SỞ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO THÁI BÌNHTRƯỜNG THPT LÝ BÔN GIÁO ÁN LÝ THUYẾTBÀI 12: CÁC LOẠI KIẾN TRÚC CỦA HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU[Tiết 3]Nhóm giáo viên: Nguyễn Thị LoanKhiếu Thị PhươngPhạm Thị HoànTrần Thuý NgọcThái Bình, tháng 7 năm 2008BÀI 12: CÁC LOẠI KIẾN TRÚC CỦA HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆUI. Mục đích, yêu cầu- Biết các khái niệm về cách tổ chức CSDL tập trung và CSDL phân tán.- Biết ưu nhược điểm của mỗi cách thức tổ chức.II. Phương tiện giảng dạySách giáo khoa.Máy tính, máy chiếu hoặc một số ảnh minh họa.III. Phương pháp giảng dạySử dụng phương pháp thuyết trình, vấn đáp.Sử dụng tranh ảnh để minh họa.IV. Tiến trình bài giảng1. Ổn định lớp[ 2’]Kiểm tra sỹ số.Kiểm tra cơ sở vật chất phục vụ bài giảng.2. Kiểm tra bài cũ[ 7’]- Hãy nêu các kiểu kiến trúc tập trung?- Trong các loại hệ CSDL tập trung, loại nào không cần đến đường truyền? Hãy giải thích tại sao?- Em hãy cho biết khi khai thác hệ CSDL trung tâm, thông tin được truyền trên đường truyền thông giữa các máy trong hệ CSDL thuộc loại gì?3. Nội dung bài mới.Đặt vấn đề[1’]Ở hai tiết trước chúng ta đã được học thế nào là các hệ CSDL tập trung, đặc điểm và ưu điểm của chúng. Trong tiết học hôm nay chúng ta tiếp tục tìm hiểu một kiến trúc CSDL nữa đó là kiến trúc hệ CSDL phân tán.Nội dung Hoạt động thầy và tròThời gian1. Các hệ CSDL tập trung2. Các hệ CSDL phân tána. 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 quản trị CSDL 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 qua các chương trình ứng dụng. Các chương trình ứng dụng được chia thành 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 thành hai 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.Lưu ý: Cần phân biết hai khái niệm CSDL phân tán và CSDL tập trung xử lý phân tán. Nếu dữ liệu tập trung tại một trạm và những người dùng trên các trạm khác có thể truy cập được dữ liệu này thì đó gọi là CSDL tập trung xử lý phân tán chứ không phải là CSDL phân tánb. Một số ưu điểm và hạn chế của các Trình bày trong Tiết 1, 2GV: Với các hệ CSDL tập trung, dữ liệu được định nghĩa và quản trị tại một cơ sở duy nhất được đặt tại một vị trí như vậy khi có nhiều yêu cầu dịch vụ lấy những tài nguyên khác nhau từ những nơi khác nhau, những máy trung tâm phải lần lượt đáp ứng từng yêu cầu một như vậy xảy ra tình trạng “chậm chạp” hoặc “tắc nghẽn” đường truyền.Đối với việc có một hệ CSDL phân tán sẽ giải quyết được khó khăn trên khi CSDL được đặt ở các vị trí khác nhau, cho phép truy cập được dữ liệu trong tất cả các đơn vị, những dữ liệu nào thường hay dùng ở đơn vị nào thì được đặt tại đơn vị đó.Ta có thể xét một ví dụ cụ thể như sau: Một ngân hàng có nhiều chi nhánh, ở mỗi địa phương có một chi nhánh, CSDL tại mỗi chi nhánh lưu trữ thông tin về các tài khoản của dân cư và các đơn vị kinh doanh tại địa phương đó. Thông qua một mạng truyền thông, các CSDL tại các chi nhánh tạo thành một hệ CSDL có kết nối với nhau, người chủ tài khoản có thể giao dịch tại mọi địa phương mà ngân hàng này có chi nhánh và hệ CSDL này được gọi là hệ CSDL phân tán.: Vậy thế nào là CSDL phân tán? Thế nào là