Tin học: CÁC LOẠI KIẾN TRÚC CỦA HỆ CƠ SỞ DỮ LIỆU MỤC ĐÍCH YÊU CẦU I. HS nắm được các thao tác cơ bản sau: - Biết các khái niệm về các cách tổ chức CSDL tập trung và CSDL phân tán.- Biết ưu nhược điểm của mỗi cách thức tổ chức. II. III. PHƯƠNG PHÁP, HƯƠNG TIỆN DẠY HỌC • Phương pháp: Thuyết trình vấn đáp • Phương tiện: Máy chiếu, máy tính, phông chiếu hoặc bảng NỘI DUNG Hoạt động của GV và HS Ổn định lớp: Nội dung Chào Thầy cô. Cán bộ lớp báo cáo sỉ số Chỉnh đốn trang phục GV: Một người có thể sử dụng máy tính cá 1. Các hệ CSDL tập trung Với hệ CSDL tập trung, toàn bộ dữ nhân để tạo lập, bảo trì và khai thác CSDL liệu được lưu trữ tại một máy hoặc quản lí công vệc của mình. Thậm chí mỗi một dàn máy. Những người dùng từ cá nhân có thể dùng một CSDL để quản lí xa có thể truy cập vào CSDL thông địa chỉ của bạn bè, mối liên lạc công việc, qua các phương tiện truyền thông dữ quản lí việc thu, chi của gia đình, tổ chức liệu. Nói chung có ba kiểu kiến trúc các thư viện CD nhạc và Video,… Với qui mô lớn, một tổ chức có thể xây dựng một hệ CSDL gồm nhiều CSDL nhỏ đặt ở nhiều nơi cách xa nhau và được liên kết với nhau. Có hai loại kiến trúc hệ CSDL: tập trung và phân tán. tập trung: GV: Theo em hiểu thế nào là tập trung, thế nào là phân tán? GV: Em hiểu thế nào là cụm từ “cá nhân” ? HS: Cá nhân theo em hiểu là của một người. GV: Do một người đảm nhận tất cả các công việc do đó việc sử dụng và phát triển các hệ CSDL cá nhân khá đơn giản và dễ a. Hệ CSDL cá nhân dàng, tuy nhiên tính an toàn không cao. Là hệ CSDL có một người dùng, người này vừa thiết kế, vừa tạo lập, GV: Như chúng ta đã biết hệ thống bán vừa cập nhật và bảo trì CSDL, đồng vé máy bay của hãng hàng không Việt thời cũng là người khai thác thông Nam, hệ thống bán vé tàu của ngành tin, tự lập và hiển thị các báo cáo. đường sắt, hệ thống ngân hàng …Cụ thể b. Hệ CSDL trung tâm như hệ thống ngân hàng ngoài trụ sở Là hệ CSDL với dữ liệu được lưu trữ chính thì mỗi ngân hàng đều có rất nhiều trên máy tính trung tâm, nhiều người chi nhánh ở tất cả các địa phương. Hoặc sử dụng từ xa có thể truy cập CSDL các máy rút tiên tự động mặc dù chúng ta này thông qua các thiết bị đầu cuối thấy nó ở khắp mọi nơi nhưng khi chúng và các phương tiện truyền thông. ta rút tiền thì chúng đều phải liên lạc về Tùy thuộc vào quy mô của tổ chức, trung tâm ngân hàng để lấy thông tin về máy tính trung tâm này là một dàn tài khoản của chúng ta. máy hay một máy. Các hệ CSDL trung tâm thường rất lớn và có nhiều GV: Trong gia đình chúng ta theo em có người dùng, ví dụ các hệ thống đăng mô hình khách chủ không? kí và bán vé máy bay, các hệ thống HS: Trả lời câu hỏi. thông tin của tổ chức tài chính,… GV: Có vì trên thực tế trong gia đình Bố mẹ là thành phần chủ có nhiệm vụ cung c. Hệ CSDL khách - chủ cấp tài nguyên và các con là thành phần - Trong kiến trúc khách-chủ, các khách yêu cầu tài nguyên. thành phần (của hệ QTCSDL) tương HS đã từng làm quen với thuật ngữ khách tác với nhau tạo nên hệ thống gồm - chủ ở SGK tin học 10, ở mục mô hình thành phần yêu cầu tài nguyên và mạng, liên quan đến máy khách, máy thành phần cấp tài nguyên. Hai chủ. Trong mục này giới thiệu hệ CSDL thành phần này không nhất thiết khách chủ, quan tâm đến CSDL và vị trí phải cài đặt trên cùng một máy tính. các thành phần của hệ QTCSDL được cài - Thành phần cấp tài nguyên thường đặt. được cài đặt tại một máy chủ trên mạng (cục bộ) - Còn thành phần yêu cầu tài nguyên Có thể cài đặt tại nhiều máy khác trên mạng (ta gọi là các máy khách). - Phần mềm CSDL trên máy khách Hình 50. Hệ CSDL khách - chủ quản lí các giao diện khi thực hiện chương trình. - Kiến trúc loại này có một số ưu điểm sau: + Khả năng truy cập rộng rãi đến các CSDL. + Nâng cao khả năng thực hiện: các CPU ở máy chủ và máy khách khác GV: Ví dụ: Một ngân hàng quốc gia có nhiều chi nhánh, ở mỗi thành phố có một chi nhánh, CSDL tại mỗi chi nhánh quản lí các tài khoản của dân cư và đơn vị kinh doanh tại thành phố này. Thông qua một mạng truyền thông, các CSDL tại các chi nhánh nhau có thể cùng chạy song song, mỗi CPU thực hiện nhiệm