Bài giảng Cơ sở dữ liệu - Bài 1: Tổng quan về cơ sở dữ liệu - Thiều Quang Trung

 BÀI 1 
TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU 
 GV Th.S. Thiều Quang Trung 
 Trường Cao đẳng Kinh tế đối ngoại 
 Nội dung 
• Giới thiệu đề cương môn học 
• Tổng quan về cơ sở dữ liệu 
 – Các khái niệm về dữ liệu, thông tin, CSDL 
 – Các kiểu CSDL 
 – So sánh hệ thống file với CSDL 
 – Hệ thống CSDL và các thành phần chính 
 – Hệ quản trị CSDL và các chức năng chính 
 GV: Thiều Quang Trung 2 
 Giới thiệu đề cương môn học 
• Học phần: Cơ sở dữ liệu 
• Yêu cầu: bắt buộc cho chuyên ngành Tin học 
 quản lý 
• Số tín chỉ: 2 
• Phân bổ thời gian: 
 – Giảng lý thuyết: 30 tiết 
 – Tự học : 60 tiết 
 GV: Thiều Quang Trung 3 
 Giới thiệu đề cương môn học 
• Tóm tắt nội dung học phần: 
 – Cung cấp các kiến thức cơ bản về cơ sở dữ liệu, các 
 mô hình dữ liệu, đại số quan hệ và các phép toán 
 quan hệ, chuẩn hóa dữ liệu và ngôn ngữ truy vấn dữ 
 liệu SQL. 
 – Các kiến thức này làm nền tảng cho sinh viên học tiếp 
 các môn học Hệ quản trị cơ sở dữ liệu SQL Server, 
 Phân tích thiết kế hệ thống, và giúp cho sinh viên 
 trong việc xây dựng các ứng dụng phần mềm có sử 
 dụng cơ sở dữ liệu khi làm đồ án, đề tài hay làm việc 
 sau khi ra trường. 
GV: Thiều Quang Trung 4 
 Giới thiệu đề cương môn học 
• Tài liệu: slides bài giảng và bài tập do giảng viên 
 biên soạn 
• Link: https://sites.google.com/site/thieutrung/ 
• Tài liệu tham khảo: 
 – Thomas Connolly & Carolyn Begg. DATABASE 
 SYSTEMS – A practical approach to Design, 
 Implementation, and Management, Pearson 
 Education 
 – Các giáo trình môn cơ sở dữ liệu khác 
 GV: Thiều Quang Trung 5 
 Giới thiệu đề cương môn học 
Tiêu chuẩn đánh giá sinh viên: 
• Điểm trung bình bộ phận: trọng số 40% 
 – 02 bài kiểm tra hệ số 2: 
 • 01 bài kiểm tra trắc nghiệm 1 tiết 
 • 01 bài kiểm tra tự luận 1 tiết 
• Điểm thi kết thúc học phần: trọng số 60% 
 – Hình thức thi: lý thuyết 
 GV: Thiều Quang Trung 6 
 Dữ liệu & Thông tin là gì ? 
GV: Thiều Quang Trung 7 
 Dữ liệu & Thông tin là gì ? 
• Dữ liệu (data) là các dữ kiện thô chưa tinh chế 
• Thông tin (information) là kết quả của quá trình xử lý 
 dữ liệu nhằm bộc lộ ra nghĩa của nó 
GV: Thiều Quang Trung 8 
 Cơ sở dữ liệu là gì? 
• Cơ sở dữ liệu (Database) là một tập hợp có 
 cấu trúc những dữ liệu liên quan với nhau 
 được lưu trữ trong máy tính, bao gồm: 
 – Dữ liệu người dùng cuối (End-user data) là các 
 dữ liệu liên quan tới người sử dụng 
 – Dữ liệu về cấu trúc dữ liệu (Metadata) 
• Metadata cung cấp sự mô tả các đặc điểm của 
 dữ liệu và các mối quan hệ trong dữ liệu 
GV: Thiều Quang Trung 9 
 Các kiểu cơ sở dữ liệu 
• CSDL có thể phân loại theo: 
 – Số lượng người dùng 
 – Vị trí CSDL 
 – Kiểu và quy mô sử dụng 
• Single-user database: CSDL chỉ hỗ trợ một 
 người dùng tại một thời điểm 
 – Desktop database – single-user, runs on PC 
• Multiuser database: CSDL hỗ trợ nhiều người 
 dùng tại cùng thời điểm 
 – Workgroup database hỗ trợ số ít người dùng 
 – Enterprise database hỗ trợ số nhiều 
GV: Thiều Quang Trung 10 
 Các kiểu cơ sở dữ liệu 
• Centralized database: CSDL tập trung tại một 
 vị trí 
