Cơ sở dữ liệu là hình thức tổ chức các dữ liệu theo một cấu trúc với mục đích dễ dàng trong việc đọc, thêm hay xóa dữ liệu. Cụ thể cơ sở dữ liệu là gì?
Với cách lưu trữ theo dạng file được sử dụng trên một máy tính thông thường sẽ không thể đáp ứng được nhu cầu lưu trữ của tổ chức hay doanh nghiệp. Chính vì vậy hệ thống cơ sở dữ liệu đã được cho ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu này. Cùng tham khảo bài viết bên dưới để hiểu rõ hơn nhé.
Cơ sở dữ liệu là gì?
Cơ sở dữ liệu là hệ thống bao gồm rất nhiều thông tin, dữ liệu được xây dựng theo một cấu trúc nhất định nhằm đáp ứng nhu cầu khai thác, sử dụng của nhiều người hay chạy nhiều chương trình ứng dụng cùng một lúc.
Khi áp dụng hình thức lưu trữ này, nó sẽ giúp khắc phục được những điểm yếu của việc lưu file thông thường trên máy tính. Các thông tin lưu trữ sẽ đảm bảo được nhất quán, hạn chế tình trạng trùng lặp thông tin.
Xem thêm: Nên lựa chọn CMS Wordpress hay Joomla?
Tăng cường khả năng chia sẻ dữ liệu đa dạng nhiều nơi. Chỉ cần có password bạn có thể dễ dàng truy cập vào cơ sở dữ liệu bất kỳ nơi đâu trên thế giới.
Các mô hình cơ sở dữ liệu
Mô hình dữ liệu phân cấp [Hierarchical model]
Đây là dạng mô hình cơ sở dữ liệu được ra đời đầu tiên vào những năm 60. Cấu trúc của nó gồm nhiều nút, mỗi nút biểu diễn cho một thực thể nhất định. Giữa hai nút được liên kết với nhau theo những mối quan hệ.
Các bài viết bạn nên tham khảo:
+ Default Gateway là gì? Cách kiểm tra Default Gateway
+ Data mining là gì? Các công cụ khai phá dữ liệu phổ biến nhất hiện nay
+ Subnet mask là gì và cách chia subnet mask
Ưu điểm của loại mô hình này là khá dễ xây dựng và thao tác, phù hợp với các tổ chức phân cấp như tổ chức nhân sự trong các doanh nghiệp. Tuy nhiên, nó lại thường xảy ra tình trạng lặp lại các bản ghi dư thừa, không nhất quán.
Mô hình dữ liệu mạng [Network model]
Được cho ra đời không lâu sau mô hình phân cấp. Mô hình dữ liệu mạng hay còn gọi là mô hình mạng có cấu trúc dữ liệu tổ chức thành một đồ thị hướng. Tại đây, các các đỉnh là các thực thể, các cung là quan hệ giữa hai đỉnh, một kiểu bản ghi có thể liên kết với nhiều kiểu bản ghi khác.
Một thực thể con có thể có nhiều thực thể cha và có nhiều đường dẫn truy nhập đến một dữ liệu theo cấu trúc của mô hình dữ liệu mạng đã được định sẵn từ trước.
Khi sử dụng mô hình này, người dùng sẽ có thể biểu diễn đa dạng các ngữ nghĩa theo kiểu bản ghi hay móc nối và truy vấn nhanh chóng thông qua phép duyệt đồ thị Navigation. Mặc dù vậy, trên mô hình dữ liệu mạng vẫn còn tồn tại những hạn chế như số lượng con trỏ lớn, hạn chế trong việc biểu diễn ngữ nghĩa và móc nối giữa các bản ghi với nhau.
Mô hình dữ liệu quan hệ [Relational model]
Đây là mô hình dựa trên lý thuyết tập hợp và đại số quan hệ. Nhờ áp dụng điều này mà mô hình dữ liệu quan hệ có tính chặt chẽ khá cao, mô tả dữ liệu một cách rõ ràng. Nó được đánh giá là mô hình với nhiều ưu điểm, được sử dụng thông dụng nhất hiện nay.
