Bài giảng Cơ sở dữ liệu - Chương 1: Tổng quan về cơ sở dữ liệu

Nội dung môn họcChương 1: Tổng quan về CSDLChương 2: Mô hình thực thể liên kếtChương 3: Mô hình dữ liệu quan hệChương 4: Đại số quan hệChương 5: Ngôn ngữ hỏi SQLChương 6: Ràng buộc toàn vẹnChương 7: Chuẩn hóa lược đồ quan hệGiới thiệu phần mềm: DurianDatabase.exeCơ sở dữ liệu - Database1Đánh giá:Đồ án môn học (30%): Nộp bài tập & Điểm danhThi hết môn (70%)Giảng viên: - Vũ Duy Linh - vdlinh@ctu.edu.vnCơ sở dữ liệu - Database2Chương 1Tổng quan về CSDLNội dung chi tiếtGiới thiệuQuá trình phát triểnMột số đặc tính của CSDLNgười sử dụng CSDLCác khái niệmNgôn ngữ CSDLCơ sở dữ liệu - Database4Giới thiệuVí dụKinh doanhNgân hàng và tài chínhGiáo dụcHành chínhGiải tríDữ liệu (Data)Một mô tả hình thức về thông tin và hoạt độngTên, địa chỉ, số điện thoại của khách hàngBáo cáo doanh thuĐăng ký học phầnThông tinDữ liệuChọn lọcCơ sở dữ liệu - Database5Giới thiệu (tt)Cơ sở dữ liệu (Database)Một tập hợp có cấu trúc của những dữ liệu có liên quan với nhau được lưu trữ trong máy tínhDanh sách sinh viênNiên giám điện thoạiDanh mục các đề ánMột CSDL biểu diễn một phần của thế giới thực (thế giới thu nhỏ)CSDL được thiết kế, xây dựng, và lưu trữ với một mục đích xác định, phục vụ cho một số ứng dụng và người dùngTập ngẫu nhiên của các dữ liệu không thể xem là một CSDLCơ sở dữ liệu - Database6Giới thiệu (tt)Hệ quản trị CSDL (Database Management System)Tập hợp các chương trình cho phép người sử dụng tạo ra và duy trì CSDLMột phần mềm hệ thống cho phép định nghĩa, xây dựng và xử lý dữ liệuĐịnh nghĩa – khai báo bộ khung dữ liệu cùng với các mô tả chi tiết về dữ liệuXây dựng – lưu trữ dữ liệu lên bộ nhớ phụXử lý – truy vấn, cập nhật và phát sinh báo cáoACCESS, SQL SERVER, ORACAL 10GCơ sở dữ liệu - Database7Giới thiệu (tt)Hệ CSDL (Database System)Xử lý truy vấnHQT CSDLTruy xuất dữ liệuCSDLĐịnh nghĩaCSDLNgười sử dụng/Lập trình viênChương trình ứng dụng/Truy vấnHệ CSDL CatalogCơ sở dữ liệu - Database8Một ví dụ về CSDLPHÂNCÔNGMA_NVIENSODATHOIGIAN123456789132.512345678927.5666884444340.0453453453120.0ĐỀÁNTENDAMADADDIEM_DAPHONGSan pham X1VUNG TAU5San pham Y2NHA TRANG5San pham Z3TP HCM5Tin hoc hoa10HA NOI4NHÂNVIÊNHONVTENLOTTENNVMANVNGSINHMA_NQLPHGTranHongQuang98798798703/09/19699876543214NguyenThanhTung33344555512/08/19558886655555NguyenManhHung66688444409/15/19623334455555TranThanhTam45345345307/31/19723334455555Cơ sở dữ liệu - Database9Một ví dụ về CSDL (tt)Quản lý đề án của một công tyĐịnh nghĩa CSDLCấu trúc bảng, bao gồm các thành phần dữ liệu và kiểu dữ liệu tương ứngXây dựng CSDLĐưa dữ liệu vào các bảngXử lý CSDLThực hiện các truy vấn: “Cho biết những nhân viên thuộc phòng 5”Thực hiện các phép cập nhật: “Chuyển nhân viên Nguyễn Thanh Tùng sang phòng số 1”Cơ sở dữ liệu - Database10Nội dung chi tiếtGiới thiệuQuá trình phát triểnMột số đặc tính của CSDLNgười sử dụng CSDLCác khái niệmNgôn ngữ CSDLCơ sở dữ liệu - Database11Quá trình phát triểnTập tin (File)HệThống QuảnLý Tập Tin Chương trình ứng dụng 1Quản lý dữ liệuChương trình ứng dụng 2Quản lý dữ liệuChương trình ứng dụng 3Quản lý dữ liệuTậpTin2TậpTin1TậpTin3Dữ liệuCơ sở dữ liệu - Database12Quá trình phát triển (tt)Hạn chếDữ liệu bị trùng lắp và dư thừaThiếu tính nhất