MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
1. Tính cấp thiết của đề tài 1
2. Mục tiêu nghiên cứu 2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2
4. Phương pháp nghiên cứu 3
5. Bố cục luận văn 3
6. Tổng quan tài liệu nghiên cứu 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÂN TÁN 4
1.1. MẠNG MÁY TÍNH 4
1.2. CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÂN TÁN 6
1.2.1. Các khái niệm cơ bản về cơ sở dữ liệu phân tán 6
1.2.2. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu phân tán (DDBMS) 7
1.2.3. Các điểm đặc trưng của cơ sở dữ liệu phân tán 8
1.2.4. Kiến trúc tham chiếu của cơ sở dữ liệu phân tán 10
1.2.5. Các loại truy xuất CSDL phân tán 13
1.3. CÁC MỨC TRONG SUỐT CỦA CSDL PHÂN TÁN 14
1.3.1. Khái niệm tính trong suốt 14
1.3.2. Một số khía cạnh điển hình của tính trong suốt 14
1.4. PHÂN MẢNH VÀ CẤP PHÁT DỮ LIỆU 17
1.4.1. Phân mảnh dữ liệu 17
1.4.2. Cấp phát tài nguyên 23
2.5. GIAO DỊCH

28

2.5.1. Định nghĩa giao dịch 28
2.5.2. Tính chất của giao dịch 29

3.2.3. Lực lượng của các kết quả trung gian 73
3.3. THUẬT TOAN TỐI ƯU HOA TRUY VẤN PHAN TAN SYSTEM R* 75
3.4. ĐIỀU KHIỂN ĐỒNG THỜI PHÂN TÁN

78

3.4.1. Phân loại các cơ chế điều khiển đồng thời 79
3.4.2. Điều khiển đồng thời bằng khóa chốt 79
3.4.3. Thuật toán điều khiển đồng thời bằng dấu 83
3.4.4. Quản lý khóa gài 84
3.5. KIẾN TRÚC CHƯƠNG TRÌNH ỨNG DỤNG PHÂN TÁN PHỤC VỤ
THÔNG TIN NHANH VỀ NHÂN SỰ TỈNH QUẢNG BÌNH 86
3.5.1. Kiến trúc chương trình 86
3.5.2. Các chức năng của chương trình 92
3.6. CÀI ĐẶT VÀ THỬ NGHIỆM 98
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 99
1. Kết quả đạt được 99
2. Hạn chế 100
3. Hướng phát triển đề tài 100
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 101
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO).
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT
CÁC KÝ HIỆU
1. Các phép toán tập hợp
∪
Phép hợp
∩

TDDL Từ điển dữ liệu
DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu bảng Tên bảng Trang
Bảng 1.1.
So sánh các tính chất đặc trưng của CSDL tập
trung và CSDL phân tán
9
Bảng 2.1. Ký hiệu quy ước cho hệ thống mã 34
Bảng 2.2.
Dạng mã hóa sở ban ngành tương đương, huyện,
xã trực thuộc
35
Bảng 2.3.
Áp mã cho hệ thống cụ thể mã các sở, ngành
tương đương
35
Bảng 2.4. Áp mã cho hệ thống cụ thể mã các huyện 36
Bảng 2.5. Áp mã cho hệ thống cụ thể mã các xã thuộc huyện 36
Bảng 2.6.
Dạng mã hóa phòng trực thuộc sở ban ngành
tương đương hoặc huyện
37
Bảng 2.7.
Áp mã cụ thể cho phòng trực thuộc sở ban ngành
tương đương hoặc huyện
37
Bảng 2.8. Dạng mã hóa chức danh cán bộ, công chức cấp xã 38
Bảng 2.9.
Áp mã cụ thể cho chức danh cán bộ, công chức
cấp xã

