Bộ Môn ĐTTH - Khoa ĐTVT, Đại Học BKHN. Cơ sở dữ liệu
- Chương I. Tổng quan về CSDL
1
Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Khoa Điện Tử - Viễn Thông
C S D LI UƠ Ở Ữ Ệ
Ch ng I: ươ
Tæng quan vÒ c¬ së d÷ liÖu
B Mụn TTH - Khoa TVT, i Hc BKHN. C s d liu
- Chng I. Tng quan v CSDL
2
Nội dung
1.1. Khái niệm cơ bản về cơ sở dữ liệu
1.1.1. Cơ sở dữ liệu (CSDL) là gì?
1.1.2. Ưu điểm của CSDL
1.2. Kiến trúc một hệ cơ sở dữ liệu
1.3. Sơ bộ lịch sử phát triển
1.4. Các loại mô hình dữ liệu cơ bản
1.4.1. Mô hình quan hệ (Relational Data Model)
1.4.2. Mô hình phân cấp (Hierarchical Data Model)
1.4.3. Mô hình mạng (Network Data Model)
1.5. Tính độc lập dữ liệu
1.6. Kết luận
B Mụn TTH - Khoa TVT, i Hc BKHN. C s d liu
- Chng I. Tng quan v CSDL
3
1.1. Khái niệm cơ bản về cơ sở dữ liệu
1.1.1. Cơ sở dữ liệu (CSDL) là gì?

Đặc điểm của CSDL (DataBase)


Các phần tử trong hệ thống CSDL
B Mụn TTH - Khoa TVT, i Hc BKHN. C s d liu
- Chng I. Tng quan v CSDL
5
1.1. Khái niệm cơ bản về cơ sở dữ liệu
1.1.2. Ưu điểm của CSDL (tiếp)

Những u điểm của sự điều khiển tập trung

Giảm sự d thừa dữ liệu cần l u trữ.

Có thể tránh đ ợc những xung đột về dữ liệu đ ợc l u trữ.

Có thể dùng chung dữ liệu đã đ ợc l u trữ .

Có thể chuẩn hoá dữ liệu giúp đơn giản hoá các vấn đề về bảo
hành và trao đổi dữ liệu giữa các lần cài đặt.

Có thể áp dụng các ph ơng pháp bảo mật với dữ liệu.

Duy trì đ ợc sự thống nhất dữ liệu để đảm bảo CSDL chỉ chứa dữ
liệu chính xác.

Có thể cân đối đ ợc các đòi hỏi xung đột nhau.

Dữ liệu là độc lập, độc lập với cấu trúc bộ nhớ, với ph ơng pháp l u
trữ và tiếp cận thông tin.

Đảm bảo quy tắc toàn vẹn dữ liệu.
B Mụn TTH - Khoa TVT, i Hc BKHN. C s d liu

Ngôn ngữ
Không gian
làm việc
Ngôn ngữ
Không gian
làm việc
Ngôn ngữ
Không gian
làm việc
Ngôn ngữ
Không gian
làm việc
ánh xạ giữa
mô hình khái niệm
và mô hình trong
ánh xạ giữa
mô hình ngoài B và
mô hình khái niệm
ánh xạ giữa
mô hình ngoài A và
mô hình khái niệm
Hình 1.1
B
1
A
2
A
1
B
3

B Mụn TTH - Khoa TVT, i Hc BKHN. C s d liu
- Chng I. Tng quan v CSDL
8
a) Các mức của kiến trúc (tiếp)

Mức khái niệm

Mức khái niệm cho phép ta định nghĩa một cách nhìn thống nhất
cho ng ời sử dụng.

"Cách nhìn ở mức khái niệm" bao gồm sự biểu diễn trừu t ợng của
tổng thể toàn bộ CSDL.

Thực chất đây là mức logic của toàn bộ CSDL

Mức trong (còn gọi là mức vật lý)

Mức trong rất gần với cách l u trữ trong bộ nhớ máy tính.