• Distributed database: CSDL được phân chia 
 tại nhiều vị trí khác nhau 
• Operational database: CSDL hỗ trợ hoạt động 
 hằng ngày của công ty 
 – Transactional hoặc production database 
• Data warehouse: CSDL dạng kho dữ liệu dùng 
 cho việc khai thác hỗ trợ ra quyết định 
GV: Thiều Quang Trung 11 
 Các kiểu cơ sở dữ liệu 
GV: Thiều Quang Trung 12 
 Các kiểu cơ sở dữ liệu 
• Unstructured data: dữ liệu phi cấu trúc => tồn tại ở 
 trạng thái nguyên thủy của dữ liệu 
• Structured data: dữ liệu có cấu trúc => kết quả từ quá 
 trình định dạng/xử lý 
• Semistructured data: dữ liệu bán cấu trúc => dữ liệu 
 đã được xử lý một phần 
• XML database: CSDL hỗ trợ dạng dữ liệu bán cấu 
 trúc XML (Extensible Markup Language, ngôn ngữ 
 dùng để biểu diễn các phần tử dữ liệu trong định dạng 
 văn bản) 
GV: Thiều Quang Trung 13 
 Các kiểu cơ sở dữ liệu 
GV: Thiều Quang Trung 14 
 So sánh hệ thống file với CSDL 
GV: Thiều Quang Trung 15 
So sánh hệ thống file với CSDL 
• Hệ thống file bao gồm tập hợp các thư mục lưu 
 các file được gắn nhãn và sắp xếp theo mục 
 đích sử dụng 
• Số lượng file gia tăng làm hệ thống file phát 
 triển 
 – Mỗi file sử dụng chương trình ứng dụng riêng để 
 lưu, truy xuất và hiệu chỉnh dữ liệu 
 – Mỗi file thuộc sở hữu bởi cá nhân hoặc phòng 
 ban tạo ra nó 
GV: Thiều Quang Trung 16 
 So sánh hệ thống file với CSDL 
• Nhược điểm của hệ thống file: 
 – Đã được sử dụng hơn 4 thập kỷ qua 
 – Khó khăn khi phải xử lý những câu truy vấn mở 
 rộng => lập trình phức tạp, nhiều hơn 
 – Thay đổi cấu trúc dữ liệu hiện hữu rất khó 
 – Tính năng bảo mật gần như không có 
 – Quản trị hệ thống phức tạp và khó khăn 
GV: Thiều Quang Trung 17 
 Hệ thống cơ sở dữ liệu 
• Hệ thống CSDL (database system) bao gồm 
 các dữ liệu có quan hệ một cách logic được lưu 
 trữ trong một kho dữ liệu (data repository) 
• Phần mềm hệ quản trị CSDL (DBMS) loại trừ 
 hầu hết các lỗi của hệ thống file cũ 
GV: Thiều Quang Trung 18 
 Hệ thống cơ sở dữ liệu 
• Hệ thống CSDL gồm 5 thành phần: 
 – Phần cứng (Hardware) 
 – Phần mềm (Software) 
 – Người dùng (People) 
 – Quy tắc thủ tục (Procedures) 
 – Dữ liệu (Data) 
GV: Thiều Quang Trung 19 
Các thành phần của hệ thống CSDL 
GV: Thiều Quang Trung 20 
Các thành phần của hệ thống CSDL 
• Hardware: tất cả các thiết bị vật lý của hệ 
 thống 
• Software: 3 kiểu phần mềm yêu cầu: 
 – Operating system software 
 – DBMS software 
 – Application programs and utility software 
GV: Thiều Quang Trung 21 
Các thành phần của hệ thống CSDL 
• People: tất cả người sử dụng hệ thống CSDL: 
 – System and database administrators 
 – Database designers 
 – Systems analysts and programmers 
 – End users 
• Procedures: các quy tắc và chỉ dẫn áp dụng 
 cho thiết kế và sử dụng hệ thống CSDL 
• Data: tập hợp các dữ liệu lưu trữ trong CSDL 
GV: Thiều Quang Trung 22 
 Hệ quản trị CSDL là gì? 
• Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (Database 
 management system – DBMS) là tập hợp 
 các chương trình, dùng quản lý cấu trúc 
 dữ liệu và điều khiển truy cập dữ liệu 
GV: Thiều Quang Trung 23 
 Hệ quản trị CSDL là gì? 
GV: Thiều Quang Trung 24 
 Hệ quản trị CSDL là gì? 
