CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU (Tổng số: 2 tiết, Lý thuyết: 2 tiết) 1. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU I. SỰ CẦN THI T CỦA CƠ SỞ DỮ LIỆU Trong những năm gần đây, thuật ngữ “C sở dữ liệu” (CSDL - Database) đã trở nên khá quen thuộc không chỉ riêng với những người làm Tin học mà còn đối với cả những người làm trong nhiều lĩnh vực khác như Thống kê, Kinh tế, Quản lý Doanh nghiệp v.v… Các ứng dụng của Tin học vào công tác quản lý ngày càng nhiều h n và càng đa dạng h n. Có thể nói hầu hết các lĩnh vực kinh tế, xã hội, giáo dục, y tế v.v… đều đã ứng dụng các thành tựu mới của Tin học vào phục vụ công tác chuyên môn của mình.
Chính vì lẽ đó mà ngày càng nhiều người quan tâm đến lĩnh vực thiết kế và xây dựng các CSDL. Mục đích của Chư ng 1 chỉ đ n giản là cung cấp các khái niệm c bản về CSDL để các học viên có một cái nhìn ban đầu về một CSDL và một hệ quản trị CSDL. Trước hết chúng ta sẽ tìm hiểu lý do tại sao cần phải có một CSDL. H thống các tập tin cổ điển (File System): Cho đến nay vẫn còn một số đ n vị kinh tế, hành chính sự nghiệp v.v… sử dụng mô hình hệ thống các tập tin cổ điển: Chúng được tổ chức riêng rẽ, phục vụ cho một mục đích của một đ n vị hay một đ n vị con trực thuộc cụ thể.
Chẳng hạn, ta hãy xét ví dụ sau: Ví dụ: Tại một công ty người ta trang bị máy vi tính cho tất cả các phòng, ban nghiệp vụ. Bộ phận Văn phòng sử dụng máy vi tính để soạn thảo văn bản bằng Microsoft Word do thủ trưởng yêu cầu về tình hình hoạt động của đ n vị, trong đó có chỉ tiêu về tổng số công nhân viên chức chia theo trình độ chuyên môn được đào tạo. Phòng Kế toán sử dụng máy vi tính để tính lư ng và in danh sách lư ng của từng bộ phận trong đ n vị dựa trên danh sách cán bộ viên chức cùng hệ số lư ng và các hệ số phụ cấp của họ do phòng Tổ chức cung cấp. Thông tin mà phòng Kế toán quản lý và khai thác là: Họ và Tên, Hệ số lư ng, Hệ số phụ cấp, Phụ cấp khác của các công nhân viên chức (CNVC) xếp theo từng phòng ban và sử dụng công cụ văn phòng là Microsoft Excel.
Phòng Tổ chức quản lý thông tin lý lịch của CNVC chi tiết h n gồm: Họ, Tên (để riêng thành một cột “Tên” để tiện sắp xếp Alphabet), Giới tính, Ngày sinh, Ngày tuyển dụng, Hoàn cảnh gia đình, Quá trình đào tạo, Hệ số lư ng, Hệ số phụ cấp, Ngày xếp lư ng trên… nhưng thiếu thông tin về Phụ cấp khác của CNVC. Phần mềm được sử dụng để quản lý là FoxPro for Windows. Trong khi đó, tại Tổng công ty của họ, các phòng ban nghiệp vụ cũng được trang bị máy vi tính. Phòng Tổ chức cán bộ tại Tổng công ty sử dụng phần mềm Microsoft Access để quản lý CNVC gồm các cán bộ chủ chốt từ trường phó phòng, quản đốc và phó quản đốc xí nghiệp trở lên của các công ty con trực thuộc.
Thông tin quản lý tại đây cũng giống như thông tin quản lý tại phòng tổ chức của công ty con. Nhận xét: Ưu điểm: - Việc xây dựng hệ thống các tập tin riêng tại từng đ n vị quản lý ít tốn thời gian bởi khối lượng thông tin cần quản lý và khai thác là nhỏ, không đòi hỏi đầu tư vật chất và chất xám nhiều, do đó triển khai ứng dụng nhanh. - Thông tin được khai thác chỉ phục vụ cho mục đích hẹp nên khả năng đáp ứng nhanh chóng, kịp thời. -1- H qu n tr C s li u Biên soạn: Lê Th Thu Nhược điểm: - Do thông tin được tổ chức ở mỗi phòng ban mỗi khác, cũng như phần mềm công cụ để triển khai mỗi n i cũng rất khác nhau nên sự phối hợp tổ chức và khai thác ở các phòng ban là khó khăn.
Thông tin ở phòng ban này không sử dụng được cho phòng ban khác, tại đ n vị con với đ n vị cấp trên. Cùng một thông tin được nhập vào máy tại nhiều n i khác nhau gây ra lãng phí công sức nhập tin và không gian lưu trữ trên các vật mang tin. Sự trùng lắp thông tin có thể dẫn đến tình trạng không nhất quán dữ liệu. Chẳng hạn, nhân viên Nguyễn Văn Quang được ghi đầy đủ ở phòng Tổ chức, nhưng tại phòng Kế toán chỉ ghi tắt là Nguyễn V Quang.
- Thông tin được tổ chức ở nhiều n i nên việc cập nhật cũng dễ làm mất tính nhất quán dữ liệu. Một cán bộ chủ chốt của công ty có thay đổi về hoàn cảnh gia đình (mới cưới vợ / lấy chồng, sinh thêm con…) có thể được cập nhật ngay tại đ n vị nhưng sau một thời gian mới được cập nhật tại Tổng công ty. - Do hệ thống được tổ chức thành các hệ thống tập tin riêng lẻ nên thiếu sự chia sẻ thông tin giữa các n i. Việc kết nối các hệ thống này hay việc nâng cấp ứng dụng sẽ là rất khó khăn.
