CSDL là gì? Các mô hình cơ sở dữ liệu quan trọng bạn nên biết

Bạn đang tìm hiểu về quản trị cơ sở dữ liệu? Bạn đang thắc mắc về khái niệm CSDL là gì? Các mô hình cơ sở dữ liệu phổ biến hiện nay. Tất cả những điều mà bạn thắc mắc sẽ được chúng tôi giải đáp trong bài viết dưới đây!

CSDL là gì? Các mô hình cơ sở dữ liệu

Khái niệm hệ CSDL là gì? 

CSDL là viết tắt của cụm từ Cơ sở dữ liệu, đây là khái niệm để chỉ một tập hợp tổ chức của thông tin có cấu trúc hoặc dữ liệu được lưu trữ dưới dạng điện tử trong một hệ thống máy tính.

Các CSDL được sắp xếp theo cấu trúc riêng, tạo thành những trường dữ liệu, bản dữ liệu và có thể liên hệ với nhau. Được người sử dụng chỉnh sửa, bổ sung, truy cập hoặc truy xuất tùy theo mục đích sử dụng khác nhau.

Các mô hình cơ sở dữ liệu 

Có 4 mô hình cơ sở dữ liệu chính như sau:

Mô hình dữ liệu phân cấp (Hierarchical model)

Đây là mô hình cơ sở dữ liệu đầu tiên, được ra đời vào những năm 60. Cấu trúc của nó gồm có nhiều nút, mỗi nút biểu diễn cho một thực thể nhất định. Giữa hai nút được liên kết với nhau dựa theo các mối quan hệ.

Ưu điểm của loại mô hình này là dễ xây dựng và thao tác, phù hợp với những tổ chức phân cấp như tổ chức nhân sự trong các doanh nghiệp. Tuy nhiên, nó lại thường xảy ra tình trạng lặp lại các bản ghi dư thừa và không nhất quán.

 

Mô hình dữ liệu mạng (Network model)

Mô hình dữ liệu mạng hay còn được gọi là mô hình mạng, mô hình này ra đời sau mô hình phân cấp. Mô hình dữ liệu mạng có cấu trúc dữ liệu tổ chức thành một đồ thị hướng. Tại đây, các đỉnh là các thực thể, các cung là quan hệ giữa hai đỉnh, một bản ghi có thể liên kết với nhiều kiểu bản ghi khác. 

Một thực thể con có thể chứa nhiều thực thể cha và có nhiều đường dẫn truy cập đến một dữ liệu theo cấu trúc mô hình dữ liệu mạng đã được định sẵn từ trước. 

Khi sử dụng mô hình này, người dùng có thể biểu diễn đa dạng các ngữ nghĩa theo kiểu bản ghi, móc nối và truy vấn nhanh chóng thông qua phép duyệt đồ thị Navigation. 

Tuy nhiên, mô hình dữ liệu mạng vẫn còn tồn tại một số điểm hạn chế như số lượng con trỏ lớn, hạn chế trong việc biểu diễn ngữ nghĩa và móc nối giữa các bản ghi lại với nhau.

 

Mô hình dữ liệu quan hệ (Relational model)

Mô hình dữ liệu quan hệ là mô hình dựa trên lý thuyết tập hợp và đại số quan hệ. Nhờ áp dụng điều này mà mô hình dữ liệu quan hệ có tính chặt chẽ và rõ ràng hơn. Mô hình này được sử dụng thông dụng nhất hiện nay. 

Mô hình quan hệ được tổ chức dưới dạng các phép toán thao tác trên dữ liệu dựa trên lý thuyết tập hợp của toán học. Sử dụng các phép toán như hợp, giao, chia, trừ, chiếu, chọn, kết nối,..để xây dựng mô hình.

Ưu điểm cần được nhắc đến ở loại mô hình này là khả năng tối ưu hóa đa dạng các xử lý dựa trên lý thuyết tập hợp và đại số quan hệ. 

Nhược điểm của mô hình này vẫn chưa linh hoạt và hạn chế trong việc biểu diễn ngữ nghĩa phức tạp của các quan hệ thực tế.