Hình 1.4. Kiến trúc tham chiếu của CSDL phân tán 11
Hình 1.5.
Các phân mảnh và mô hình vật lý cho một quan hệ
toàn cục
12
Hình 1.6. Truy xuất từ xa thông qua các tác vụ cơ bản 13
Hình 1.7. Truy xuất từ xa thông qua chương trình phụ trợ 13
Hình 1.8. Trong suốt phân đoạn 15
Hình 1.9. Trong suốt định vị 15
Hình 1.10. Trong suốt ánh xạ địa phương 16
Hình 1.11. Phân mảnh hỗn hợp 23
Hình 1.12. Mô hình giao dịch 29
Hình 2.1.
Cơ cấu tổ chức các cơ quan hành chính tỉnh Quảng
Bình
32
Hình 2.2. Mô hình phân cấp quản lý 42
Hình 2.3. Sơ đồ thiết kế CSDL theo mô hình từ trên xuống 45
Hình 2.4. Kịch bản chi phí đọc 52
Hình 2.5. Kịch bản chi phí ghi 53
Hình 2.6. Mô hình cấp phát dữ liệu phân tán 56
Hình 2.7.
Lược đồ phân tầng tổng quát để xử lý truy vấn
phân tán
57
Hình 3.1. Biểu đồ phân cấp chức năng 68
Hình 3.2. Biểu đồ luồng dữ liệu mức ngữ cảnh 68
Hình 3.3. Biểu đồ luồng dữ liệu mức đỉnh 69
Hình 3.4.
a,b,c

a,b
Đăng nhập hệ thống (a) và kết quả bảng dữ liệu
nhân sự (b) ở cụm server 2
96
Hình 3.19.
a,b
Đăng nhập hệ thống (a) và kết quả bảng dữ liệu
nhân sự (b) ở cụm server 1
97
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Về cơ cấu tổ chức, tỉnh Quảng Bình có 159 đơn vị hành chính cấp xã, 8
huyện, thành phố và 20 sở, ban ngành là các cơ quan hành chính cấp tỉnh
thuộc Ủy ban nhân dân tỉnh quản lý. Sở Nội vụ là cơ quan chuyên môn, giúp
Ủy ban nhân dân tỉnh quản lý cán bộ, công chức, viên chức toàn tỉnh với 187
đầu mối các cơ quan, ban, ngành. Việc quản lý nhân sự được bố trí phân tán
theo tổ chức và phân cấp quản lý đa tầng.
Đến năm 2012, toàn tỉnh Quảng Bình có hơn 20.000 công chức, viên
chức. Đối với cấp xã, toàn tỉnh hiện có 3.300 cán bộ, công chức và 6.700
người hoạt động không chuyên trách. Như vậy, trong toàn tỉnh có gần 30.000
hồ sơ cán bộ, công chức, viên chức và những người hoạt động không chuyên
trách cần được quản lý.
Hồ sơ cán bộ, công chức là tài liệu quan trọng có tính pháp lý phản ánh
trung thực về lý lịch của từng cá nhân cán bộ, công chức.
Trên thực tế, công tác quản lý hồ sơ cán bộ, công chức bằng phương
pháp truyền thống (hồ sơ giấy) nói chung và hồ sơ điện tử về cán bộ, công
chức nói riêng thời gian qua chưa được quan tâm, chỉ đạo để thực hiện một
cách đầy đủ và nghiêm túc. Do vậy, khi các cơ quan Nhà nước có thẩm quyền
yêu cầu số liệu để phục vụ cho việc nghiên cứu hoạch định chính sách đối với

đồng thời phân tán.
3
4. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lý thuyết:
+ Các văn bản quy phạm pháp luật hiện hành quy định về quản
lý cán bộ, công chức;
+ Các nguyên lý về cơ sở dữ liệu phân tán.
- Nghiên cứu thực nghiệm:
+ Phân cấp, quy trình quản lý cán bộ, công chức, quản lý hồ sơ
cán bộ, công chức tại tỉnh Quảng Bình;
+ Cài đặt thực nghiệm cơ sở dữ liệu.
5. Bố cục luận văn
Luận văn gồm có 3 chương, gồm:
Chương 1. Tổng quan về cơ sở dữ liệu phân tán
Chương 2. Phân tích, thiết kế cơ sở dữ liệu phân tán phục vụ thông tin
nhanh về nhân sự tại Quảng Bình
Chương 3. Xây dựng chương trình phân tán phục vụ thông tin nhanh về
nhân sự tại Quảng Bình
6. Tổng quan tài liệu nghiên cứu
- Quy định hiện hiện hành của Nhà nước về quản lý cán bộ, công chức,
viên chức và tình hình thực tế của địa phương;
- Hệ tin học phân phân tán; nguyên lý hệ cơ sở dữ liệu phân tán
- Ngôn ngữ lập trình Java và JSP
- Hệ quản trị cơ sở dữ liệu MySQL
4
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÂN TÁN
Hệ cơ sở dữ liệu phân tán phục vụ thông tin nhanh về nhân sự tại Quảng
Bình là hệ thống hợp nhất quản lý từ cấp tỉnh đến tất cả các xã trực thuộc
huyện, do dó cơ sở dữ liệu phục vụ quản lý phải hợp nhất và là tài nguyên