Qua phân tích trên chúng ta nhận thấy việc tổ chức dữ liệu theo hệ thống các tập tin có nhiều nhược điểm. Việc xây dựng một hệ thống tin đảm bảo được tính chất nhất quán dữ liệu, không trùng lặp thông tin mà vẫn đáp ứng được nhu cầu khai thác đồng thời của tất cả các phòng ban ở công ty và tổng công ty là thực sự cần thiết. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU 1. Kh i ni m c sở dữ li u C s li u (CSDL) l s tập hợp c tổ ch c (c c u tr c) các li u c liên qu n luận l v i nh u được lưu tr trên các thi t lưu tr thông tin ( ăng từ đĩ từ…) để c thể thỏ mãn yêu cầu kh i thác thông tin đồng thời củ nhiều người sử ụng h y nhiều chư ng trình ng ụng v i nhiều mục đích khác nh u.
Ví dụ: Để quản lý hoạt động học tập trong một trường Đại học, chúng ta sẽ quản lý các dữ liệu là các thông tin về sinh viên, về các môn học, điểm thi… Do đó, chúng ta tổ chức các dữ liệu thành các bảng và lưu giữ chúng vào sổ sách hoặc sử dụng một phần mềm máy tính để lưu giữ chúng trên máy tính. Ta có một tập hợp các dữ liệu có liên quan đến nhau và mang nhiều ý nghĩa, đó là một CSDL. Hình: CSDL qu n l sinh viên Trước hết, chúng ta cần nhấn mạnh CSDL phải là một tập hợp các thông tin mang tính hệ thống chứ không phải là các thông tin rời rạc, không có mối quan hệ với nhau. Các thông tin này phải có cấu trúc và tập hợp các thông tin này phải có khả năng đáp ứng các nhu cầu khai thác của nhiều người sử dụng một cách đồng thời.
Đó cũng chính là các đặc trưng của CSDL. C c tính chất của một c sở dữ li u Một CSDL biểu thị một khía cạnh nào đó của thế giới thực như hoạt động của một công ty, một nhà trường, một ngân hàng… Những thay đổi của thế giới thực phải được phản ánh -2- H qu n tr C s li u Biên soạn: Lê Th Thu một cách trung thực vào trong CSDL. Những thông tin được đưa vào trong CSDL tạo thành một không gian CSDL hoặc là một “thế giới nhỏ”. Một CSDL là một tập hợp dữ liệu liên kết với nhau một cách logic và mang một ý nghĩa cố hữu nào đó.
Một CSDL không phải là một tập hợp tuỳ tiện. Một CSDL được thiết kế và được phổ biến cho một mục đích riêng. Nó có một nhóm người sử dụng có chủ định và có một số ứng dụng được xác định phù hợp với mối quan tâm của người sử dụng. Nói cách khác, một CSDL có một nguồn cung cấp dữ liệu, một mức độ tư ng tác với các sự kiện trong thế giới thực và một nhóm người quan tâm tích cực đến các nội dung của nó.
Một CSDL có thể có cỡ tuỳ ý và có độ phức tạp thay đổi. Có những CSDL chỉ gồm vài trăm bản ghi (như CSDL phục vụ việc quản lý lư ng ở một c quan nhỏ), và có những CSDL có dung lượng rất lớn (như các CSDL phục vụ cho việc tính cước điện thoại, quản lý nhân sự trên phạm vi của một tổng công ty lớn). Các CSDL phải được tổ chức quản lý sao cho những người sử dụng có thể tìm kiếm dữ liệu, cập nhật dữ liệu và lấy dữ liệu ra khi cần thiết. Một CSDL có thể được tạo ra và duy trì một cách thủ công và cũng có thể được Tin học hóa.
CSDL là tài nguyên thông tin dùng chung cho nhiều người. Bất kỳ người sử dụng nào trên mạng máy tính, tại các thiết bị đầu cuối, về nguyên tắc có quyền truy nhập khai thác toàn bộ hay một phần dữ liệu theo chế độ trực tuyến hay tư ng tác mà không phụ thuộc vào vị trí địa lý của người sử dụng với các tài nguyên đó. CSDL được các hệ ứng dụng khai thác bằng ngôn ngữ con dữ liệu hoặc bằng các chư ng trình ứng dụng để xử lý, tìm kiếm, tra cứu, sửa đổi, bổ sung hay loại bỏ dữ liệu. Tìm kiếm và tra cứu thông tin là một trong những chức năng qua trọng và phổ biến nhất của các dịch vụ CSDL.
Hệ quản trị CSDL (Database Management System - DBMS) là phần mềm điều khiển các hoạt động truy nhập CSDL. Khi người sử dụng đưa ra yêu cầu truy nhập bằng một ngôn ngữ con dữ liệu nào đó, HQTCSDL tiếp nhận và thực hiện các thao tác trên CSDL đã lưu trữ. Ưu điểm của c sở dữ li u Tổ chức lưu trữ dữ liệu theo lý thuyết CSDL có những ưu điểm sau: - Giảm bớt dư thừa dữ liệu trong lưu trữ: Trong các ứng dụng lập trình truyền thống, phư ng pháp tổ chức lưu trữ dữ liệu vừa tốn kém, lãng phí bộ nhớ và các thiết bị lưu trữ, vừa dư thừa thông tin lưu trữ. Nhiều chư ng trình ứng dụng khác nhau cùng xử lý trên các dữ liệu như nhau, dẫn đến sự dư thừa đáng kể về dữ liệu.