Hệ thống điều khiển tự động CPU và an toàn công nghiệp. Tóm tắt: Cơ sở dữ liệu. Khái niệm về cơ sở dữ liệu. Các loại cơ sở dữ liệu. Đối tượng làm việc với cơ sở dữ liệu. Loại dữ liệu
Một trong những ứng dụng phổ biến nhất của máy tính là làm việc với thông tin. Thông tin là bất kỳ thông tin nào về bất kỳ sự kiện, thực thể, quy trình, v.v., là đối tượng của một số hoạt động: nhận thức, truyền tải, chuyển đổi, lưu trữ hoặc sử dụng. Một máy tính có thể lưu trữ một lượng lớn thông tin, xử lý ngay lập tức và tạo ra nó ở dạng cần thiết.
Hãy xem xét một doanh nghiệp có lượng lớn dữ liệu được lưu trữ trên máy tính trong thời gian dài, chẳng hạn như một hãng hàng không. Đặc biệt, dữ liệu này có thể chứa thông tin về hành khách, chuyến bay, máy bay và nhân viên và thể hiện các mối quan hệ điển hình cho một lĩnh vực chủ đề cụ thể. Những mối quan hệ như vậy, chẳng hạn như việc bán vé (cho hành khách nào, chuyến bay nào và vé ghế nào được bán), việc thành lập phi hành đoàn (ai phải là thuyền trưởng của con tàu, phi công phụ, v.v., trên chuyến bay nào). ) và đăng ký bảo trì (thời gian và người bảo dưỡng máy bay lần cuối, v.v.). Bạn có thể tưởng tượng một người sẽ mất bao nhiêu công sức và thời gian để có thể tìm thấy một số dữ liệu nếu cần thiết (ví dụ: liệu một vé của loạt phim đó có được bán hay không và cho ai, cho chuyến bay đó) ! Điều gì sẽ xảy ra nếu dữ liệu này được lưu trữ cùng với những dữ liệu khác giống như vậy trong một trung tâm lớn nhận thông tin từ các sân bay trên cả nước?
Khi đó, có lẽ một nhiệm vụ như vậy sẽ đòi hỏi nhiều năm làm việc chăm chỉ. Nhưng chúng ta đang sống trong thời đại mà mọi người cố gắng tìm cách khiến công việc của họ trở nên dễ dàng hơn. Và một trong những trợ thủ trung thành trong việc này chính là chiếc máy tính, thứ mà giờ đây không còn là bí mật đối với bất kỳ ai. Bạn đã đoán được rằng nội dung tiếp theo sẽ là cuộc thảo luận về cách giải quyết các vấn đề được mô tả ở trên. Quả thực, người đàn ông này đã tìm ra một giải pháp tuyệt vời - anh ta đã phát triển một hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu (DBMS). Hệ thống này được thiết kế để một người có thể làm việc với khối lượng lớn dữ liệu được sắp xếp theo cách đặc biệt mà không phải bận tâm đến công việc tẻ nhạt (sẽ nói thêm về điều này sau). Tuy nhiên, ngoài việc DBMS cho phép người dùng tìm kiếm một số thông tin nhất định, nó còn cung cấp khả năng lập báo cáo về một số dữ liệu nhất định (ví dụ: trong trường hợp sân bay, tính lương và chuẩn bị báo cáo về chúng cho nhiều mục đích khác nhau). nhân viên sân bay: phi công, quản lý, tiếp viên hàng không, thợ máy, v.v.), thay đổi dữ liệu hiện có (ví dụ: trong trường hợp máy bay hỏng, cấp lại vé, sa thải một người, v.v.), tìm kiếm thông tin trong một số điều kiện (ví dụ: phi công có kinh nghiệm làm việc trên 7 năm, tuổi không dưới 30 và ít nhất có trình độ học vấn cao hơn), v.v. Các hàm DBMS sẽ được mô tả chi tiết hơn bên dưới, nhưng bây giờ hãy giới thiệu một định nghĩa.
Cơ sở dữ liệu(DB) – một tập hợp dữ liệu được đặt tên phản ánh trạng thái của các đối tượng và mối quan hệ của chúng trong lĩnh vực chủ đề đang được xem xét.
Trong trường hợp của Aeroflot, cơ sở dữ liệu là dữ liệu về các chuyến bay, phi công, vé, v.v. Bạn đã đọc về dữ liệu này. Cần lưu ý rằng dữ liệu trong cơ sở dữ liệu không được thu thập về mọi thứ trên thế giới mà là dữ liệu liên quan đến một lĩnh vực hoạt động cụ thể của con người và bằng cách nào đó được kết nối với nhau. Thật vô nghĩa khi nhân viên kế toán có thông tin trong cơ sở dữ liệu về chủ đề sách trong các thư viện thành phố; rất có thể nó sẽ không bao giờ được sử dụng. Ngoài ra, người dùng máy tính, như đã biết, lưu trữ một lượng lớn thông tin và cơ sở dữ liệu là một trong số đó, ở bộ nhớ ngoài. Thông tin không những không được sử dụng mà còn yêu cầu một lượng bộ nhớ ngoài nhất định, liên quan đến chi phí vật chất nhất định và không có chủ sở hữu hợp lý nào sẽ vứt tiền đi.
2.2 Các cấp độ trình bày cơ sở dữ liệu
Rõ ràng, có nhiều mức độ trừu tượng giữa máy tính xử lý các bit và người dùng cuối xử lý các vấn đề trừu tượng như chuyến bay hoặc nhiệm vụ của phi hành đoàn. Các mức độ trừu tượng và mối liên hệ giữa chúng được trình bày trong Hình 2. 1.
Giới thiệu
Hệ thống cơ sở dữ liệu ngày nay là cơ sở để xây dựng hầu hết các hệ thống thông tin và được sử dụng để tự động hóa hầu hết mọi lĩnh vực hoạt động của con người. Ví dụ, việc truy cập vào cơ sở dữ liệu là cần thiết khi làm việc với hệ thống thông tin thư viện chứa thông tin về tất cả các sách có sẵn trong thư viện, người đọc, yêu cầu đặt sách, v.v. Nó thường chứa các công cụ cho phép người đọc tìm cuốn sách họ cần theo tiêu đề, tên tác giả hoặc chủ đề cụ thể. Với sự trợ giúp của loại hệ thống này, việc hạch toán việc di chuyển sách và các hoạt động khác cần thiết trong hoạt động thư viện sẽ được tổ chức.
Một trường đại học có thể có cơ sở dữ liệu chứa thông tin về sinh viên, đội ngũ giảng viên, khoa và phòng ban, các dữ liệu khác cần thiết cho hoạt động của cái gọi là hệ thống phân tích và thông tin tích hợp cũng như các hệ thống con của chúng (hồ sơ nhân sự, kế toán, quản lý tài liệu, thông tin hỗ trợ cho các hoạt động giáo dục). và vân vân.).
Cơ sở dữ liệu dân số chứa thông tin về cư dân của một thành phố, khu vực, v.v., cần thiết cho hoạt động của hệ thống thuế, y tế, giáo dục, bảo trợ xã hội, v.v.
1. Các khái niệm cơ bản về cơ sở dữ liệu
Cơ sở dữ liệu là một hệ thống tự động đại diện cho một tập hợp thông tin, phần mềm, phần cứng và nhân sự cung cấp khả năng lưu trữ, tích lũy, cập nhật, tìm kiếm và phát hành dữ liệu. Các thành phần chính của ngân hàng dữ liệu là cơ sở dữ liệu và sản phẩm phần mềm được gọi là hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu (DBMS).
Cơ sở dữ liệu là nơi lưu trữ các tài nguyên thông tin được tổ chức đặc biệt dưới dạng một tập hợp các tệp tích hợp, mang lại sự tương tác thuận tiện giữa chúng và truy cập nhanh vào dữ liệu.
