Quản lý cơ sở dữ liệu không phải là một thực thể duy nhất; đúng hơn, nó là một tập hợp các hành động (và trong một số trường hợp là một công nghệ chuyên dụng) để thao tác dữ liệu kinh doanh trong suốt quá trình tồn tại của nó. Khi khối lượng dữ liệu tăng lên, các doanh nghiệp đã phát hiện ra rằng hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu rất cần thiết để ngăn chặn hiệu suất ứng dụng kém và giảm thiểu mọi tác động đến tính khả dụng, tuân thủ và bảo mật.
Một công ty có thể sử dụng nhiều cách tiếp cận và hành động dưới danh nghĩa “quản lý cơ sở dữ liệu” để giảm thiểu hoặc ngăn chặn những tác động có hại của việc mở rộng dữ liệu theo cấp số nhân, không kiểm soát được.
Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu (DBMS) là gì?
Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu (DBMS) là một hệ thống được xác định bằng phần mềm để duy trì cơ sở dữ liệu và dữ liệu của chúng, trong khi quản lý cơ sở dữ liệu là một tập hợp các phương pháp hay nhất. Microsoft SQL Server, Oracle Database và PostgreSQL là những ví dụ về các hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu phổ biến. Người dùng có quyền kiểm soát dữ liệu trong cơ sở dữ liệu bằng DBMS và có thể đọc, cập nhật, tạo và xóa dữ liệu. Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu hoạt động như một giao diện, cho phép người dùng cuối truy cập cơ sở dữ liệu của họ và sắp xếp, truy cập dữ liệu khi cần.
Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu cho phép người dùng, chẳng hạn như quản trị viên cơ sở dữ liệu, quản lý dữ liệu, công cụ cho phép người dùng truy cập dữ liệu trong cơ sở dữ liệu và lược đồ cơ sở dữ liệu, là cấu trúc tổ chức của cơ sở dữ liệu. DBMS cung cấp tính bảo mật và tính toàn vẹn dữ liệu, nhưng một số hệ thống cũng bao gồm khôi phục và khởi động lại tự động, ghi nhật ký và hoạt động kiểm tra trong cơ sở dữ liệu.
Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu được phân thành nhiều loại:
- Một hệ thống tập trung trong đó tất cả dữ liệu được lưu trữ trong một khu vực duy nhất mà người dùng có thể truy cập để thay đổi dữ liệu.
- Một hệ thống phân tán trong đó dữ liệu được lưu trữ ở nhiều nút.
- Một hệ thống liên kết có thể cung cấp dữ liệu mà không cần sao chép dữ liệu nguồn. Loại này còn được chia thành hai loại nhỏ:
- Cơ sở dữ liệu được kết nối lỏng lẻo cần có quyền truy cập vào các cơ sở dữ liệu thành phần khác.
- Cơ sở dữ liệu được kết nối chặt chẽ kết hợp các quy trình riêng biệt vào một hệ thống liên kết.
- Hệ thống cơ sở dữ liệu chuỗi khối quản lý các giao dịch tài chính và phi tài chính.
Điều gì tạo nên một hệ thống quản lý dữ liệu?
- Động cơ lưu trữ: thành phần cốt lõi của DBMS và lưu dữ liệu. Nó là thành phần của hệ thống kết nối với hệ thống tệp ở cấp hệ điều hành. Nó đóng vai trò là điểm vào cho mọi truy vấn SQL tương tác với dữ liệu được lưu trữ.
- Danh mục hệ thống hoặc từ điển cơ sở dữ liệu: Còn được gọi là danh mục siêu dữ liệu, thành phần này đóng vai trò như một kho lưu trữ tập trung cho tất cả các mục cơ sở dữ liệu được tạo. Nó được sử dụng để xác nhận các yêu cầu dữ liệu của người dùng và cung cấp thông tin về các đối tượng, bảo mật, hiệu suất và các tính năng khác của cơ sở dữ liệu.
- Ngôn ngữ truy cập cơ sở dữ liệu: Mọi DBMS đều yêu cầu giao diện lập trình ứng dụng (API) để cho phép người dùng tạo cơ sở dữ liệu và truy cập dữ liệu, thường được cung cấp thông qua ngôn ngữ truy cập cơ sở dữ liệu. Ví dụ: trong cơ sở dữ liệu quan hệ, ngôn ngữ truy vấn có cấu trúc (SQL) là ngôn ngữ truy cập dữ liệu mặc định.
