Ví dụ về tổ chức và điều khiển các truy cập đồng thời

1.1. Các chức năng của hệ quản trị cơ sở dữ liệu

– Một hệ QTCSDL có các chức năng sau:

a. Cung cấp môi trường tạo lập cơ sở dữ liệu

– Hệ QTCSDL phải cung cấp một môi trường cho người dùng dễ dàng hai báo kiểu dữ liệu, các cấu trúc dữ liệu thể hiện thông tin và các ràng buộc trên dữ liệu. Để thực hiện được chức năng này, mỗi hệ QTCSDL cung cấp cho người dùng một ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu để người dùng có thể tạo lập CSDL.

b. Cung cấp môi trường cập nhật và khai thác dữ liệu

– Cung cấp môi trường cập nhật và khai thác dữ liệu là cung cấp cho người dùng ngôn ngữ thao tác dữ liệu để yêu cầu cập nhật hay khai thác thông tin.

– Ngôn ngữ thao tác dữ liệu là ngôn ngữ để người dùng diễn tả yêu cầu cập nhật hay tìm kiếm, kiết xuất thông tin được gọi là ngôn ngữ thao tác dữ liệu.

– Thao tác dữ liệu gồm:

• Cập nhật [nhập, xóa, sửa, xóa dữ liệu] 

• Khai thác [sắp xếp,tìm kiếm ,kết xuất, báo cáo..] 

– Ngôn ngữ CSDL phổ biến là SQL [Structured Query Language].

Ghi chú: Ngôn ngữ định nghĩa kiểu dữ liệu và ngôn ngữ thao tác dữ liệu là 2 thành phần của một ngôn ngữ CSDL duy nhất

c. Cung cấp công cụ kiểm soát, điều khiển truy cập vào cơ sở dữ liệu

– Để góp phần đảm bảo được các yêu cầu đặt ra cho một hệ CSDL, hệ QTCSDL phải có các bộ chương trình thực hiện những nhiệm vụ:

• Đảm bảo an ninh, phát hiện, ngăn chặn sự truy cập không được phép.

• Duy trì tính nhất quán dữ liệu.

• Tổ chức điều khiển truy cập đồng thời để bảo vệ các ràng buộc toàn vẹn và tính nhất quán.

• Khôi phục CSDL khi có sự cố ở phần cứng hay phần mềm

• Quản lý các mô tả dữ liệu.

1.2. Hoạt động của một hệ cơ sở dữ liệu

 – Mỗi hệ QTCSDL gồm nhiều thành phần [môđun], hai thành phần chính là bộ xử lý truy vấn [xử lý yêu cầu] và bộ quản lý dữ liệu

– Hệ QTCSDL phải có các tương tác với hệ điều hành

– Khi người dùng yêu cầu, hệ QTCSDL gửi yêu cầu đến thành phần có nhiệm vụ thực hiện và yêu cầu hệ điều hành tìm một số tệp dữ liệu cần thiết.

– Các tệp tìm thấy được chuyển về hệ QTCSDL xử lí và kết quả được trả cho người dùng.

1.3. Vai trò của con người khi làm việc với hệ CSDL

a. Người quản trị CSDL

– Người quản trị CSDL là một người hay một nhóm người được trao quyền điều hành hệ CSDL.

– Nhiệm vụ của người quản trị CSDL:

• Quản lý các tài nguyên của CSDL, hệ CSDL và các phần mềm có liên quan.
• Tổ chức hệ thống: phân quyền truy cập cho người dùng, đảm bảo an ninh cho hệ CSDL.
• Bảo trì CSDL: thực hiện các công việc bảo vệ và khôi phục hệ CSDL. 

b. Người lập trình ứng dụng

Là người có nhiệm vụ xây dựng các chương trình ứng dụng hỗ trợ khai thác thông tin từ CSDL trên cơ sở các công cụ mà hệ QTCSDL cung cấp.

c. Người dùng

– Là người có nhu cầu khai thác thông tin từ CSDL.

– Tương tác với hệ thống thông qua ứng dụng, điền các nội dung vào biểu mẫu giao diện và đọc kết quả.

– Người dùng được phân thành từng nhóm, mỗi nhóm có một số quyền hạn nhất định để truy cập và khai thác CSDL.

1.4. Các bước xây dựng cơ sở dữ liệu

Có 3 bước để xây dựng cơ sở dữ liệu:

Bước 1. Khảo sát

• Tìm hiểu yêu cầu của công tác quản lý.