CSDL vật lý (CSDL ở mức vật lý) là các tệp dữ liệu theo một cấu
trúc nào đó đ ợc l u trên các thiết bị nhớ ngoài.

Liên hệ với cấu trúc l u trữ ngoài
1.2. Kiến trúc một hệ cơ sở dữ liệu
B Mụn TTH - Khoa TVT, i Hc BKHN. C s d liu
- Chng I. Tng quan v CSDL
9
b) Các khái niệm

Khái niệm "thể hiện" (instance)

hợp.

Hệ QTCSDL cung cấp ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu (DDL - Data Definition
Language) để xác định l ợc đồ khái niệm.

DDL là một ngôn ngữ bậc cao, có khả năng mô tả l ợc đồ khái niệm bằng
cách biểu diễn của mô hình dữ liệu.

L ợc đồ vật lý (hay l ợc đồ trong) dùng cho bộ khung của CSDL ở mức
vật lý.

L ợc đồ con (Subschema) đ ợc gọi thay cho khung nhìn.
1.2. Kiến trúc một hệ cơ sở dữ liệu
B Mụn TTH - Khoa TVT, i Hc BKHN. C s d liu
- Chng I. Tng quan v CSDL
11
1.2. Kiến trúc một hệ cơ sở dữ liệu
1.2.2. Theo mặt cắt ngang
Các thao tác với bộ khung
(Schema operations)
Phần xử lý truy vấn
(Query Processor)
Phần quản lý l u trữ
(Data Management)
Phần quản lý giao dịch
(Transaction Management)
Dữ liệu,
Siêu dữ liệu
(Data, Meta-data)
Các truy vấn

B Mụn TTH - Khoa TVT, i Hc BKHN. C s d liu
- Chng I. Tng quan v CSDL
13
1.3. Sơ bộ lịch sử phát triển

Tr ớc đây:

Những năm 1960: dữ liệu l u trữ d ới dạng các tệp

CSDL Phân cấp (Hierarchical Model)

CSDL Mạng (Network Model)

Gần đây và hiện nay:

1970, E.F. Codd: CSDL Quan hệ (Relational Model)

Phát triển thao xu h ớng chuyên môn hoá

Tập trung vào các hệ thống nhỏ (PCs )

Tập trung vào các hệ thống lớn (làm việc với l ợng dữ liệu khổng lồ)

T ơng lai gần:

Thêm mô hình h ớng đối t ợng (OO-Model)

Tăng khả năng phát triển các ràng buộc (constraints) và các kích
hoạt (triggers)



Sự hình thức hóa toán học với tập hợp các ký hiệu để mô tả và tập
các phép toán đ ợc dùng để thao tác đối với các dữ liệu

Một số mô hình dữ liệu cơ bản sẽ giới thiệu

Mô hình quan hệ (Relational Model):

Mô hình này dựa trên cơ sở khái niệm lý thuyết tập hợp của các quan
hệ, tức là tập các k-bộ với k cố định.

Mô hình phân cấp (Hierarchical Model):

Mô hình dữ liệu là một cây, trong đó các nút biểu diễn biểu diễn các
tập thực thể, các nút con và nút cha đ ợc liên hệ theo một mối quan hệ
xác định.

Mô hình mạng (Network Model):

Mô hình đ ợc biểu diễn là một đồ thị có h ớng.

Ngôn ngữ con dữ liệu

Tập các phép toán đ ợc cung cấp để thao tác dữ liệu
1.4. Các loại mô hình dữ liệu cơ bản
Bộ Môn ĐTTH - Khoa ĐTVT, Đại Học BKHN. Cơ sở dữ liệu
- Chương I. Tổng quan về CSDL
16
H×nh 1.2 D÷ liÖu mÉu trong d¹ng quan hÖ.
1.4.1. M« h×nh quan hÖ (Relational Data Model)