Mô hình dữ liệu hướng đối tượng (Object Oriented model)

Mô hình dữ liệu hướng đối tượng ra đời muộn hơn so với 3 mô hình trên. Mô hình này ra đời vào khoảng đầu những năm 90, trong đó các thuộc tính dữ liệu và các phương thức thao tác trên các thuộc tính đó đều được đóng gói trong những cấu trúc nhất định. 

Mô hình này cho phép định nghĩa được các kiểu đối tượng phức tạp khác nhau như: bao đóng (encapsulation), kế thừa (heritage) và đa hình (polymorphism). 

Nhược điểm của cấu trúc này đó là cấu trúc lưu trữ còn phức tạp, cần phải sử dụng đến nhiều con trỏ. Ngoài ra, khả năng tối ưu hóa chưa tốt, còn bị hạn chế trong một số trường hợp. 

 

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu là gì? Các hệ quản trị cơ sở dữ liệu phổ biến

Khái niệm 

Hệ quản trị CSDL (DBMS) chính là một gói phần mềm được dùng để xác định, thao tác cũng như truy xuất và quản lý dữ liệu. Hệ quản trị thường thao tác với những dữ liệu của chính DBMS. 

Ví dụ: định dạng dữ liệu, tên của file, cấu trúc của bản record và cấu trúc của file. Ngoài ra, hệ quản trị CSDL cũng sẽ giúp xác định những quy tắc nhằm xác thực cũng như thao tác với những dữ liệu này. 

Các hệ quản trị cơ sở dữ liệu phổ biến 

Một số hệ quản trị cơ sở dữ liệu được sử dụng phổ biến đó là:

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu MySQL

Hệ quản trị CSDL MySQL là một cơ sở dữ liệu phổ biến dành cho các ứng dụng web(miễn phí). Các tính năng của MySQL thường được cập nhật nhanh chóng nhất. 

Hệ quản trị này cho phép bạn lựa chọn nhiều công cụ lưu trữ. Vì vậy, người dùng có thể thay đổi được các chức năng của công cụ cũng như xử lý dữ liệu từ nhiều loại bảng khác nhau.

Giao diện đơn giản, dễ sử dụng với nhiều lệnh khác nhau. Nhìn chung, hệ thống khá tin cậy và không bị hao hụt nguồn tài nguyên. Đồng thời, chúng cũng cho phép người dùng có thể xử lý được một lượng dữ liệu lớn. 

Ưu điểm:

• Có phiên bản miễn phí
• Mang đến cho người dùng nhiều tính năng
• Đa dạng giao diện
• Hoạt động được ở trên nhiều cơ sở dữ liệu khác nhau ví dụ như Oracle

và DB2 

Nhược điểm:

• Cần dành nhiều thời gian hơn để làm việc với hệ quản trị MySQL
• Không có sự hỗ trợ tích hợp XML hoặc cho OLAP
• Các hỗ trợ sẽ có sẵn trong phiên bản miễn phí, tuy nhiên bạn cần phải trả phí để sử dụng
• Đây là một hệ quản trị CSDL khá lý tưởng dành cho một tổ chức cần đến công cụ quản lý mạnh mẽ nhưng vẫn tiết kiệm. 

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu Oracle

Phiên bản đầu tiên của hệ quản trị cơ sở dữ liệu Oracle được phát minh vào cuối những năm 70. Trong phiên bản mới nhất, Oracle được thiết kế sử dụng cho cloud và có thể thực hiện lưu trữ ở trên một hoặc nhiều server. Bên cạnh đó, Oracle còn cho phép quản lý các cơ sở dữ liệu có chứa hàng tỷ những bản record. Những tính năng của phiên bản này bao gồm framework, sử dụng cấu trúc logic lẫn physical. 