các hệ thống máy lớn trung
tâm sang mô hình phân tán là
một xu hướng phát triển
mạnh.
- Cần lựa chọn hình thức phân tán thích hợp nào cho mỗi mô hình được
chuyển đổi. Đây là yêu tố quan trọng để xây dựng hệ thống phù hợp với từng
yêu cầu và chức năng của các ứng dụng khác nhau; đối với hệ phục vụ thông
tin nhanh về nhân sự tại Quảng Bình, phương pháp phân tán lựa chọn là phân
tán không đồng nhất, dữ liệu được phân mảnh dọc và bố trí trên các cụm
Server khác nhau. Dữ liệu phân mảnh dựa trên nền tảng của cơ sở dữ liệu
phân tán cho phép dữ liệu được cập nhật trên 1 cụm Server lập tức sẽ cập nhật
trên các cụm còn lại nếu được phân quyền và ở Server cấp cao hơn.
Hình 1.1. Sự phân tán các cụm server trong hệ
thống phục vụ thông tin nhanh về nhân sự tại
Quảng Bình
6
1.2. CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÂN TÁN
1.2.1. Các khái niệm cơ bản về cơ sở dữ liệu phân tán
Nguyên lý các hệ cơ
sở dữ liệu phân tán được
xây dựng dựa trên sự kết
hợp của hai hướng tiếp cận
đối với quá trình xử lý dữ
liệu đó là: lý thuyết hệ cơ
sở dữ liệu và công nghệ
mạng máy tính [4].
Một cơ sở dữ liệu
phân tán là một tập hợp
nhiều cơ sở dữ liệu có liên
đới logic và được phân bố

Có ba kiểu kiến trúc DDBMS: Kiến trúc khách/đại lý, kiến trúc ngang
hàng; kiến trúc phức hệ.
Hệ quản trị cơ sở dữ liệu phân tán được phân làm 2 loại :
- Cơ sở dữ liệu phân tán thuần nhất;
- Cơ sở dữ liệu phân tán hỗn tạp.
Theo Hình 1.3 các thành phần nhất thiết một DDBMS thông tin nhanh
về nhân sự tại Quảng Bình phải có:
- Quản trị dữ liệu: QTDL
- Truyền thông dữ liệu: TTDL
- Từ điển dữ liệu: TDDL dùng để mô tả thông tin về sự phân tán của dữ
liệu trên mạng.
- Cơ sở dữ liệu phân tán: CSDLPT
8
- Người sử dụng: NSD
Theo hình 1.3, người sử dụng tác động đến truyền thông dữ liệu để yêu
cầu nguồn thông tin mà mình mong muốn, các hoạt động bên trong hệ thống
người dùng không quan tâm đến hay cần biết hiện nguồn dữ liệu đang nằm ở
vị trí nào. Các kết nối để lựa chọn dữ liệu trên các cụm Server khác được thực
hiện dựa trên thành phần là cơ sở dữ liệu phân tán.
Hình 1.3. Các thành phần của cơ sở dữ liệu phân tán
thông tin nhanh về nhân sự tại Quảng Bình
9
1.2.3. Các điểm đặc trưng của cơ sở dữ liệu phân tán
Cơ sở dữ liệu phân tán không đơn giản là việc phân tán các cơ sở dữ liệu
tập trung, nó cho phép thiết kế các hệ thống có các tính chất khác với hệ
thống tập trung truyền thống. So sánh các tính chất đặc trưng của cơ sở dữ
liệu tập trung và cơ sở dữ liệu phân tán như sau:
Bảng 1.1. So sánh các tính chất đặc trưng của cơ sở dữ liệu tập trung
và cơ sở dữ liệu phân tán
Tính chất đặc