Tuy nhiên có các sự khác biệt đáng kể giữa các bảng này và các
tệp tuần tự truyền thống
Mỗi bảng là một tr ờng hợp riêng của cấu trúc đ ợc biết đến trong
toán học - đó là "quan hệ"
B Mụn TTH - Khoa TVT, i Hc BKHN. C s d liu
- Chng I. Tng quan v CSDL
18
2. Miền (Domain)

Miền là một tập các giá trị mà từ đó các giá trị thực sự sẽ xuất hiện
trên các cột của bảng

Bản thân miền có thể không đ ợc ghi nhận một cách t ờng minh nh
là một tập các giá trị thực sự trong cơ sở dữ liệu nh ng nó đ ợc định
nghĩa trong l ợc đồ khái niệm và có tên riêng của mình

Ví dụ:

Một đặc điểm nổi bật của cấu trúc dữ liệu quan hệ là các mối kết
nối giữa các bộ (các hàng) đ ợc biểu thị chặt chẽ bởi các giá trị dữ
liệu trong các cột đ ợc rút ra từ một miền chung

Ví dụ:
1.4.1. Mô hình quan hệ (Relational Data Model)
B Mụn TTH - Khoa TVT, i Hc BKHN. C s d liu
- Chng I. Tng quan v CSDL
19
3. Bảng là dạng thống nhất


B Mụn TTH - Khoa TVT, i Hc BKHN. C s d liu
- Chng I. Tng quan v CSDL
21
4. Mô hình quan hệ có sự thống nhất trong tập các phép
toán (tiếp)

Hình 1.3 : Hai giải thuật đối xứng nhau cho hai câu hỏi đối xứng
1.4.1. Mô hình quan hệ (Relational Data Model)
Q1: Tìm các số hiệu hãng cung
cấp hiện đang cung cấp mặt hàng
có số hiệu P2
Q2: Tìm các số hiệu mặt hàng hiện
đang đ ợc cung cấp bởi hãng cung
cấp có số hiệu S2
Bộ Môn ĐTTH - Khoa ĐTVT, Đại Học BKHN. Cơ sở dữ liệu
- Chương I. Tổng quan về CSDL
22
5. Kh«ng cã dÞ th êng x¶y ra ®èi víi thao t¸c l u tr÷ c¬ b¶n
–
PhÐp chÌn (INSERT):
–
PhÐp xo¸ (DELETE):
–
PhÐp thay ®æi (UPDATE):

1.4.1. M« h×nh quan hÖ (Relational Data Model)
Bộ Môn ĐTTH - Khoa ĐTVT, Đại Học BKHN. Cơ sở dữ liệu
- Chương I. Tổng quan về CSDL
23
1.4.2. M« h×nh ph©n cÊp (Hierarchical Data Model)

P2 Bolt Green 17 Paris
S3 Blake 30 Paris 200
P3 Screw Blue 17 Rome P4 Screw Red 14 London
S1 Smith 20 London 400
S1 Smith 20 London 200
S2 Jones 10 Paris 400
B Mụn TTH - Khoa TVT, i Hc BKHN. C s d liu
- Chng I. Tng quan v CSDL
25
Nhận xét qua ví dụ:
1. Trong mô hình phân cấp, các thực thể quan hệ với nhau
thông qua cấu trúc cây, tất cả tạo nên một rừng cây

Ng ời sử dụng thấy bốn cây tách biệt nhau, hay còn gọi là bốn thể
hiện phân cấp, mỗi cây thể hiện cho một mặt hàng

Mỗi cây thể hiện một bản ghi về đơn đặt hàng gồm dữ liệu mặt
hàng, kèm theo dữ liệu nhà cung cấp và số l ợng

Kiểu dữ liệu của thực thể đóng vai trò nh một gốc (root)

Để xác định chính xác các cây (gốc, chiều đi ) thi cần phải có một
bản thiết kế tổng thể về dữ liệu của các thực thể, các mối liên kết
1.4.2. Mô hình phân cấp (Hierarchical Data Model)