Bài giảng Chương 1: khái niệm về hệ cơ sở dữ liệu

Bài toán quản lí; Các vấn đề thường gặp trong một bài toán quản lí. Ứng dụng của tin học để hỗ trợ quản lí áp dụng trong những lĩnh vực nào? Một số ứng dụng quản lí STT, Họ và tên, Nữ, Ngày sinh, Nơi sinh, Dân tộc, Tôn giáo, Trình độ, Ngày vào Đoàn, nơi vào Đoàn, Chức vụ, Địa chỉ... Để quản lý Đoàn viên trong lớp, Bí thư chi Đoàn lập danh sách Đoàn viên gồm những thông tin nào? Để quản lý, việc đầu tiên là Tạo lập hồ sơ Bài toán quản lí rất phổ biến trong xã hội, là bài toán phải xử lý một lượng thông tin rất lớn và đa dạng, phép toán đơn giản. Ví dụ Quản lí học sinh trong nhà trường Lưu trữ thông tin về học sinh Lưu trữ thông tin về Lớp Việc lập hồ sơ không để lưu trữ mà là để khai thác, nhằm phục vụ các yêu cầu quản lý của nhà trường. Em hãy cho biết lý do nào sau đây dẫn đến việc thay đổi, bổ sung, xóa hồ sơ? Lý do dẫn đến việc thay đổi, bổ sung, xóa hồ sơ? Học sinh chuyển trường Học sinh bỏ học Học sinh vi phạm nội quy Lớp thay giáo viên chủ nhiệm Học sinh khai báo tên sai so với giấy khai sinh. Học sinh được kết nạp vào Đoàn TNCS Hồ Chí Minh. Việc thay đổi, bổ sung, xóa hồ sơ còn được gọi là Cập nhật hồ sơ. Em hãy cho biết những yêu cầu về quản lí nào đòi hỏi phải khai thác hồ sơ? Những yêu cầu về quản lí đòi hỏi phải khai thác hồ sơ: Sắp xếp danh sách với tên học sinh theo thứ tự A, B, C Tìm các học sinh có điểm TB môn Toán trên 8.5 Thống kê tỷ lệ Nam/sĩ số lớp. Lập báo cáo danh sách học sinh được lên lớp. Lập danh sách con thương binh Việc Khai thác hồ sơ gồm sắp xếp, tìm kiếm, tổng hợp, đếm (thống kê), lập báo cáo... Ngày nay tin học hóa công tác quản lí chiếm trên 80% các ứng dụng tin học (Tiết 2) Họ cần thông tin gì? Giáo viên Hiệu trưởng Lớp trưởng GVCN Lớp cô có HS kém không? Tỷ lệ học sinh giỏi toàn trường là bao nhiêu nhỉ? Tổ nào có học sinh cá biệt? Lớp ta có em nào ở Quận 2 không? Có 1 em HS kém! Cần phải tạo lập được các phương thức mô tả, cấu trúc dữ liệu để có thể sử dụng máy tính trợ giúp trong việc quản lí Vậy Cơ sở dữ liệu là gì? Nó cần thiết như thế nào trong giai đoạn hiện nay? Cơ sở dữ liệu: (Database) Một Cơ sở dữ liệu là một tập hợp các dữ liệu có liên quan với nhau, chứa thông tin của một tổ chức nào đó (như một trường học, một ngân hàng, một công ti…), được lưu trữ trên các thiết bị nhớ để đáp ứng nhu cầu khai thác thông tin của nhiều người dùng với nhiều mục đích khác nhau Cơ sở dữ liệu: (Database) Ứng dụng CSDL của một tổ chức Lợi ích của việc dùng CSDL Hệ quản trị cơ sở dữ liệu: (Database Management System) Hệ quản trị CSDL: Là phần mềm cung cấp một môi trường thuận lợi và hiệu quả để tạo lập, lưu trữ và tìm kiếm thông tin của CSDL được gọi là hệ quản trị CSDL (hệ QTCSDL-DataBase Manegement System) Chú ý: Người ta thường dùng thuật ngữ hệ cơ sở dữ liệu để chỉ một CSDL và HQTCSDL quản trị và khai thác CSDL đó. Như vậy để lưu trữ và khai thác thông tin bằng máy tính cần phải có : CSDL Hệ QTCSDL Các thiết bị vật lý (máy tính, đĩa cứng, mạng máy tính...) Caùc thaønh phaàn cuûa heä CSDL CSDL Các mức thể hiện của CSDL: Mức vật lí của CSDL Mức vật lí: CSDL vật lí là tập hợp các tệp dữ liệu tồn tại trên các thiết bị nhớ. Ví dụ: CSDL vật lí của CSDL lớp gồm 50 tệp, mỗi tệp ghi dữ liệu thực tế về một học sinh trong lớp Các mức thể hiện của CSDL: Mức khái niệm: Nhóm người quản trị hệ CSDL hoặc phát triển các ứng dụng họ cần phải biết: Những dữ liệu nào được lưu trữ trong hệ CSDL? Giữa các dữ liệu có