Cơ sở dữ liệu là một đối tượng động thay đổi các giá trị khi trạng thái của vùng chủ đề được phản ánh (các điều kiện bên ngoài liên quan đến cơ sở dữ liệu) thay đổi. Lĩnh vực chủ đề được hiểu là một phần của thế giới thực (đối tượng, quy trình), phải được thể hiện đầy đủ, với khối lượng thông tin đầy đủ, được thể hiện trong cơ sở dữ liệu. Dữ liệu trong cơ sở dữ liệu được tổ chức thành một hệ thống tích hợp duy nhất, đảm bảo người dùng có khối lượng dữ liệu lớn sẽ làm việc hiệu quả hơn.
Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu(DBMS) là phần mềm cho phép người dùng xác định, tạo, duy trì và kiểm soát quyền truy cập vào cơ sở dữ liệu. DBMS tương tác với các ứng dụng người dùng và cơ sở dữ liệu và có các khả năng sau:
· Cho phép bạn xác định cơ sở dữ liệu, việc này thường được thực hiện bằng Ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu (DDL). DDL cung cấp cho người dùng phương tiện chỉ định kiểu và cấu trúc dữ liệu cũng như phương tiện chỉ định các hạn chế đối với thông tin được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu.
· Cho phép bạn chèn, cập nhật, xóa và truy xuất thông tin từ cơ sở dữ liệu, việc này thường được thực hiện bằng ngôn ngữ quản lý dữ liệu (DML - Ngôn ngữ thao tác dữ liệu). Việc có một kho lưu trữ tập trung cho tất cả dữ liệu và các mô tả của nó cho phép DML được sử dụng làm công cụ truy vấn chung, đôi khi được gọi là ngôn ngữ truy vấn.
· Cung cấp quyền truy cập có kiểm soát vào cơ sở dữ liệu bằng cách sử dụng: hệ thống bảo mật ngăn chặn người dùng trái phép truy cập cơ sở dữ liệu; hệ thống hỗ trợ tính toàn vẹn dữ liệu đảm bảo trạng thái nhất quán của dữ liệu được lưu trữ; một hệ thống quản lý hoạt động song song của các ứng dụng kiểm soát các quá trình truy cập chung của chúng vào cơ sở dữ liệu; hệ thống khôi phục cho phép bạn khôi phục cơ sở dữ liệu về trạng thái nhất quán trước đó đã bị gián đoạn do lỗi phần cứng hoặc phần mềm; một thư mục mà người dùng có thể truy cập chứa mô tả về thông tin được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu.
Ngoài các thành phần quan trọng nhất là cơ sở dữ liệu và DBMS, ngân hàng dữ liệu còn bao gồm một số thành phần khác. Chúng ta hãy nhìn vào họ.
Phương tiện ngôn ngữ bao gồm ngôn ngữ lập trình, ngôn ngữ truy vấn và phản hồi và ngôn ngữ mô tả dữ liệu.
Công cụ phương pháp- đây là những hướng dẫn và khuyến nghị để tạo và vận hành ngân hàng dữ liệu cũng như chọn DBMS.
Cơ sở kỹ thuật Ngân hàng dữ liệu là một máy tính đáp ứng các yêu cầu nhất định về đặc tính kỹ thuật của nó.
Nhân viên phục vụ bao gồm các lập trình viên, kỹ sư bảo trì máy tính, nhân viên hành chính, bao gồm cả quản trị viên cơ sở dữ liệu. Nhiệm vụ của họ là giám sát hoạt động của ngân hàng dữ liệu, đảm bảo tính tương thích và tương tác của tất cả các thành phần, cũng như quản lý hoạt động của ngân hàng dữ liệu, kiểm soát chất lượng thông tin và đáp ứng nhu cầu thông tin. Ở mức tối thiểu, tất cả các chức năng này cho người dùng có thể được cung cấp bởi một người hoặc được thực hiện bởi một tổ chức cung cấp phần mềm và thực hiện hỗ trợ và bảo trì.
Đóng một vai trò đặc biệt người quản lý cơ sở dữ liệu hoặc ngân hàng dữ liệu. Quản trị viên quản lý dữ liệu và nhân viên phục vụ ngân hàng dữ liệu. Nhiệm vụ quan trọng của người quản trị cơ sở dữ liệu là bảo vệ dữ liệu khỏi bị phá hủy, truy cập trái phép và không đủ năng lực. Quản trị viên cấp cho người dùng quyền lớn hơn hoặc ít hơn để truy cập tất cả hoặc một phần cơ sở dữ liệu. Để thực hiện các chức năng quản trị viên trong DBMS, nhiều chương trình tiện ích khác nhau được cung cấp. Quản trị cơ sở dữ liệu liên quan đến việc thực hiện các chức năng đảm bảo hoạt động đáng tin cậy và hiệu quả của cơ sở dữ liệu, đáp ứng nhu cầu thông tin của người dùng và hiển thị tính năng động của khu vực chủ đề trong cơ sở dữ liệu.
Những người sử dụng chính của cơ sở dữ liệu và ngân hàng dữ liệu là người dùng cuối, I E. các chuyên gia tiến hành các lĩnh vực khác nhau của công việc kinh tế. Thành phần của họ không đồng nhất, khác nhau về trình độ chuyên môn, trình độ chuyên môn, trình độ trong hệ thống quản lý: kế toán trưởng, kế toán viên, nhân viên nghiệp vụ, trưởng phòng tín dụng, v.v.. Đáp ứng nhu cầu thông tin của họ là giải pháp cho một số lượng lớn các vấn đề trong việc tổ chức hỗ trợ thông tin nội bộ.
Một nhóm người dùng ngân hàng dữ liệu đặc biệt được hình thành bởi các lập trình viên ứng dụng. Họ thường đóng vai trò trung gian giữa cơ sở dữ liệu và người dùng cuối vì họ tạo ra các chương trình thuận tiện cho người dùng bằng ngôn ngữ DBMS. Bản chất tập trung của quản lý dữ liệu đòi hỏi phải quản trị một hệ thống phức tạp như ngân hàng dữ liệu.
Lợi ích của việc làm việc với ngân hàng dữ liệu đối với người dùng là chi phí và chi phí cho việc tạo ra nó, vì:
Năng suất của người dùng tăng lên và nhu cầu thông tin của họ được đáp ứng một cách hiệu quả;
Quản lý dữ liệu tập trung giải phóng các nhà lập trình ứng dụng khỏi việc tổ chức dữ liệu và đảm bảo tính độc lập của các chương trình ứng dụng với dữ liệu;
Tổ chức cơ sở dữ liệu được phát triển cho phép bạn thực hiện nhiều truy vấn đặc biệt và các ứng dụng mới;
Giảm chi phí không chỉ cho việc tạo và lưu trữ dữ liệu mà còn giảm chi phí cho việc duy trì dữ liệu ở trạng thái cập nhật và năng động; các luồng dữ liệu lưu thông trong hệ thống bị giảm đi, tính dư thừa và trùng lặp của chúng cũng giảm đi.
Cả ngân hàng dữ liệu và cơ sở dữ liệu có thể được tập trung trên một máy tính hoặc được phân phối giữa nhiều máy tính. Để dữ liệu của một người biểu diễn có thể được cung cấp cho những người khác và ngược lại, những máy tính này phải được kết nối vào một hệ thống máy tính duy nhất bằng mạng máy tính.
Ngân hàng và cơ sở dữ liệu nằm trên một máy tính được gọi là cục bộ và trên một số PC được kết nối bằng mạng được gọi là phân tán. Các ngân hàng và cơ sở dữ liệu phân tán linh hoạt và thích ứng hơn, đồng thời ít nhạy cảm hơn với lỗi thiết bị.
Mục đích của cơ sở dữ liệu cục bộ và ngân hàng dữ liệu là để tổ chức cung cấp cách thức đơn giản hơn và rẻ hơn để cung cấp dịch vụ thông tin cho người dùng khi làm việc với lượng dữ liệu nhỏ và giải quyết các vấn đề đơn giản.
Cơ sở dữ liệu cục bộ có hiệu quả khi làm việc với một hoặc nhiều người dùng khi có thể phối hợp các hoạt động của họ về mặt hành chính. Những hệ thống như vậy rất đơn giản và đáng tin cậy do tính địa phương và tính độc lập về mặt tổ chức của chúng.