Mô hình quan hệ được tổ chức dưới dạng bảng các phép toán thao tác trên dữ liệu dựa trên lý thuyết tập hợp của toán học. Sử dụng các phép toán như hợp, giao, tích đề các, chia, trừ, chiếu, chọn, kết nối,..để xây dựng mô hình.
Xem thêm: Cloud Hosting
Ưu điểm cần được nhắc đến của loại mô hình này là khả năng tối ưu hóa đa dạng các xử lý nhờ dựa trên lý thuyết tập hợp và đại số quan hệ. Còn về phần nhược điểm thì cấu trúc này vẫn chưa linh hoạt và hạn chế trong việc biểu diễn ngữ nghĩa phức tạp của các quan hệ thực tế.
Mô hình dữ liệu hướng đối tượng [Object Oriented model]
Mô hình dữ liệu hướng đối tượng được cho ra đời muộn hơn các mô hình kể trên. Nó ra đời vào khoảng đầu những năm 90, trong đó các thuộc tính dữ liệu và các phương thức thao tác trên các thuộc tính đó đều được đóng gói trong các cấu trúc nhất định.
Mô hình này cho phép định nghĩa được các kiểu đối tượng phức tạp. Có nhiều tính chất khác nhau như: bao đóng [encapsulation], kế thừa [heritage], đa hình [polymorphism].
Nhược điểm còn tồn tại là cấu trúc lưu trữ còn phức tạp, có thể cần sử dụng đến nhiều con trỏ. Khả năng tối ưu hóa chưa tốt, còn bị hạn chế trong một vài trường hợp.
Vậy là chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu về khái niệm Cơ sở dữ liệu là gì? và Các mô hình cơ sở dữ liệu thông dụng. Mong rằng trong khuôn khổ bài viết có thể giúp bạn phần nào về những khái niệm này.
THÔNG TIN LIÊN HỆ
+ VP TPHCM: Tòa nhà Long Vân, 37/2/6 Ðường 12, P. Bình An, Q. 2, TP. HCM
+ Điện thoại: 028 7303 9168
+ Email:
Tác giả: Hoàng Nam
Với một cơ sở dữ liệu lớn, rất nhiều người tham gia vào việc thiết kế, sử dụng và duy trì cơ sở dữ liệu. Những người liên quan đến hệ cơ sở dữ liệu được chia thành hai nhóm chính. Nhóm thứ nhất gồm những người mà công việc của họ liên quan hàng ngày đến cơ sở dữ liệu, đó là những người quản trị cơ sở dữ liệu, thiết kế cơ sở dữ liệu, sử dụng cơ sở dữ liệu, phân tích hệ thống và lập trình ứng dụng. Nhóm thứ hai gồm những người làm việc để duy trì môi trường hệ cơ sở dữ liệu nhưng không quan tâm đến bản thân cơ sở dữ liệu, đó là những người thiết kế và cài đặt hệ quản trị cơ sở dữ liệu, phát triển công cụ, thao tác viên và bảo trì.
Người quản trị hệ cơ sở dữ liệu [Database Administrator – DBA]
Trong một tổ chức có nhiều người cùng sử dụng các tài nguyên, cần phải có một người giám sát và quản lý. Trong môi trường hệ cơ sở dữ liệu, các tài nguyên là cơ sở dữ liệu, hệ quản trị cơ sở dữ liệu và các phần mềm liên quan. Người quản trị hệ cơ sở dữ liệu là người chịu trách nhiệm quản lý các tài nguyên đó. Người này chịu trách nhiệm về việc cho phép truy cập cơ sở dữ liệu, tổ chức và hướng dẫn việc sử dụng cơ sở dữ liệu, cấp các phần mềm và phần cứng theo yêu cầu.
Người này chịu trách nhiệm xác định các dữ liệu sẽ được lưu giữ trong cơ sở, chọn các cấu trúc thích hợp để biểu diễn và lưu giữ các dữ liệu đó. Những nhiệm vụ này được thực hiện trước khi cơ sở dữ liệu được cài đặt và phổ biến. Người thiết kế có trách nhiệm giao thiệp với những người sử dụng tương lai để hiểu được các đòi hỏi của họ và đưa ra một thiết kế thoả mãn các yêu cầu đó. Anh ta cũng có nhiệm vụ giao thiệp với các nhóm người sử dụng và có khả năng hỗ trợ các yêu cầu của các nhóm.
