thông tin cần thiết và hữu ích dể đưa ra những quyết định hiệu quả. Các mối quan hệ tồn tại giữa nhũng thực thể trong hệ thông cơ sở dữ liệu được xác định nhờ vào mức luận lý. Có nhiều mô hình luận lý cho dữ liệu và trong thực tế, ba mô hình sau đây được sử dụng phổ biến:
Mô hình Phân cấp (Hierarchical)"
Trong mô hình Phân cấp - còn gọi là mô hình Cây (Tree) - mỗi nút đại diện cho một tập họp các trường hoặc lóp các đối tượng, và mỗi nút có quan hệ với các nút khác ở mức sâu hơn. Nút ở cấp trên được gọi là nút cha, và mỗi nút cha có thể có nhiều nút con. Sự nối kết giữa các nút cha và nút con gọi là các nhánh/cung. Đặc điểm của mô hình này là một nút con không thể có nhiều hơn một nút cha.
Mô hình cây thích họp cho tổ chức cơ sỏ’ dữ liệu trong các ngôn ngữ lập trình như COBOL, trong các hệ quản trị cơ sờ dữ liệu như IMS, IDMS.
Trong mô hình mạng, một nút con có thể có nhiều nút cha. cấu trúc mô hình mạng vì thế cũng phức tạp hon mô hình phân cấp.
Cấu trúc mạng có thể biến đối thành một hay nhiều cấu trúc cây băng cách loại bỏ sự dư thừa giữa các nút.
Chương ỉỉ: Tổ Chức Dữ Liệu Trong Điều Kiện ứng Dụng Máy Tính 39
Nhiều hệ quản trị cơ sỏ' dữ liệu không hồ trợ cấu trúc mạng nhưng do tính chất trên, ta cỏ thể bien dối một cấu trúc mạng thành một cảu true hướng-phản-cấp.
Cá hai mô hinh phan cap và mô hình mạng được cấu tạo bằng việc dùng kỳ thuật con nỏ (Pointer) dế tạo các tham chiếu giũa các dừ liộu.
Kỹ thuật này tạo ra sự linh hoạt cho việc mô tà dừ liệu luận lý mà khỏng phụ thuộc vào cách thức liên kết vật lý cùa các dữ liệu trên giá mang.
Có nhiều cách khác nhau dế thiết lập cấu trúc City cũng như cấu trúc mạng. Kỹ thuật được dùng phố bien là kỹ thuật, danh sách và con trỏ.
Trong dó, mòi mâu tin sẽ có mội hay nhiều vùng chửa địa chi chi lói màu tiu kế tiếp ve mặt luận lý trong danh sách. Với cách lìiéu như pv
cỏ the có mặt trong nhiều danh sách khác nhau. Suy ra một da
có một hay nhiêu chuỗi (Chain). Cô bon kiêu danh s;ich đuực sư dụng de lạo mỏi quan hộ giữa các mâu tin nong co sở dừ liộu: danh sách lien kct, danh
: \ c \ ì lien kết vòng, danh sách da lien ket và danh sách bang chi mục
Trong mó hình danh sách lien ken, moi mảu tin cỏ một vùng con tro chửa dịa chi chi toi mấu tin kế Hep vè mặt luận lý trong danh sách.
Inr mâu tin cuối cùng sỏ dura giá trị nhận hiél nó là màu tin cuỏi cimg.
Thông thường, giá trị này gọi là giá trị kết tluìc chuôi tl ỉKỈ-ol * listì. Hình sau dảy minh họa một danh sách lien ket:
O a n lì sách liên kct vọng la một d an lì sách lien kef nhưng o m au tin cu ố i cùng th ay VI chira giã trị nhan bict nỏ la m au tin cu b i C lin g . SO“ chưa con trò ch i den m an (ill dan lie n trong danh sách. H ìn h sau d ú \ m in h hoa mọi danh sách lien két vong:
40 Chương //: Tổ Chức Dữ Liệu Trong Điều Kiện ứng Dụng Máy Tính
Danh sách đa liên kết là một danh sách liên kết thường nhưng mỗi mẩu tin có chứa nhiều con trỏ chỉ đến các mẩu tin kế tiếp về mặt luận lý, tùy thuộc yêu cầu cấu tạo của sự xử lý.
Trong danh sách đa liên kết trên, danh sách liên kết tạo ra theo đường mũi tên liên tục lần lượt truy cập theo các mẩu tin 1, 2, 3, 4 và 5, còn danh sách liên kết tạo ra theo đường mũi tên chấm-gạch truy cập theo các mâu tin 1, 3, 2, 5, và 4.