Mục đích của cơ sở dữ liệu phân tán và ngân hàng dữ liệu là cung cấp các hình thức dịch vụ linh hoạt hơn cho nhiều người dùng từ xa khi làm việc với lượng thông tin đáng kể trong điều kiện mất đoàn kết về mặt địa lý hoặc cấu trúc. Các hệ thống cơ sở dữ liệu và ngân hàng dữ liệu phân tán cung cấp nhiều cơ hội để quản lý các đối tượng và quy trình đa cấp và đa liên kết phức tạp.
Xử lý dữ liệu phân tán cho phép bạn đặt cơ sở dữ liệu (hoặc một số cơ sở dữ liệu) vào các nút khác nhau của mạng máy tính. Do đó, mỗi thành phần của cơ sở dữ liệu được đặt tại vị trí có sẵn thiết bị và nơi nó được xử lý. Ví dụ: khi tổ chức mạng lưới các chi nhánh của bất kỳ cơ cấu tổ chức nào, việc xử lý dữ liệu tại vị trí của chi nhánh sẽ rất thuận tiện. Việc phân phối dữ liệu được thực hiện trên các máy tính khác nhau trong bối cảnh thực hiện kết nối dọc và ngang cho các tổ chức có cấu trúc phức tạp.
Nhu cầu khách quan về hình thức tổ chức dữ liệu phân tán được xác định bởi các yêu cầu do người dùng cuối đặt ra:
Quản lý tập trung các nguồn thông tin phân tán;
Tăng hiệu quả quản lý cơ sở dữ liệu, ngân hàng dữ liệu và giảm thời gian tiếp cận thông tin;
Duy trì tính toàn vẹn, nhất quán và bảo vệ dữ liệu;
Đảm bảo tỷ lệ “giá - hiệu suất - độ tin cậy” ở mức chấp nhận được.
Hệ thống cơ sở dữ liệu phân tán (hoặc các bộ phận của cơ sở dữ liệu) cho phép biến đổi rộng rãi và duy trì tài nguyên thông tin, tránh tắc nghẽn cản trở năng suất của người dùng và đạt được hiệu quả tối đa trong việc sử dụng tài nguyên thông tin.
2. Chức năng DBMS
Trong phần này, chúng ta sẽ xem xét các loại chức năng và dịch vụ mà một DBMS điển hình cần cung cấp.
Lưu trữ, truy xuất và cập nhật dữ liệu. DBMS phải cung cấp cho người dùng khả năng lưu trữ, truy xuất và cập nhật dữ liệu trong cơ sở dữ liệu. Đây là chức năng cơ bản nhất của DBMS. Rõ ràng từ phần trước là cách triển khai chức năng này trong DBMS phải cho phép ẩn các chi tiết nội bộ về triển khai vật lý của hệ thống (ví dụ: tổ chức tệp hoặc cấu trúc lưu trữ được sử dụng) với người dùng cuối.
Danh mục có sẵn cho người dùng cuối. DBMS phải có một thư mục mà người dùng cuối có thể truy cập được trong đó các mô tả về các thành phần dữ liệu được lưu trữ. Đặc điểm chính của kiến trúc ANSI-SPARC là sự hiện diện của danh mục hệ thống tích hợp với dữ liệu về lược đồ, người dùng, ứng dụng, v.v. Giả định rằng thư mục này có thể truy cập được đối với cả người dùng và các chức năng của DBMS. Danh mục hệ thống hay từ điển dữ liệu là kho lưu trữ thông tin mô tả dữ liệu trong cơ sở dữ liệu (thực chất là siêu dữ liệu). Tùy thuộc vào loại DBMS được sử dụng, lượng thông tin và cách sử dụng nó có thể khác nhau. Thông thường các thông tin sau được lưu trữ trong thư mục hệ thống:
· tên, loại và kích thước của các phần tử dữ liệu;
· tên các kết nối;
· hạn chế hỗ trợ tính toàn vẹn áp đặt trên dữ liệu;
· tên của người dùng được ủy quyền được cấp quyền truy cập vào dữ liệu;
· Các sơ đồ và ánh xạ bên ngoài, khái niệm và nội bộ giữa chúng;
· dữ liệu thống kê, chẳng hạn như tần suất giao dịch và số lượng truy cập vào các đối tượng cơ sở dữ liệu.
Danh mục hệ thống cho phép bạn đạt được một số lợi ích nhất định, được liệt kê bên dưới.
· Thông tin về dữ liệu có thể được thu thập và lưu trữ tập trung, điều này sẽ cho phép bạn kiểm soát quyền truy cập vào dữ liệu này, giống như bất kỳ tài nguyên nào khác.
· Bạn có thể xác định ý nghĩa của dữ liệu, điều này sẽ giúp người dùng khác hiểu được mục đích của nó.
· Giao tiếp được đơn giản hóa vì các định nghĩa chính xác về ý nghĩa của dữ liệu được duy trì. Thư mục hệ thống cũng có thể xác định một hoặc nhiều người dùng sở hữu hoặc có quyền truy cập vào dữ liệu.
· Nhờ lưu trữ tập trung, có thể dễ dàng phát hiện sự dư thừa và không nhất quán trong mô tả các thành phần dữ liệu riêng lẻ.
· Những thay đổi được thực hiện đối với cơ sở dữ liệu có thể được ghi lại.
· Hậu quả của bất kỳ thay đổi nào có thể được xác định trước khi chúng được thực hiện, vì danh mục hệ thống ghi lại tất cả các thành phần dữ liệu hiện có, các mối quan hệ được thiết lập giữa chúng cũng như tất cả người dùng của chúng.
· Các biện pháp an ninh có thể được tăng cường hơn nữa.
· Các cơ hội mới để tổ chức hỗ trợ tính toàn vẹn dữ liệu đang xuất hiện.
· Có thể thực hiện kiểm tra thông tin được lưu trữ.
Hỗ trợ giao dịch. DBMS phải có cơ chế đảm bảo rằng tất cả các hoạt động cập nhật trong một giao dịch nhất định đều được hoàn thành hoặc không có hoạt động nào được hoàn thành. Giao dịch là một tập hợp các hành động được thực hiện bởi người dùng cá nhân hoặc chương trình ứng dụng để truy cập hoặc thay đổi nội dung của cơ sở dữ liệu. Ví dụ về các giao dịch đơn giản bao gồm thêm, xóa hoặc cập nhật thông tin về một đối tượng vào cơ sở dữ liệu. Nếu một giao dịch không thành công trong quá trình thực thi, cơ sở dữ liệu sẽ ở trạng thái không nhất quán vì một số thay đổi đã được thực hiện, trong khi những thay đổi khác vẫn chưa được thực hiện. Do đó, tất cả các thay đổi một phần phải được hoàn tác để đưa cơ sở dữ liệu về trạng thái nhất quán trước đó.
Dịch vụ quản lý đồng thời. DBMS phải có cơ chế đảm bảo cập nhật cơ sở dữ liệu chính xác khi các hoạt động cập nhật được thực hiện song song bởi nhiều người dùng. Đồng thời, việc tổ chức truy cập song song tương đối dễ dàng nếu tất cả người dùng chỉ đọc dữ liệu, vì trong trường hợp này họ không thể can thiệp lẫn nhau. Tuy nhiên, khi nhiều người dùng truy cập đồng thời vào cơ sở dữ liệu, xung đột với những hậu quả không mong muốn có thể dễ dàng phát sinh, chẳng hạn như nếu ít nhất một trong số họ cố gắng cập nhật dữ liệu.
DBMS phải đảm bảo rằng những xung đột như vậy sẽ không xảy ra khi có nhiều người dùng truy cập cơ sở dữ liệu cùng một lúc.
Dịch vụ phục hồi. Khi thảo luận về hỗ trợ giao dịch, người ta đã đề cập rằng nếu giao dịch không thành công, cơ sở dữ liệu phải được trả về trạng thái nhất quán, điều này phải được đảm bảo bởi khả năng của DBMS.