- Động cơ tối ưu hóa: xử lý các yêu cầu dữ liệu và chuyển đổi chúng thành các chỉ thị có thể thực hiện được. Nó cũng hỗ trợ tối ưu hóa cơ sở dữ liệu.
- bộ xử lý truy vấn: Sau khi một truy vấn (yêu cầu dữ liệu) được tối ưu hóa, bộ xử lý truy vấn sẽ xử lý yêu cầu đó và trả về kết quả. Nó phục vụ như một loại trung gian cho cơ sở dữ liệu và các truy vấn của người dùng.
- Trình quản lý khóa: Thành phần này ngăn cản nhiều người dùng thay đổi cùng một dữ liệu cùng một lúc. Nó giới hạn quyền truy cập của từng người dùng.
- Trình quản lý nhật ký: Tất cả các DBMS đều lưu giữ nhật ký về cách thức và thời điểm dữ liệu trong cơ sở dữ liệu được chỉnh sửa, tạo hoặc xóa. Trình quản lý nhật ký, cũng có thể giao tiếp với các công cụ cơ sở dữ liệu để khôi phục dữ liệu hoặc tạo bản sao lưu, ghi lại thông tin này. Nó giữ cho nhật ký được sắp xếp và có thể truy cập được bằng cách phân loại chúng.
- Tiện ích dữ liệu: Danh mục này bao gồm nhiều thành phần giúp dễ dàng bảo trì cơ sở dữ liệu và giám sát hoạt động. Chúng có thể bao gồm phần mềm sao lưu và phục hồi dữ liệu, kiểm tra tính toàn vẹn, báo cáo và giám sát, sửa chữa cơ bản, xác nhận và các chức năng khác.
Các loại hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu
Cơ sở dữ liệu được phân thành nhiều loại. Dưới đây là một số loại phổ biến:
#1. Cơ sở dữ liệu phân cấp
Trong Mô hình hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu phân cấp (DBMS phân cấp), dữ liệu được lưu trữ trong nút mối quan hệ cha-con. Ngoài dữ liệu thực, các bản ghi trong cơ sở dữ liệu phân cấp còn chứa thông tin về các nhóm kết nối cha/con của chúng.
Dữ liệu được nhóm thành dạng cây trong mô hình cơ sở dữ liệu phân cấp. Thông tin được lưu dưới dạng tập hợp các trường, mỗi trường có một giá trị duy nhất. Các hồ sơ được liên kết với nhau thông qua mối quan hệ cha-con. Mỗi mục con trong mô hình cơ sở dữ liệu phân cấp chỉ có một mục gốc. Một phụ huynh có thể có nhiều hơn một đứa con.
Để lấy dữ liệu từ một trường, chúng ta phải đi qua từng cây cho đến khi tìm được bản ghi.
Cơ sở dữ liệu phân cấp thường được sử dụng trong ngành ngân hàng và viễn thông để xây dựng các giải pháp hiệu suất cao và tính sẵn sàng cao. Đầu những năm 1960, IBM đã tạo ra cấu trúc hệ thống cơ sở dữ liệu phân cấp. Đồng thời, cấu trúc phân cấp cơ bản nhưng cứng nhắc do mối liên kết một-nhiều giữa cha mẹ và con cái.
Cơ sở dữ liệu phân cấp là những ví dụ nổi tiếng, chẳng hạn như Hệ thống quản lý thông tin IBM (IMS) và Windows Register.
#2. Cơ sở dữ liệu mạng
Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu mạng (Network DBMS) tạo ra mối quan hệ giữa các thực thể bằng cách sử dụng cấu trúc mạng. Máy tính kỹ thuật số lớn là nền tảng chính cho cơ sở dữ liệu mạng. Cơ sở dữ liệu mạng có tính phân cấp; tuy nhiên, không giống như cơ sở dữ liệu phân cấp, trong đó một nút chỉ có thể có một nút cha, một nút mạng có thể có một số mối quan hệ. Cơ sở dữ liệu mạng giống như mạng nhện hoặc mạng lưới các bản ghi được liên kết.
Trong cơ sở dữ liệu mạng, trẻ em được coi là thành viên, trong khi cha mẹ được gọi là người sử dụng. Mỗi đứa trẻ hoặc thành viên khác nhau ở chỗ nó có thể có nhiều hơn một phụ huynh.