• Vai trò của hệ quản trị CSDL (DBMS) 
 – Là phương tiện giữa người dùng (User) và 
 CSDL 
 – Lưu trữ cấu trúc CSDL như tập hợp các file 
 – Cho phép truy cập CSDL 
 – Cho phép chia sẽ dữ liệu 
 – Tích hợp nhiều khung nhìn dữ liệu (View of 
 Data) cho các đối tượng người dùng khác 
 nhau 
GV: Thiều Quang Trung 25 
 Chức năng của DBMS 
• Gồm các chức năng: 
 – Quản lý từ điển dữ liệu (Data dictionary 
 management) 
 – Quản lý lưu trữ dữ liệu (Data storage management) 
 – Trình bày và chuyển đổi dữ liệu (Data transformation 
 and presentation) 
 – Quản lý bảo mật (Security management) 
 – Kiểm soát truy cập đa người dùng (Multiuser access 
 control) 
GV: Thiều Quang Trung 26 
 Chức năng của hệ quản trị CSDL 
 – Quản lý sao lưu và phục hồi dữ liệu (Backup and 
 recovery management) 
 – Quản lý toàn vẹn dữ liệu (Data integrity 
 management) 
 – Ngôn ngữ truy cập dữ liệu (Database access 
 languages) 
 – Giao diện lập trình ứng dụng (Application 
 programming interfaces) 
 – Giao diện liên lạc dữ liệu (Database communication 
 interfaces) 
 –  
 27 
GV: Thiều Quang Trung 
 Chức năng quản lý từ điển dữ liệu 
• Hệ quản trị CSDL DBMS lưu trữ các định nghĩa về 
 phần tử dữ liệu và mối quan hệ của nó, gọi là siêu dữ 
 liệu (metadata) trong một từ điển dữ liệu 
• Các thay đổi về cấu trúc dữ liệu sẽ được tự động ghi lại 
 trong từ điển dữ liệu 
• Sự tách biệt lưu trữ dữ liệu và siêu dữ liệu một cách 
 riêng biệt nhằm giải phóng sự phụ thuộc cả về dữ liệu 
 và cấu trúc => tăng tính trừu tượng hóa dữ liệu (data 
 abstraction) 
GV: Thiều Quang Trung 28 
GV: Thiều Quang Trung 29 
 Chức năng quản lý lưu trữ dữ liệu 
• DBMS tạo và quản lý các cấu trúc phức tạp 
 theo yêu cầu lưu trữ dữ liệu, kể cả lưu các form 
 nhập liệu, định nghĩa màn hình (screen), định 
 nghĩa báo cáo (report), ... 
• DBMS lưu CSDL trong nhiều file dữ liệu vật lý 
GV: Thiều Quang Trung 30 
GV: Thiều Quang Trung 31 
 Chức năng trình bày và 
 chuyển đổi dữ liệu 
• DBMS chuyển đổi dữ liệu => import dữ liệu phù 
 hợp với cấu trúc dữ liệu theo yêu cầu 
GV: Thiều Quang Trung 32 
 Chức năng quản lý bảo mật 
• DBMS tạo hệ thống bảo mật nhằm bảo đảm 
 tính bảo mật người dùng và tính bí mật dữ liệu 
• Quy tắc bảo mật xác định người dùng nào có 
 thể truy cập CSDL, mục dữ liệu nào có thể 
 được truy cập,... 
GV: Thiều Quang Trung 33 
 Chức năng kiểm soát 
 đa người dùng 
• DBMS sử dụng các giải thuật tinh vi để đảm 
 bảo sự truy cập đồng thời không làm ảnh 
 hưởng tới tính toàn vẹn dữ liệu 
GV: Thiều Quang Trung 34 
 Chức năng quản lý sao lưu và 
 phục hồi dữ liệu 
• DBMS cung cấp backup và phục hồi dữ liệu để 
 đảm bảo tính an toàn và toàn vẹn dữ liệu 
• Trình Recovery management xử lý phục hồi 
 CSDL sau khi gặp sự cố 
 – Tiêu chuẩn để duy trì tính toàn vẹn CSDL 
GV: Thiều Quang Trung 35 
 Chức năng quản lý tính toàn vẹn 
 dữ liệu 
• DBMS xúc đẩy và đảm bảo quy tắc toàn vẹn 
 – Tối thiểu hóa tính dư thừa (minimizes redundancy) 
 – Tối đa hóa tính nhất quán (maximizes consistency) 
• Các mối liên kết dữ liệu lưu trong từ điển dữ liệu 
 dùng để đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu 
GV: Thiều Quang Trung 36 
 Ngôn ngữ truy vấn dữ liệu 
• DBMS cung cấp truy cập dữ liệu thông qua 
 ngôn ngữ truy vấn 
• Query language là một ngôn ngữ phi thủ tục 
• Structured Query Language (SQL) là ngôn 
 ngữ truy vấn trong CSDL 
 – Tiêu chuẩn được hổ trợ bởi đa số các nhà cung 
 cấp DBMS 
GV: Thiều Quang Trung 37 
 Tóm tắt bài giảng 
• CSDL là một tập hợp có cấu trúc những dữ liệu liên 
 quan với nhau được lưu trữ trong máy tính bao gồm dữ 
 liệu của người dùng và dữ liệu metadata 
• CSDL có thể phân loại theo số lượng người dùng, vị trí 
 CSDL, kiểu và quy mô sử dụng 
• Hệ thống CSDL có 5 thành phần: phần cứng, phần 
 mềm, người dùng, quy tắc thủ tục, dữ liệu 
• Hệ quản trị CSDL là tập hợp các chương trình dùng 
 quản lý cấu trúc dữ liệu và điều khiển truy cập dữ liệu 
• SQL là ngôn ngữ truy vấn dữ liệu dạng phi thủ tục, 
 được hổ trợ bởi đa số các nhà cung cấp DBMS 
GV: Thiều Quang Trung 38 
GV: Thiều Quang Trung 39