Dịch vụ kiểm soát truy cập dữ liệu. DBMS phải có cơ chế đảm bảo rằng chỉ những người dùng được ủy quyền mới có thể truy cập cơ sở dữ liệu. Thuật ngữ bảo mật đề cập đến việc bảo vệ cơ sở dữ liệu khỏi sự truy cập trái phép có chủ ý hoặc vô tình. Người ta cho rằng DBMS cung cấp các cơ chế bảo vệ dữ liệu đó.
Hỗ trợ trao đổi dữ liệu. DBMS phải có khả năng tích hợp với phần mềm truyền thông để tổ chức quyền truy cập cho người dùng từ xa vào cơ sở dữ liệu tập trung (trong khuôn khổ hệ thống xử lý phân tán).
Dịch vụ toàn vẹn dữ liệu. DBMS phải có các công cụ kiểm soát để đảm bảo rằng dữ liệu và những thay đổi của chúng tuân thủ các quy tắc đã chỉ định.
Tính toàn vẹn của cơ sở dữ liệu có nghĩa là tính chính xác và nhất quán của dữ liệu được lưu trữ và được thể hiện dưới dạng các hạn chế hoặc quy tắc để duy trì tính nhất quán của dữ liệu không được vi phạm trong cơ sở dữ liệu.
Dịch vụ hỗ trợ độc lập dữ liệu. DBMS phải có các công cụ hỗ trợ chương trình độc lập với cấu trúc cơ sở dữ liệu.
Khái niệm độc lập dữ liệu đã được thảo luận ở trên. Điều này thường đạt được bằng cách triển khai cơ chế hỗ trợ chế độ xem hoặc lược đồ con. Tính độc lập của dữ liệu vật lý đạt được khá đơn giản vì thường có một số loại thay đổi được phép đối với các đặc tính vật lý của cơ sở dữ liệu mà không ảnh hưởng đến chế độ xem theo bất kỳ cách nào. Tuy nhiên, việc đạt được sự độc lập dữ liệu logic hoàn toàn khó khăn hơn. Thông thường, hệ thống dễ dàng thích ứng với việc bổ sung một đối tượng, thuộc tính hoặc mối quan hệ mới chứ không phải với việc xóa nó. Một số hệ thống thường cấm mọi thay đổi đối với các thành phần logic hiện có.
Dịch vụ hỗ trợ. DBMS phải cung cấp một tập hợp nhất định các dịch vụ hỗ trợ khác nhau. Các tiện ích trợ giúp thường được thiết kế để hỗ trợ DBA quản trị cơ sở dữ liệu một cách hiệu quả. Một số tiện ích hoạt động ở cấp độ bên ngoài và do đó, về nguyên tắc, chúng có thể được tạo bởi chính hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu, trong khi những tiện ích khác hoạt động ở cấp độ bên trong của hệ thống và do đó phải do chính nhà phát triển hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu cung cấp. Dưới đây là một số ví dụ về các tiện ích như vậy.
· Nhập các tiện ích để tải cơ sở dữ liệu từ các tệp phẳng, cũng như xuất các tiện ích để xuất cơ sở dữ liệu thành các tệp phẳng.
· Các công cụ giám sát được thiết kế để theo dõi hiệu suất và cách sử dụng cơ sở dữ liệu.
· Các chương trình phân tích thống kê để đánh giá hiệu suất hoặc việc sử dụng cơ sở dữ liệu.
· Công cụ sắp xếp lại chỉ mục để xây dựng lại chỉ mục và xử lý tình trạng tràn chỉ mục.
· Công cụ thu gom rác và phân bổ lại bộ nhớ để loại bỏ vật lý các bản ghi đã xóa khỏi thiết bị lưu trữ, củng cố không gian trống và phân bổ lại bộ nhớ khi cần thiết.
3. Kiến trúc DBMS
Trong phần này, chúng ta sẽ xem xét các giải pháp kiến trúc điển hình khác nhau được sử dụng trong việc triển khai các DBMS nhiều người dùng, cụ thể là: với các hệ thống xử lý từ xa, máy chủ tệp và máy khách-máy chủ.
Xử lý từ xa. Kiến trúc truyền thống của các hệ thống nhiều người dùng từng được coi là một sơ đồ được gọi là "xử lý từ xa", trong đó một máy tính được kết nối với một số thiết bị đầu cuối "không thông minh" như trong Hình 2. 1. Tin nhắn được gửi từ thiết bị đầu cuối đến các ứng dụng của người dùng, lần lượt các ứng dụng này truy cập các dịch vụ DBMS cần thiết. Theo cách tương tự, các tin nhắn sẽ được trả lại thiết bị đầu cuối của người dùng. Với kiến trúc này, toàn bộ tải được đặt lên máy tính trung tâm, máy tính này không chỉ thực hiện các hoạt động của các chương trình ứng dụng và DBMS mà còn phải thực hiện các công việc quan trọng trong việc bảo trì thiết bị đầu cuối (ví dụ: định dạng dữ liệu hiển thị trên màn hình thiết bị đầu cuối).
Hiện nay, do sự phát triển của thông tin và mạng máy tính, các DBMS file-server và client-server đã trở nên phổ biến.
Hình 1. Cấu trúc liên kết kiến trúc xử lý từ xa
Hệ thống máy chủ tập tin. Các hệ thống thuộc loại này hoạt động trong mạng cục bộ (LAN), được điều khiển bởi hệ điều hành thuộc loại tương ứng. Trong trường hợp này, máy chủ tệp chứa các tệp cần thiết cho hoạt động của ứng dụng và chính DBMS. Tuy nhiên, các ứng dụng người dùng và bản thân DBMS được lưu trữ và hoạt động trên các máy trạm riêng biệt và chỉ truy cập vào máy chủ tệp khi cần để có quyền truy cập vào các tệp họ cần - như trong Hình 2. 2. Bằng cách này, máy chủ tập tin chỉ hoạt động như một ổ cứng dùng chung.
Hình 2. Kiến trúc sử dụng máy chủ tệp
Rõ ràng, kiến trúc máy chủ tập tin có những nhược điểm chính sau:
· Lưu lượng mạng lớn.
· Mỗi máy trạm phải có một bản sao hoàn chỉnh của DBMS.
· Việc quản lý tính đồng thời, phục hồi và tính toàn vẹn trở nên phức tạp hơn vì nhiều phiên bản DBMS có thể truy cập cùng một tệp cùng một lúc.
Hệ thống máy khách-máy chủ. Cách tiếp cận này giả định sự tồn tại của một quy trình máy khách yêu cầu một số tài nguyên nhất định, cũng như một quy trình máy chủ cung cấp các tài nguyên này. Tuy nhiên, không nhất thiết là chúng phải ở trên cùng một máy tính. Trong thực tế, các hệ thống loại này được triển khai trong mạng thông tin và máy tính (không nhất thiết phải là mạng LAN) dưới sự kiểm soát của hệ điều hành máy khách-máy chủ (xem Hình 3).
Trong ngữ cảnh cơ sở dữ liệu, phía máy khách quản lý giao diện người dùng và logic ứng dụng, hoạt động như một máy trạm thông minh nơi các ứng dụng cơ sở dữ liệu chạy trên đó. Máy khách chấp nhận yêu cầu từ người dùng, kiểm tra cú pháp và tạo truy vấn cơ sở dữ liệu bằng SQL hoặc ngôn ngữ cơ sở dữ liệu khác phù hợp với logic ứng dụng. Sau đó, nó chuyển tin nhắn đến máy chủ, chờ phản hồi và định dạng dữ liệu nhận được để trình bày cho người dùng. Máy chủ chấp nhận và xử lý các yêu cầu tới cơ sở dữ liệu, sau đó chuyển kết quả trở lại máy khách. Quá trình xử lý này bao gồm xác minh thông tin xác thực của khách hàng, đảm bảo các yêu cầu về tính toàn vẹn, duy trì danh mục hệ thống cũng như truy vấn và cập nhật dữ liệu. Ngoài ra, kiểm soát đồng thời và phục hồi được hỗ trợ. Các hoạt động được thực hiện bởi máy khách và máy chủ được đưa ra dưới đây.