Trong mô hình danh sách bản? chỉ mục, một bảng chỉ mục sẽ dược thiết lập, trong bảng này, có nhiều vùn ? chứa các con trô chỉ tới địa chỉ cùa các mẩu tin được lưu trữ vật lý trong cơ sở dừ liệu. Như thế, mỗi cột tron? bang chỉ mục lưu trữ một chuỗi danh sách luận lý.
Trong các mô hình danh sách 1 iên kết, khi có sự thêm vào hoặc xóa bỏ một mẩu tin trong danh sách, các dịa chỉ tron? con trỏ phải dược tính lại và gán lại cho từng mẩu tin trong danh sách. Còn trong mô hình danh sách bảng chỉ mục, một khi có sự thêm vào hoặc xóa bò một mấu tin trong danh sách, sự thay đôi này được cập nhật chỉ trên bảng chỉ mục. Các trật tự luận lý cua một tập tin có thể lưu trữ trên một hoặc nhiều bảng chỉ mục, nghĩa là hoặc một báng chỉ mục lưu trữ cho một trật tự luận lý, hoặc cdc trật tự luận lý này được chứa trên cùng một bảng chỉ mục.
\
• 1
Chương II: Tổ Chức Dừ Liệu Trong Điểu Kiện ứng Dụng Máy Tính 41
MÔ hình quan hệ (Relational)
Mô hình quan hệ thích họp với mô hình mốì liên kết thực thể mở rộng đã trình bày ở phần trên. Mỗi quan hệ đã thiết lập sẽ biến đổi thành các bảng trong cơ sờ dữ liệu. Do đó, có thể thấy rằng, mô hình quan hệ xem cơ sở dữ liệu là một tập họp của các bảng dữ liệu. Các bảng này có mối liên hệ với nhau thông qua các thuộc tính liên hệ, chúng không dùng kỹ thuật con trỏ hay danh sách liên kểt.
Mô hình quan hệ cung cấp một giao diện trực tiếp linh hoạt và có thể cung cấp mọi thông tin như mô hình phân cấp hoặc mô hình mạng, vì thế mô hình quan hệ được dùng phổ biến trong hệ thống thông tin doanh nghiệp.
Mô hình quan hệ sử dụng nhiều phép toán để xử lý dữ liệu, trong đó có ba phép toán chính là phép chọn (Selection), phép kết nối (Join), và phép chiếu (Projection). Khi sử dụng mô hình quan hệ, ta còn phải để ý đến các vấn dề về sự chuẩn hóa các quan hệ. Những khái niệm này sẽ lần lưọt dược trình bày trong các phần bên dưới trong chương này.
Một mô hình dữ liệu là một công cụ hình thức dược dùng dè hiều và diễn đạt thế giới thực. Để dễ dàng liên lạc, nó phải tiện dụng để phân nhóm các đối tượng của thế giới thực mà người ta quan tâm đến những lớp đối tượng có cùng một tính chất.
Ví du :
s Neu ta quan tâm đến những tài khoản dược sử dụng trong một hệ ứng dụng kể toán, ta có thể xem xét một lóp các đối tượng gọi là TAIKIIOAN và sau dó, ta chi tham khảo đến các tài khoản thông qua tên này, thực tế gọi là tài khoản, còn bên trong cơ sờ dữ liệu dược hi cu là TAIKHOAN.
s Thôn? tin về các nhan viên của công ty. Một nhân viên là một mẩu tin (record) bao gồm: họ lót, ten, mã sô nhân viên, lươn?, địa chỉ.
Câu trúc nhân viẽn được khai báo trong ngôn n?ữ lập trình có dein?:
RECORD
holot: char[30J;
ten: char[ 10];
maso: integer;
luon?: float;
.diachi: charị30];
42 Chương II: Tố Chức Dữ Liệu Trong Điều Kiện ửng Dụng Máy Tính
END;
Trong đó,'thứ tự các field phải được xác định và kiểu dữ liệu phải ' điiợc quy định cụ thể. Còn trong mô hình dữ liệu, một bảng chứa
hhiễũ RECORD được trừu tưọng hóa thành quan hệ:
NHANVIEN (holot,ten,maso,luong.diachi)
Vậy, quan hệ là sự trừu tượng hóa của bảng mà các kiểu dữ liệu của các field ít được đề cập đến (chỉ sử dụng khi muốn cài đặt quan hệ này vào cơ sờ dữ liệu và thông qua ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu) và thứ tự của các mẩu tin (tuple) không quan trọng, không cần xác định.