Chương 1: Tổng Quan

1. Dữ liệu (Data)

Dữ liệu là mô tả hình thức về những sự kiện, khái niệm trong thế giới thực. Dữ liệu có thể là con số, văn bản, hình ảnh, âm thanh, v.v. — bất kỳ thứ gì có thể được lưu trữ và xử lý bởi máy tính.

Phân biệt Data → Information → Knowledge → Wisdom:

• Data (Dữ liệu): Các sự kiện rời rạc, khách quan. VD: "SV001", "Nguyễn Minh", "1/2/1987"
• Information (Thông tin): Dữ liệu đã được phân tích, kết nối có ý nghĩa. VD: “Sinh viên Nguyễn Minh sinh ngày 1/2/1987”
• Knowledge (Tri thức): Thông tin được đặt trong bối cảnh, giúp ra quyết định.
• Wisdom (Trí tuệ): Tri thức được áp dụng với giá trị và kinh nghiệm thực tiễn.

Ví dụ dữ liệu thực tế:

• Thông tin cá nhân của sinh viên
• Bảng điểm của sinh viên
• Hóa đơn bán hàng
• Báo cáo doanh thu bán hàng

2. Hệ thống tập tin (File System)

Hệ thống tập tin là tập hợp các tập tin riêng lẻ, mỗi tập tin phục vụ riêng cho một chương trình ứng dụng cụ thể.

Chương trình ứng dụng 1 ──┐
Chương trình ứng dụng 2 ──┤──▶ Hệ thống quản lý tập tin ──▶ Tập tin 1, 2, 3
Chương trình ứng dụng 3 ──┘

Ưu điểm

• Triển khai ứng dụng nhanh chóng
• Đáp ứng nhanh vì chỉ phục vụ mục đích hạn hẹp, cụ thể

Nhược điểm

3. Cơ sở dữ liệu (Database)

Định nghĩa: Cơ sở dữ liệu (CSDL) là một hệ thống các thông tin có cấu trúc, được lưu trữ trên các thiết bị lưu trữ nhằm thỏa mãn yêu cầu khai thác thông tin đồng thời của nhiều người sử dụng hay nhiều chương trình ứng dụng với những mục đích khác nhau.

Ưu điểm

Các vấn đề cần giải quyết

4. Các đối tượng sử dụng CSDL

Chi tiết từng đối tượng

5. Hệ quản trị CSDL (DBMS)

DBMS – Database Management System là tập hợp các chương trình cho phép người sử dụng tạo ra và duy trì CSDL. DBMS đóng vai trò trung gian giữa người dùng/ứng dụng và dữ liệu thực sự được lưu trên đĩa.

Ba chức năng cốt lõi

Yêu cầu của một DBMS

Các ngôn ngữ giao tiếp trong DBMS

Ví dụ minh họa:

-- DDL: Tạo bảng
CREATE TABLE SINHVIEN (
    MaSV VARCHAR(10) PRIMARY KEY,
    HoTen NVARCHAR(100),
    GioiTinh NVARCHAR(3),
    NgSinh DATE,
    NoiSinh NVARCHAR(100)
);

-- DML: Thêm dữ liệu
INSERT INTO SINHVIEN VALUES ('SV001', N'Nguyễn Minh', N'Nam', '1987-02-01', N'Tp. Hồ Chí Minh');

-- SQL: Truy vấn
SELECT HoTen, NgSinh FROM SINHVIEN WHERE GioiTinh = N'Nam';

-- DCL: Phân quyền
GRANT SELECT ON SINHVIEN TO user_readonly;

Các DBMS phổ biến

6. Các mức biểu diễn một CSDL

Một CSDL được nhìn nhận ở 3 mức khác nhau, tương ứng với 3 nhóm đối tượng khác nhau:

Chi tiết 3 mức

7. Các mô hình dữ liệu

Mô hình dữ liệu là sự trừu tượng hóa của môi trường thực, biểu diễn dữ liệu ở mức quan niệm. Có 5 mô hình chính:

7.1 Mô hình dữ liệu mạng (Network Data Model)

Được xây dựng bởi Honeywell (1964–1965). Dữ liệu được biểu diễn bằng đồ thị có hướng.

Các thành phần:

Ví dụ đồ thị mạng:

7.2 Mô hình dữ liệu phân cấp (Hierarchical Data Model)

Được xây dựng bởi IBM và North American Rockwell (~1965). Dữ liệu tổ chức theo dạng cây phân cấp.

Đặc điểm:

• Mỗi nút của cây biểu diễn một loại thực thể.
• Mối quan hệ từ nút cha → nút con luôn là 1:n.
• Mối quan hệ từ nút con → nút cha luôn là 1:1.
• Giữa hai loại mẫu tin chỉ tồn tại một mối quan hệ duy nhất.

Ví dụ – Hệ thống quản lý hành chính dân số:

7.3 Mô hình thực thể mối kết hợp (ER Model)

Được Peter Pin Shan Chen giới thiệu năm 1976. Đây là mô hình được dùng rộng rãi nhất trong thiết kế CSDL ở mức quan niệm.

Nhìn thế giới thực như tập hợp các thực thể và mối quan hệ giữa chúng.

7.3.1 Loại thực thể (Entity Type)

Là những loại đối tượng/sự vật của thế giới thực tồn tại cụ thể, cần được quản lý.

VD: SINHVIEN, LOP, MONHOC, NHANVIEN, PHONGBAN

Ký hiệu: Hình chữ nhật.

7.3.2 Thực thể (Entity)

Là một thể hiện cụ thể của một loại thực thể.

VD: Loại thực thể SINHVIEN có các thực thể:

• ('SV001', 'Nguyễn Minh', 'Nam', '1/2/1987', 'Tp. HCM')
• ('SV002', 'Trần Năm', 'Nam', '13/2/1987', 'Đồng Nai')

7.3.3 Thuộc tính (Attribute)

Là những tính chất đặc trưng của loại thực thể. Có 3 loại:

7.3.4 Khóa (Key)

Là thuộc tính (hoặc tập thuộc tính) mà giá trị của nó xác định duy nhất một thực thể trong loại thực thể.

Ký hiệu: Thuộc tính khóa được gạch chân.

7.3.5 Loại mối kết hợp (Relationship Type)

Là sự liên kết giữa hai hay nhiều loại thực thể.

Ký hiệu: Hình thoi (hoặc oval).

Ví dụ: SINHVIEN —[Thuộc]— LOP

Giữa hai loại thực thể có thể tồn tại nhiều hơn một loại mối kết hợp. VD: SINHVIEN và LOP có thể có: Thuộc và Là lớp trưởng.

7.3.6 Số ngôi (Degree)

Là số lượng loại thực thể tham gia vào một loại mối kết hợp.

Mối kết hợp Thuộc: 2 ngôi (binary)

Mối kết hợp Dạy: 3 ngôi (ternary)

7.3.7 Bản số (Cardinality)

Thể hiện số lượng tối thiểu và tối đa các thực thể tham gia vào mối kết hợp.

Ký hiệu: (min, max)

Ví dụ:

7.4 Mô hình ER mở rộng (Extended ER)

Chuyên biệt hóa / Tổng quát hóa (Specialization / Generalization)

Tương tự kế thừa trong OOP: loại thực thể con kế thừa thuộc tính của loại thực thể cha, và có thêm thuộc tính riêng.

Mối kết hợp đệ quy (Recursive Relationship)

Loại thực thể có mối kết hợp với chính nó.

VD: Mỗi nhân viên có một người quản lý trực tiếp, và người quản lý đó cũng là một nhân viên.

Loại thực thể yếu (Weak Entity)

VD: THANNHAN của NHANVIEN — thân nhân không có mã định danh riêng, phải gắn với nhân viên cụ thể.

7.5 Mô hình dữ liệu quan hệ (Relational Data Model)

Là mô hình được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Dữ liệu được tổ chức thành các bảng (table/relation).

Ví dụ:

NHANVIEN    (MaNV, HoTen, NgaySinh, DiaChi)
KHACHHANG   (MaKH, HoTen, NgaySinh, DiaChi, DoanhSo)
SANPHAM     (MaSP, TenSP, NuocSX, DonGia)
HOADON      (SoHD, NgayHD, MaKH, TriGia, MaNV)
CTHD        (SoHD, MaSP, SL)

Các bảng liên kết với nhau qua khóa ngoại (Foreign Key):

• HOADON.MaKH → KHACHHANG.MaKH
• HOADON.MaNV → NHANVIEN.MaNV
• CTHD.SoHD → HOADON.SoHD
• CTHD.MaSP → SANPHAM.MaSP

7.6 Mô hình dữ liệu hướng đối tượng (Object-Oriented Data Model)

Ra đời vào cuối những năm 1980 – đầu 1990, dựa trên cách tiếp cận hướng đối tượng.

Các khái niệm cốt lõi: Lớp (Class), Thuộc tính (Attribute), Phương thức (Method/Operator).

Bốn đặc trưng:

Tổng kết