Hình 3. Sơ đồ chung để xây dựng hệ thống với kiến trúc client/server
Khách hàng:
· Quản lý giao diện người dùng;
· Chấp nhận và kiểm tra cú pháp truy vấn do người dùng nhập;
· Thực thi ứng dụng;
· Tạo một truy vấn tới cơ sở dữ liệu và gửi nó đến máy chủ;
· Hiển thị dữ liệu nhận được cho người dùng.
Máy chủ:
· Tiếp nhận và xử lý các yêu cầu tới cơ sở dữ liệu từ khách hàng;
· Kiểm tra quyền của người dùng;
· Đảm bảo tuân thủ các ràng buộc về tính toàn vẹn;
· Thực hiện truy vấn/cập nhật và trả kết quả cho khách hàng;
· Duy trì thư mục hệ thống;
· Cung cấp quyền truy cập song song vào cơ sở dữ liệu;
· Cung cấp quản lý phục hồi.
Kiểu kiến trúc này có những ưu điểm sau.
· Cung cấp quyền truy cập lớn hơn vào cơ sở dữ liệu hiện có.
· Cải thiện hiệu năng tổng thể của hệ thống. Vì máy khách và máy chủ ở trên các máy tính khác nhau nên bộ xử lý của chúng có thể chạy các ứng dụng song song.
· Chi phí phần cứng đang giảm. Một máy tính khá mạnh với thiết bị lưu trữ lớn chỉ cần cho máy chủ - để lưu trữ và quản lý cơ sở dữ liệu.
· Giảm chi phí truyền thông. Các ứng dụng thực hiện một số thao tác trên máy khách và chỉ gửi các yêu cầu cơ sở dữ liệu qua mạng, điều này có thể làm giảm đáng kể lượng dữ liệu được gửi qua mạng.
· Tăng mức độ nhất quán dữ liệu. Máy chủ có thể quản lý độc lập việc kiểm tra tính toàn vẹn dữ liệu vì tất cả các hạn chế chỉ được xác định và kiểm tra ở một nơi.
· Kiến trúc này phù hợp với kiến trúc hệ thống mở.
· Kiến trúc này có thể được sử dụng để tổ chức các công cụ làm việc với cơ sở dữ liệu phân tán, tức là. với một tập hợp nhiều cơ sở dữ liệu được kết nối và phân phối một cách hợp lý qua mạng máy tính.
Cần lưu ý rằng hiện tại, kiến trúc này thường được xem xét ở phiên bản ba cấp, trong đó phần chức năng của máy khách dày (thông minh) trước đây được chia thành hai phần. Trong kiến trúc ba tầng, máy khách mỏng (không thông minh) trên máy trạm chỉ kiểm soát giao diện người dùng, trong khi tầng xử lý ở giữa kiểm soát tất cả logic ứng dụng khác. Cấp độ thứ ba ở đây là máy chủ cơ sở dữ liệu. Kiến trúc ba tầng này đã được chứng minh là phù hợp hơn với một số môi trường - ví dụ: mạng Internet và mạng nội bộ, nơi có thể sử dụng trình duyệt Web thông thường làm máy khách.
Phần kết luận
Vì vậy, cơ sở dữ liệu là một cấu trúc có tổ chức được thiết kế để lưu trữ thông tin. Liên quan chặt chẽ với khái niệm cơ sở dữ liệu là khái niệm hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu. Đây là một bộ công cụ phần mềm được thiết kế để tạo cấu trúc của cơ sở dữ liệu mới, điền nội dung vào đó, chỉnh sửa nội dung và trực quan hóa thông tin. Ngân hàng dữ liệu là một loại hệ thống thông tin thực hiện các chức năng lưu trữ tập trung và tích lũy thông tin đã xử lý. Các thành phần chính của ngân hàng dữ liệu là cơ sở dữ liệu và hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu.
Người sử dụng chính của cơ sở dữ liệu và ngân hàng dữ liệu là các chuyên gia thực hiện các lĩnh vực kinh tế khác nhau. Thành phần của họ không đồng nhất, khác nhau về trình độ chuyên môn, trình độ chuyên môn, trình độ trong hệ thống quản lý: kế toán trưởng, kế toán viên, nhân viên nghiệp vụ, trưởng phòng tín dụng, v.v.. Đáp ứng nhu cầu thông tin của họ là giải pháp cho một số lượng lớn các vấn đề trong việc tổ chức hỗ trợ thông tin nội bộ.
Bài viết này xem xét các chức năng mà một DBMS điển hình cần cung cấp, cũng như các giải pháp kiến trúc điển hình khác nhau được sử dụng trong việc triển khai các DBMS nhiều người dùng, cụ thể là: hệ thống xử lý từ xa, hệ thống máy chủ tệp và máy khách-máy chủ.
Thư mục
1. http://cit.vvsu.ru/portal/cifr/1/lek19.htm
2. http://do.bti.secna.ru/lib/book_it/istor_razv.html
3. http://do.bti.secna.ru/lib/book_it/ogr_file.html
4. http://www.lib.csu.ru/dl/bases/prg/kompress/articles/2000_05_dbms3/
5. Microsoft Access 2000: sách tham khảo/ed. Yu. Kolesnikova. – St. Petersburg: Peter, 2001.
6. Công nghệ thông tin tự động trong kinh tế/ed. giáo sư G.A. Titorenko. – M.: UNITY, 2005. – 399 tr.
7. Tin học dành cho luật sư và nhà kinh tế / ed. S.V. Simonovich. – St. Petersburg: Peter, 2005. – 688 tr.
9. Leontiev V.P. Bách khoa toàn thư mới nhất về máy tính cá nhân 2005. – M.: OLMA-PRESS Education, 2005. – 800 tr.
10. Khomonenko A.D., Tsygankov V.M., Maltsev M.G. Cơ sở dữ liệu / ed. giáo sư ĐỊA NGỤC. Khomonenko. – St. Petersburg: CORONA, 2000. – 416 tr.
11. Kinh tế tin học và công nghệ máy tính./ Ed. V.P. Kosareva. M.: Tài chính và Thống kê, 2005. –592 tr.
Sự phát triển của công nghệ máy tính được thực hiện theo hai hướng chính:
· sử dụng công nghệ máy tính để thực hiện các phép tính số;
· Sử dụng công nghệ máy tính trong hệ thống thông tin.
Hệ thống thông tin là một tập hợp phần mềm và phần cứng, các phương pháp và con người cung cấp việc thu thập, lưu trữ, xử lý và cung cấp thông tin để giải quyết các vấn đề được giao. Trong giai đoạn đầu sử dụng hệ thống thông tin, mô hình xử lý tệp đã được sử dụng. Sau đó, cơ sở dữ liệu bắt đầu được sử dụng trong các hệ thống thông tin. Cơ sở dữ liệu là một hình thức tổ chức, lưu trữ và truy cập thông tin hiện đại. Ví dụ về các hệ thống thông tin lớn là hệ thống ngân hàng, hệ thống đặt vé đường sắt, v.v.
Cơ sở dữ liệu là một tập hợp các dữ liệu có cấu trúc và liên kết với nhau, được tổ chức theo các quy tắc nhất định cung cấp các nguyên tắc chung để mô tả, lưu trữ và xử lý dữ liệu. Thông thường, cơ sở dữ liệu được tạo cho một lĩnh vực chủ đề.
Lĩnh vực chủ đề là một phần của thế giới thực cần được nghiên cứu để tạo cơ sở dữ liệu nhằm tự động hóa quy trình quản lý.
Tập hợp các nguyên tắc xác định việc tổ chức cấu trúc logic của việc lưu trữ dữ liệu trong cơ sở dữ liệu được gọi là mô hình dữ liệu.
Hiện hữu 4 mô hình dữ liệu chính– danh sách (bảng phẳng), cơ sở dữ liệu quan hệ, cấu trúc mạng và phân cấp.
Trong nhiều năm, các bảng phẳng (cơ sở dữ liệu phẳng) như danh sách trong Excel được sử dụng chủ yếu. Hiện nay, các mô hình dữ liệu quan hệ được sử dụng rộng rãi nhất trong phát triển cơ sở dữ liệu. Mô hình dữ liệu quan hệ là một tập hợp các bảng hai chiều đơn giản - quan hệ(quan hệ tiếng Anh), tức là bảng hai chiều đơn giản nhất được định nghĩa là thái độ(nhiều bài cùng loại thống nhất một chủ đề ) .
