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 
2 
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 
3 
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 
4 
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 
5 
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 
6 
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 
7 
Dữ liệu & Thông tin là gì ? 
GV: Thiều Quang Trung 
8 
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 
9 
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 
10 
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 
11 
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 
12 
Các kiểu cơ sở dữ liệu 
GV: Thiều Quang Trung 
13 
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 
14 
Các kiểu cơ sở dữ liệu 
GV: Thiều Quang Trung 
15 
So sánh hệ thống file với CSDL 
GV: Thiều Quang Trung 
16 
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 
17 
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 
18 
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 
19 
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 
20 
Các thành phần của hệ thống CSDL 
GV: Thiều Quang Trung 
21 
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 
22 
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 
23 
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 
24 
Hệ quản trị CSDL là gì? 
GV: Thiều Quang Trung 
25 
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 
26 
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 
27 
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) 
–  
GV: Thiều Quang Trung 
28 
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 
29 GV: Thiều Quang Trung 
30 
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 
31 GV: Thiều Quang Trung 
32 
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 
33 
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 
34 
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 
35 
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 
36 
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 
37 
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 
38 
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 
GV: Thiều Quang Trung 39