vụ của riêng nó. + Chi phí cho phần cứng có thể được giảm do chỉ cần máy chủ có cấu hình đủ mạnh để lưu trữ và quản trị CSDL. tạo thành một hệ CSDL phân tán. Người + Chi phí cho truyền thông được chủ của một tài khoản có thể thực hiện giảm do một phần các thao tác được các giao dịch (chẳng hạn rút một khoản giải quyết trên máy khách, chỉ cần: tiến trong tài khoản) ở chi nhánh đặt tại yêu cầu về truy cập CSDL gửi đến địa phương họ (Hà Nội chẳng hạn), nhưng máy chủ và dữ liệu kết quả gửi về cũng có thể thực hiện giao dịch ở một chi cho máy khách. nhánh đặt tại thành phố khác (HCM chẳng + Nâng cao khả năng đảm bảo tính hạn). nhất quán của dữ liệu vì các ràng Như vậy các CSDL ở các chi nhánh được buộc được định nghĩa và kiểm tra chỉ gọi là CSDL con. tại máy chủ. + Kiến trúc này phù hợp với việc mở rộng các hệ thống. GV: Cần phải phân biệt CSDL phân tán với xử lí phân tán. Điểm quan trọng trong khái niệm CSDL phân tán là ở chỗ các dữ liệu được chia ra đặt ở những trạm khác nhau trên mạng. Nếu dữ liệu tập trung tại một trạm và những người dùng trên các trạm khác có thể truy cập được dữ liệu này, ta nói đó là hệ CSDL tập trung xử lí phân tán chứ không phải là CSDL phân 2. Các hệ CSDL phân tán tán. a. Khái niệm CSDL phân tán - CSDL phân tán là một tập hợp dữ liệu có liên quan (về logic) được dùng chung và phân tán về mặt vật lí trên một mạng máy tính. Một hệ QTCSDL phân tán là một hệ thống phần mềm cho phép quản trị CSDL phân tán và làm cho người sử dụng không nhận thấy sự phân tán về lưu trữ dữ liệu. - Người dùng truy cập vào CSDL phân tán thông quan chương trình ứng dụng. Các chương trình ứng dụng được chia làm hai loại: + Chương trình không yêu cầu dữ liệu từ nơi khác. + Chương trình có yêu cầu dữ liệu từ nơi khác. - Có thể chia các hệ CSDL phân tán Hình 52. Hệ CSDL phân tán thành 2 loại chính: thuần nhất và hỗn hợp. + Hệ CSDL phân tán thuần nhất: các nút trên mạng đều dùng cùng một hệ QTCSDL. + Hệ CSDL phân tán hỗn hợp: các nút trên mạng có thể dùng các hệ QTCSDL khác nhau. b. Một số ưu điểm và hạn chế của các hệ CSDL phân tán Sự phân tán dữ liệu và các ứng Hình 53. Hệ CSDL tập trung xử lí phân tán dụng có một số ưu điểm so với các hệ CSDL tập trung: GV: Ở CSDL tập trung, khi một trạm làm + Cấu trúc phân tán dữ liệu thích việc gặp sự cố thì công việc ở trạm đó và hợp cho bản chất phân tán của nhiều các trạm khác sẽ bị ngừng lại. Trong khi người dùng. đó các hệ CSDL phân tán được thết kế để + Dữ liệu được chia sẻ trên mạng hệ thống tiếp tục làm việc được cho dù nhưng vẫn cho phép quản trị dữ liệu gặp sự cố ở một số trạm. Nếu một nút địa phương (dữ liệu đặt tại mỗi trạm) + Dữ liệu có tính sẵn sàng cao. + Dữ liệu có tính tin cậy cao vì khi một nút gặp sự cố, có thể khôi phục được dữ liệu tại đây do bản sao của nó có thể được lưu trữ tại một nút khác nữa. + Hiệu năng của hệ thống được nâng cao hơn. + Cho phép mở rộng các tổ chức một cách linh hoạt. Có thể thêm nút mới (trên mạng) bị hỏng thì hệ thống có thể chuyển những yêu cầu dữ liệu của nút này đến cho một nút khác. vào mạng máy tính mà không ảnh hưởng đến hoạt động của các nút sẵn có. So với các hệ CSDL tập trung, hệ CSDL phân tán có một số hạn chế như sau: + Hệ thống phức tạp hơn vì phải làm ẩn đi sự phân tán dữ liệu đối với người dùng. + Chi phí cao hơn. + Đảm bảo an ninh khó khăn hơn. + Đảm bảo tính nhất quán dữ liệu khó hơn. + Việc thiết kế CSDL phân tán phức tạp hơn IV. CỦNG CỐ , DẶN DÒ: - Nhắc lại khái niệm cơ bản. - Ra bài tập về nhà.  ... Trong người dùng hệ CSDL phân tán thết kế để + Dữ liệu chia sẻ mạng hệ thống tiếp tục làm việc cho dù cho phép quản trị liệu gặp cố số trạm Nếu nút địa phương (dữ liệu đặt trạm) + Dữ liệu có tính... khai thác thông Nam, hệ thống bán vé tàu ngành tin, tự lập hiển thị báo cáo đường sắt, hệ thống ngân hàng …Cụ thể b Hệ CSDL trung tâm hệ thống ngân hàng trụ sở Là hệ CSDL với liệu lưu trữ ngân hàng... thành loại chính: hỗn hợp + Hệ CSDL phân tán nhất: nút mạng dùng hệ QTCSDL + Hệ CSDL phân tán hỗn hợp: nút mạng dùng hệ QTCSDL khác b Một số ưu điểm hạn chế hệ CSDL phân tán Sự phân tán liệu ứng