Tên mô hình dữ liệu quan hệ xuất phát từ thuật ngữ quan hệ. Cơ sở dữ liệu quan hệ sử dụng một số bảng hai chiều trong đó các hàng được gọi là bản ghi và các cột là các trường, giữa các bản ghi mà mối quan hệ được thiết lập. Phương pháp tổ chức dữ liệu này cho phép dữ liệu (bản ghi) trong một bảng được liên kết với dữ liệu (bản ghi) trong các bảng khác thông qua các mã định danh (khóa) hoặc trường khóa duy nhất.
Các khái niệm cơ bản về cơ sở dữ liệu quan hệ: chuẩn hóa, mối quan hệ và khóa
1. Nguyên tắc bình thường hóa
:
· Mỗi bảng cơ sở dữ liệu không được có các trường trùng lặp;
· Mỗi bảng phải có một mã định danh duy nhất (khóa chính);
· Mỗi giá trị khóa chính phải tương ứng với đầy đủ thông tin về loại thực thể hoặc đối tượng bảng (ví dụ: thông tin về kết quả học tập, nhóm hoặc học sinh);
· Việc thay đổi giá trị trong các trường của bảng sẽ không ảnh hưởng đến thông tin ở các trường khác (ngoại trừ những thay đổi ở các trường khóa).
2. Các kiểu kết nối logic .
Một mối quan hệ được thiết lập giữa hai trường (cột) chung của hai bảng. Có các mối quan hệ một-một, một-nhiều và nhiều-nhiều.
Các mối quan hệ có thể tồn tại giữa các bản ghi của hai bảng:
· một đối một, mỗi bản ghi từ một bảng tương ứng với một bản ghi trong bảng khác;
· một - đến - nhiều, mỗi bản ghi từ một bảng tương ứng với một số bản ghi từ bảng khác;
· nhiều – tới – một, nhiều bản ghi từ một bảng tương ứng với một bản ghi trong bảng khác;
· nhiều - đến - nhiều, nhiều bản ghi từ một bảng tương ứng với nhiều bản ghi trong bảng khác.
Loại mối quan hệ trong mối quan hệ được tạo phụ thuộc vào phương pháp xác định các trường liên quan:
· Mối quan hệ một-nhiều được tạo khi chỉ một trong các trường là trường khóa chính hoặc trường chỉ mục duy nhất.
· Mối quan hệ một-một được tạo ra khi cả hai trường được liên kết đều là trường khóa hoặc có chỉ mục duy nhất.
· Mối quan hệ nhiều-nhiều thực chất là hai mối quan hệ một-nhiều với bảng thứ ba có khóa chính bao gồm các trường khóa ngoại của hai bảng còn lại
3. Chìa khóa. Chìa khóa là một cột (có thể là nhiều cột) được thêm vào một bảng và cho phép liên kết nó với các bản ghi trong bảng khác. Hiện hữu Có hai loại khóa: chính và phụ hoặc ngoại.
Khóa chính là một hoặc nhiều trường (cột) có sự kết hợp các giá trị xác định duy nhất từng bản ghi trong bảng. Khóa chính không cho phép giá trị Vô giá trị và phải luôn có một chỉ mục duy nhất. Khóa chính được sử dụng để liên kết một bảng với khóa ngoại trong các bảng khác.
Khóa ngoại (phụ) là một hoặc nhiều trường (cột) trong bảng có chứa tham chiếu đến trường khóa chính hoặc các trường trong bảng khác. Khóa ngoại xác định cách các bảng được nối.
Trong hai bảng có liên quan về mặt logic, một bảng được gọi là bảng khóa chính hoặc bảng chính và bảng còn lại được gọi là bảng khóa phụ (ngoại) hoặc bảng phụ. DBMS cho phép bạn so sánh các bản ghi liên quan từ cả hai bảng và hiển thị chúng cùng nhau dưới dạng biểu mẫu, báo cáo hoặc truy vấn.
Có ba loại khóa chính: các trường khóa (bộ đếm), khóa đơn giản và khóa tổng hợp.
Trường truy cập(Loại dữ liệu “Bộ đếm”). Một kiểu dữ liệu trường trong cơ sở dữ liệu trong đó một giá trị số duy nhất được tự động nhập vào trường cho mỗi bản ghi được thêm vào bảng.
Chìa khóa đơn giản. Nếu một trường chứa các giá trị duy nhất, chẳng hạn như mã hoặc số gia nhập, thì trường này có thể được xác định là khóa chính. Bất kỳ trường nào chứa dữ liệu đều có thể được xác định là khóa, miễn là trường đó không chứa các giá trị hoặc giá trị trùng lặp Vô giá trị.
Tổ hợp phím. Trong trường hợp không thể đảm bảo tính duy nhất của các giá trị của từng trường, có thể tạo một khóa bao gồm một số trường. Tình huống này thường xảy ra nhất đối với bảng được sử dụng cho mối quan hệ nhiều-nhiều giữa hai bảng.
Cần lưu ý một lần nữa rằng trường khóa chính chỉ được chứa các giá trị duy nhất trong mỗi hàng của bảng, tức là. không được phép khớp, nhưng trong trường khóa phụ hoặc khóa ngoài, các giá trị trong các hàng của bảng được phép khớp.
Nếu bạn gặp khó khăn trong việc chọn loại khóa chính thích hợp thì nên chọn trường bộ đếm làm khóa.
Các chương trình được thiết kế để cấu trúc thông tin, đặt nó vào bảng và thao tác dữ liệu được gọi là Hệ thống Quản lý Dữ liệu (cơ sở dữ liệu). Nói cách khác, DBMS được thiết kế để tạo và duy trì cơ sở dữ liệu cũng như để truy cập dữ liệu. Hiện nay có hơn 50 loại DBMS cho máy tính cá nhân. Các loại DBMS phổ biến nhất bao gồm: MS SQL Server, Oracle, Informix, Sybase, DB2, MS Access, v.v.
Bài học " Các khái niệm cơ bản về cơ sở dữ liệu"
Bất kỳ ai trong chúng ta, ngay từ khi còn nhỏ, đã nhiều lần gặp phải “cơ sở dữ liệu”. Đây là tất cả các loại danh bạ (ví dụ: danh bạ điện thoại), bách khoa toàn thư, v.v. Sổ ghi chép cũng là một “cơ sở dữ liệu” mà mỗi chúng ta đều có.
Cơ sở dữ liệu là các mô hình thông tin chứa dữ liệu về các đối tượng và thuộc tính của chúng. Cơ sở dữ liệu lưu trữ thông tin về các nhóm đối tượng có cùng tập thuộc tính.
Ví dụ: cơ sở dữ liệu “Sổ địa chỉ” lưu trữ thông tin về mọi người, mỗi người đều có họ, tên, số điện thoại, v.v. Danh mục thư viện lưu trữ thông tin về sách, mỗi cuốn có tên, tác giả, năm xuất bản, v.v.
Thông tin trong cơ sở dữ liệu được lưu trữ một cách có trật tự. Vì vậy, trong một cuốn sổ tay, tất cả các mục được sắp xếp theo thứ tự bảng chữ cái và trong danh mục thư viện - theo thứ tự bảng chữ cái - danh mục theo thứ tự bảng chữ cái) hoặc theo lĩnh vực kiến thức (danh mục chủ đề).
Có một số cấu trúc khác nhau của mô hình thông tin và theo đó, các loại cơ sở dữ liệu khác nhau: dạng bảng, mạng, phân cấp (xem mô hình).
Cơ sở dữ liệu phân cấp
Cơ sở dữ liệu phân cấp có thể được biểu diễn bằng đồ họa dưới dạng cây đảo ngược bao gồm các đối tượng ở các cấp độ khác nhau. Cấp cao nhất ( gốc cây ) chiếm một đối tượng, đối tượng thứ hai - đối tượng cấp thứ hai, v.v.