hệ QTCSDL phân tán?: Vậy để truy cập vào hệ CSDL phân tán người dùng phải làm như thế nào?GV: Để truy cập vào hệ CSDL phân tán người dùng cần có chương trình ứng dụng, có hai loại chương trình ứng dụng đó là chương trình ứng dụng có yêu cầu dữ liệu từ nơi khác và không yêu cầu dữ liệu từ nơi khác. Hệ CSDL phân tán được chia làm mấy loại?GV: Hệ CSDL phân tán được chia làm hai loại: hệ CSDL phân tán thuần nhất và hỗn hợp.15’hệ cơ sở dữ liệu phân tánSự phân tán dữ liệu và các ứng dụng có một số ưu điểm so với các hệ CSDL tập trung:- Cấu trúc phân tán dữ liệu phù hợp cho bản chất phân tán của nhiều người dùng.- Dữ liệu được chia sẻ trên mạng nhưng vẫn cho phép quản trị dữ liệu địa phương [dữ liệu đặt tại mỗi trạm].- Dữ liệu có tính sẵn sàng cao.- Dữ liệu có tính sẵn sàng 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 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 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.GV: Với cách bố trí CSDL ở nhiều nơi thì hệ CSDL phân tán có ưu điểm hơn hệ CSDL tập trung đó là khi mạng xảy ra sự cố. Với hệ CSDL tập trung nếu một trạm gặp sự cố thì các trạm khác sẽ ngừng hoạt động theo còn với hệ CSDL phân tán được thiết kế để hệ thống có thể tiếp tục làm việc khi gặp sự cố ở một số trạm.15’4. Củng cố bài học [3’]Nhắc lại các kiến thức đã học trong bài: CSDL phân tán, hệ CSDL phân tán; ưu điểm, nhược điểm của hệ CSDL phân tán.5. Giao bài tập về nhà[2]Giao cho học sinh làm bài tập trong sách giáo khoa và sách bài tập.
Giáo án Tin học 12§12 CÁC LOẠI KIẾN TRÚC CỦA HỆ CƠ SỞ DỮ LIỆUTiết 43,44,45Tuần:26-27-28I. MỤC ĐÍCH YÊU CẦUHS 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. PHƯƠNG PHÁP, HƯƠNG TIỆN DẠY HỌC• Phương pháp: Thuyết trình vấn đáp• Phương tiện: Máy chiếu, máy tính, phông chiếu hoặc bảngIII. NỘI DUNGHoạt động của GV và HS Nội dungGV: Một người có thể sử dụng máy tính cá nhân để tạo lập, bảo trì và khai thác CSDL quản lí công vệc của mình. Thậm chí mỗi cá nhân có thể dùng một CSDL để quản lí địa chỉ của bạn bè, mối liên lạc công việc, quản lí việc thu, chi của gia đình, tổ chức 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.GV: Theo em hiểu thế nào là tập trung, 1. Các hệ CSDL tập trungVới hệ CSDL tập trung, toàn bộ dữ liệu được lưu trữ tại một máy hoặc một dàn máy. Những người dùng từ xa có thể truy cập vào CSDL thông qua các phương tiện truyền thông dữ liệu. Nói chung có ba kiểu kiến trúc tập trung:Giáo án Tin học 12thế 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 dàng, tuy nhiên tính an toàn không cao.GV: Như chúng ta đã biết hệ thống bán vé máy bay của hãng hàng không Việt Nam, hệ thống bán vé tàu của ngành đường sắt, hệ thống ngân hàng …Cụ thể như hệ thống ngân hàng ngoài trụ sở chính thì mỗi ngân hàng đều có rất nhiều chi nhánh ở tất cả các địa phương. Hoặc các máy rút tiên tự động mặc dù chúng ta thấy nó ở khắp mọi nơi nhưng khi chúng ta rút tiền thì chúng đều phải liên lạc về trung tâm ngân hàng để lấy thông tin về tài khoản của chúng ta.GV: Trong gia đình chúng ta theo em có mô hình khách chủ không?HS: Trả lời câu hỏi.GV: Có vì trên thực tế trong gia đình Bố mẹ là thành phần chủ có nhiệm vụ cung cấp tài nguyên