Bài giảng Nhập môn Tin học - Chương 5: Lưu trữ và xử lý dữ liệu - Từ Thị Xuân Hiền

Chương 5Lưu trữ và xử lý dữ liệu8/22/20211Khái niệm về dữ liệuDữ liệu là một tập hợp các sự kiện chưa được tổ chức nhưng có thể được tổ chức thành thông tin hữu ích.Thông tin: dữ liệu đã được sắp xếp theo một trật tự và dạng thức có ích cho dùng.8/22/20212Khái niệm xử lý dữ liệuXử lý dữ liệu là một loạt các hành động hoặc hoạt động có thể chuyển đổi dữ liệu thành thông tin hữu ích.Một hệ thống xử lý dữ liệu bao gồm các tài nguyên như con người, quy trình và các thiết bị sử dụng để xử lý dữ liệu đầu vào cho cho kết quả đầu ra như mong muốn.8/22/20213Sự phân cấp lưu trữ dữ liệu8/22/20214Sự phân cấp lưu trữ dữ liệuBit: đơn vị lưu trữ nhỏ nhất của dữ liệu, có 2 giá trị là 0 hoặc là 1.Kí tự: Nhiều bit có quan hệ với nhau được kết hợp lại thành 1 dạng kí tự (hay 1 byte)..Trường: Nhiều kí tự có quan hệ với nhau được kết hợp lại thành một trường. 8/22/20215Sự phân cấp lưu trữ dữ liệuBản ghi: Nhiều trường có quan hệ với nhau được kết hợp lại thành một bản ghi. Tập tin: Nhiều bản ghi có quan hệ với nhau được kết hợp lại thành một tập tin. Cơ sở dữ liệu: Nhiều tập tin có quan hệ với nhau được kết hợp lại thành 1 dạng tập tin. 8/22/20216Sự phân cấp lưu trữ dữ liệu8/22/20217Phương thức chuẩn tổ chức dữ liệuHai tiêu chuẩn cho việc tổ chức dữ liệu:Hướng tiếp cận tập tin Hướng tiếp cận cơ sở dữ liệu8/22/20218Hướng tiếp cận tập tinDữ liệu của ứng dụng được tổ chức thành một hay nhiều tập tin.Chương trình ứng dụng xử lý dữ liệu được lưu giữ trong những tập tin này để cho ra những kết quả mong muốn8/22/20219Hướng tiếp cận tập tinFile management system:Tập các chương trình được cung cấp để tạo điều kiện cho người dùng tổ chức, tạo, xóa, cập nhật và thao tác trên các tập tin.8/22/202110Hướng tiếp cận tập tinFile management system hỗ trợ các loại file:Transaction file: lưu trữ dữ liệu đầu vào cho đến khi nó được xử lýMaster file: lưu trữ tất cả dữ liệu hiện hành liên quan đến ứng dụng.Output file: lưu trữ kết quả của chương trình ứng dụng mà nó sẽ là dữ liệu đầu vào cho ứng dụng khác.8/22/202111Hướng tiếp cận tập tinReport file: lưu trữ một bản sao của một bản báo cáo được tạo ra bởi một ứng dụng.Backup file: bản sao của một tập tin, được tạo ra như là một biện pháp phòng ngừa an toàn, chống mất mát dữ liệu8/22/202112Tổ chức tập tinCó 3 cách tổ chức tập tin thông dụng:Tuần tự (Sequential): các mẫu tin được lưu trữ tăng dần hoặc giảm dần được xác định bởi giá trị của các cột trong các record.Ngẫu nhiên (Direct/random): bản ghi mong muốn liên quan đến giao dịch hiện tại có thể được đặt trực tiếp theo giá trị khóa chính của nó mà không cần phải điều hướng thông qua trình tự của các mẫu tin khác8/22/202113Tổ chức tập tinLập chỉ mục tuần tự (indexed sequential): có hai tập tin cho mỗi tập tin dữ liệu:Các tập tin dữ liệu trong đó có các mẫu tinCác tập tin chỉ mục nhỏ hơn, trong đó có khóa và địa chỉ của mỗi bản ghi lưu trong các tập tin dữ liệu8/22/202114Tổ chức tập tin8/22/202115Ưu và nhược của cách tiếp cận tập tinƯu điểm:Xử lý dữ liệu cho các ứng dụng đơn giản, không tốn kém, và thường dễ sử dụng. Khuyết điểm :Hạn chế sự linh hoạt trong truy vấn Tính dư thừa dữ liệu Vấn đề toàn vẹn dữ liệu Thiếu tích độc lập chương trình/dữ liệu.Khó bảo mật dữ liệu8/22/202116Hệ quản trị cơ sở dữ liệuTrong cách tiếp cận hướng cơ sở dữ liệu của việc tổ chức dữ liệu, một tập các chương trình được cung cấp cho người dùng trong việc tổ chức, tạo, xóa, cập nhật và duy trì dữ liệu trong cơ sở dữ liệu.Tập tất cả chương trình như trên gọi là hệ quản trị cơ sở dữ liệu (Database management system-DBMS)8/22/202117Mô hình dữ liệu – Data modelMô hình dữ liệu xác định cách thức mà các tập tin