Có các kết nối giữa các đối tượng; mỗi đối tượng có thể bao gồm một số đối tượng cấp thấp hơn. Những đối tượng như vậy có mối quan hệ tổ tiên (đối tượng gần gốc hơn) để hậu duệ (đối tượng cấp thấp hơn), trong khi đối tượng tổ tiên có thể không có con hoặc một vài con trong số đó, trong khi đối tượng con cháu nhất thiết chỉ có một tổ tiên. Các đối tượng có một tổ tiên chung được gọi là cặp song sinh .
Ví dụ: cơ sở dữ liệu phân cấp là Thư mục thư mục các cửa sổmà bạn có thể làm việc bằng cách khởi chạy Explorer. Cấp cao nhất được chiếm bởi thư mục Máy tính để bàn.Ở cấp độ thứ hai có các thư mục Máy tính của tôi, tài liệu của tôi, mạng Và Rổ,đó là con của thư mục máy tính để bàn, và là anh em sinh đôi với nhau. Lần lượt, thư mục Máy tính của tôi là tổ tiên liên quan đến các thư mục cấp ba - thư mục đĩa (Đĩa 3.5(A:), (C:), ( Đ:), (E:), (F:))và các thư mục hệ thống (Máy in, Bảng điều khiển và vân vân.)
Cơ sở dữ liệu mạng
Cơ sở dữ liệu mạng là sự tổng quát hóa của cơ sở dữ liệu phân cấp bằng cách cho phép các đối tượng có nhiều hơn một tổ tiên. Nói chung, không có hạn chế nào được áp đặt đối với các kết nối giữa các đối tượng trong mô hình mạng.
Cơ sở dữ liệu mạng thực sự là Thế giới quyền lực mu n amạng máy tính toàn cầu Internet. Các siêu liên kết liên kết hàng trăm triệu tài liệu vào một cơ sở dữ liệu mạng phân tán duy nhất.
Cơ sở dữ liệu dạng bảng
Cơ sở dữ liệu dạng bảng chứa danh sách các đối tượng cùng loại, nghĩa là các đối tượng có cùng bộ thuộc tính. Thật thuận tiện khi biểu diễn cơ sở dữ liệu như vậy dưới dạng bảng hai chiều: trong mỗi hàng của nó, các giá trị thuộc tính của một trong các đối tượng được đặt tuần tự; Mỗi giá trị thuộc tính nằm trong một cột riêng, đứng đầu là tên thuộc tính.
Ví dụ, hãy xem xét một cơ sở dữ liệu:Danh bạ điện thoại
|
№ |
Họ |
Địa chỉ |
Điện thoại |
|
Ivanov V.V. |
Serova, 5 12 |
4325345 |
|
|
Petrov I.I. |
Sedova, 3-21 |
3454365 |
|
|
Sidorov S.S. |
Mira, 33-17 |
3454354 |
Các cột của bảng như vậy được gọi là trường; Mỗi trường được đặc trưng bởi tên của nó (tên của thuộc tính tương ứng) và kiểu dữ liệu đại diện cho các giá trị của thuộc tính này.
Các hàng của bảng là các bản ghi về một đối tượng; các bản ghi này được chia thành các trường theo cột trong bảng, vì vậy mỗi bản ghi là một tập hợp các giá trị chứa trong các trường.
Mỗi bảng phải chứa ít nhất một trường khóa, nội dung của trường này là duy nhất cho mỗi bản ghi trong bảng đó. Trường khóa cho phép bạn xác định duy nhất từng bản ghi trong bảng.
Trường thường được sử dụng làm nốt ruồi chính là chứa kiểu dữ liệu quầy tính tiền . Tuy nhiên, đôi khi sẽ thuận tiện hơn nếu sử dụng các trường khác làm trường khóa của bảng các trường: mã sản phẩm, số lượng hàng tồn kho, v.v.
Danh bạ điện thoại
|
Tên trường |
№ |
Họ |
Địa chỉ |
Điện thoại |
|
Ghi |
Ivanov V.V. |
Serova, 5 12 |
4325345 |
|
|
Ghi |
Petrov I.I. |
Sedova, 3-21 |
3454365 |
|
|
Ghi |
Sidorov S.S. |
Mira, 33-17 |
3454354 |
|
|
Chìa khóa cánh đồng |
Cánh đồng |
Cánh đồng |
Cánh đồng |
Loại trường được xác định loại dữ liệu nó chứasống Các trường có thể chứa dữ liệu cơ bản sau: các loại:
quầy tính tiền - số nguyên được đặt tự độngtrượt tuyết khi nhập hồ sơ. Những con số này không thể thay đổi người dùng;
chữ - văn bản chứa tối đa 255 ký tự;
số- số;
ngày giờ - ngày hoặc giờ;
tiền tệ - số ở định dạng tiền tệ;
hợp lý - giá trị ĐÚNG VẬY(Có hoặc Nói dối(KHÔNG);
Trường đối tượng OLE - hình ảnh hoặc bản vẽ
Mỗi loại trường có tập thuộc tính riêng. Hầu hết trong tính chất quan trọng của trường là:
kích thước trường - xác định độ dài văn bản tối đatrường số hoặc số;
định dạng trường - đặt định dạng dữ liệu;
Trường bắt buộc - chỉ ra rằng trường này phải được điền
Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu Truy cập (DBMS)
Mục đích và chức năng chính
Sự phát triển của công nghệ thông tin đã dẫn đến việc tạo ra cơ sở dữ liệu máy tính. Tạo và vận hành cơ sở dữ liệutìm kiếm và việc sắp xếp dữ liệu được thực hiện bởi các chương trình đặc biệt - Hệ thống Quản lý Dữ liệu (DBMS).
Vì vậy, cần phải phân biệt giữa cơ sở dữ liệu (DB), là các bộ dữ liệu được sắp xếp theo thứ tự và hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu - các chương trình quản lý việc lưu trữ và xử lý dữ liệu.
Hệ quản trị cơ sở dữ liệu là ứng dụng Access, đi kèm với Microsoft Office.
Giao diện chương trình Truy cập
|
Trong quyền truy cập tiêu chuẩn về môi trường được sử dụng Windows & Văn phòng giao diện nhiều cửa sổ, nhưng không giống các ứng dụng khác, không có nhiều tài liệu. Có thể tại một thời điểm nào đó chỉ có một cơ sở dữ liệu được mở , có chứa bắt buộc cửa sổ cơ sở dữ liệu Và windows để làm việc với các đối tượng cơ sở dữ liệu. Tại mỗi thời điểm, một trong các cửa sổ đang hoạt động và con trỏ đánh dấu đối tượng đang hoạt động trong đó. Cửa sổ cơ sở dữ liệu - một trong những thành phần giao diện chính Truy cập . Tất cả các đối tượng cơ sở dữ liệu được hệ thống hóa ở đây: bảng, truy vấn, biểu mẫu, báo cáo, macro và mô-đun.
Bạn có thể di chuyển giữa các mục bằng chuột, phím con trỏ hoặc thanh cuộn. Để di chuyển nhanh giữa các bản ghi trong cơ sở dữ liệu, bạn có thể sử dụng các nút điều hướng trên bảng điều khiển Ghi, nằm ở cuối cửa sổ bảng. |
Các đối tượng trong Access DBMS:
· Bàn.Trong cơ sở dữ liệu, tất cả thông tin được lưu trữ trong các bảng hai chiều. Cái này căn cứđối tượng cơ sở dữ liệu, tất cả các đối tượng khác được tạo dựa trên các bảng hiện có (các dẫn xuất các đối tượng).
· Yêu cầu.Các truy vấn được thiết kế để chọn dữ liệu dựa trên các điều kiện được chỉ định. Bằng cách sử dụng truy vấn cơ sở dữ liệu, bạn có thể chọn thông tin đáp ứng các điều kiện nhất định.
· Các hình thức.Biểu mẫu cho phép bạn hiển thị dữ liệu có trong bảng hoặc truy vấn ở dạng dễ đọc hơn. Bằng cách sử dụng biểu mẫu, bạn có thể thêm dữ liệu mới vào bảng cũng như chỉnh sửa hoặc xóa dữ liệu hiện có. Biểu mẫu có thể chứa hình ảnh, đồ thị và các đối tượng được nhúng khác.