• Xác định dữ liệu cần lưu trữ, phân tích mối liên hệ dữ liệu.

• Phân tích các chức năng cần có của hệ thống khai thác tt, đáp ứng các yêu cầu đạt ra.

• Xác định khả năng phần cứng, phần mềm có thể khai thác, sử dụng.

Bước 2.Thiết kế

• Thiết kế cơ sở dữ liệu. 

• Lựa chọn hệ QTCSDL triển khai. 

• Xây dựng hệ thống chương trình ứng dụng.

Bước 3. Kiểm thử

• Nhập dữ liệu cho CSDL

• Tiến hành chạy thử. Nếu hệ thống đáp ứng đầy đủ các yêu cầu đạt ra thì đưa hệ thống vào sử dụng. Nếu hệ thống còn lỗi thì cần rà soát lại tất cả các bước đã thực hiện trước đó. Xem lỗi xuất hiện ở đâu để khắc phục.

Lưu ý: các bước trên tiến hành nhiều lần cho đến khi hệ thống có khả năng ứng dụng.

2. Bài tập minh họa

Câu 1: Nêu sự giống nhau giữa ngôn ngữ CSDL và ngôn ngữ lập trình bậc cao.

Hướng dẫn giải

– Sự giống nhau:

• Viết câu lệnh [cú pháp] có quy tắt, chặt chẽ

• Có thực hiện các phép tính số học, quan hệ logic

• Biểu thức quan hệ,logic,số học được phép sử dụng

• Tồn tại bộ ký hiệu nhất định được phép sử dụng

– Sự khác nhau:

+ Ngôn ngữ CSDL:

• Cung cấp nhiều phương tiện, nhiều khuôn dạng phong phú đa dạng làm việc để kết xuất thông tin với tệp và bản ghi
• Các công cụ cho phép dễ dàng kiểm tra tích hợp thức của dữ liệu nhập vào
• Ngôn ngữ lập trình bậc cao

+ Cung cấp:

• Nhiều phương tiện dễ dàng mô tả thuật toán bất kỳ xử lý dữ liệu

• Những phép xử lý cơ sở khi làm việc với tệp

• Những khuôn dạng cơ sở để đưa thông tin ra bộ nhớ ngoài

Câu 2: Khi làm việc với các hệ QTCSDL em muốn giữ vai trò gì? [ người quản trị CSDL hay người lập trình ứng dụng hay người dùng]. Vì sao?

Hướng dẫn giải

Khi làm việc với các hệ QTCSDL. Em muốn giữ vai trò của người lập trình ứng dụng vì chính những người lập trình ứng dụng đã tạo ra các phần mềm giúp mọi người có thể lưu trữ, xử lí thông tin một cách tự động. Chính nhờ những người lập trình ứng dụng nên chúng ta mới có các phần mềm để quản lí thư viện, quản lí siêu thị,… giúp cho người quản lí tốn ít thời gian, nhân lực và hiệu quả nhất.

3. Luyện tập

3.1. Bài tập tự luận

Câu 1: Hãy kể các loại thoa tác dữ liệu.Nêu ví dụ minh họa.

Câu 2: Khi làm việc với các hệ QTCSDL em muốn giữ vai trò gì? Vì sao?

Câu 3: Hãy trình bày sơ lược về hoạt đông của một hệ QTCSDL.

3.2. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1: Ngôn ngữ CSDL được sử dụng phổ biến hiện nay là:

A. SQL

B. Access

C. Foxpro

D. Java

Câu 2: Những nhiệm vụ nào dưới đây không thuộc nhiệm vụ của công cụ kiểm soát, điều khiển truy cập vào CSDL?

A. Duy trì tính nhất quán của CSDL

B. Cập nhật [thêm, sửa, xóa dữ liệu]

C. Khôi phục CSDL khi có sự cố

D. Phát hiện và ngăn chặn sự truy cập không được phép

Câu 3: Hệ Quản trị CSDL có các chương trình thực hiện những nhiệm vụ:

A. Phát hiện và ngăn chặn sự truy cập không được phép, tổ chức và điều khiển các truy cập đồng thời

B. Duy trì tính nhất quán của dữ liệu, quản lý các mô tả dữ liệu

C. Khôi phục CSDL khi có sự cố ở phần cứng hay phần mềm

D. Cả 3 đáp án A, B và C

Câu 4: Ngôn ngữ thao tác dữ liệu thật chất là:

A. Ngôn ngữ để người dùng diễn tả yêu cầu cập nhật hay khai thác thông tin

B. Ngôn ngữ để người dùng diễn tả yêu cầu cập nhật thông tin

C. Ngôn ngữ SQL

D. Ngôn ngữ bậc cao

Câu 5: Ngôn ngữ thao tác dữ liệu bao gồm các lệnh cho phép:

A. Nhập, sửa, xóa dữ liệu

B. Khai báo kiểu, cấu trúc, các ràng buộc trên dữ liệu của  CSDL

C. Khai thác dữ liệu như: tìm kiếm, sắp xếp, kết xuất báo cáo…

D. Câu A và C 

4. Kết luận

Sau khi học xong bài này, các em cần nắm vững các nội dung sau:

Giáo án tin học 12Bài: 2- tiết: 4Tuần dạy:1.Ngày dạy:Mục tiêu:1.1Kiến thức:HS biết:- Biết chức năng của hệ quản trị CSDL.- Biết vai trò của con người khi làm việc với hệ CSDL: Người quản trị CSDL, người lậptrình ứng dụng, người dùng.1.2 Kỹ năng: Chương này không có yêu cầu về kỹ năng.1.3 Thái độ: Nghe giảng và tích cực tham gia phát biểu.2.Trọng tâm: Biết chức năng của hệ quản trị CSDL.3.Chuẩn bị:3.1 Giáo viên: Bảng3.2 Học sinh:4.Tiến trình:4.1 Ổn định tổ chức và kiểm diện:- Ổn định lớp.- Điểm danh lớp.4.2 Kiểm tra miệng:Câu hỏi:Câu 1: Nêu các yêu cầu cơ bản của hệ CSDL?Câu 2: Nêu ví dụ minh họa về tính an toàn và bảo mật thông tin?Trả lời:Câu 1: Các yêu cầu cơ bản của hệ CSDL: Tính cấu trúc, tính toàn vẹn, tính nhất quán, tính độc lập,tính không dư thừa, tính an toàn và bảo mật thông tin.Câu 2:Ví dụ về tính an toàn thông tin: Học sinh có thể vào mạng để xem điểm của mình trong CSDL củanhà trường, nhưng hệ thống sẽ ngăn chận nếu HS cố tình muốn sửa điểm. Hoặc khi điện bị cắt độtngột, 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.4.3 Giảng bài mới:Hoạt động của giáo viên và học sinhNội dung bài họcHoạt động 1.Đặt vấn đề:GV: Trong chương trình lớp 11 đã học về ngônngữ lập trình. Cụ thể đã dùng ngôn ngữ lập trìnhPascal.GV: Trong Pascal để khai báo biến i, j là kiểu sốnguyên,k là kiểu số thực để dùng trong chươngtrình em làm như thế nào?HS: Trả lời câu hỏiVar i,j: integer.K: real;1.Các chức năngcủa HQTCSDL:a] Cung cấp môi trường tạo lập CSDL:Thông qua ngôn ngữ định nghĩa dữ liệu,người dùng khai báo kiểu và các cấu trúc dữ liệuthể hiện thông tin, khai báo các ràng buộc trên dữliệu được lưu trữ trong CSDL. Như vậy, ngôn ngữđịnh nghĩa dữ liệu thực chất là hệ thống các kýhiệu để mô tả các khung nhìn, CSDL khái niệmvà CSDL vật lý.GV: Thực chất đây cũng là khai báo kiểu dữ liệu.GV: Trong pascal để khai báo cấu trúc bản ghib] Cung cấp môi trường cập nhật vàGV: Trần Thị Trúc Phương1Giáo án tin học 12học sinh có các trường như: hoten, ngaysinh,gioitinh, doanvien, đvan, đtoan, đly, đhoa,... taphải thực hiện như thế nào?khai thác dữ liệu:Ngôn ngữ để người dùng diễn tả yêu cầucập nhật hay tìm kiếm, kết xuất thông tin đượcgọi là ngôn ngữ thao tác dữ liệu.Thao tác dữ liệu bao gồm:- Cập nhật: Nhập, sửa, xóa dữ liệu.