Quy trình phê duyệt mô hình dữ liệu mạng tương tự như quy trình của mô hình dữ liệu phân cấp. Dữ liệu của cơ sở dữ liệu mạng được sắp xếp theo mối quan hệ nhiều-nhiều.
#3. Cơ sở dữ liệu quan hệ
Liên kết giữa dữ liệu trong hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu quan hệ (RDBMS) là quan hệ và được ghi dưới dạng bảng gồm các cột và hàng. Mỗi cột trong bảng đại diện cho một thuộc tính và mỗi hàng đại diện cho một bản ghi. Mỗi trường của bảng đại diện cho một giá trị dữ liệu.
RDBMS được truy vấn bằng Ngôn ngữ truy vấn có cấu trúc (SQL), bao gồm nhập, cập nhật, xóa và tìm kiếm bản ghi. Cơ sở dữ liệu quan hệ sử dụng một trường khóa để xác định duy nhất từng hàng trong mỗi bảng. Các trường khóa này có thể được sử dụng để liên kết bảng dữ liệu này với bảng dữ liệu khác.
Cơ sở dữ liệu phổ biến và được sử dụng phổ biến nhất là cơ sở dữ liệu quan hệ. Oracle, SQL Server, MySQL, SQLite và IBM DB2 là một số DDBMS phổ biến.
#4. Cơ sở dữ liệu mô hình hướng đối tượng
Chúng ta phải thảo luận về tính hữu ích của lập trình hướng đối tượng trong Mô hình này. Nó đòi hỏi nhiều thứ hơn là chỉ lưu trữ các đối tượng ngôn ngữ lập trình. Ngữ nghĩa của C++ và Java đang được tăng cường bởi DBMS đối tượng. Nó hỗ trợ khả năng tương thích ngôn ngữ bản địa đồng thời cung cấp các tính năng phát triển cơ sở dữ liệu đầy đủ tính năng. Nó mở rộng các ngôn ngữ lập trình đối tượng với các tính năng cơ sở dữ liệu.
Kỹ thuật lập trình hướng đối tượng tương tự như việc tạo ra các ứng dụng và cơ sở dữ liệu trong môi trường ngôn ngữ và mô hình dữ liệu nhất quán. Các ứng dụng sử dụng ít mã hơn, mô hình hóa dữ liệu trực quan hơn và dễ bảo trì hơn. Chỉ cần làm thêm một chút, các nhà phát triển đối tượng có thể tạo ra các ứng dụng cơ sở dữ liệu toàn diện.
Tính toàn vẹn của ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng và hệ thống nhất quán là cơ sở để phát triển cơ sở dữ liệu hướng đối tượng. Sức mạnh của cơ sở dữ liệu hướng đối tượng bắt nguồn từ việc xử lý theo chu kỳ cả dữ liệu liên tục, chẳng hạn như dữ liệu được tìm thấy trong cơ sở dữ liệu và dữ liệu nhất thời, chẳng hạn như dữ liệu được tìm thấy trong các ứng dụng đang chạy.
#5. Cơ sở dữ liệu đồ thị
Cơ sở dữ liệu đồ thị là cơ sở dữ liệu NoSQL sử dụng cấu trúc đồ thị cho các truy vấn ngữ nghĩa. Thông tin được tổ chức thành các nút, cạnh và thuộc tính. Nút trong cơ sở dữ liệu đồ thị đại diện cho một thực thể hoặc phiên bản, chẳng hạn như khách hàng, cá nhân hoặc phương tiện. Trong hệ thống cơ sở dữ liệu quan hệ, một nút giống hệt một bản ghi. Trong cơ sở dữ liệu đồ thị, Edge mô tả mối quan hệ kết nối các nút. Thuộc tính là các bit thông tin được thêm vào các nút.
Cơ sở dữ liệu đồ thị bao gồm Neo4j, Azure Cosmos DB, SAP HANA, Sparks, Oracle Spatial và Graph, OrientDB, ArrangoDB và MarkLogic. Một số RDBMS, đặc biệt là Oracle và SQL Server 2017 và các phiên bản tiếp theo, cũng hỗ trợ cấu trúc cơ sở dữ liệu đồ thị.
#6. Cơ sở dữ liệu mô hình ER
Cơ sở dữ liệu thường được sử dụng để triển khai mô hình ER. Mỗi hàng của bảng đại diện cho một thể hiện của một loại thực thể trong hệ thống cơ sở dữ liệu quan hệ đơn giản và mỗi trường trong bảng đại diện cho một loại thuộc tính. Mối quan hệ giữa các thực thể được thực hiện trong cơ sở dữ liệu quan hệ bằng cách lưu trữ khóa chính của một thực thể dưới dạng con trỏ hoặc “khóa ngoại” trong bảng của đối tượng khác.