quán giữa các dữ liệuKhó khăn trong việc truy xuấtViệc chia sẻ dữ liệu bị hạn chếKhó khôi phụcCơ sở dữ liệu - Database13Quá trình phát triển (tt)Cơ sở dữ liệu (Database)HệQuảnTrịCSDL Chương trình ứng dụng 1Quản lý dữ liệuChương trình ứng dụng 2Quản lý dữ liệuChương trình ứng dụng 3Quản lý dữ liệuCSDLCơ sở dữ liệu - Database14Nội dung chi tiếtGiới thiệuQuá trình phát triểnMột số đặc tính của CSDLTính tự mô tảTính độc lập giữa chương trình và dữ liệuTính trừu tượng dữ liệuTính nhất quánCác cách nhìn dữ liệuNgười sử dụng CSDLCác khái niệmNgôn ngữ CSDLCơ sở dữ liệu - Database15Tính tự mô tảHệ CSDL không chỉ chứa bản thân CSDL mà còn chứa định nghĩa đầy đủ (mô tả) của CSDLCác định nghĩa được lưu trữ trong catalogChứa các thông tin về cấu trúc tập tin, kiểu và dạng thức lưu trữ của mỗi thành phần dữ liệu và những ràng buộc dữ liệuDữ liệu trong catalog gọi là meta-data (data of data)Các CTƯD có thể truy xuất đến nhiều CSDL nhờ thông tin cấu trúc được lưu trữ trong catalogCơ sở dữ liệu - Database16Tính độc lậpVì định nghĩa về cấu trúc CSDL được lưu trữ trong catalog nên khi có thay đổi nhỏ về cấu trúc ta ít phải sửa lại chương trình Độc lậpChương trìnhDữ liệuCơ sở dữ liệu - Database17Tính trừu tượngHệ CSDL cho phép trình bày dữ liệu ở một mức trừu tượng cho phép, nhằm che bớt những chi tiết lưu trữ thật của dữ liệuTrừu tượng hóa dữ liệuMô hình dữ liệuĐối tượngThuộc tính của đối tượngMối liên hệ Cơ sở dữ liệu - Database18Tính nhất quánLưu trữ dữ liệu thống nhấtTránh được tình trạng trùng lặp thông tinCó cơ chế điều khiển truy xuất dữ liệu hợp lýTránh được việc tranh chấp dữ liệuBảo đảm dữ liệu luôn đúng tại mọi thời điểmCơ sở dữ liệu - Database19Các cách nhìn dữ liệuHệ CSDL cho phép nhiều người dùng thao tác lên cùng một CSDLMỗi người đòi hỏi một cách nhìn (view) khác nhau về CSDLMột view là Một phần của CSDL hoặc Dữ liệu tổng hợp từ CSDLCơ sở dữ liệu - Database20Nội dung chi tiếtGiới thiệuQuá trình phát triểnMột số đặc tính của CSDLNgười sử dụng CSDLQuản trị viên (Database Administrator - DBA)Thiết kế viên (Database Designer)Người dùng cuối (End User)Các khái niệmNgôn ngữ CSDLCơ sở dữ liệu - Database21Quản trị viên Có trách nhiệm quản lý hệ CSDLCấp quyền truy cập CSDLĐiều phối và giám sát việc sử dụng CSDLCơ sở dữ liệu - Database22Thiết kế viên Chịu trách nhiệm vềLựa chọn cấu trúc phù hợp để lưu trữ dữ liệuQuyết định những dữ liệu nào cần được lưu trữLiên hệ với người dùng để nắm bắt được những yêu cầu và đưa ra một thiết kế CSDL thỏa yêu cầu nàyCó thể là 1 nhóm các DBA quản lý các CSDL sau khi việc thiết kế hoàn tấtCơ sở dữ liệu - Database23Người dùng cuối Người ít sử dụngÍt khi truy cập CSDL, nhưng cần những thông tin khác nhau trong mỗi lần truy cập và dùng những câu truy vấn phức tạpNgười quản lý Người sử dụng thường xuyênThường xuyên truy vấn và cập nhật CSDL nhờ vào một số các chức năng đã được xây dựng sẳnNhân viênNgười sử dụng đặc biệtThông thạo về HQT CSDL, tự xây dựng những truy vấn phức tạp cho công việcKỹ sư, nhà khoa học, người phân tích,Cơ sở dữ liệu - Database24Nội dung chi tiếtGiới thiệuQuá trình phát triểnMột số đặc tính của CSDLNgười sử dụng CSDLCác khái niệmMô hình dữ liệuLược đồThể hiệnNgôn ngữ CSDLCơ sở dữ liệu - Database25Mô hình dữ liệuMô hình dữ liệu (Data Model) bao gồmCác khái niệm biểu diễn dữ liệuCác phép toán xử lý dữ liệuCơ sở dữ liệu - Database26Mô hình dữ liệu (tt)Mô hình mức caoCung cấp các khái niệm gần gũi với người dùngMô hình phải tự nhiên và giàu ngữ nghĩaVD: mô hình thực thể kết hợp (ER), mô hình đối tượngMô hình cài đặtĐưa ra các khái niệm người dùng có thể hiểu được nhưng không quá xa với cách dữ liệu được tổ chức thật sự trên máy tínhVD: mô hình quan hệ, mô hình mạng, mô hình phân cấpMô hình mức thấp (mô hình vật lý)Đưa ra các khái niệm mô tả chi tiết về cách thức dữ liệu được lưu trữ trong máy tínhCơ sở dữ liệu - Database27Ví dụ mô hình ERSVienhocHPhanmoMHocdieukienNganhMaSVLopDiem(1,n)(0,n)Ten(1,1)mhoctruocmhocsau(0,n)(0,n)TinchiMaMHKhoaTenMH(0,n)HockyGvienNamMaHPCơ sở dữ liệu - Database28Ví dụ mô hình đối tượngSVienTenLopNganhLapTKB()InBangDiem()DiemDiemTHDiemLTDiemPrjSuaDiem()HPhanTenSLuong0..*1..*hoc0..*1..*MHocTenKhoaSoTinChiCapNhatSTC()0..*10..*1mo0..*0..*Dieu kien+MHoc truoc+MHoc sau0..*0..*Cơ sở dữ liệu - Database29Ví dụ mô hình quan hệSVienMaSVTenLopNganhHocMaSVMaHPDiemLTDiemTHHPhanMaHPSLuongMaMHMHocMaMHTenMHKhoaTinChiDKienMaMHMaMHTruocCơ sở dữ liệu - Database30Ví dụ mô hình mạngSVienMHoc HPhanKQuaDKienSVIEN_DIEMMHOC_MOMHOC_SAUMHOC_TRUOCKQUA_HPHAN Kiểu liên kết đi từ mẫu tin chủ (owner record) đến mẫu tin thành viên (member)Cơ sở dữ liệu - Database31Ví dụ mô hình phân cấpSVienTenSVLopNganhHPhanTenHPSLuongMHocTenMHKhoaTinChiMức 2:Mức 1:Mức 3:KQuaDiemTHDiemLT- Khi truy xuất: Đi từ gốc đến phần tử cần xétCơ sở dữ liệu - Database32Lược đồ Lược đồ CSDL (Database Schema)Là các mô tả về cấu trúc và ràng buộc trên CSDLSVienTenMaSVNamKhoaTenMHMaMHTinChiKhoaMhocMaMHMaMH_TruocDKienMaKHMaMHKHocHocKyNamGVMaKHMaSVKQuaDiemCơ sở dữ liệu - Database33Thể hiệnThể hiện CSDL (Database Instance)Là dữ liệu hiện thời được lưu trữ trong CSDL ở một thời điểm nào đóTình trạng của CSDLTenMaSVNamKhoaSon171CNTTBao82CNTTSVienTenMHNhap mon tin hocCau truc du lieuMhocToan roi racCo so du lieuMaMHCOSC1310COSC3320MATH2410COSC3380TinChiKhoa4433CNTTCNTTTOANCNTTMaMHMaMH_TruocDKienCOSC3380COSC3320COSC3380MATH2410COSC3320COSC3380MaSVDiem178176KQuaMaKH88881121198592102135109810Cơ sở dữ liệu - Database34Ngôn ngữ CSDLNgôn ngữ định nghĩa dữ liệu (DDL – Data Definition Language)Xác định ra lược đồ quan niệm Ví dụCREATE TABLE employees ( id INTEGER PRIMARY KEY, first_name CHAR(50) null, last_name CHAR(75) not null, date_of_birth DATE null ); Cơ sở dữ liệu - Database35Ngôn ngữ CSDL (tt)Ngôn ngữ thao tác dữ liệu (DML – Data Manipulation Language)Cho phép truy xuất, thêm, xóa, sửa dữ liệuMức cao (phi thủ tục)Mức thấp (thủ tục)Ví dụ Các câu lệnh trọng SQL: SELECT, INSERT, UPDATE, và DELETE. SELECT id, last_name FROM employees Cơ sở dữ liệu - Database36Ngôn ngữ CSDL (tt)Ngôn ngữ điều khiển giao dịch (Transaction Control Language - TCL)Đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu khi thực hiện các tác vụ có sự thay đổi dữ liệuCác câu lệnh SQL tương ứng: COMMIT, ROLLBACK, và SAVEPOINT.  Ngôn ngữ điều khiển dữ liệu (Data Control Language - DCL) Cung cấp các tính năng bảo vệ cho các đối tượng của CSDLCác câu lệnh SQL tương ứng: GRANT và REVOKE. Cơ sở dữ liệu - Database37Cơ sở dữ liệu - Database38