Ưu điểm:

• Hệ quản trị cơ sở dữ liệu này có nhiều cải tiến và nhiều tính năng mới. Bởi lẽ, Oracle có xu hướng thiết lập các thanh bar cho nhiều công cụ quản lý cơ sở dữ liệu khác. 
• Người dùng có thể dễ dàng tìm thấy được một công cụ có thể làm được những điều mà bạn muốn. 

Nhược điểm:

• Chi phí khá cao, nhất là với các tổ chức nhỏ 
• Có khá nhiều yêu cầu về tài nguyên sau khi đã tiến hành cài đặt. Chính vì vậy, bạn cần phải nâng cấp thêm những phần cứng. 
• Đây là một sự lựa chọn khá lý tưởng dành cho nhiều tổ chức lớn. Hệ thống cần phải xử lý những cơ sở dữ liệu khổng lồ và cần có thêm nhiều tính năng. 

Hệ quản trị CSDL SQL Server

Hệ quản trị SQL Server hoạt động dựa trên những Server cloud tương tự như server cục bộ. Chúng có thể thiết lập nhằm mục đích hoạt động cả hai đồng thời. Phiên bản mới nhất hiện tại của Microsoft Server cho phép Dynamic Data Masking. Và chỉ có những người được ủy quyền thì mới có thể nhìn thấy được những dữ liệu mật. 

Ưu điểm:

• Tốc độ nhanh và ổn định
• Cung cấp cho người dùng về khả năng điều chỉnh và theo dõi hiệu suất. Đồng thời, cũng làm giảm việc phải sử dụng các tài nguyên
• Người dùng có thể truy cập những hình ảnh trực quan ở trên các thiết bị di động
• Hoạt động khá tốt đối với những sản phẩm của hệ Microsoft

Nhược điểm:

• Ngay cả khi đã điều chỉnh hiệu suất thì vẫn có thể tiêu tốn khá nhiều tài nguyên
• Nhiều người dùng gặp phải sự cố khi sử dụng các dịch vụ tích hợp SQL Server cho việc nhập file
• SQL Server rất lý tưởng cho những tổ chức lớn khi sử dụng một số sản phẩm của nhà Microsoft.

Hệ quản trị csdl DB2

DB2 là một công cụ có khả năng NoSQL và có thể đọc được các file định dạng JSON và cả XML. Phiên bản mới nhất của DB2 chính là LUW (11.1) và được cải tiến nhiều nhất. Đặc biệt nhất đó là sự thay đổi trong thiết kế để hỗ trợ công cụ hoạt động nhanh chóng hơn thông qua một công nghệ có tên là bỏ qua dữ liệu. Bên cạnh đó, công cụ cũng được bổ sung thêm chức năng khôi phục, tương thích và cả phân tích. 

Ưu điểm:

• Có thể tận dụng tối đa nguồn tài nguyên sẵn có cho những cơ sở dữ liệu lớn. 
• Có thể lưu trữ được từ cloud, physical server hoặc đồng thời cả hai. 
• Có thể chạy được nhiều công việc cùng một lúc thông qua Task Scheduler. 
• Error Code và cả Exit Code có thể xác định được công việc có thể chạy qua Task Scheduler. 

Nhược điểm:

• Có chi phí tương đối cao
• Cần có thêm một công cụ của bên thứ ba hoặc một phần mềm bổ sung để làm cho các cluster hoặc những nút phụ khác hoạt động. 
• Hỗ trợ mức độ cơ bản chỉ có sẵn trong thời gian ba năm và thời gian sau đó cần phải chi trả để sử dụng. 

Hệ quản trị csdl MongoDB

Hệ quản trị MongoDB được thiết kế để dành cho các ứng dụng dữ liệu có và không có cấu trúc. Công cụ MongoDB cực kỳ linh hoạt, chúng hoạt động thông qua việc kết nối cơ sở dữ liệu đến những ứng dụng thông qua quá trình điều khiển có tên là MongoDB.