#7. Cơ sở dữ liệu tài liệu
Cơ sở dữ liệu tài liệu (Document DB) là cơ sở dữ liệu NoSQL lưu trữ dữ liệu dưới dạng tài liệu. Mỗi tài liệu thể hiện dữ liệu, mối quan hệ của nó với các phần dữ liệu khác và các thuộc tính dữ liệu của nó. Dữ liệu trong cơ sở dữ liệu tài liệu được lưu trữ ở định dạng khóa-giá trị.
Document DB gần đây đã trở nên phổ biến nhờ khả năng lưu trữ tài liệu và khả năng của NoSQL. Lưu trữ dữ liệu NoSQL cho phép lưu trữ và tìm kiếm tài liệu nhanh hơn.
Hadoop/HBase, Cassandra, Hypertable, MapR, Hortonworks, Cloudera, Amazon SimpleDB, Apache Flink, IBM Informix, Elastic, MongoDB và Azure DocumentDB đều là các cơ sở dữ liệu NoSQL phổ biến.
#số 8. Cơ sở dữ liệu NoSQL
SQL không phải là ngôn ngữ truy cập dữ liệu chính trong cơ sở dữ liệu NoSQL. Cơ sở dữ liệu NoSQL bao gồm cơ sở dữ liệu đồ thị, cơ sở dữ liệu mạng, cơ sở dữ liệu đối tượng và cơ sở dữ liệu tài liệu.
Vì cơ sở dữ liệu NoSQL không có sơ đồ được thiết lập nên chúng rất lý tưởng cho những môi trường phát triển thay đổi nhanh chóng.
NoSQL cho phép các nhà phát triển thực hiện các thay đổi nhanh chóng mà không cần phải khởi động lại chương trình.
Cơ sở dữ liệu NoSQL được phân thành năm loại chính: cột, tài liệu, biểu đồ, khóa-giá trị và đối tượng.
Ví dụ về Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu (DBMS)
# 1. MySQL
MySQL là một hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu quan hệ máy khách-máy chủ (RDBMS) là nguồn mở. Đầu tiên chúng ta hãy xác định kiến trúc client-server. Khách hàng là các máy tính cài đặt và vận hành phần mềm RDBMS. Họ kết nối với máy chủ RDBMS bất cứ khi nào họ cần truy cập dữ liệu. Đó là thành phần “máy khách-máy chủ”.
#số 2. Quyền truy cập của Microsoft
Microsoft Access là một DBMS của Microsoft kết hợp Công cụ cơ sở dữ liệu phản lực Microsoft quan hệ với giao diện người dùng đồ họa và khả năng phát triển phần mềm. Nó là một phần của bộ phần mềm Microsoft Office và có sẵn ở các phiên bản chuyên nghiệp và cao hơn.
#số 3. Oracle
Oracle là một hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu quan hệ được phát triển và duy trì bởi Tập đoàn Oracle. Trong một cơ sở dữ liệu duy nhất, nó hiện hỗ trợ một số mô hình dữ liệu như tài liệu, quan hệ và khóa-giá trị. Hệ thống này dựa trên nền tảng cơ sở dữ liệu quan hệ, qua đó người dùng có thể truy cập trực tiếp vào các mục dữ liệu.
#4. Microsoft SQL
Microsoft SQL Server, cùng với MySQL, PostgreSQL và Oracle, là một trong những hệ thống quản lý Cơ sở dữ liệu quan hệ phổ biến nhất như một giải pháp hoàn toàn thương mại. Nó có khả năng lưu trữ và quản lý dữ liệu quan hệ một cách hiệu quả. Để giao tiếp với cơ sở dữ liệu SQL Server.
Tại sao doanh nghiệp cần quản lý cơ sở dữ liệu
Sự bùng nổ dữ liệu không có dấu hiệu giảm bớt. Do đó, các tập đoàn đang đầu tư vào các hoạt động quản lý cơ sở dữ liệu, người quản lý cơ sở dữ liệu và hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu để:
- Duy trì hoạt động kinh doanh như dự kiến.
- Duy trì hồ sơ về khách hàng, dữ liệu tồn kho và nhân viên.