Những người sử dụng là những người mà công việc của họ đòi hỏi truy cập đến cơ sở dữ liệu để truy vấn, cập nhật và sinh ra các thông tin. Có thể chia những người sử dụng thành hai nhóm chính: những người sử dụng thụ động [tức là những người sử dụng không có nhiều kiến thức về hệ cơ sở dữ liệu] và những người sử dụng chủ động [là những người có hiểu biết tốt về hệ cơ sở dữ liệu].
Chức năng công việc của những người sử dụng thụ động [chiếm phần lớn những người sử dụng] gắn liền với việc truy vấn và cập nhật thường xuyên cơ sở dữ liệu bằng cách sử dụng các câu hỏi và các cập nhật chuẩn [gọi là các giao tác định sẵn] đã được lập trình và kiểm tra cẩn thận. Những người này chỉ cần học một ít về các phương tiện do hệ quản trị cơ sở dữ liệu cung cấp và hiểu các kiểu giao tác chuẩn đã được thiết kế và cài đặt là đủ.
Những người sử dụng chủ động có hiểu biết tốt về hệ cơ sở dữ liệu, họ có thể tự cài đặt các ứng dụng riêng của mình để làm thoả mãn các yêu cầu phức tạp của họ.
Người phân tích hệ thống và lập trình ứng dụng
Người phân tích hệ thống xác định các yêu cầu của những người sử dụng [chủ yếu là những người sử dụng thụ động] để đặc tả các chương trình phù hợp với yêu cầu của họ.
Người viết chương trình ứng dụng thể hiện các đặc tả của những người phân tích thành chương trình, sau đó kiểm thử, sửa lỗi làm tài liệu và bảo trì các giao tác định sẵn.
Người thiết kế và cài đặt hệ quản trị dữ liệu
Đó là những người thiết kế, cài đặt các mô đun, giao diện của hệ quản trị cơ sở dữ liệu thành các phần mềm đóng gói. Một hệ quản trị cơ sở dữ liệu là một hệ thống phần mềm phức tạp bao gồm nhiều thành phần [mô đun]. Đó là các mô đun cài đặt từ điển dữ liệu, ngôn ngữ truy vấn, bộ xử lý giao diện, truy cập dữ liệu, kiểm tra cạnh tranh, phục hồi và an toàn. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu phải giao tiếp với các hệ thống phần mềm khác như hệ điều hành và các chương trình dịch cho nhiều ngôn ngữ khác nhau.
Những người phát triển công cụ
Là những người thiết kế và cài đặt các công cụ [tool], đó là các phần mềm đóng gói làm dễ việc thiết kế và sử dụng cơ sở dữ liệu.
Các thao tác viên và những người bảo trì
Là những người chịu trách nhiệm về việc chạy và bảo trì phần cứng và phần mềm của hệ thống.
Ngôn ngữ cơ sở dữ liệu và giao diện
Các ngôn ngữ hệ quản trị cơ sở dữ liệu
Một khi việc thiết kế cơ sở dữ liệu đã hoàn thành, cần phải chọn một hệ quản trị cơ sở dữ liệu để cài đặt cơ sở dữ liệu. Trong các hệ quản trị cơ sở dữ liệu hiện nay thường có các ngôn ngữ: ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu [data definition language – DDL] và ngôn ngữ thao tác dữ liệu [data manipulation language – DML].
Ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu được sử dụng để định nghĩa các lược đồ. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu có một chương trình dịch ngôn ngữ DDL, nhiệm vụ của nó là xử lý các câu lệnh DDL để xác định mô tả của cấu trúc lược đồ và lưu trữ mô tả lược đồ vào từ điển của hệ quản trị cơ sở dữ liệu.
Ngôn ngữ thao tác cơ sở dữ liệu được sử dụng để thao tác cơ sở dữ liệu. Các thao tác chính gồm có lấy ra, chèn vào, loại bỏ và sửa đổi các dữ liệu. Có hai kiểu ngôn ngữ thao tác dữ liệu chính: ngôn ngữ thao tác dữ liệu mức cao hoặc ngôn ngữ phi thủ tục hoặc ngôn ngữ thao tác dữ liệu mức thấp.