Ưu điểm:

• Sử dụng đơn giản, nhanh chóng
• Có công cụ hỗ trợ JSON cùng với những tài liệu NoSQL khác
• Có thể lưu trữ và truy cập vào tất cả cấu trúc một cách nhanh chóng
• Lược đồ có thể được viết mà không cần tới bộ đếm ngược thời gian

Nhược điểm:

• SQL sẽ không được sử dụng tương tự giống như một loại ngôn ngữ truy vấn. 
• Những công cụ dịch các truy vấn SQL chuyển thành MongoDB có sẵn. Tuy nhiên, cần phải bổ sung thêm một bước khác để có thể sử dụng. 
• Quá trình thiết lập sẽ tốn nhiều thời gian hơn và việc cài mặc định sẽ không đảm bảo an toàn. 

Hệ quản trị CSDL PostgreSQL

Hệ quản trị CSDL PostgreSQL cực kỳ phổ biến và được sử dụng miễn phí cho CSDL web. Đồng thời, cũng cho phép người dùng có thể quản lý cả dữ liệu có cấu trúc lẫn không có cấu trúc.

Ưu điểm:

• Có khả năng mở rộng và xử lý terabyte dữ liệu
• Hỗ trợ JSON
• Nhiều tính năng đã được xác định từ trước
• Một số giao diện đã có sẵn

Nhược điểm:

• Cấu hình có thể dễ bị nhầm lẫn
• Tốc độ cũng bị ảnh hưởng đối với những hoạt động lớn hoặc những truy vấn khác
• Phù hợp cho những tổ chức có ngân sách hạn hẹp và muốn có khả năng chọn giao diện cũng như sử dụng JSON

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu Redis

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu Redis là một sự kết hợp của công nghệ cơ sở dữ liệu và cả sự đổi mới của nguồn mở.

Mở rộng các cơ sở dữ liệu Redis sang SSD Flash nhằm tiết kiệm tối đa chi phí về mặt cơ sở hạ tầng. Bên cạnh đó, chúng cũng sử dụng phần cứng ở mức tối đa cùng với Redis Enterprise. 

Ưu điểm:

• Có hiệu suất cao cùng với khả năng mở rộng các tuyến tính lên tới 1.000 nút
• Có mức độ an toàn khá ổn định

Nhược điểm:

• Yêu cầu ít nhất là 3 master và 2 slave cho việc thiết lập cấu trúc
• Dữ liệu sẽ được phân đoạn dựa vào hash-slot và được chỉ định cho mỗi Master
• Trong trường hợp Master đang giữ một số slot gặp vấn đề thì dữ liệu được ghi ở trong slot đó sẽ bị mất
• Các Client kết nối đến Redis Cluster cần biết cấu trúc liên kết của Cluster. Việc này sẽ gây ảnh hưởng đến cấu hình ở trên máy của người khác!
• Failover sẽ không xảy ra trong tình trạng không có ít nhất một slave.
• Quá trình thăng cấp cho slave trong tư cách là Master với ít nhất 30 – 50 giây. Chính vì vậy, dữ liệu được ghi ở trong Cluster trong thời gian đó sẽ mất đi. 

Một số khái niệm liên quan khác

Truy vấn CSDL là gì? 

Truy vấn cơ sở dữ liệu là truy vấn mô tả những dữ liệu và thiết đặt các tiêu chí để hệ quản trị CSDL thích hợp. Nói cách khác, đây là một dạng bộ lọc, có khả năng thu thập thông tin từ nhiều bảng trong một CSDL quan hệ.

Bảo mật CSDL là gì?

Bảo mật cơ sở dữ liệu nghĩa là ngăn chặn các truy cập không được phép và hạn chế các sai sót của người truy cập. Ở Việt Nam, vấn đề bảo vệ dữ liệu nằm trong cơ sở dữ liệu (CSDL, database) chưa được quan tâm đúng mức. Vì vậy, có rất nhiều công ty, doanh nghiệp đang gặp phải vấn đề mất dữ liệu thông tin. 

 

Chắc hẳn qua bài viết, các bạn đã hiểu được CSDL là gì rồi đúng không nào! Để cập nhật thêm nhiều kiến thức hữu ích, các bạn đừng quên truy cập chonmuamay.com mỗi ngày nhé!