- Duy trì hiệu suất của ứng dụng và cơ sở dữ liệu của bạn.
- Lưu trữ và sắp xếp nhiều loại dữ liệu.
- Tự động hóa các hoạt động và thủ tục cơ sở dữ liệu.
Đặc biệt, khó có thể bỏ qua những lợi thế của hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu, đặc biệt khi khối lượng dữ liệu do con người và máy móc tạo ra hàng ngày ngày càng tăng. Một trong những ưu điểm đáng chú ý nhất là tăng cường bảo mật dữ liệu trong cơ sở dữ liệu. Các doanh nghiệp có thể sử dụng DBMS để cải thiện khả năng truy cập dữ liệu và cho phép người dùng cuối trên toàn doanh nghiệp chia sẻ dữ liệu. Nhờ có quyền truy cập vào dữ liệu chính xác mà họ yêu cầu, những người dùng cuối này có thể tạo ra doanh số bán hàng nhanh hơn và đưa ra lựa chọn nhanh hơn.
Hơn nữa, bằng cách sử dụng hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu, các công ty có thể giảm thiểu các vấn đề do dữ liệu không nhất quán, xảy ra khi một số dạng dữ liệu giống nhau tồn tại ở các vị trí riêng biệt. DBMS cung cấp cho các tổ chức một bức tranh hoàn chỉnh, minh bạch về cách chia sẻ dữ liệu, ngăn chặn việc sao chép dữ liệu lãng phí. DBMS cũng cho phép doanh nghiệp thực thi các tiêu chuẩn về quyền riêng tư và bảo mật dữ liệu, giảm nguy cơ rò rỉ dữ liệu.
Cuối cùng, người dùng cuối sẽ có thể đưa ra quyết định sáng suốt dựa trên dữ liệu mà họ có. Dữ liệu tốt hơn, nhất quán hơn cung cấp thông tin chất lượng cao, hữu ích, có thể hỗ trợ người dùng đưa ra quyết định dựa trên dữ liệu chính xác mà họ yêu cầu. Điều này, đến lượt nó, dẫn đến tăng năng suất trong toàn tổ chức.
Cách chọn hệ thống quản lý
Cho dù tổ chức của bạn muốn phát triển các phương pháp hay nhất về quản lý cơ sở dữ liệu hay triển khai hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu, việc chọn DBMS chính xác sẽ bị ảnh hưởng bởi nhiều tiêu chí và mức độ ưu tiên khác nhau.
Hiểu (các) cơ sở dữ liệu hiện tại của bạn là bước đầu tiên và quan trọng nhất trong việc chọn DBMS nào phù hợp nhất với bạn. Mỗi cơ sở dữ liệu sẽ có bộ dữ liệu riêng, vì vậy các tổ chức nên nắm rõ các yêu cầu của mình. Một DBMS tốt sẽ cung cấp cái nhìn tổng hợp về trạng thái dữ liệu của bạn, cho phép bạn hiểu nó được lưu trữ ở đâu và nó đang được sử dụng như thế nào. Chưa kể, DBMS sẽ cung cấp quyền truy cập vào dữ liệu trên một số ứng dụng mà không cần sao chép dữ liệu.
Điều quan trọng cần nhớ là, giống như nhiều hệ thống khác, DBMS sẽ yêu cầu bộ nhớ và CPU bổ sung, vì vậy các tổ chức nên xem xét liệu họ có thể đáp ứng yêu cầu này hay không. Tuy nhiên, những lợi thế của DBMS là có thể thấy rõ, đặc biệt khi xử lý lượng lớn dữ liệu nhạy cảm, chẳng hạn như dữ liệu được thấy trong các tổ chức chăm sóc sức khỏe.
5 mục đích của hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu là gì?
Đồng thời, bảo mật, sao lưu và phục hồi, tính toàn vẹn và mô tả dữ liệu đều là các chức năng của DBMS. Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu có nhiều ưu điểm nhưng việc thiết lập tốn kém và tốn thời gian.
- 27 phần mềm hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu (DBMS) hàng đầu vào năm 2023
- QUẢN LÝ CƠ SỞ DỮ LIỆU: Định nghĩa, Loại và Lợi ích
- Phần mềm quản lý cơ sở dữ liệu: Định nghĩa, các loại & 10 lựa chọn hàng đầu
- NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH PHỔ BIẾN NHẤT: Hướng dẫn năm 2023
dự án