chương trình được viết
có
cái nhìn “quan niệm” về
dữ
liệu.
- Ưu điểm: các chương
trình
không bị ảnh hưởng bởi
sự
thay đổi tổ chức vật lý
của
dữ
liệu
- Tính chất độc lập dữ liệu như
trong cơ sở dữ liệu tập trung
- Bổ sung tính chất trong suốt
phân tán; tính đúng đắn của các
chương trình ứng dụng không bị
ảnh huởng bởi sự di chuyển dữ
liệu từ vị trí này đến vị trí khác.
10
Tính chất đặc
trưng
Cơ sở dữ liệu tập trung Cơ sở dữ liệu phân tán
Dư thừa dữ
liệu
Giảm thiểu dư thừa dữ liệu
do:
- Tính gắn bó dữ liệu.
- Tiết kiệm dung lượng nhớ.

nhân sự tại Quảng Bình, việc lựa chọn cơ sử dữ liệu phân mảnh dọc là bài
11
toán tối ưu cho ứng dụng quản lý, tra cứu và thống kê nhân sự tại tỉnh và đảm
bảo hiệu năng khai thác sử dụng và giảm chi phí truyền.
1.2.4. Kiến trúc tham chiếu của cơ sở dữ liệu phân tán
Kiến trúc tham chiếu không được cài đặt rõ ràng trên tất cả cơ sở dữ
liệu
phân tán, tuy nhiên các mức của nó được khái quát chính xác, thích hợp
để mô tả
tổ
chức chung cho mọi hệ cơ sở dữ liệu phân tán
.
Hình 1.4. Kiến trúc tham chiếu của cơ sở dữ liệu phân tán
- Lược đồ toàn cục: Mô tả tổng thể và thống nhất chung nhất của tất cả
dữ liệu của cơ sở dữ liệu phân tán độc lập với môi trường phân tán.
- Lược đồ phân mảnh: Mỗi quan hệ toàn cục có thể được chia thành các
thành phần không trùng nhau được gọi là các phân mảnh. Lược đồ phân mảnh
12
định nghĩa ánh xạ giữa các quan hệ toàn cục và các phân mảnh. Ánh xạ này là
một - nhiều: Một số mảnh tương ứng với một quan hệ toàn cục, nhưng chỉ
một quan hệ toàn cục tương ứng với một mảnh. Ký hiệu R
i
là mảnh thứ i của
quan hệ toàn cục R.
- Lược đồ cấp phát: Các mảnh là các thành phần logic của các quan hệ
toàn cục, được lưu trữ vật lý tại một hay một số vị trí. Lược đồ cấp phát xác
định vị trí của một mảnh. Kiểu ánh xạ định nghĩa trong lược đồ cục bộ xác
định cơ sở dữ liệu phân tán có dư thừa hay không. Trong trường hợp ánh xạ là
một-nhiều thì nó dư thừa, ngược lại nếu ánh xạ có kiểu một-một thì nó không
dư thừa. Tất cả các mảnh tương ứng với cùng một quan hệ toàn cục R và được

thuộc huyện Lệ Thủy.
Yêu cầu này sẽ được
DDBMS
1
xử lý, sau
khi xử lý xong,
chương trình tiếp tục
gửi yêu cầu truy xuất
CSDL gửi DDBMS
2
xử lý và gửi đến vị trí chứa dữ liệu đó. Thực hiện xong sẽ
gửi kết quả trả về (theo Hình 1.6).
Hình 1.6. Truy xuất từ xa thông qua các tác vụ cơ bản
14
b. Truy xuất từ xa
thông qua chương
trình phụ trợ
Một ứng dụng yêu
cầu thực hiện một
chương trình phụ trợ.
Chương trình phụ trợ
này sẽ truy xuất CSDL
từ xa và trả lại kết quả
cho chương trình ứng
dụng đang yêu cầu. Tại
Sở Nội vụ yêu cầu xem
lý lích trích ngang của Chủ tịch Hội đồng nhân dân từ cấp tỉnh đến cấp xã.
Cụm Server 1 sau khi tiếp nhận yêu cầu, lập tức phái sinh chương trình phụ
trợ để lọc và trích xuất thông tin từ các cụm Server khác, các yêu cầu lập tức
xử lý nội bộ và gửi đến cụm Server 2 và cụm Server 2 chuyển tiếp yêu cầu