khác nhau của một cơ sở dữ liệu được liên kết với nhauCó 4 mô hình dữ liệu thông dụngPhân cấp Mạng Quan hệHướng đối tượng 8/22/202118Mô hình phân cấpCác yếu tố dữ liệu được liên kết theo dạng cấu trúc của 1 hình cây. Có mối quan hệ cha-con giữa các thành phần dữ liệu. Một phần tử dữ liệu cha có một hoặc nhiều phần tử dữ liệu con nhưng mỗi phần tử con chỉ có một phần tử cha. 8/22/202119Mô hình phân cấp8/22/202120Mô hình mạngLà sự mở rộng của mô hình phân cấp. Các phần tử của một cơ sở dữ liệu được tổ chức theo mối quan hệ cha -con, nhưng mỗi con có thể có nhiều cha hoặc không có.Hệ quản trị cơ sở dữ liệu cho phép khai thác các thông tin bắt đầu từ phần tử dữ liệu bất kỳ trong mô hình. 8/22/202121Mô hình mạng8/22/202122Mô hình mạng8/22/202123Mô hình cơ sở dữ liệu quan hệCác phần tử dữ liệu được tổ chức thành nhiều bảng. Mỗi bảng gồm các hàng và cột. Mỗi cột mô tả một thuộc tính gọi là trường dữ liệu (field hay thuộc tính)Mỗi hàng mô tả thông tin cụ thể của một đối tượng gọi là bản ghi dữ liệu (tuple-bộ). 8/22/202124Mô hình cơ sở dữ liệu quan hệMỗi bảng lưu trữ như là một tập tin tuần tự. Các dữ liệu trong một bảng có thể liên quan đến dữ liệu trong một bảng khác thông qua việc sử dụng chung một trường. 8/22/202125Mô hình cơ sở dữ liệu quan hệ8/22/202126Mô hình cơ sở dữ liệu quan hệKết quả truy vấn thông tin từ cơ sở dữ liệu 8/22/202127Mô hình dữ liệu hướng đối tượngDữ liệu trong mô hình hướng đối tượng được xem như các đối tượngMỗi đối tượng trong mô hình hướng đối tượng có các thành phần:Thuộc tính Phương thứcMối quan hệ giữa các đối tượng8/22/202128Mô hình dữ liệu hướng đối tượng8/22/202129Các thành phần chính của DBMSDBMS cho phép người dùng tổ chức, xử lý và truy vấn dữ liệu từ một cơ sở dữ liệu mà không cần biết về cấu trúc cơ sở dữ liệu.Có 4 thành phần cơ bản trong DBMS:Data definition language (DDL): ngôn ngữ định nghĩa cấu trúc của cơ sở dữ liệu.Data manipulation language (DML): giúp người dùng nhập và thao tác dữ liệu.Query language: cho phép người dùng xác định yêu cầu truy vấn thông tin mong muốn từ cơ sở dữ liệu.8/22/202130Các thành phần chính của DBMSReport generator: công cụ tạo báo cáo, giúp người dùng thiết kế bố báo cáo theo một định dạng như mong muốn.8/22/202131Các chức năng của DBMSTạo cơ sở dữ liệuLưu trữ, truy xuất và cập nhật dữ liệuQuản lý giao tác (transaction management).Điều khiển đồng thời (concurrency control)Sao lưu và phục hồi dữ liệu.Bảo mật dữ liệuHỗ trợ truyền thông dữ liệu.Duy trì tính toàn vẹn / nhất quán dữ liệu.Cung cấp các tiện ích.8/22/202132Tạo cơ sở dữ liệuTạo cơ sở dữ liệu gồm 3 bước:Định nghĩa cấu trúc của cơ sở dữ liệu.Thiết kế form để hiển thị và nhập dữ liệu.Nhập dữ liệu vào cơ sở dữ liệu.8/22/202133Tạo cơ sở dữ liệuVí dụ một form nhập liệu8/22/202134Xem, xóa, hiệu chỉnh, thêm mẫu tinTất cả các hệ quản trị cơ sở dữ liệu đều cung cấp các công cụ cho phép xem, xóa, hiệu chỉnh và thêm mẫu tin vào trong cơ sở dữ liệu.Ngoài ra DBMS còn cung cấp các công cụ cho phép lọc dữ liệu theo các điều kiện của người dùng.8/22/202135Tìm kiếm dữ liệuHầu hết các hệ quản trị CSDL đều cung cấp chức năng giúp người dùng có thể tìm những thông tin cần thiếtFind command: lệnh truy vấn dữ liệu đơn giản.Query language: truy vấn dữ liệu với những điều kiện phức tạp.Query by example (QBE): cung cấp giao diện người dùng đơn giản để truy vấn dữ liệu theo điều kiện được chỉ định8/22/202136Tạo reportReport được tạo bằng công cụ tạo report của hệ quản trị CSDL.Report là kết xuất dữ liệu được truy vấn từ cơ sở dữ liệu theo một dạng thức mong muốn của người dùng.Một report bao gồm các thành phần:Tiêu đề chính, tiêu đề phụTiêu đề của cột trong bảng kết xuấtCác thành phần dữ liệu khác8/22/202137Tạo report8/22/202138