· Báo cáo.Báo cáo được thiết kế để in dữ liệu chứa trong bảng và truy vấn theo cách được định dạng đẹp mắt.
· Macro.Macro được sử dụng để tự động hóa các hoạt động lặp đi lặp lại. Việc ghi macro được thực hiện theo cách tương tự như trong các ứng dụng khác, chẳng hạn như trong ứng dụng Từ.
· Mô-đunCác mô-đun cũng dùng để tự động hóa công việc với cơ sở dữ liệu. Các mô-đun còn được gọi là thủ tục xử lý sự kiện và được viết trên ngôn ngữ VBA.
Làm việc với Access DBMS
Phòng thí nghiệm số 1. Giới thiệu về Access DBMS
Mục tiêu của công việc: nắm vững các kỹ thuật làm việc trong quá trình tạo cơ sở dữ liệu trên MS Access (phân tích môn học, phân tích dữ liệu, xây dựng mô hình dữ liệu, tạo cấu trúc và điền bảng cơ sở dữ liệu).
Các khái niệm cơ sở dữ liệu cơ bản
Cơ sở của nhiều hệ thống thông tin (chủ yếu là hệ thống thông tin và tham chiếu) là cơ sở dữ liệu.
Cơ sở dữ liệu - một tập hợp dữ liệu liên quan, được tổ chức theo các quy tắc nhất định, cung cấp các nguyên tắc chung về mô tả, lưu trữ và thao tác, độc lập với các chương trình ứng dụng, nhằm mục đích lưu trữ lâu dài trong bộ nhớ máy tính bên ngoài, cập nhật và sử dụng liên tục.
Trong hầu hết các trường hợp, cơ sở dữ liệu có thể được coi là mô hình thông tin của một số hệ thống thực, ví dụ: bộ sưu tập sách của thư viện, nhân sự của doanh nghiệp, quá trình giáo dục ở trường, v.v. Một hệ thống như vậy được gọi là lĩnh vực chủ đề cơ sở dữ liệu và hệ thống thông tin mà nó được bao gồm.
Phân loại bằng phương pháp lưu trữ dữ liệu chia cơ sở dữ liệu thành tập trung và phân tán.
Mọi thông tin và cơ sở dữ liệu tập trungđược lưu trữ trên một máy tính. Đây có thể là một PC độc lập hoặc một máy chủ mạng mà người dùng máy khách có thể truy cập. Cơ sở dữ liệu phân tánđược sử dụng trong các mạng máy tính cục bộ và toàn cầu. Trong trường hợp sau, các phần khác nhau của cơ sở dữ liệu được lưu trữ trên các máy tính khác nhau.
Có ba loại cấu trúc dữ liệu: phân cấp, mạng và dạng bảng. Theo đó, dựa vào cấu trúc của cơ sở dữ liệu, chúng được chia thành cơ sở dữ liệu phân cấp, cơ sở dữ liệu mạng và cơ sở dữ liệu quan hệ (dạng bảng).
Từ "quan hệ" xuất phát từ tiếng Anh mối quan hệ- thái độ. Thái độ- một khái niệm toán học, nhưng trong thuật ngữ của mô hình dữ liệu, các mối quan hệ được mô tả một cách thuận tiện dưới dạng bảng.
Gần đây, cơ sở dữ liệu quan hệ đã trở thành loại cơ sở dữ liệu phổ biến nhất. Được biết, bất kỳ cấu trúc dữ liệu nào cũng có thể được rút gọn thành dạng bảng.
Sự biểu diễn dữ liệu có cấu trúc được gọi là mô hình dữ liệu.Đơn vị thông tin chính của cơ sở dữ liệu quan hệ là bàn. Sử dụng cơ sở dữ liệu quan hệ mô hình dữ liệu dạng bảng. Cơ sở dữ liệu có thể bao gồm một bảng - cơ sở dữ liệu một bảng hoặc nhiều bảng có liên quan với nhau - cơ sở dữ liệu nhiều bảng.
Các thành phần cấu trúc của bảng là bản ghi và trường.
Mỗi ghi âm chứa thông tin về một đối tượng riêng biệt của hệ thống: một cuốn sách trong thư viện, một nhân viên của doanh nghiệp, v.v. Và mỗi đối tượng cánh đồng- đây là một đặc điểm nhất định (thuộc tính, thuộc tính) của đối tượng: tên sách, tác giả sách, họ của nhân viên, năm sinh, v.v. Các trường trong bảng phải có tên không khớp.
Trong trường hợp này, các hàng của bảng tương ứng quan hệ bộ dữ liệu, và các cột là thuộc tính. Chìa khóađặt tên cho bất kỳ chức năng nào của các thuộc tính của bộ dữ liệu có thể được sử dụng để xác định bộ dữ liệu. Hàm như vậy có thể là giá trị của một trong các thuộc tính (chìa khóa đơn giản), được chỉ định bởi một biểu thức đại số bao gồm các giá trị của một số thuộc tính (khóa tổng hợp). Điều này có nghĩa là dữ liệu trong các hàng của mỗi cột của khóa tổng hợp có thể được lặp lại nhưng sự kết hợp dữ liệu trong mỗi hàng của các cột đó là duy nhất.
Đối với mỗi bảng cơ sở dữ liệu quan hệ, một chìa khóa chính- tên của một trường hoặc một số trường, tổng giá trị của chúng xác định duy nhất bản ghi. Nói cách khác, giá trị của khóa chính không được lặp lại trong các bản ghi khác nhau.
Để biểu diễn cấu trúc hàng của một bảng, biểu mẫu sau được sử dụng:
Tên_bảng (FIELD_NAME_1, FIELD_NAME_2, ....)
Tên của các trường tạo nên khóa chính được gạch chân.
Mỗi trường bảng có một loại cụ thể.
Kiểu là tập hợp các giá trị mà một trường có thể lấy và tập hợp các thao tác có thể được thực hiện trên các giá trị đó. Có bốn loại chính cho các trường cơ sở dữ liệu: ký tự, số, logic Và ngày của.
Phần mềm được thiết kế để hoạt động với các tập dữ liệu được gọi là hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu - cơ sở dữ liệu.
Được sử dụng rộng rãi nhất trên máy tính cá nhân là cơ sở dữ liệu quan hệ sử dụng cách trình bày dữ liệu dạng bảng.
Các hành động chính mà người dùng có thể thực hiện bằng DBMS:
Tạo cấu trúc cơ sở dữ liệu;
Điền thông tin vào cơ sở dữ liệu;
Thay đổi (chỉnh sửa) cấu trúc, nội dung cơ sở dữ liệu;
Tìm kiếm thông tin trong cơ sở dữ liệu;
Sắp xếp dữ liệu;
Bảo vệ cơ sở dữ liệu;
Kiểm tra tính toàn vẹn của cơ sở dữ liệu.
Phần kết luận
Cơ sở dữ liệu là một tập hợp dữ liệu có tổ chức nhằm mục đích lưu trữ lâu dài trong bộ nhớ máy tính bên ngoài, cập nhật và sử dụng thường xuyên.
Cơ sở dữ liệu là một mô hình thông tin của một lĩnh vực chủ đề cụ thể.
Có thể phân loại cơ sở dữ liệu theo tính chất của thông tin: cơ sở dữ liệu thực tế và tài liệu; theo cấu trúc dữ liệu: cơ sở dữ liệu phân cấp, mạng, quan hệ; bằng phương pháp lưu trữ dữ liệu: cơ sở dữ liệu tập trung và phân tán.
Cơ sở dữ liệu quan hệ (RDB) là loại cơ sở dữ liệu phổ biến nhất sử dụng cách biểu diễn dữ liệu dạng bảng.
Cơ sở dữ liệu quan hệ- Cơ sở dữ liệu dựa trên mô hình quan hệ.
Các khái niệm cơ bản về tổ chức dữ liệu trong RDB: bảng, bản ghi, trường, loại trường, khóa bảng chính.
DBMS (hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu) là phần mềm làm việc với cơ sở dữ liệu.