- Tìm kiếm và kết xuất dữ liệu.Trong thực tế, các ngôn ngữ định nghĩavà thao tác dữ liệu không phải là hai ngôn ngữriêng biệt mà là 2 thành phần của 1 ngôn ngữCSDL duy nhất, chẳng hạn ngôn ngữ có đặc tínhtrên được sử dụng phổ biến hiện nay là SQL.GV: Từ cấu trúc dữ liệu trên người ta dùng ngônc] Cung cấp công cụ kiểm soát, điềungữ định nghĩa dữ liệu để khai báo kiểu và cấukhiển truy cập vào CSDL:trúc dữ liệu. Trong cơ sở dữ liệu người ta dùngHệ QTCSDL thực hiện được chức năngngôn ngữ thao tác dữ liệu tác động trên các mẩu này thông qua các bộ chương trình đảm bảo:tin [bản ghi] bao gồm:- Phát hiện và ngăn chặn sự truy cập+Cập nhật: nhập, sửa, xóa dữ liệukhông được phép+Tìm kiếm và kết xuất dữ liệu- Duy trì tính nhất quán của dữ liệuVà bằng ngôn ngữ điều khiển dữ liệu cho phép- Tồ chức và điều khiển các truy cậpxác lập quyền truy cập vào cơ sở dữ liệu.đồng thời- Khôi phục CSDL khi có sự cố ở phầncứng hay phần mềm- Quản lý các mô tả dữ liệu.HĐ 2:GV: Em hãy tìm xem có bao nhiêu thành phầnchính của hệ QTCSDL?HS: Hệ QTCSDL có 02 thành phần chính:- Bộ xử lý truy vấn- Bộ quản lý dữ liệuGV: Ở đây ta hiểu truy vấn là một khả năng củahệ QTCSDL bằng cách tạo ra yêu cầu qua cáccâu hỏi nhằm khai thác thông tin [tìm học sinhtên gì?, tìm kiếm công dân có số CMND gì?...]người lập trình giải quyết các tìm kiếm đó bằngcông cụ của hệ QTCSDL từ đó người dùng sẽnhận được kết quả đó là thông tin phù hợp vớicâu hỏi.Chú ý: Hệ QTCSDL không quản lí và làm việctrực tiếp với CSDL mà chỉ quản lí cấu trúc củacác bảng trong CSDL. Cách tổ chức này đảmbảo:- Hệ QTCSDL trở nên gọn nhẹ;- Độc lập giữa hệ QTCSL với dữ liệu;- Độc lập giữa lưu trữ với xử lí.2.hệ CSDL:Hoạt động của 1Hệ quản trị CSDL có hai thành phần chính:+ Bộ xử lí truy vấn [bộ xử lí yêu cầu].Có nhiệm vụ tiếp nhận các truy vấn trực tiếpcủa người dùng và tổ chức thực hiện các chươngtrình ứng dụng. Nếu không có bộ xử lí truy vấnthì các chương trình ứng dụng không thể thựchiện được và các truy vấn không thể móc nối vớicác dữ liệu trong CSDL.+ Bộ quản lí dữ liệu:Có nhiệm vụ nhận các yêu cầu truy xuất từ bộxử lí truy vấn và nó cung cấp dữ liệu cho bộ truyvấn theo yêu cầu và tương tác với bộ quản lí tệpcủa hệ điều hành để quản lí, điều khiển việc tạolập, cập nhật, lưu trữ và khai thác dữ liệu trêncác tệp của CSDL;* Hoạt động của hệ QTCSDL:Khi có yêu cầu của người dùng thông qua trìnhứng dụng chọn các truy vấn đã được lập sẵn, hệGV: Trần Thị Trúc Phương2Giáo án tin học 12QTCSDL sẽ gửi yêu cầu đó đến Bộ xử lí truyvấn, có nhiệm vụ thực hiện và thông qua bộquản lí dữ liệu yêu cầu hệ điều hành tìm một sốtệp chứa thông tin cần thiết. Các thông tin tìmthấy được trả lại thông qua bộ quản lí dữ liệu vàchuyển đến bộ xử lí truy vấn để trả kết quả chongười dùng.4.4 Câu hỏi, bài tập củng cố:Câu hỏi: Nêu các chức năng của HQTCSDL?Đáp án: Các chức năng của HQTCSDL:Cung cấp môi trường tạo lập CSDL, Cung cấp công cụ kiểm soát, điều khiển truy cập vào CSDL,Cung cấp môi trường cập nhật và khai thác dữ liệu:4.5 Hướng dẫn học sinh tự học:Đối với bài học ở tiết học này: Học bài và trả lời các câu hỏi trong SGK.Đối với bài học ở tiết tiếp theo: Xem trước phần còn lại của bài 2: Hệ quản trị CSDL5.Rút kinh nghiệm :Cần rút kinh nghiệm về :.....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................GV: Trần Thị Trúc Phương3