và các con là thành phần a. Hệ CSDL cá nhânLà hệ CSDL có một người dùng, người này đóng vai trò của người quản trị CSDL đồng thời có thể là người viết chương trình ứng dụng và cũng là người dùng đầu cuối của hệ thống. Hệ CSDL cá nhân khá đơn giản và dễ dàng, tuy nhiên tính an toàn thường không cao .b. Hệ CSDL trung tâmLà hệ CSDL được cài đặt trên máy tính trung tâm, nhiều người sử dụng từ xa có thể truy cập CSDL này thông qua các thiết bị đầu cuối và các phương tiện truyền thông. Tùy thuộc vào quy mô của tổ chức, máy tính trung tâm này là một dàn máy hay một máy. Các hệ CSDL trung tâm thường rất lớn và có nhiều người dùng, ví dụ các hệ thống đăng kí và bán vé máy bay, các hệ thống thông tin của tổ chức tài chính,…c. Hệ CSDL khách - chủGiáo án Tin học 12khách yêu cầu tài nguyên.HS đã từng làm quen với thuật ngữ khách - chủ ở SGK tin học 10, ở mục mô hình mạng, liên quan đến máy khách, máy chủ. Trong mục này giới thiệu hệ CSDL khách chủ, quan tâm đến CSDL và vị trí các thành phần của hệ QTCSDL được cài đặt.Hình 50. Hệ CSDL khách - chủGV: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 tạo thành một hệ CSDL phân tán. - Trong kiến trúc khách-chủ, các thành phần [của hệ QTCSDL] tương tác với nhau tạo nên hệ thống gồm thành phần yêu cầu tài nguyên và thành phần cấp tài nguyên. Hai thành phần này không nhất thiết phải cài đặt trên cùng một máy tính.- Thành phần cấp tài nguyên thường được cài đặt tại một máy chủ trên mạng [cục bộ]- Còn thành phần yêu cầu tài nguyênCó thể cài đặt tại nhiều máy khác trên mạng [ta gọi là các máy khách].- Phần mềm quản trị CSDL trên máy khách quản lí các giao diện khi thực hiện chương trình.- Kiến trúc loại này có một số ưu điểm sau:+ Nâng cao khả năng thực hiện: các CPU ở máy chủ và máy khách khác 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.+ Nâng cao khả năng đảm bảo tính nhất quán của dữ liệu vì các ràng buộc được định nghĩa và kiểm tra chỉ tại máy chủ.+ Bổ sung thêm máy khách là dễ dàng.Giáo án Tin học 12Người chủ của một tài khoản có thể thực hiện các giao dịch [chẳng hạn rút một khoản tiến trong tài khoản] ở chi nhánh đặt tại địa phương họ [Hà Nội chẳng hạn], nhưng cũng có thể thực hiện giao dịch ở một chi nhánh đặt tại thành phố khác [HCM chẳng hạn].Như vậy các CSDL ở các chi nhánh được gọi là CSDL con.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 tán.2. Các hệ CSDL phân tána. 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 thành 2 loại chính: thuần nhất và hỗn hợp.Giáo án Tin học 12Hình 52. Hệ CSDL phân tánHình 53. Hệ CSDL tập trung xử lí phân tánGV: Ở CSDL tập trung, khi một trạm làm việc gặp sự cố thì công việc ở trạm đó và các trạm khác sẽ bị ngừng lại. Trong khi đó các hệ CSDL phân tán được thết kế để hệ thống tiếp tục làm việc được + 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 tánSự phân tán dữ liệu và các ứng dụng có một số ưu điểm so với các hệ CSDL tập trung:+ Cấu trúc phân tán dữ liệu thích hợp cho bản chất phân tán của nhiều người dùng.+ Dữ liệu được chia sẻ trên mạng nhưng vẫn cho phép quản trị dữ liệu 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 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