phân mảnh thì việc truy cập
vào cơ sở dữ liệu được thực hiện như lúc chưa phân tán và không ảnh hưởng
tới người sử dụng.
- Trong suốt định vị
(trong suốt tên): theo Hình
1.9 người dùng không nhận
biết được vị trí của đối tượng.
Đối tượng được định vị và chỉ
dẫn theo tên lôgic trong một
hệ thống thống nhất. Trong
Hình 1.8. Trong suốt phân đoạn
Hình 1.9. Trong suốt định vị
16
suốt di trú (còn được gọi là độc lập định vị): là tính chất bổ sung vào trong
suốt định vị theo nghĩa không những đối tượng được chỉ dẫn bằng tên lôgic
mà đối tượng còn được di chuyển tới định vị vật lý khác mà không cần đổi
tên.
Tính trong suốt định vị rất hữu ích, nó cho phép người sử dụng bỏ qua
các bản sao dữ liệu đã tồn tại ở mỗi vị trí. Do đó, có thể di chuyển một bản
sao dữ liệu từ vị trí này đến vị trí khác và cho phép tạo ra bản sao mới mà
không ảnh hưởng đến các ứng dụng.
- Trong suốt ánh xạ
địa phương: theo Hình
1.10 đó là đặc tính quan
trọng trong một hệ
thống DBMS không
đồng nhất. Ứng dụng
tham chiếu đến các đối
tượng có các tên độc lập
từ các hệ thống cục bộ địa phương. Ứng dụng được cài đặt trên một hệ thống

Trong các hệ quản trị CSDL, các quan hệ được lưu trữ dưới dạng các
bảng 2 chiều. Thao tác đối với CSDL được thực hiện trên các bảng. Tuy nhiên
trong thực tế, các ứng dụng chỉ yêu cầu thao tác trên các tập con của các quan
hệ, là khung nhìn dữ liệu của người sử dụng. Vì vậy việc xem tập con của
quan hệ là đơn vị truy xuất thông tin để phân tán dữ liệu là hợp lý.
Phân rã một quan hệ thành nhiều mảnh, mỗi mảnh được xử lý như một
đơn vị dữ liệu, sẽ cho phép thực hiện nhiều giao dịch đồng thời. Phân mảnh
các quan hệ cũng cho phép thực hiện song song một câu truy vấn bằng cách
chia nó thành một tập các câu truy vấn con hoạt tác trên các mảnh. Vì thế việc
18
phân mảnh sẽ làm tăng mức độ hoạt động đồng thời và tăng lưu lượng hoạt
động của hệ thống.
Tuy nhiên việc phân mảnh cũng thể hiện những hạn chế nhất định:
- Nếu ứng dụng có những yêu cầu “xung đột” ngăn cản phân rã thành các
mảnh được sử dụng độc quyền;
- Những ứng dụng có các khung nhìn được định nghĩa trên nhiều mảnh
khác nhau sẽ làm giảm hiệu suất hoạt động của hệ thống, làm tăng chi
phí truy xuất dữ liệu đến các mảnh và tăng chi phí kết nối các mảnh;
- Việc kiểm soát ngữ nghĩa, đặc biệt là vấn đề kiểm tra tính toàn vẹn sẽ
khó khăn hơn.
Đối với hệ thống phục vụ thông tin nhanh về nhân sự tại Quảng Bình,
dữ liệu được phân rã và phân tán trên 3 cụm Server khác nhau và với mức độ
yêu cầu tính chất về tra cứu, thống kê thông tin đối với bài toán quản lý nhân
sự được đặt ra tại tỉnh thì hệ thống phân mảnh dọc là thích hợp nhất với điều
kiện hiện nay. Nhưng với nhu cầu phát triển thì hệ thống có thể sử dụng
phương pháp phân mảnh lai sẽ mang lại hiệu quả cao hơn trong việc xây dựng
ứng dụng và cơ sở dữ liệu phân tán. Trong luận văn này, tôi giới thiệu cả ba
phương pháp phân mảnh nhưng giải pháp của bài toán là lựa chọn phân mảnh
dọc, do đó các phương pháp phân tích, thiết kế tập trung vào phân mảnh này
sẽ được trình bày trong Chương 2.