Ngôn ngữ thao tác dữ liệu mức cao có thể được sử dụng để diễn đạt các phép toán cơ sở dữ liệu một cách ngắn gọn. Phần lớn các hệ quản trị cơ sở dữ liệu cho phép nhập các lệnh của ngôn ngữ thao tác dữ liệu mức cao theo cách lặp [nghĩa là sau khi nhập một lệnh, hệ thống sẽ thực hiện lệnh đó rồi mới nhập lệnh tiếp theo] hoặc được nhúng vào một ngôn ngữ lập trình vạn năng. Trong trường hợp nhúng vào ngôn ngữ khác, các lệnh của ngôn ngữ thao tác dữ liệu phải được xác định bên trong chương trình sao cho một chương trình tiền dịch có thể nhận ra chúng và được hệ quản trị cơ sở dữ liệu xử lý.
Ngôn ngữ thao tác cơ sở dữ liệu mức thấp hoặc ngôn ngữ thủ tục phải được nhúng vào trong một ngôn ngữ lập trình vạn năng. Ngôn ngữ thao tác cơ sở dữ liệu kiểu này thường rút ra các bản ghi hoặc các đối tượng riêng rẽ và xử lý chúng một cách riêng rẽ. Vì vậy, chúng cần phải sử dụng các cấu trúc ngôn ngữ lập trình như vòng lặp, điều kiện,… để rút ra từng bản ghi một từ một tập các bản ghi. Ngôn ngữ thao tác dữ liệu mức thấp được gọi là ngôn ngữ “một lần một bản ghi”. Các ngôn ngữ thao tác dữ liệu mức cao có thể dùng một lệnh để rút ra một lúc nhiều bản ghi nên chúng được gọi là ngôn ngữ “một lần một tập hợp”.
Các loại giao diện hệ quản trị cơ sở dữ liệu
Các hệ quản trị cơ sở dữ liệu cung cấp rất nhiều loại giao diện người dùng thân thiện. Các loại giao diện chính gồm có:
Giao diện dựa trên bảng chọn:Các giao diện này cung cấp cho người sử dụng danh sách các lựa chọn, gọi là bảng chọn [menu] và hướng dẫn người sử dụng diễn đạt một yêu cầu từ đầu đến cuối. Các bảng chọn làm cho người sử dụng không cần nhớ các lệnh và cú pháp của ngôn ngữ truy vấn. Các bảng chọn thả xuống đã trở thành kỹ thuật phổ biến trong các giao diện dựa trên cửa sổ. Chúng thường được sử dụng trong các giao diện quét, cho phép người sử dụng nhìn thấy nội dung của một cơ sở dữ liệu theo cách không có cấu trúc.
Giao diện dựa trên mẫu biểu: Các giao diện này hiển thị một mẫu biểu cho người sử dụng. Những người sử dụng có thể điền vào tất cả các ô của mẫu biểu để nhập các dữ liệu mới hoặc họ chỉ điền vào một số ô còn hệ quản trị cơ sở dữ liệu sẽ đưa ra các dữ liệu phù hợp cho các ô khác. Các mẫu biểu thường được thiết kế và được lập trình cho các người dùng đơn giản. Một số hệ thống có các tiện ích giúp người sử dụng từng bước xây dựng một mẫu biểu trên màn hình.
Giao diện đồ hoạ: Một giao diện đồ hoạ [GUI] thường hiển thị một lược đồ cho người sử dụng dưới dạng biểu đồ. Người dùng có thể thực hiện một truy vấn bằng cách thao tác trên biểu đồ. Trong nhiều trường hợp, GUI sử dụng cả các bảng chọn và các mẫu biểu. Đa số các GUI sử dụng các công cụ trỏ như chuột, phím để kích các phần của sơ đồ.
Giao diện cho người quản trị hệ thống: Đa số các hệ quản trị cơ sở dữ liệu có các lệnh ưu tiên, chỉ có những người quản trị hệ thống mới sử dụng các lệnh đó. Đó là các lệnh tạo ra các tài khoản [account], đặt các tham số cho hệ thống, cấp các tài khoản, thay đổi lược đồ hoặc tổ chức lại các cấu trúc lưu trữ của cơ sở dữ liệu.