các mối quan hệ nào? Ví dụ: một lớp học sinh, mỗi học sinh có một số thông tin :họ tên,ngày sinh,giới tính….tạo thành một bảng, mỗi cột là một thuộc tính, mỗi hàng tương ứng với thông tin về một học sinh Ví dụ về mức khái niệm của CSDL Các mức thể hiện của CSDL: Mức khung nhìn: Khi khai thác cơ sở dữ liệu một người dùng không quan tâm đến toàn bộ thong tin trong csdl mà chỉ cần một phần thong tin nào đó phù hợp với nghiệp vụ hay mục đích sử dụng của mình Ví dụ: nếu bỏ bớt một vài cột của CSDL khái niệm lớp phần còn lại là một khung nhìn Các mức thể hiện của CSDL: Giao diện dành cho GVCN Giao diện dành cho GV môn Tin học Nhiều khung nhìn đối với một CSDL Các mức thể hiện của CSDL: (Tiết 3) Các yêu cầu cơ bản của hệ cơ sở dữ liệu: TÍNH CẤU TRÚC TÍNH TOÀN VẸN TÍNH NHẤT QUÁN TÍNH AN TOÀN VÀ BẢO MẬT TÍNH ĐỘC LẬP TÍNH KHÔNG DƯ THỪA Tính cấu trúc: Tính cấu trúc: thông tin trong CSDL được lưu trữ theo một cấu trúc xác định. Các yêu cầu cơ bản của hệ cơ sở dữ liệu: Các yêu cầu cơ bản của hệ cơ sở dữ liệu: Tính toàn vẹn: Các giá trị dữ liệu được lưu trữ trong CSDL phải thỏa mãn một số ràng buộc tùy thuộc vào hoạt động của tổ chức mà CSDL phản ánh. Ví dụ : Để đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu trên cột điểm, sao cho điểm nhập vào theo thang điểm 10 , các điểm của môn học phải đặt ràng buộc giá trị nhập vào: >=0 và <=10. (Gọi là ràng buộc vùng) Các yêu cầu cơ bản của hệ cơ sở dữ liệu: Tính nhất quán: Tính nhất quán: Sau những thao tác cập nhật dữ liệu và ngay cả khi có sự cố (phần cứng hay phần mềm) xảy ra trong quá trình cập nhật, dữ liệu trong CSDL phải bảo đảm tính đúng đắn. Các yêu cầu cơ bản của hệ cơ sở dữ liệu: Tính an toàn và bảo mật thông tin: Tính an toàn và bảo mật thông tin: CSDL cần được bảo vệ an toàn, phải ngăn chặn được truy xuất không được phép và phải khôi phục được CSDL khi có sự cố ở phần cứng hay phần mềm. Mỗi nhóm người dùng CSDL có quyền hạn và mục đích sử dụng khác nhau. Cần phải có những nguyên tắc và cơ chế bảo mật khi trao quyền truy xuất dữ liệu cho người dùng. Ví dụ về tính an toàn thông tin: Học sinh có thể vào mạng để xem điểm của mình trong CSDL của nhà trường, nhưng hệ thống sẽ ngăn chặn nếu HS cố tình muốn sửa điểm. Hoặc khi điện bị cắt đột ngột, máy tính hoặc phần mềm bị hỏng thì hệ thống phải khôi phục được CSDL. Ví dụ về tính bảo mật: Hệ thống phải ngăn chặn được mọi truy cập bất hợp pháp đến CSDL Các yêu cầu cơ bản của hệ cơ sở dữ liệu: Tính độc lập: Tính độc lập: Vì một CSDL phải phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau nên dữ liệu phải độc lập với các ứng dụng, không phụ thuộc vào bài toán cụ thể, đồng thời dữ liệu cũng phải độc lập với phương tiện lưu trữ và xử lí. Các yêu cầu cơ bản của hệ cơ sở dữ liệu: Tính không dư thừa: Tính không dư thừa: Ví dụ : Một CSDL đã có cột ngày sinh, thì không cần có cột tuổi. Vì năm sau thì tuổi sẽ khác đi, trong khi giá trị của tuổi lại không được cập nhật tự động vì thế nếu không sửa chữa số tuổi cho phù hợp thì dẫn đến tuổi và năm sinh thiếu tính nhất quán. Ví dụ khác: Đã có cột soluong và dongia, thì không cần phải có cột thành tiền. (=soluong*dongia). Chính vì sự dư thừa nên khi sửa đổi dữ liệu thường hay sai sót, và dẫn đến sự thiếu tính nhất quán trong CSDL. Một số ứng dụng có sử dụng CSDL: Cơ sở giáo dục: Quản lí học sinh Cơ sở kinh doanh: Quản lí việc mua bán hàng Cơ sở sản xuất: Quản lí dây chuyền sản xuất. Tổ chức tài chính: Quản lí tài chính. Tổ chức ngân hàng.